JP6931710B2 - レーダ装置及び物標追尾方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として、物標を追尾する機能を有するレーダ装置に関する。

従来から、レーダアンテナが受信したエコー信号に基づいて物標を追尾する機能（ＴＴ：Ｔａｒｇｅｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ機能）を有するレーダ装置が知られている。特許文献１は、この種のレーダ装置を開示する。

特許文献１のレーダ装置は、特徴抽出手段と、情報選別手段と、を備える。特徴抽出手段は、追尾中の物標に関する形状の特徴（例えば、エコーの形状の自船か ら見た方位幅及び距離幅）を抽出して、その抽出データを記憶する。情報選別手段は、特徴抽出手段で抽出された追尾中の物標の特徴が、所定のウィンドウ内に 存在する物標の特徴に一致しているか否かを判別する。

特許文献１は、この構成により、形状の特徴に基づいてエコーデータを選別するので、不要なエコーを本来の追尾対象である物標と誤って選択することがないとする。

特開平９−２３６６５８号公報

レーダ装置では、例えば、船舶同士がすれ違い、又は船舶がブイの近くを移動する場合等に、複数のエコーがレーダ画像上で一体化し、見かけ上１つのエコーとなってしまうことがある（以下、この現象を融合と呼ぶことがある）。

この点、特許文献１のレーダは、エコーの形状の特徴によって追尾ターゲットを選別するので、一時的にエコーの融合が起こっても、再びエコーが分離した後に ターゲットの追尾を正常に継続できることも多い。しかし、融合前のそれぞれのエコーの形状が互いに類似していた場合は、融合後に分離したエコーについて、 どのエコーが追尾ターゲットのエコーであったか判別することが困難であり、エコーの融合をきっかけとして誤ったエコーを追尾し始めてしまうおそれがある。

また、エコーは、複数のエコーの融合が起こらない場合でも、観測状況等によって形状が変化する場合がある。この場合に、特許文献１の構成では追尾ターゲットを見失うおそれがある。

以下の説明では、ある物標のエコーから他の物標のエコーに追尾対象が途中で変わってしまう現象を、追尾の「乗り移り」と呼ぶことがある。また、追尾対象を 見失う現象を、追尾の「ロスト」と呼ぶことがある。上記の特許文献１は、乗り移り及びロストを抑制して良好な追尾を実現する点で、改善の余地が残されてい た。

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、複数のエコーが融合する状況を考慮して、正確かつ安定したターゲットの追尾を行うことができるレーダ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成のレーダ装置が提供される。即ち、このレーダ装置は、追尾処理部と、融合可能性計算部と、事前対応処理部と、を備 える。前記追尾処理部は、アンテナで受信した受信信号から検出されたエコーについて追尾処理を行う。前記融合可能性計算部は、物標の位置及び速度を含む運 動情報に基づいて、複数のエコーが一体化するエコー融合が将来発生する可能性であるエコー融合可能性を計算する。前記事前対応処理部は、前記エコー融合可 能性に基づいて、前記エコー融合の将来の発生に対応する処理である事前対応処理を行う。

これにより、エコー融合が実際に発生する前にその可能性を予見して、適切な処理を事前に行うことができる。

前記のレーダ装置においては、前記運動情報は、前記追尾処理部が行う前記追尾処理によって取得されるように構成することができる。

これにより、簡素な構成で運動情報を取得することができる。

前記のレーダ装置においては、前記運動情報は、船舶自動識別装置から入力される情報に基づいて取得されるように構成することができる。

この場合も、簡素な構成で運動情報を取得することができる。

前記のレーダ装置においては、前記事前対応処理は、前記追尾処理部が行う前記追尾処理の制御ゲインを異ならせる処理を含むことが好ましい。

これにより、例えば、エコー融合の可能性が高いことが予見される場合に追尾処理の感度を事前に低下させておくことによって、追尾の乗り移り及びロストを抑制することができる。

前記のレーダ装置においては、前記事前対応処理は、前記追尾処理部が行う前記追尾処理において、新しく検出されたエコーに対する応答性を低下させる処理を含むことが好ましい。

これにより、新しく検出されたエコーに対する応答性を事前に低下させておくことで、エコーの融合が起こった場合でも、再分離後の追尾の乗り移り及びロストを抑制することができる。

前記のレーダ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記追尾処理部は、新しく検出されたエコーに基づいて前記物標の位置を取得する第１ モードと、新しく検出されたエコーを無視して従前の前記追尾処理の結果から物標の位置を推定する第２モードと、を有する。前記事前対応処理は、前記追尾処 理部を前記第１モードから前記第２モードに切り替える処理を含む。

これにより、追尾処理部が第２モードで追尾処理を行うように事前に切り替えておくことで、エコーの融合が起こった場合でも、再分離後の追尾の乗り移り及びロストを抑制することができる。

前記のレーダ装置においては、前記事前対応処理は、領域的にまとまって存在するエコーを前記受信信号から検出するときの前記受信信号の強度の閾値を異ならせる処理を含むことが好ましい。

これにより、例えば、受信信号の強度の閾値を事前に大きくしておくことで、領域的にまとまって存在するエコーが、他のエコーと近接した場合でも一体化しにくくすることができる。これにより、追尾の乗り移り及びロストの原因となるエコー融合の発生を未然に防止し易くなる。

前記のレーダ装置においては、前記事前対応処理は、前記受信信号に対して行われるノイズ除去処理の閾値を変更する処理を含むことが好ましい。

これにより、例えば、ノイズ除去処理の閾値を事前に大きくしておくことで、互いに分離して取り扱われるべきエコーが、ノイズを介して一体化するのを抑制することができる。

前記のレーダ装置においては、前記事前対応処理は、前記エコー融合可能性が所定以上であるエコーの表示を通常と異ならせる処理を含むことが好ましい。

これにより、ユーザは、将来他のエコーと一体化する可能性が高いエコーについて、事前に注意しておくことができる。従って、エコーの融合に伴って追尾の乗り移り又はロストが生じた場合でも、それにユーザが早期に気付いて適切な対応を行い易くなる。

前記のレーダ装置においては、前記事前対応処理は、前記エコー融合可能性が所定以上であるエコーに関する追尾シンボルの表示を通常と異ならせる処理を含むことが好ましい。

これにより、ユーザは、将来他のエコーと一体化する可能性が高いエコーに関する追尾物標について、事前に注意しておくことができる。従って、エコーの融合に伴って追尾の乗り移り又はロストが生じた場合でも、それにユーザが早期に気付いて適切な対応を行い易くなる。

前記のレーダ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記事前対応処理部は、前記融合可能性計算部で得られた前記エコー融合可能性が所定 の判定閾値よりも高くなると、前記事前対応処理を開始する。前記事前対応処理部は、前記エコー融合可能性が前記判定閾値よりも低くなると、前記事前対応処 理を終了する。

これにより、必要がない場合にまで事前対応処理が行われることを防止することができる。

前記のレーダ装置においては、前記融合可能性計算部は、物標同士の最接近距離を前記運動情報に基づいて計算し、得られた最接近距離に基づいて前記エコー融合可能性を取得することが好ましい。

これにより、現在は別々に存在しているエコーが将来に一体化する可能性を、運動情報を利用して適切に評価することができる。

前記のレーダ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記融合可能性計算部は、前記エコー融合の発生までの推定時間を計算する。前記事前対応処理部は、前記エコー融合可能性及び前記推定時間に基づいて、前記事前対応処理を行う。

これにより、エコー融合の可能性が高いものの融合が起きるまでの時間が長いと推定される場合には、事前対応処理を直ちには行わないようにする等、より柔軟な対応が可能になる。

本発明の第２の観点によれば、以下の物標追尾方法が提供される。即ち、アンテナで受信した受信信号から検出されたエコーについて追尾処理を行う。物標の位 置及び速度を含む運動情報に基づいて、複数のエコーが一体化するエコー融合が将来発生する可能性であるエコー融合可能性を計算する。前記エコー融合可能性 に基づいて、前記エコー融合の将来の発生に対応する処理である事前対応処理を行う。

これにより、エコー融合が実際に発生する前にその可能性を予見して、適切な処理を事前に行うことができる。

本発明の一実施形態に係るレーダ装置のブロック図。 レーダ装置において行われるエコー融合可能性の検出と事前対応処理を説明する模式図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置１のブロック図である。

図１に示すレーダ装置１は、船舶等の移動体に備えられており、電波を放射することで自船の周囲を探知する。このレーダ装置１は、レーダアンテナ１１と、信 号処理部１２と、画像処理部１３と、表示部１４と、エコー検出部１５と、追尾処理部１６と、融合可能性計算部１７と、事前対応処理部１８と、を備えてい る。

レーダ装置１は公知のコンピュータを備えており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。ＲＯＭには、本発明の物標追尾 方法を実現するためのプログラムが記憶されている。このハードウェアとソフトウェアの協働により、レーダ装置１を、画像処理部１３、エコー検出部１５、追 尾処理部１６、融合可能性計算部１７、及び事前対応処理部１８等として動作させることができる。

レーダアンテナ１１は、 水平面内で回転しながら、電波の送受信を繰り返し行う。レーダ装置１は、レーダアンテナ１１を介して、指向性の強い電波（例えば、パルス状の電波）を探知 信号として送信するとともに、この探知信号が物標等に反射して戻ってきた反射波を受信する動作を、レーダアンテナ１１を回転させながら短い時間間隔で反復 する。

以後の説明では、レーダアンテナ１１から探知信号が送信されてから次の探知信号が送信されるまでの動作をスイープ と呼ぶことがある。また、各回のスイープでレーダアンテナ１１により電波が送受信される方向を距離方向と呼び、レーダアンテナ１１が回転する方向を方位方 向と呼ぶことがある。更に、スイープを反復しながらレーダアンテナ１１を１回転する動作をスキャンと呼ぶことがある。

レーダ装置１は、スキャンを継続して行うことにより、自船の周囲を３６０°にわたって探知することができる。

信号処理部１２は、レーダアンテナ１１で反射波を受信することにより得られたアナログ受信信号を検波するとともに、この受信信号に対してＡ／Ｄ変換を行ってデジタルデータに変換する。

更に、信号処理部１２は、得られたデジタルデータに対して、各種の処理を行う。この処理には、船舶等からのエコーを判別しにくくするノイズを除去するノイ ズ除去処理が含まれる。ノイズの原因としては、例えば、図示しないレーダ受信回路の内部雑音、及び、雨又は雪のエコー等が考えられる。

信号処理部１２は、スイープの１回分の受信信号がレーダアンテナ１１から入力される毎に、上記のようにデジタルデータを生成して、画像処理部１３及びエコー検出部１５へ出力する。

画像処理部１３は、ラスタ形式の２次元画像であるレーダ映像を生成する。具体的に説明すると、画像処理部１３は画像メモリを備えており、信号処理部１２か らスイープの１回分のデジタルデータが入力されると、当該スイープでのレーダアンテナ１１の向きに基づいて、当該データに含まれるエコーに対応する画像メ モリでの位置（２次元直交座標）を示すアドレスを計算する。その後、画像処理部１３は、計算されたアドレスの位置に、エコーの強度に対応して予め定められ た色を記憶させる。以上により、周囲の状況を示すレーダ映像を作成することができる。

更に、画像処理部１３は、後述の追 尾処理部１６から得られた追尾物標（ターゲット）の情報に基づいて、追尾物標の位置及び速度を表すシンボル（追尾シンボル）を作成し、当該シンボルとレー ダ映像とを合成する処理を行う。これにより、画像処理部１３は、レーダ映像に追尾物標の速度ベクトルが重ねられた合成映像を生成することができる。画像処 理部１３は、得られた合成映像を表示部１４に出力する。

表示部１４は、公知のラスタスキャン式のディスプレイとして構成されている。表示部１４は、その表示画面に、画像処理部１３から入力された合成映像を表示する。

エコー検出部１５は、信号処理部１２から入力されたデジタルデータに基づいてエコーを検出する。

具体的に説明すると、エコー検出部１５は、スイープの１回分のデジタルデータが信号処理部１２から入力されると、当該デジタルデータで示される受信信号の 強度と、所定の２値化閾値と、を比較し、例えば、強度が閾値以上である場合は「１」とし、そうでない場合は「０」となるように変換する。この２値化処理に より得られた信号において、「１」のデータはエコーがあることを意味し、「０」のデータはエコーがないことを意味する。

更に、エコー検出部１５は、２値化後のデータにおいて「１」のデータの２次元的な連続性（即ち、距離方向及び方位方向での連続性）を調べ、エコーの領域的 なまとまりを検出する。以下の説明では、このようにまとまって検出されたエコーを、領域エコーと呼ぶことがある。信号処理部１２は、「１」のデータのまと まり毎に（言い換えれば、領域エコー毎に）、その代表点の座標を計算により求める。代表点はどのように定めても良いが、例えば、「１」のデータが連続する 領域を示す図形の重心とすることができる。得られた領域エコーの代表点の位置は、物標の位置を実質的に表している。エコー検出部１５は、スキャンが１回行 われる毎に、検出された全ての領域エコーについて、代表点の座標を追尾処理部１６に出力する。

追尾処理部１６は、エコー検出部１５から入力された領域エコーの位置の情報に基づいて、物標を継続的に追尾し、その運動情報を推定する。この運動情報には、物標の位置、物標が移動する向き及び移動速度の大きさが含まれている。

追尾処理部１６はＴＴ機能のための公知の構成であるので詳細は説明しないが、追尾処理部１６では以下のような処理が行われる。

追尾処理部１６は、今回のスキャンでエコー検出部１５から入力された物標から、ある追尾物標について前回のスキャンの時点で予測した今回の物標の位置に最 も近いものを、当該追尾物標の今回の観測位置として求める。これにより、今回のスキャンでエコー検出部１５から入力された物標の位置に対して、追尾物標を 対応付けることができる。

次に、追尾処理部１６は、前回のスキャンでの推定位置と、今回のスキャンで得られた観測位置 と、を用いて、追尾物標の推定位置を算出する。このとき、例えば公知のαβトラッカー又はカルマンフィルタ等を用いて適宜の平滑化処理を行って推定位置を 求めることで、今回のスキャンで得られた観測位置をそのまま用いる場合と比較して、追尾物標の位置の出力を安定化させることができる。

追尾処理部１６は、前回のスキャンで得られた推定位置と、今回のスキャンで得られた推定位置と、に基づいて、追尾物標の移動速度を示す速度ベクトルを計算により取得する。

続いて、追尾処理部１６は、今回のスキャンで得られた推定位置と、上記の速度ベクトルと、に基づいて、次回のスキャンの時点での物標の位置を予測する。この予測位置は、次回のスキャンでの追尾処理に用いられる。

追尾処理部１６は、以上で説明した処理を、追尾物標の全てについて行う。なお、今回のスキャンでエコー検出部１５から入力された物標のうち、過去に追尾していた物標と対応付けられなかった物標については、追尾処理部１６は新しい追尾物標として取り扱う。

追尾処理部１６は、上記の処理を１回のスキャン毎に繰り返すことで、物標を継続的に追尾することができる。

追尾処理部１６は、１回のスキャン毎に、追尾物標のそれぞれについて、今回のスキャンでの推定位置と、速度ベクトルとを、上述の運動情報として画像処理部１３に出力する。追尾処理部１６は、融合可能性計算部１７に対しても、各追尾物標の運動情報を出力する。

ただし、追尾処理部１６は、上記のように通常の追尾処理を行うモード（第１モード）と、特別な追尾処理を行うモード（第２モード）と、を切替可能に構成さ れている。この第２モードでは、追尾処理部１６は、エコー検出部１５からの物標の位置の入力を無視し、第２モードに切り替えられる直前に得られていた速度 ベクトルにより物標が一定の速度で運動するとみなして、物標の推定位置を求める。

融合可能性計算部１７は、追尾処理部 １６から入力された各追尾物標の運動情報、具体的には物標の推定位置及び速度ベクトルに基づいて、当該追尾物標に対応するエコーが他のエコーと将来的に融 合する可能性（以下、エコー融合可能性と呼ぶことがある。）を計算により取得する。

エコー融合可能性は、２つのエコーが 将来的に接触する可能性を示すものであれば良く、様々な指標を用いることが考えられる。本実施形態では、ＴＴ機能等で自船と他船との衝突危険度を判定する 手法であるＣＰＡ（Ｃｌｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ａｐｐｒｏａｃｈ）の考え方を利用して、エコー融合可能性を判定している。

ＣＰＡは公知であるので詳細な説明は省略するが、簡単に説明すると、ＣＰＡは、自船に対する他船の相対位置と相対速度から、他船が自船に最も接近する点で ある最接近点までの距離（最接近距離、ＤＣＰＡ）を求め、この距離が所定以下であった場合に衝突危険度が高いと判定するものである。

ＣＰＡは自船と他船との衝突リスクを評価するものであるが、２つの物標のエコー同士が接触（言い換えれば、融合）する可能性を評価する場合にも応用するこ とができる。即ち、２つの物標をＡ，Ｂとしたとき、物標Ａに対する物標Ｂの相対位置と相対速度を計算し、これらからＤＣＰＡを求め、当該ＤＣＰＡが所定の 閾値を下回る場合に、２つの物標Ａ，Ｂのエコー同士が融合する可能性が高いと判定すれば良い。

融合可能性計算部１７は、 追尾処理部１６から入力した物標から任意の２つの物標を取り出してＤＣＰＡの計算を行い、得られたＤＣＰＡに基づいて、エコー融合可能性が高いか否かを判 定する。融合可能性計算部１７は、エコー融合可能性が高いと判定した場合は、当該２つの物標のそれぞれの情報を事前対応処理部１８に出力する。

融合可能性計算部１７が事前対応処理部１８に出力する物標の情報としては、物標の位置、速度、及び、エコー融合の発生までの推定時間等を挙げることができ る。この推定時間としては、物標Ｂから上記の最接近点までの距離を、物標Ａに対する物標Ｂの相対速度で除算して得られる時間（最接近時間、ＴＣＰＡ）を用 いることができる。

融合可能性計算部１７は、追尾処理部１６から入力した全ての物標から２つの物標を取り出す全ての組合せについて、上記の処理を行う。これにより、エコーが一体化する可能性が高い物標のペアを漏れなく検出して、当該物標の情報を事前対応処理部１８に出力することができる。

事前対応処理部１８は、エコー融合可能性が高い物標の情報が融合可能性計算部１７から入力された場合に、エコーの融合が生じるかもしれない状況に備える特別な処理を、信号処理部１２、画像処理部１３、エコー検出部１５、及び追尾処理部１６に対して事前に行わせる。

具体的に説明すると、事前対応処理部１８は、エコーの融合が起こる前の対応として、以下の（１）〜（４）に示す処理を行う。

（１）事前対応処理部１８は、追尾処理部１６が備えるゲイン制御部２１に対して信号を送り、エコー融合可能性が高い物標については、追尾処理部１６が、エ コー検出部１５から入力される物標の位置を無視させる追尾処理（前述の第２モードでの追尾処理）を行わせるように制御する。従って、推定される速度ベクト ルの更新は行われず、物標が一定の速度で移動するとみなして追尾が行われる。このことから、ゲイン制御部２１は実質的に、追尾処理部１６が行う追尾制御に 関する制御ゲインをゼロにしているということができる。これにより、エコーの融合が実際に発生しても、物標の追尾が影響を受けて乗り移りやロスト等が発生 するのを防止することができる。

（２）事前対応処理部１８は、画像処理部１３に対して信号を送り、画像処理部１３が生成 して表示部１４に出力するレーダ映像において、エコー融合可能性が高いエコーを、通常のエコーと区別して（例えば、異なる色で）表示させるように制御す る。これに代えて、又はこれに加えて、追尾物標の位置及び速度を表すシンボルを、通常のシンボルと区別して表示しても良い。これにより、ユーザは、エコー 同士が融合する可能性が高いエコーに対して、事前に注意を払うことができる。従って、エコー融合が実際に発生し、これに伴って追尾の乗り移り等が発生した 場合でも、ユーザがそれに早期に気付いて適切な対応をとることができる。

（３）事前対応処理部１８は、信号処理部１２に 対して信号を送り、エコー融合可能性が高い物標の近くを探知したときの受信信号のデジタルデータに対して、例えば上述のノイズ除去処理に用いられる閾値を 大きくさせるように制御する。これにより、複数のエコーが互いに接近した場合でも、エコー同士を接続するようなノイズを含めてノイズが通常より強めに除去 されるので、エコー同士の融合を未然に防止することができる。

（４）事前対応処理部１８は、エコー検出部１５に対して信 号を送り、エコー融合可能性が高い物標の近くを探知したときの受信信号のデジタルデータについては、上述の２値化処理を行うときの信号強度の閾値を大きく させるように制御する。これにより、複数のエコーが実際に接近した場合でも、２つのエコーに対応する「１」の連続した領域の間には、エコーがないことを示 す「０」が現れ易くなる。従って、それぞれのエコーが他から良好に分離した状態で、追尾処理部１６によって追尾することができる。

ただし、事前対応処理部１８が上記の（１）〜（４）の処理を全て行う構成は一例であり、事情に応じて何れかを省略することができる。また、上記の処理を変更することもできる。

例えば、上記の（１）において、追尾処理部１６において第２モードでの追尾処理を行わせることなく第１モードを維持するものの、ゲイン制御部２１が、物標 位置の推定に用いる上述のαβトラッカーにおいて位置平滑化定数α及び速度平滑化定数βを小さくする制御を行っても良い。この場合も、追尾物標の今回の観 測位置に対する応答性を低下させて、制御ゲインを実質的に変更することができる。

また、例えば、上記の（２）においてエ コーを他の色で表示する代わりに、当該エコーを含む適宜の大きさの領域について、レーダ映像に対して例えば鮮鋭化等の画像処理を行うことが考えられる。こ れにより、表示部１４に表示される各エコーの輪郭が明確になるので、それぞれが分離して見え易くなる。

事前対応処理部 １８は、上記の事前対応処理を開始してから所定時間後に、当該処理を終了して、元の状態に戻す。事前対応処理が継続する時間は、上述の融合可能性計算部 １７から入力されるエコー融合の発生までの推定時間に対し、所定のマージンを加算した時間とすることができる。これにより、エコー融合が起きるかもしれな いタイミングまで、事前対応処理を確実に継続することができる。

状況によっては、エコー融合可能性が所定の判定閾値以上 になって事前対応処理が開始された後、上記の所定時間が経過する前に、エコー融合可能性が低下して上記の判定閾値を下回ることも考えられる。この場合は、 所定時間が経過する前でも事前対応処理を終了することができる。これにより、不要な場合にまで事前対応処理が継続することを防止できる。

エコー融合の発生までの推定時間が相当に長い場合は、直ちに事前対応処理を行うと、処理のタイミングが早過ぎてかえって不適切な場合もある。そこで、事前 対応処理部１８は、エコー融合可能性が所定の判定閾値以上であり、かつ、上記の推定時間が所定の閾値以内であるときに、事前対応処理を行うようにしても良 い。このように時間的な条件も考慮することで、事前対応処理を適切なタイミングで行うことができる。

次に、本発明によって物標の追尾に関する事前処理が行われる場合の効果について、図２に示すように２つの物標がすれ違う場合を例にして説明する。図２は、レーダ装置１においてエコー融合可能性の検出と事前対応処理を説明する模式図である。

図２（ａ）には、レーダ装置１が備える追尾処理部１６によって、船舶である２つの物標Ａ，Ｂが追尾されている様子が示されている。図２において、ハッチン グを付した図形はエコーを示している。それぞれの物標のエコーには、上述の追尾シンボルが重ねて表示されている。追尾シンボルにおいて、追尾処理部１６が 求めた各物標の推定速度ベクトルが、直線で示されている。

図２（ａ）の状態から時間が少し経過し、それぞれの船舶が進路を変更したことに伴い、２つの物標Ａ，Ｂの移動の向きが変化して、追尾処理部１６が求める推定速度ベクトルが図２（ｂ）のようになったとする。

この図２（ｂ）の時点で、融合可能性計算部１７が計算するエコー融合可能性は大幅に高くなる。これに伴って、事前対応処理部１８は、エコーが融合するかもしれないことを見越した事前対応処理を行うことができる。

具体的には、図２（ｂ）の状態から適宜の時間が経過するまでの間、追尾処理部１６は、新しく検出されたエコーの位置及び形状を無視して、図２（ｂ）の時点 で得られていた推定速度ベクトルによって、各物標Ａ，Ｂの位置を計算により求める。言い換えれば、追尾処理部１６は、従前（もっと言えば、エコー融合可能 性が高いと判定される前）に得られていた速度ベクトルを用いた予測に基づく追尾を行う。これにより、図２（ｃ）のように実際にエコー融合が起こっても、再 分離後のそれぞれのエコーについて、図２（ｄ）のように、乗り移りが生じない正しい追尾を継続することができる。

以上に 説明したように、本実施形態のレーダ装置１は、追尾処理部１６と、融合可能性計算部１７と、事前対応処理部１８と、を備える。追尾処理部１６は、レーダア ンテナ１１で受信した受信信号から検出されたエコーについて追尾処理を行う。融合可能性計算部１７は、物標の位置及び速度を含む運動情報に基づいて、複数 のエコーが一体化するエコー融合が将来発生する可能性であるエコー融合可能性を計算する。事前対応処理部１８は、前記エコー融合可能性に基づいて、エコー 融合の将来の発生に対応する処理である事前対応処理を行う。

また、本実施形態のレーダ装置１においては、以下の方法によ り物標の追尾が行われる。即ち、レーダアンテナ１１で受信した受信信号から検出されたエコーについて追尾処理を行う。物標の位置及び速度を含む運動情報に 基づいて、複数のエコーが一体化するエコー融合が将来発生する可能性であるエコー融合可能性を計算する。前記エコー融合可能性に基づいて、前記エコー融合 の将来の発生に対応する処理である事前対応処理を行う。

これにより、エコー融合が実際に発生する前に、その可能性を算出して、予見されたエコー融合の可能性に応じて適切な処理を行うことができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記の実施形態のレーダ装置１では、追尾処理部１６が行う追尾処理により追尾物標（ターゲット）の運動情報が取得されていたが、船舶自動識別装置 （ＡＩＳ）により追尾物標の運動情報を取得するものであっても良い。即ち、レーダ装置１は、追尾処理部１６に加えてＡＩＳ情報取得部を備え、このＡＩＳ情 報取得部が、他船の位置及び速度を取得するように構成することができる。ＡＩＳ情報に含まれる他船の位置及び速度は地球を基準とするものであるので、 ＡＩＳ情報取得部は自船に対する相対位置及び相対速度に変換して、変換後の情報を前記運動情報として融合可能性計算部１７に出力する。これによっても、融 合可能性計算部１７でエコー融合可能性を計算して、得られた可能性に応じて適切な処理を行うことができる。

レーダ装置１は、船舶用のレーダに限られず、例えば港湾や灯台等に設置され、移動体の位置等を監視するレーダであっても良い。

追尾処理部１６は、追尾物標の形状等の特性を記憶して、この特性に適合するか否かを判別しつつ上記の対応付けを行うように構成しても良い。

上記の実施形態において、レーダ装置１はパルスレーダとして構成されているが、このレーダ装置１は例えばＣＷ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅ）レーダやパルスドップラーレーダであっても良い。

１ レーダ装置
１１ レーダアンテナ
１２ 信号処理部
１３ 画像処理部
１４ 表示部
１５ エコー検出部
１６ 追尾処理部
１７ 融合可能性計算部
１８ 事前対応処理部
２１ ゲイン制御部

Claims (13)

1. アンテナで受信した受信信号から検出されたエコーについて追尾処理を行う追尾処理部と、
   物標の位置及び速度を含む運動情報に基づいて、複数のエコーが一体化するエコー融合が将来発生する可能性であるエコー融合可能性を計算する融合可能性計算部と、
   前記エコー融合可能性に基づいて、前記エコー融合の将来の発生に対応する処理である事前対応処理を行う事前対応処理部と、
   を備えるレーダ装置において、
   前記融合可能性計算部は、
   物標同士の最接近距離を前記運動情報に基づいて計算し、
   前記最接近距離に基づいて前記エコー融合可能性を計算し、
   前記物標同士の最接近時間を前記運動情報に基づいて計算し、
   前記最接近時間に基づいて前記エコー融合の発生までの推定時間を計算し、
   前記事前対応処理部は、前記エコー融合可能性及び前記推定時間に基づいて、前記事前対応処理を行うことを特徴とするレーダ装置。
2. 請求項１に記載のレーダ装置であって、
   前記事前対応処理部は、前記エコー融合可能性が所定の判定閾値よりも高く、かつ前記推定時間が所定の閾値以内となると、前記事前対応処理を開始することを特徴とするレーダ装置。
3. 請求項１または２に記載のレーダ装置であって、
   前記運動情報は、前記追尾処理部が行う前記追尾処理によって取得されることを特徴とするレーダ装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
   前記運動情報は、船舶自動識別装置から入力される情報に基づいて取得されることを特徴とするレーダ装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
   前記事前対応処理は、前記追尾処理部が行う前記追尾処理の制御ゲインを異ならせる処理を含むことを特徴とするレーダ装置。
6. 請求項５に記載のレーダ装置であって、
   前記事前対応処理は、前記追尾処理部が行う前記追尾処理において、新しく検出されたエコーに対する応答性を低下させる処理を含むことを特徴とするレーダ装置。
7. 請求項５に記載のレーダ装置であって、
   前記追尾処理部は、新しく検出されたエコーに基づいて前記物標の位置を取得する第１モードと、新しく検出されたエコーを無視して従前の前記追尾処理の結果から物標の位置を推定する第２モードと、を有し、
   前記事前対応処理は、前記追尾処理部を前記第１モードから前記第２モードに切り替えさせる処理を含むことを特徴とするレーダ装置。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
   前記事前対応処理は、領域的にまとまって存在するエコーを前記受信信号から検出するときの前記受信信号の強度の閾値を異ならせる処理を含むことを特徴とするレーダ装置。
9. 請求項１から８までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
   前記事前対応処理は、前記受信信号に対して行われるノイズ除去処理の閾値を変更させる処理を含むことを特徴とするレーダ装置。
10. 請求項１から９までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
    前記事前対応処理は、前記エコー融合可能性が所定以上であるエコーの表示を通常と異ならせる処理を含むことを特徴とするレーダ装置。
11. 請求項１から１０までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
    前記事前対応処理は、前記エコー融合可能性が所定以上であるエコーに関する追尾シンボルの表示を通常と異ならせる処理を含むことを特徴とするレーダ装置。
12. 請求項１から１１までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
    前記事前対応処理部は、
    前記融合可能性計算部で得られた前記エコー融合可能性が所定の判定閾値よりも高くなると、前記事前対応処理を開始し、
    前記エコー融合可能性が前記判定閾値よりも低くなると、前記事前対応処理を終了することを特徴とするレーダ装置。
13. アンテナで受信した受信信号から検出されたエコーについて追尾処理を行い、
    物標の位置及び速度を含む運動情報に基づいて、複数のエコーが一体化するエコー融合が将来発生する可能性であるエコー融合可能性を計算し、
    前記エコー融合可能性に基づいて、前記エコー融合の将来の発生に対応する処理である事前対応処理を行うことを特徴とする物標追尾方法において、
    物標同士の最接近距離を前記運動情報に基づいて計算し、
    前記最接近距離に基づいて前記エコー融合可能性を計算し、
    前記物標同士の最接近時間を前記運動情報に基づいて計算し、
    前記最接近時間に基づいて前記エコー融合の発生までの推定時間を計算し、
    前記エコー融合可能性及び前記推定時間に基づいて、前記事前対応処理を行うことを特徴とする物標追尾方法。

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