JP7112895B2 - エコー映像生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、エコー映像生成装置、方法及びプログラムに関し、特に、船舶用途のエコー映像生成装置、方法及びプログラムに関する。

船舶に搭載されるレーダー装置は、レーダーアンテナから発射された電波のエコー信号に基づき、自船の周囲の物標の像を写し出すエコー映像を表示する。エコー映像に写し出される物標とは、典型的には、他船の像である。船員は、他船の像が表示されるエコー映像を視認することにより、自船の周囲の状況を的確に把握することができ、安全な航行を実現することができる。そのため、通常、エコー信号からエコー映像を生成するときの信号処理においては、主として船舶の像を明瞭に捉えることができるように海面反射や雨雪反射によるエコー信号が除去され、ゲイン調整がされる（特許文献１参照）。

しかし、レーダー装置により観測が望まれる物標は、船舶だけではない。例えば、鳥の様子を捉えたいという要望もある。鳥を検出しようとする理由には様々あるが、例えば、鳥群を捉えることができれば、その下に魚群の存在を予測し、漁場を決定することできる。特許文献２は、鳥を検出することを目的としたレーダー装置を開示している。

特許第６０９０９６６号明細書 特開２０１６－９０４０９号公報

ところで、上記のとおり、主として船舶のエコーに合わせてゲイン調整がされる場合、鳥群のような船舶よりも微弱な信号レベルのエコーは、しばしばノイズとして掻き消される。従って、エコー映像上に鳥群のエコーを捉えようとするユーザーの多くは、どのような小物標も見逃さないために、最大感度のゲインで操業を行っている。しかし、このようにエコー映像全体の感度を上げて、微弱なエコーまでも検出しようとすると、ノイズが目立つようになり、エコー映像が全体的に見づらい映像になってしまう。特に自船から近距離の領域における映像は、総じて飽和しがちである。一方で、自船から近距離の領域においては、双眼鏡を用いる等すれば鳥群を視認することも可能であるため、エコー映像上においてこれを捉えたいとする要望は余りない。むしろ、衝突回避の観点等からすると、近距離の領域においては、遠距離の領域においてもよりも、船舶のエコーがより明瞭に映し出されることが望まれる。このように、自船からの距離に応じて、ユーザーがより必要とする物標の情報は異なる。このことは、レーダー装置だけでなく、ソナーや魚群探知機等の船舶に搭載される他の機器においても当てはまり得る。

本発明の目的の１つは、自船からの距離に応じてより必要とされる物標の情報を提供することができるエコー映像生成装置、方法及びプログラムを提供することにある。

エコー映像生成装置が提供される。前記エコー映像生成装置は、自船の周囲の物標からのエコー信号を取得する信号取得部と、前記自船からより近距離にある近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度設定と、前記自船からより遠距離にある遠距離領域における前記エコー信号に対する遠距離感度設定とを、それぞれ異ならせて設定する感度設定部と、前記近距離領域におけるエコー映像を前記近距離感度設定に基づき生成するとともに、前記遠距離領域におけるエコー映像を前記遠距離感度設定に基づき生成する画面生成部とを備える。

前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度を、前記遠距離領域における前記エコー信号の遠距離感度よりも低く設定してもよい。

前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号に対し第１ゲインを設定し、前記遠距離領域における前記エコー信号に対し前記第１ゲインよりも高い第２ゲインを設定してもよい。

前記画面生成部は、前記エコー信号に基づき、より低感度の第１エコー映像とより高感度の第２エコー映像とを生成し、前記第１エコー映像に含まれる前記近距離領域に対応する部分と前記第２エコー映像に含まれる前記遠距離領域に対応する部分とを合成することにより、前記エコー映像を生成してもよい。

前記画面生成部は、前記エコー映像を含む画面上に、前記近距離領域と前記遠距離領域との境界の位置を示す表示を配置してもよい。

前記画面生成部は、前記境界が前記エコー映像の表示範囲内に位置する場合及び前記表示範囲外に位置する場合のいずれにおいても、前記画面上に前記表示を配置してもよい。

前記画面生成部は、前記表示として、前記エコー映像上に前記境界に沿って引かれる境界線を配置してもよい。

ユーザーの入力に従って、前記境界の位置を変更する境界設定部をさらに備え、前記画面生成部は、前記境界の位置が変更されると、前記変更後の位置に合わせて前記表示を変更してもよい。

前記境界線をスライドさせるユーザーの入力に従って、前記境界の位置を変更する境界設定部をさらに備え、前記画面生成部は、前記境界の位置が変更されると、前記エコー映像上で前記変更後の位置に合わせて前記境界線の位置を移動させてもよい。

前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号及び前記遠距離領域における前記エコー信号に対し、異なるカラーパレットを割り当ててもよい。

前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号及び前記遠距離領域における前記エコー信号に対し、異なるビデオ傾斜を割り当ててもよい。

前記近距離領域は、前記自船の位置を中心とする円形領域であり、前記遠距離領域は、前記近距離領域に隣接し、前記近距離領域を外側から囲む領域であってもよい。

以上のエコー映像生成装置と、前記エコー信号を受信するレーダーアンテナとを備えるレーダー装置が提供される。

以下のことを含むエコー映像生成方法が提供される。
（１）自船の周囲の物標からのエコー信号を取得すること
（２）前記自船からより近距離にある近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度設定と、前記自船からより遠距離にある遠距離領域における前記エコー信号に対する遠距離感度設定とを、それぞれ異ならせて設定すること
（３）前記近距離領域におけるエコー映像を前記近距離感度設定に基づき生成すること
（４）前記遠距離領域におけるエコー映像を前記遠距離感度設定に基づき生成すること

以下のことをコンピュータに実行させるエコー映像生成プログラムが提供される。
（１）自船の周囲の物標からのエコー信号を取得すること
（２）前記自船からより近距離にある近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度設定と、前記自船からより遠距離にある遠距離領域における前記エコー信号に対する遠距離感度設定とを、それぞれ異ならせて設定すること
（３）前記近距離領域におけるエコー映像を前記近距離感度設定に基づき生成すること
（４）前記遠距離領域におけるエコー映像を前記遠距離感度設定に基づき生成すること

上記観点によれば、自船からより近距離の近距離領域におけるエコー信号に対する近距離感度設定と、自船からより遠距離の遠距離領域におけるエコー信号に対する遠距離感度設定とが、それぞれ異なるように設定される。よって、自船からの距離に応じてより必要とされる物標の情報を提供することができる。例えば、近距離領域においては、ノイズを減らして他船の動向をより観察し易くし、視認が難しい遠距離領域においては、鳥群のような小物標までも観察できるようにすることができる。

本発明の一実施形態に係るエコー映像生成装置を含むレーダー装置の全体構成図。 レーダー装置に含まれるレーダー指示器の外観図。 オートモードでのレーダー画面の例を示す図。 バードモードでのレーダー画面の例を示す図。 ゲイン調整の方法を説明するための概念図であり、エコー信号に対する様々な閾値ラインＴＨ１～ＴＨ３を示す図。 図５のエコー信号を、閾値ラインＴＨ２でゲイン調整した後のエコー信号を示す図。 エコー信号の信号レベルを色レベルに変換するためのビデオ傾斜について説明する図。 エコー信号の信号レベルを色レベルに変換するための別のビデオ傾斜について説明する図。 エコー信号の信号レベルを色レベルに変換するためのさらに別のビデオ傾斜について説明する図。 図３のエコー映像の表示範囲を拡大したレーダー画面の例を示す図。 オートモードでのエコー映像の例を示す図。 バードモードでのエコー映像の例を示す図。 近距離領域及び遠距離領域が設定されたバードモードでのレーダー画面の例を示す図。 図１２において、バードリングの位置がエコー映像の表示範囲外に変更されたときのレーダー画面の例を示す図。 バードモードでの閾値ラインを示す図。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るエコー映像生成装置、これを含むレーダー装置、並びにエコー映像生成方法及びプログラムについて説明する。

＜１．レーダー装置の構成＞
図１に、本実施形態に係るエコー映像生成装置としてのＣＰＵ３０を含むレーダー装置１の全体構成図を示す。レーダー装置１は、船舶の航行を支援するための装置であり、船舶に搭載される。また、後述するとおり、レーダー装置１は、魚群の位置を捉えるべく鳥群の位置を発見し易くするための機能（バードモード）を有するため、好ましくは漁撈用の船舶に搭載される。

レーダー装置１は、レーダーアンテナ１０と、これに接続されるレーダー指示器２０とを備える。レーダーアンテナ１０は、パルス状の電波を放射するとともに、放射された電波の物標での反射波であるエコー信号を受信する。レーダーアンテナ１０は、水平面内を回転しながら、電波を送信してそのエコー信号を受信する動作を繰り返し行い、これにより自船の周囲を３６０°スキャンする。レーダーアンテナ１０により受信された自船の周囲の物標からのエコー信号は、図示されないＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータに逐次変換され、変換後のエコー信号は、レーダー指示器２０に逐次出力される。

レーダー指示器２０は、同じく自船に搭載されているＧＰＳコンパス６０に接続されている。ＧＰＳコンパス６０は、所定の時間間隔で自船の船首方位の情報（以下、方位情報ということがある）と、自船の緯度及び経度の情報（以下、ＬＬ情報ということがある）と、自船速度情報を計測可能であり、これらの情報は、レーダー指示器２０に逐次出力される。なお、方位情報、ＬＬ情報及び自船速度情報は、ＧＰＳコンパス６０以外の各種計測機器、例えば、レーダー指示器２０に接続される磁気コンパス、ＧＰＳセンサ及び船速距離計等から取得することもできる。

図２に、レーダー指示器２０の外観図を示す。レーダー指示器２０はユーザーが操作する機器であり、同図に示すとおり、筐体２７を有する。レーダー指示器２０は、ユーザーが立つ筐体２７の正面側に表示部２１及び入力部２２を備えている。また、図１に示すとおり、レーダー指示器２０は、レーダーインターフェース部２５、記憶部２３、制御部２４及びコンパスインターフェース部２６をさらに備えている。レーダーインターフェース部２５は、レーダーアンテナ１０との通信ポートであり、レーダーアンテナ１０から出力されるエコー信号を受信する。コンパスインターフェース部２６は、ＧＰＳコンパス６０との通信ポートであり、ＧＰＳコンパス６０から出力される方位情報、ＬＬ情報及び自船速度情報を受信する。記憶部２３及び制御部２４は、筐体２７内に収容されている。これらの部２１～２６は、相互にバス線を介して通信可能に接続されている。

表示部２１は、ユーザーに対し各種情報を提示するための画面を表示するユーザーインターフェースであり、本実施形態では、液晶ディスプレイから構成される。入力部２２は、ユーザーからのレーダー指示器２０に対する各種操作を受け付けるユーザーインターフェースであり、本実施形態では、キーボード２２ａ及びトラックボール２２ｂを含み、さらに表示部２１上に重ねられたタッチパネルを含む。

記憶部２３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等から構成される不揮発性の記憶装置である。制御部２４は、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１及びＲＡＭ３２等から構成される。ＲＯＭ３１内には、ＣＰＵ３０に各種動作を実行させるプログラム４０が格納されている。ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１内のプログラム４０を読み出して実行することにより、仮想的に信号取得部３１ａ、画面生成部３１ｂ、ゲイン調整部３１ｃ、ビデオ傾斜設定部３１ｄ、カラーパレット設定部３１ｅ及び境界設定部３１ｆとして動作する。これらの部３１ａ～３１ｆの動作の詳細については、後述する。なお、プログラム４０は、ＲＯＭ３１内ではなく記憶部２３内に格納されていてもよいし、記憶部２３及びＲＯＭ３１の両方に分散して記憶されていてもよい。

＜２．表示処理＞
次に、レーダー装置１により実行されるレーダー画面５０（図３及び図４参照）の表示処理について説明する。レーダー画面５０は、自船及び自船の周囲の１以上の物標の状況を表示する画面であり、表示部２１上に表示される。レーダー画面５０上には、自船の周囲の物標のエコー像を写し出す映像（以下、エコー映像という）５１が表示される。

信号取得部３１ａは、レーダーインターフェース部２５を介してエコー信号を逐次取得する。ゲイン調整部３１ｃは、信号取得部３１ａにより逐次取得されるエコー信号に対し、ゲイン調整を行う。なお、ゲイン調整は、ＣＰＵによるデジタル信号処理ではなく、アナログ回路として実装されるゲイン調整部３１ｃによる信号処理により実現することもできる。また、ゲイン調整は、レーダーアンテナ１０内で実行されてもよく、この場合、ゲイン調整部３１ｃのゲイン調整の機能は、レーダーアンテナ１０に備わる制御部（デジタル式及びアナログ式のいずれの場合も含む）により実装される。後述するビデオ傾斜設定部３１ｄについても同様であり、ビデオ傾斜設定部３１ｄの信号変換の機能は、レーダーアンテナ１０に備わる制御部により実装されてもよい。

ところで、詳細は後述するが、エコー映像５１には、ノーマルモードとバードモードとがあり、ノーマルモードには、オートモードとマニュアルモードとがある。オートモードでは、受信したエコー信号の信号レベルに基づいて、ノイズや海面反射、雨雪反射等が表示されないようにゲインの値が自動的に設定される。マニュアルモードでは、ユーザーが入力部２２を介して行う所定の操作により、ゲインの値を最大感度から最低感度までの予め定められた範囲内の任意の値に設定可能である。マニュアルモードでは、どのような物標も見逃さないようにするため、すなわち、遠距離の物標や小物標等の信号レベルの微弱な物標のエコーさえも見逃さないようにするため、ユーザーはしばしば最大感度を選択する。あるいは、エコー映像５１に写り込むノイズを減らすため、より低感度が選択されることもある。バードモードでは、予め定められた幾つかのゲインの値の中から適当な値が選択される。本実施形態では、どのゲインの値が選択されるかは、ユーザーが予め設定することができる。

図５に、ゲイン調整の方法を説明するための概念図を示す。ゲイン調整は、エコー信号を検出するための閾値ラインを設定することにより行われる。閾値ラインは、横軸に自船からの距離を、縦軸にエコー信号の信号レベルをとったグラフ上で、曲線又は直線状に引かれる。図５に、３つのレベルの閾値ラインＴＨ１～ＴＨ３が図示されている。閾値ラインＴＨ１は、閾値ラインＴＨ２よりも信号レベルが高く、エコー信号に対する感度がより低い状態に対応する。同様に、閾値ラインＴＨ２は、閾値ラインＴＨ３よりも信号レベルが高く、エコー信号に対する感度がより低い状態に対応する。よって、ゲインを上げるとは、ＴＨ１からＴＨ２へ、ＴＨ２からＴＨ３へというように、閾値ラインを下げることを言い、ゲインを下げるとは、ＴＨ３からＴＨ２へ、ＴＨ２からＴＨ１へというように、閾値ラインを上げることを言う。ゲインの値が設定されると、閾値ラインの上下方向の位置が決定される。すなわち、ゲインの値に応じて、閾値ラインが上下に移動する。

また、閾値ラインの形状は、海面反射除去及び雨雪反射除去のレベルに応じて決定される。海面反射除去及び雨雪反射除去のレベルは、ユーザーが入力部２２を介して行う所定の操作により、最大レベルから最低レベルまでの予め定められた範囲内の任意の値にそれぞれ設定可能である。また、海面反射除去及び雨雪反射除去のレベルは、自動で設定することもでき、ユーザーは、入力部２２を介して所定の操作を行うことにより、これらのレベルを自動又は手動のいずれで設定するかを選択することができる。

ゲイン調整部３１ｃは、自動又は手動で設定されたゲインの値に加え、自動又は手動で設定された海面反射除去及び雨雪反射除去のレベルに応じて、閾値ラインを決定する。なお、海面反射は、レーダーアンテナ１０に近いほど信号レベルが強力で、レーダーアンテナ１０から一定距離以上離れると信号レベルが急激に低下する特性がある。従って、例えば、ゲイン調整部３１ｃは、自船から一定距離の範囲を自船からの距離に応じて小領域に分割し、小領域毎にエコー信号の平均値を算出する。そして、これらの平均値を、自動又は手動で設定された海面反射除去のレベルに応じて調整することにより、小領域毎に海面反射除去用の閾値ラインの調整量を決定する。また、雨雪反射は、レーダーアンテナ１０からの距離だけでなく、天候等の影響も受ける。従って、ゲイン調整部３１ｃは、レーダーアンテナ１０の近傍だけでなく、これよりもより遠い領域について、海面反射除去の場合と同様の処理を行い、自船からの距離に応じた小領域毎に雨雪反射除去用の閾値ラインの調整量を決定する。そして、このようにして決定された閾値ラインの調整量により、閾値ラインの形状が決定される。

閾値ラインの決定後、ゲイン調整部３１ｃは、ゲイン調整前のエコー信号から閾値ラインにより示される閾値を減算することにより、ゲイン調整後のエコー信号を生成する。図６は、図５のエコー信号を、図５の閾値ラインＴＨ２でゲイン調整した後のエコー信号を示している。

エコー映像５１の各画素の色レベルは、当該画素に対応するエコー信号の信号レベルに応じて決定される。そのため、ビデオ傾斜設定部３１ｄが、エコー映像５１に適用されるビデオ傾斜を設定し、画面生成部３１ｂが、同ビデオ傾斜に基づき、ゲイン調整後のエコー信号の信号レベルを色レベルに変換する。ビデオ傾斜とは、信号レベルを色レベルに変換するための変換係数である。例えば、信号レベルが０から２５５までの２５６段階に分けられており、色レベルが０～３１までの３２段階存在するとする。このとき、信号レベルに色レベルを均等に割り当てる場合には、図７に示すように、信号レベル対色レベルの関係が線形の関係を有するように、ビデオ傾斜を決定する。一方、信号レベルの強いところでは色変化を急激にし、信号レベルの弱いところでは色変化を緩くする場合には、図８に示すように、信号レベルが高くなるほど色レベルの変化率が大きくなるように、ビデオ傾斜を決定する。逆に、信号レベルの弱いところでは色変化を急激にし、信号レベルの強いところでは色変化を緩くする場合には、図９に示すように、信号レベルが低くなるほど色レベルの変化率が大きくなるように、ビデオ傾斜を決定する。ユーザーは、入力部２２を介して所定の操作を行うことにより、ビデオ傾斜を自動又は手動のいずれで設定するかを選択することができる。手動で設定される場合、ユーザーは、例えば、予め定められた複数のパターンのビデオ傾斜の中から選択することができる。

ビデオ傾斜に基づき信号レベルから変換された色レベルは、表示部２１上で表示される際の色（以下、表示色という）にさらに変換される。そのため、カラーパレット設定部３１ｅが、エコー映像５１に適用されるカラーパレットを設定し、画面生成部３１ｂが、同カラーパレットに基づき、色レベルを表示色の情報に変換する。例えば、最も低い色レベル「０」は、エコー映像５１の背景色となる「黒」に変換され、次の色レベル「１」は、緑に変換され、最も高い色レベルが「３１」は、「赤」に変換される。カラーパレットは、このような色レベルと表示色との対応関係を定める変換テーブルである。ユーザーは、入力部２２を介して所定の操作を行うことにより、カラーパレットを自動又は手動のいずれで設定するかを選択することができる。手動で設定される場合、ユーザーは、例えば、予め定められた複数のパターンのカラーパレットの中から選択する。また、ユーザーが、０～３１階調の色を一色ずつ設定してカラーパレットを定義し、これを使用できるようにしてもよい。

以上のとおり、ビデオ傾斜は、色変化の緩急を調整することができるパラメータであり、カラーパレットは、表示色を調整することができるパラメータである。ところで、ユーザーは、表示部２１上に表示されるエコー映像５１を目で見ることにより、物標の位置を認識する。従って、エコー映像５１の生成時におけるエコー信号の感度とは、ゲインの値のみならず、ビデオ傾斜及びカラーパレットによっても決定されると言える。この意味で、ビデオ傾斜及びカラーパレットの設定並びにこれらに基づく信号の変換も、エコー信号の感度調整の一種である。

画面生成部３１ｂは、ゲイン調整後、さらに表示色の情報に変換されたエコー信号に基づき、エコー映像５１を生成する。エコー映像５１は、自船の周囲の領域内に存在する物標の位置を地図的に示すマップとなる。図３及び図４に示すように、レーダー画面５０は全体としては矩形状であり、レーダー画面５０上に円形のエコー映像５１が配置される。なお、１枚のエコー映像５１は、レーダーアンテナ１０の１回転分のエコー信号（スキャンデータ）から生成される。

レーダーアンテナ１０からの電波は、他船及び鳥群だけでなく、陸地やブイ等の様々な物標でも反射される。そのため、エコー映像５１上には、他船の像Ｔ１及び鳥群の像Ｔ２の他、陸地の像Ｔ３やブイの像等も表示される。なお、一般に、鳥は水面と上空との間を上がったり下がったりするため、鳥群のエコー信号の強弱にはムラが生じ、ひいてはそのエコー像にもムラが生じるため、エコー像を見れば、鳥群の像を区別することができる。エコー映像５１は、エコー信号が取得される度に、新たなエコー信号に基づいて更新される。従って、ユーザーは、エコー映像５１を見ながら自船の周囲の状況をリアルタイムに把握することができる。

また、画面生成部３１ｂは、エコー映像５１上に物標のエコートレイルの像Ｔ４を表示することができる。具体的には、過去のエコー映像５１に写る物標のエコー像を、最新のエコー映像５１に重ね合わせることにより、物標のエコートレイルの像Ｔ４が形成される。ユーザーは、入力部２２を介して所定の操作を行うことにより、エコートレイルの像Ｔ４の表示／非表示の設定を切り替えることができる。このエコートレイルの像Ｔ４により、物標の動向をより正確に把握することができる。

また、画面生成部３１ｂは、方位情報及びＬＬ情報に基づいて、エコー映像５１上に船首輝線Ｕ１を表示する。船首輝線Ｕ１は、エコー映像５１上における自船の現在位置からエコー映像５１の外周まで、自船の船首方向に沿って延びる線の態様で表示される。すなわち、船首輝線Ｕ１の内側端は、自船の現在位置を表す。

また、画面生成部３１ｂは、レーダー画面５０上にエコー映像５１に加えて、情報表示領域５２を表示する。図３及び図４の例では、情報表示領域５２は、レーダー画面５０の右端に沿って配置される他、レーダー画面５０のその他のコーナー等にも配置されており、エコー映像５１に重ならないように配置されている。情報表示領域５２には、航行を支援するための各種情報、例えば、自船情報及び自船の周囲の環境情報が表示される。自船情報には、例えば、自船のＬＬ情報、方位情報、及び自船速度情報が含まれる。環境情報には、例えば、水温、水深、風向及び風速の情報が含まれる。なお、情報表示領域５２に表示される情報の一部は、ＧＰＳコンパス６０をはじめとするレーダー指示器２０に接続されている各種計測器から取得される情報に基づいて算出される。

また、情報表示領域５２には、上述したゲイン、海面反射除去レベル及び雨雪反射除去レベルの設定値を表示するとともに、ユーザーからこれらの設定値の変更を受け付ける領域５２１が含まれている。ユーザーは、入力部２２を操作して領域５２１内において所定の操作を行うことにより、ゲイン、海面反射除去レベル及び雨雪反射除去レベルの設定値を入力することができる。

エコー映像５１の表示範囲は、ユーザーが適宜設定することができる。すなわち、ユーザーは、エコー映像５１の拡縮率を自在に変更することができる。図３には、表示範囲が２ＮＭ（ノーティカルマイル）に設定されているときのエコー映像５１が示されており、図１０には、同エコー映像５１の表示範囲を３倍で拡大し、表示範囲が６ＮＭに設定されているときのエコー映像５１が示されている。情報表示領域５２には、表示範囲の設定値を表示するとともに、ユーザーからこの設定値の変更を受け付ける領域５２２が含まれている。ユーザーは、入力部２２を操作して領域５２２内において所定の操作を行うことにより、表示範囲の設定値を入力することができる。なお、図３及び図４に示すように、エコー映像５１上には、自船の位置からの距離を測る目盛りとして、自船の位置を中心として一定の間隔で並ぶ複数の円Ｌ１が表示される。

レーダー画面５０上には、メインメニューボタン５５が表示される。メインメニューボタン５５は、エコー映像５１に重ならないように配置されることが好ましい。また、レーダー画面５０上には、カーソル５６も表示される。カーソル５６は、ユーザーが入力部２２を操作することにより、レーダー画面５０上で自由に移動させることができる。本実施形態では、ユーザーがカーソル５６をメインメニューボタン５５上に位置合わせした状態で入力部２２に所定の操作を行うと、メインメニューボタン５５が階層的に開き、様々なサブメニューボタンが現れる。サブメニューボタンは、エコー映像５１に重ならないように配置されることが好ましい。ユーザーは、入力部２２を操作して、これらのサブメニューボタンの中から適当なボタンを選択することにより、レーダー指示器２０に実装されている所望の機能を実行することができる。

ところで、エコー映像５１には、バードモードを含む様々なモードがあり、ユーザーは、入力部２２を介して所定の操作を行うことにより、これらのモード間を任意に切り替えることができる。ゲインの値が自動で設定されるモードである、オートモードでのエコー映像５１は、主として他船の像Ｔ１を見やすく写し出すことを目的として生成されたエコー映像である。一方、バードモードでのエコー映像５１は、船舶と比較して微弱なエコー信号を返す、鳥群の像Ｔ２を写し出すように生成されたエコー映像である。オートモードは、典型的には、自船の航行時に他船の動向を観察するのに使用され、これにより他船との衝突を回避したり、僚船の位置を把握したり等することができる。一方、バードモードは、典型的には、鳥群を発見し、ひいては鳥群の下に存在すると予測される魚群を発見する目的で使用される。

図３は、オートモードでのレーダー画面５０の一例を示しており、図４は、バードモードでのレーダー画面５０の一例を示している。また、図１１Ａに、オートモードでのエコー映像５１の一例を示し、図１１Ｂに、図１１Ａのエコー映像５１と同じエコー信号に基づく、バードモードでのエコー映像５１の一例を示す。これらの図を見れば分かるように、バードモードでは、オートモードと比較して、全体的にノイズが目立つ。しかしながら、バードモードでは、オートモードでは殆ど写らない鳥群の像Ｔ２を捉えることができる。一方、オートモードでは、全体的にノイズが少ないため、船舶の像Ｔ１がバードモードよりも明瞭に写し出される。

エコー信号の感度は、現在設定されているモードに応じて調整される。ノーマルモードでは、自動又は手動で、ゲイン、ビデオ傾斜及びカラーパレットによる感度の調整が行われる。一方、バードモードでは、これらの感度の調整が自動（半自動）で行われ、このとき、船舶でのエコー信号よりも微弱な鳥群でのエコー信号を捉えることができるように、感度の調整が行われる。より具体的には、本実施形態のバードモードでは、微弱なエコー信号を捉えることができるような幾つかのゲインの値の中から、ユーザーにより予め選択された値が選択される。ビデオ傾斜及びカラーパレットについても同様である。ただし、別の実施形態では、バードモードでのゲイン、ビデオ傾斜及びカラーパレットを、ユーザーによる選択なしに完全自動で調整可能としてもよい。いずれにせよ、バードモードでは、鳥群の像Ｔ２を捉えるために、ノーマルモードでの自動設定時（オートモード時）よりもゲインの値が大きくなり、閾値ラインが下がるように設定される。また、バードモードでは、過度なノイズの除去により鳥群の像が消えてしまわないように、ノーマルモードでの自動設定時よりも感度を上げ、海面反射除去及び雨雪反射除去のレベルを下げる。また、バードモードでは、雨雪反射除去を行わないようにすることが好ましい。

バードモードでは、ゲインだけでなく、ビデオ傾斜及びカラーパレットについても、ノーマルモードでの自動設定時よりも感度が高くなるように設定される。例えば、ノーマルモードでの自動設定時のビデオ傾斜が、図７に示すようなビデオ傾斜である場合、バードモードでのビデオ傾斜は、図９に示すようなビデオ傾斜とすることができる。また、例えば、前者のビデオ傾斜が、図８に示すようなビデオ傾斜である場合、後者のビデオ傾斜は、図７又は図９に示すようなビデオ傾斜とすることができる。ビデオ傾斜は、図９、図７、図８の順に、信号レベルが上がるほど色レベルの幅が狭くなり、信号レベルが下がるほど色レベルの幅が広くなる傾向が強まる。つまり、同順に、微弱なエコー信号であっても、多彩な色で表現することができる傾向が強まる。従って、同順に、エコー信号の感度が高いと言える。

また、カラーパレットについては、ノーマルモードでの自動設定時よりも、バードモードでの方が、より低い色レベルにより目立つ表示色が割り当てられる。例えば、ノーマルモードでの自動設定時では、「緑」が割り当てられる色レベルに対し、バードモードではこれよりも目立つ「黄緑」が割り当てられる。また、前者では「黄」が割り当てられる色レベルに対し、後者ではこれよりも目立つ「オレンジ」が割り当てられる。これにより、バードモードでは、微弱なエコー信号であっても、目立つ色で表現することができる傾向が強まり、エコー信号の感度が高められる。

ここで、バードモードにおける感度の調整は、遠距離領域Ａ２内のエコー映像５１の作成に対してのみ行われ、近距離領域Ａ１内のエコー映像５１の作成に対しては行われないように設定することが可能である。つまり、近距離領域Ａ１及び遠距離領域Ａ２は、ユーザーの入力に従って設定され、これらの領域Ａ１及びＡ２が設定されている場合には、近距離領域Ａ１のエコー映像５１は、ノーマルモードの自動設定によるものと同様となる。一方、これらの領域Ａ１及びＡ２が設定されていない場合には、上述したとおりのバードモードのエコー映像５１が生成される。

図１２は、近距離領域Ａ１及び遠距離領域Ａ２が設定されている場合のレーダー画面５０の例を示す。近距離領域Ａ１は、自船の位置を中心とする円形領域であり、その半径はユーザーにより設定される。遠距離領域Ａ２は、近距離領域Ａ１に隣接し、近距離領域Ａ１を外側から囲む環状の領域である。エコー映像５１は、近距離領域Ａ１及び遠距離領域Ａ２のみから構成されおり、これらの領域Ａ１及びＡ２は、両者の境界の位置が決定されると決定される。境界設定部３１ｆは、ユーザーから境界の位置の指定を受け付け、ユーザーの入力に従って、境界の位置を設定する。

画面生成部３１ｂは、エコー映像５１上に、近距離領域Ａ１と遠距離領域Ａ２との境界の位置を示す表示として、境界に沿って引かれる境界線（以下、バードリングという）Ｌ２を配置する。これにより、ユーザーは、エコー映像５１上のどこに感度の設定が変化する境界が存在しているのかを直ちに理解することができる。また、本実施形態では、情報表示領域５２には、近距離領域Ａ１と遠距離領域Ａ２との境界の位置を示す別の表示として、近距離領域Ａ１の半径（すなわち、バードリングＬ２の半径）を表示する領域５２３が含まれている。これによっても、ユーザーは、エコー映像５１上で感度の変化する境界の位置を直ちに理解することができる。

ユーザーは、入力部２２を介して所定の操作を行うことにより、近距離領域Ａ１と遠距離領域Ａ２との境界の位置を自在に変更することができる。例えば、境界設定部３１ｆは、バードリングＬ２をスライドさせるユーザーの入力に従って、境界の位置を変更することができる。境界の位置が変更されると、画面生成部３１ｂは、変更後の位置に合わせて、エコー映像５１上のバードリングＬ２の位置を移動させるとともに、領域５２３内のバードリングＬ２の半径を示す値（すなわち、バードリングＬ２の位置を示す自船からの距離の値）も変更する。バードリングＬ２のスライド操作は、例えば、タッチパネルが重ねられた表示部２１上に表示されるバードリングＬ２の任意の部分に指で触れ、これを半径方向外側にスライドさせることにより行うことができる。この場合、エコー映像５１上でバードリングＬ２が外側に移動し、近距離領域Ａ１が拡大され、遠距離領域Ａ２が縮小される。反対に、バードリングＬ２に指で触れ、これを半径方向内側にスライドさせると、近距離領域Ａ１が縮小され、遠距離領域Ａ２が拡大される。また、本実施形態では、領域５２３は、ユーザーから近距離領域Ａ１の半径（すなわち、バードリングＬ２の半径）を変更する指示を受け付けている。すなわち、近距離領域Ａ１と遠距離領域Ａ２との境界の位置は、領域５２３内に変更後の位置を示す数値を入力することによっても変更することができる。領域５２３を介して境界の位置が変更された場合も、これに合わせてバードリングＬ２の表示が変更される。

ところで、バードリングＬ２は、エコー映像５１の表示範囲の設定によっては、エコー映像５１上に表示することができない。すなわち、バードリングＬ２のサイズがエコー映像５１の表示範囲より大きく、近距離領域Ａ１と遠距離領域Ａ２との境界がエコー映像５１の表示範囲外に位置する場合には、エコー映像５１上にバードリングＬ２を配置できない。このような場合には、図１３に示すように、バードリングＬ２がエコー映像５１の表示範囲外に存在することを示すべく、仮想的なバードリングＬ２の位置を示す表示Ｌ３がレーダー画面５０上に表示される。表示Ｌ３は、図１３の例では、エコー映像５１の外周に沿って配置され、半径方向外向きを指す三角形の矢印の態様である。また、このような場合においても、バードリングＬ２の位置は、領域５２３内の表示によって確認することができる。以上より、近距離領域Ａ１と遠距離領域Ａ２との境界の位置を示す表示は、境界がエコー映像５１の表示範囲内に位置する場合及び表示範囲外に位置する場合のいずれにおいても、レーダー画面５０上に配置される。

以上のとおり設定された近距離領域Ａ１及び遠距離領域Ａ２内では、エコー信号の感度設定が異なる。より具体的には、既に述べたとおり、遠距離領域Ａ２におけるエコー信号の感度は、バードモードでの感度に一致し、近距離領域Ａ１におけるエコー信号の感度は、ノーマルモードでの自動設定時の感度に一致する。従って、近距離領域Ａ１におけるエコー信号の感度は、遠距離領域Ａ２におけるエコー信号の感度よりも低くなるように調整される。すなわち、遠距離領域Ａ２におけるエコー信号に対するゲインの値としては、近距離領域Ａ１におけるエコー信号に対するゲインの値よりも高い値が設定される。なお、図１４に示すように、このときの閾値ラインは、両領域Ａ１及びＡ２の境界の位置で段差が生じ、境界の位置を境に不連続となる。また、近距離領域Ａ１におけるエコー信号及び遠距離領域Ａ２におけるエコー信号に対しては、異なるカラーパレットが割り当てられるとともに、異なるビデオ傾斜が割り当てられる。画面生成部３１ｂは、このようにして感度が調整されたエコー信号に基づき、近距離領域Ａ１と遠距離領域Ａ２とで異なる感度のエコー映像５１を生成し、これを表示部２１上に表示させる。このとき、演算負荷を下げるため、近距離領域Ａ１のエコー映像５１と遠距離領域Ａ２のエコー映像５１とは、重複しない範囲で生成される。

以上より、本実施形態では、自船からの距離に応じてより必要とされる物標の情報を提供することができる。すなわち、近距離領域Ａ１においては、ノイズを減らして他船の動向をより観察し易くし、鳥群のような小物標の視認が難しい遠距離領域Ａ２においては、このような小物標までもエコー映像５１上で観察できるようにすることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、そ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。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

＜３－１＞
上記実施形態の表示処理は、レーダー装置１に適用されたが、魚群探知機やソナー等の他の装置にも同様に適用することができる。

＜３－２＞
上記実施形態では、バードモードが選択されている時、近距離領域Ａ１のエコー映像５１と遠距離領域Ａ２のエコー映像５１とは、互いに重複しない範囲で生成された。しかしながら、画面生成部３１ｂは、まず、エコー信号に基づき、より低感度の近距離領域Ａ１のエコー映像５１と、より高感度の遠距離領域Ａ２のエコー映像５１とを、各々表示範囲のサイズで生成してもよい。そして、前者のエコー映像５１から近距離領域Ａ１に対応する部分を切り取るとともに、後者のエコー映像５１から遠距離領域Ａ２に対応する部分を切り取り、これらの切り取られたエコー映像５１を合成することにより、表示範囲のサイズのエコー映像５１を生成してもよい。この場合には、バードリングＬ２の位置がユーザーにより変更された場合に、直ちにその位置の変更が反映されたエコー映像５１を容易に生成することができる。

＜３－３＞
上記実施形態では、近距離領域Ａ１及び遠距離領域Ａ２のエコー映像５１に対する感度設定は、ゲイン、ビデオ傾斜及びカラーパレットの全てについて異なるように設定された。しかしながら、これらのうちの一部のみが別々に設定されるようにしてもよい。例えば、両領域Ａ１及びＡ２の感度設定は、ゲインについてのみ異なるものとし、ビデオ傾斜及びカラーパレットについては共通するようにしてもよい。

＜３－４＞
上記実施形態では、近距離領域Ａ１のエコー映像５１は、ノーマルモードの自動設定によるものと同様とされ、遠距離領域Ａ２のエコー映像５１よりも常に低感度になるように設定された。しかしながら、近距離領域Ａ１のエコー映像５１の方が高感度になるように設定されてもよい。例えば、近距離領域Ａ１のエコー映像５１を、バードモードに切り替わる直前のノーマルモードの設定によるものとしてもよい。この場合、直前のノーマルモードにおいて、ゲイン等のパラメータが手動で設定されていた場合には、近距離領域Ａ１のエコー映像５１の方が遠距離領域Ａ２のエコー映像５１よりも高感度になることもある。

１ レーダー装置
１０ レーダーアンテナ
２０ レーダー指示器
２１ 表示部
２２ 入力部
３０ ＣＰＵ（エコー映像生成装置）
３１ａ 信号取得部
３１ｂ 画面生成部
３１ｃ ゲイン調整部（感度設定部）
３１ｄ ビデオ傾斜設定部（感度設定部）
３１ｅ カラーパレット設定部（感度設定部）
３１ｆ 境界設定部
４０ プログラム（エコー映像生成プログラム）
５０ レーダー画面
５１ エコー映像
Ｔ１ 他船の像
Ｔ２ 鳥群の像
ＴＨ１～ＴＨ２ 閾値
Ｌ２ バードリング（境界線）

Claims (13)

1. 自船の周囲の物標からのエコー信号を取得する信号取得部と、
   前記自船からより近距離にある近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度設定と、前記自船からより遠距離にある遠距離領域における前記エコー信号に対する遠距離感度設定とを、それぞれ異ならせて設定する感度設定部と、
   前記近距離領域におけるエコー映像を前記近距離感度設定に基づき生成するとともに、前記遠距離領域におけるエコー映像を前記遠距離感度設定に基づき生成し、前記エコー映像を含む画面上に、前記近距離領域と前記遠距離領域との境界の位置を示す表示を配置する画面生成部と
   を備え、
   前記エコー信号は、一定の幅を有するパルス状電波が前記物標に反射された反射波であり、
   前記画面生成部は、前記境界が前記エコー映像の表示範囲内に位置する場合及び前記表示範囲外に位置する場合のいずれにおいても、前記画面上に前記表示を配置する、
   エコー映像生成装置。
2. 前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度を、前記遠距離領域における前記エコー信号の遠距離感度よりも低く設定する、
   請求項１に記載のエコー映像生成装置。
3. 前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号に対し第１ゲインを設定し、前記遠距離領域における前記エコー信号に対し前記第１ゲインよりも高い第２ゲインを設定する、
   請求項２に記載のエコー映像生成装置。
4. 前記画面生成部は、前記エコー信号に基づき、より低感度の第１エコー映像とより高感度の第２エコー映像とを生成し、前記第１エコー映像に含まれる前記近距離領域に対応する部分と前記第２エコー映像に含まれる前記遠距離領域に対応する部分とを合成することにより、前記エコー映像を生成する、
   請求項２に記載のエコー映像生成装置。
5. 前記画面生成部は、前記表示として、前記エコー映像上に前記境界に沿って引かれる境界線を配置する、
   請求項１から４のいずれかに記載のエコー映像生成装置。
6. ユーザーの入力に従って、前記境界の位置を変更する境界設定部
   をさらに備え、
   前記画面生成部は、前記境界の位置が変更されると、前記変更後の位置に合わせて前記表示を変更する、
   請求項１から５のいずれかに記載のエコー映像生成装置。
7. 前記境界線をスライドさせるユーザーの入力に従って、前記境界の位置を変更する境界設定部
   をさらに備え、
   前記画面生成部は、前記境界の位置が変更されると、前記エコー映像上で前記変更後の位置に合わせて前記境界線の位置を移動させる、
   請求項５に記載のエコー映像生成装置。
8. 前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号及び前記遠距離領域における前記エコー信号に対し、異なるカラーパレットを割り当てる、
   請求項１から７のいずれかに記載のエコー映像生成装置。
9. 前記感度設定部は、前記近距離領域における前記エコー信号及び前記遠距離領域における前記エコー信号に対し、異なるビデオ傾斜を割り当てる、
   請求項１から８のいずれかに記載のエコー映像生成装置。
10. 前記近距離領域は、前記自船の位置を中心とする円形領域であり、前記遠距離領域は、前記近距離領域に隣接し、前記近距離領域を外側から囲む領域である、
    請求項１から９のいずれかに記載のエコー映像生成装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のエコー映像生成装置と、
    前記エコー信号を受信するレーダーアンテナと
    を備える、レーダー装置。
12. コンピュータにより実行される、
    自船の周囲の物標からのエコー信号を取得することと、
    前記自船からより近距離にある近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度設定と、前記自船からより遠距離にある遠距離領域における前記エコー信号に対する遠距離感度設定とを、それぞれ異ならせて設定することと、
    前記近距離領域におけるエコー映像を前記近距離感度設定に基づき生成することと、
    前記遠距離領域におけるエコー映像を前記遠距離感度設定に基づき生成することと、
    前記エコー映像を含む画面上に、前記近距離領域と前記遠距離領域との境界の位置を示す表示を配置することと
    を含み、
    前記エコー信号は、一定の幅を有するパルス状電波が前記物標に反射された反射波であり、
    前記境界の位置を示す表示を配置することは、前記境界が前記エコー映像の表示範囲内に位置する場合及び前記表示範囲外に位置する場合のいずれにおいても、前記画面上に前記表示を配置することである、エコー映像生成方法。
13. 自船の周囲の物標からのエコー信号を取得することと、
    前記自船からより近距離にある近距離領域における前記エコー信号に対する近距離感度設定と、前記自船からより遠距離にある遠距離領域における前記エコー信号に対する遠距離感度設定とを、それぞれ異ならせて設定することと、
    前記近距離領域におけるエコー映像を前記近距離感度設定に基づき生成することと、
    前記遠距離領域におけるエコー映像を前記遠距離感度設定に基づき生成することと、
    前記エコー映像を含む画面上に、前記近距離領域と前記遠距離領域との境界の位置を示す表示を配置することと
    をコンピュータに実行させ、
    前記エコー信号は、一定の幅を有するパルス状電波が前記物標に反射された反射波であり、
    前記境界の位置を示す表示を配置することは、前記境界が前記エコー映像の表示範囲内に位置する場合及び前記表示範囲外に位置する場合のいずれにおいても、前記画面上に前記表示を配置することである、エコー映像生成プログラム。
    

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