JP7170941B2 - 位置推定装置、位置推定方法、及びレーダシステム - Google Patents
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Description
本開示は、位置推定装置、位置推定方法、及びレーダ装置に関する。
電磁波、レーザビーム、又は音波等の送信波を用いて、海洋上に漂流する漂流物（以下、単に「漂流物」という。）の位置、及び、所定期間経過後における当該漂流物の位置を特定する技術がある。
例えば、特許文献１には、海洋環境中の物体を探知するための複数の探知装置であって、異なる物体探知方式に従って物体を探知するように構成される複数の探知装置と、データ処理装置であって、通信インターフェース及びプロセッサを含み、通信インターフェースは探知装置から探知信号を受信するように構成され、プロセッサは、共通の座標系内で、受信された探知信号に基づいて海洋環境中の物体の位置を決定するように構成されるデータ処理装置とを含む海洋環境を監視するためのシステムにおいて、決定した海洋環境中の物体の位置に基づいて、所定期間経過後の物体の位置を推定する技術が開示されている。
例えば、特許文献１には、海洋環境中の物体を探知するための複数の探知装置であって、異なる物体探知方式に従って物体を探知するように構成される複数の探知装置と、データ処理装置であって、通信インターフェース及びプロセッサを含み、通信インターフェースは探知装置から探知信号を受信するように構成され、プロセッサは、共通の座標系内で、受信された探知信号に基づいて海洋環境中の物体の位置を決定するように構成されるデータ処理装置とを含む海洋環境を監視するためのシステムにおいて、決定した海洋環境中の物体の位置に基づいて、所定期間経過後の物体の位置を推定する技術が開示されている。
漂流物は、海洋表層の流れに伴って移動する。海洋表層の流れは、主に、移流成分と乱流拡散成分とを有する。移流とは、潮汐流又は海流等により生じる海洋表層の流れである。乱流拡散とは、潮汐流、海流、又は大気の変動等により生じる海洋表層の乱れによる海洋表層の流れである。
移流は、潮汐流又は海流等により生じる海洋表層の流れであるため、移流の速度（以下「移流速度」という。）は、比較的速いものとなる。そのため、移流成分による漂流物の所定期間経過後の位置（以下「未来位置」という。）については、漂流物の現在の位置に至るまでの軌跡及び速度に基づいて推定することが可能である。
一方、乱流拡散は海洋表層の乱れであり、当該乱れは潮汐流、海流、又は大気の変動等により生じるものであるため、海洋表層の乱れによる海洋表層の流れの挙動は不規則である。そのため、乱流拡散成分による漂流物の未来位置については、漂流物の現在の位置に至るまでの軌跡及び速度に基づいて予測することは困難である。
移流は、潮汐流又は海流等により生じる海洋表層の流れであるため、移流の速度（以下「移流速度」という。）は、比較的速いものとなる。そのため、移流成分による漂流物の所定期間経過後の位置（以下「未来位置」という。）については、漂流物の現在の位置に至るまでの軌跡及び速度に基づいて推定することが可能である。
一方、乱流拡散は海洋表層の乱れであり、当該乱れは潮汐流、海流、又は大気の変動等により生じるものであるため、海洋表層の乱れによる海洋表層の流れの挙動は不規則である。そのため、乱流拡散成分による漂流物の未来位置については、漂流物の現在の位置に至るまでの軌跡及び速度に基づいて予測することは困難である。
漂流物の未来位置を高精度に推定するためには、移流成分と乱流拡散成分とを加味して推定を行う必要がある。しかしながら、従来技術は、漂流物である海洋環境中の物体の位置に基づいて当該物体の未来位置を推定するものであり、従来技術は、当該物体の未来位置を推定する際に、乱流拡散成分を加味していない。
そのため、従来技術には、漂流物である海洋環境中の物体の未来位置を高精度で推定できないという問題点があった。
そのため、従来技術には、漂流物である海洋環境中の物体の未来位置を高精度で推定できないという問題点があった。
本開示は、上述の問題点を解決するためのものであり、所定期間経過後における漂流物の位置を高精度で推定可能な位置推定装置を提供することを目的としている。
本開示の位置推定装置は、観測領域に向けて放射された探査波であって観測領域における海面で反射した探査波である反射波を受信して、受信した反射波に基づく受信信号を出力する受信器から、受信信号を取得する受信信号取得部と、観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を、受信信号取得部が取得する受信信号に基づいて算出する移流速度算出部と、セル毎に海洋の表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出部と、海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得部と、移流速度算出部が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部が算出した乱流拡散速度、及び、位置取得部が取得した位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定部と、漂流物の物性を示す物性情報に基づいて、漂流物の物性拡散速度を算出する物性拡散速度算出部と、を備え、位置推定部は、移流速度、乱流拡散速度、及び漂流物の位置に加えて、物性拡散速度算出部が算出した物性拡散速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定することを特徴とするものである。
本開示によれば、所定期間経過後における漂流物の位置を高精度で推定することができる。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１から図８までを参照して、実施の形態１に係る位置推定装置１００について説明する。
図１を参照して、実施の形態１に係る位置推定装置１００が適用されたレーダシステム１の要部の構成について説明する。
図１は、実施の形態１に係る位置推定装置１００が適用されたレーダシステム１の要部の構成の一例を示すブロック図である。
レーダシステム１は、送信器２、受信器３、記憶装置４、出力装置５、及び位置推定装置１００を備える。
図１から図８までを参照して、実施の形態１に係る位置推定装置１００について説明する。
図１を参照して、実施の形態１に係る位置推定装置１００が適用されたレーダシステム１の要部の構成について説明する。
図１は、実施の形態１に係る位置推定装置１００が適用されたレーダシステム１の要部の構成の一例を示すブロック図である。
レーダシステム１は、送信器２、受信器３、記憶装置４、出力装置５、及び位置推定装置１００を備える。
送信器２は、観測領域に向けて探査波を放射する。観測領域は、海洋における海面の少なくとも一部を含む領域である。
送信器２が観測領域に向けて放射した探査波は、観測領域における海面で反射する。
図２を参照して、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える送信器２の要部の構成について説明する。
図２は、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える送信器２の要部の構成の一例を示すブロック図である。
送信器２は、送信信号生成部２１及び送信アンテナ２２を備える。
送信器２が観測領域に向けて放射した探査波は、観測領域における海面で反射する。
図２を参照して、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える送信器２の要部の構成について説明する。
図２は、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える送信器２の要部の構成の一例を示すブロック図である。
送信器２は、送信信号生成部２１及び送信アンテナ２２を備える。
送信信号生成部２１は、送信信号を生成し、生成した送信信号を送信アンテナ２２に出力する。
送信信号は、例えば、インパルス信号、周波数掃引信号、又は強度変調信号等の電気信号である。
送信アンテナ２２は、送信信号生成部２１が出力した送信信号を受けて、当該送信信号に基づく探査波を観測領域に向けて出力する。
探査波は、例えば、電磁波又は音波である。
送信信号は、例えば、インパルス信号、周波数掃引信号、又は強度変調信号等の電気信号である。
送信アンテナ２２は、送信信号生成部２１が出力した送信信号を受けて、当該送信信号に基づく探査波を観測領域に向けて出力する。
探査波は、例えば、電磁波又は音波である。
実施の形態１では、送信器２は、探査波として電磁波又は音波を放射するものとして説明するが、この限りではない。例えば、送信器２は、探査波としてレーザビームを出力するものであってもよい。
具体的には、送信器２が探査波としてレーザビームを出力するものである場合、例えば、送信器２は、送信アンテナ２２に替えて、図２には不図示のレーザ光出力部及び出力光学系を備える。
ここで、レーザ光出力部は、例えば、送信信号生成部２１が出力した送信信号を受けて、当該送信信号に基づくレーザ光を出力する。レーザ光出力部が出力するレーザ光は、インパルス光、周波数掃引光、又は強度変調信号光等である。また、出力光学系は、例えば、レーザ光出力部が出力するレーザ光を受けて、当該レーザ光を集光してレーザビームを生成し、生成したレーザビームを探査波として観測領域に向けて出力する。
具体的には、送信器２が探査波としてレーザビームを出力するものである場合、例えば、送信器２は、送信アンテナ２２に替えて、図２には不図示のレーザ光出力部及び出力光学系を備える。
ここで、レーザ光出力部は、例えば、送信信号生成部２１が出力した送信信号を受けて、当該送信信号に基づくレーザ光を出力する。レーザ光出力部が出力するレーザ光は、インパルス光、周波数掃引光、又は強度変調信号光等である。また、出力光学系は、例えば、レーザ光出力部が出力するレーザ光を受けて、当該レーザ光を集光してレーザビームを生成し、生成したレーザビームを探査波として観測領域に向けて出力する。
受信器３は、送信器２が観測領域に向けて放射した探査波が観測領域における海面で反射した探査波である反射波を受信して、受信した反射波に基づく受信信号を出力する。
図３を参照して、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える受信器３の要部の構成について説明する。
図３は、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える受信器３の要部の構成の一例を示すブロック図である。
受信器３は、受信アンテナ３１及び増幅部３２を備える。
図３を参照して、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える受信器３の要部の構成について説明する。
図３は、実施の形態１に係るレーダシステム１が備える受信器３の要部の構成の一例を示すブロック図である。
受信器３は、受信アンテナ３１及び増幅部３２を備える。
受信アンテナ３１は、反射波を受けて、当該反射を電気信号に変換する。受信アンテナ３１は、変換後の電気信号を増幅部３２に出力する。
増幅部３２は、受信アンテナ３１が出力する電気信号を受けて、当該電気信号を増幅する。増幅部３２は、増幅後の電気信号を受信信号として位置推定装置１００に出力する。
増幅部３２は、受信アンテナ３１が出力する電気信号を受けて、当該電気信号を増幅する。増幅部３２は、増幅後の電気信号を受信信号として位置推定装置１００に出力する。
実施の形態１では、受信器３は、受信アンテナ３１及び増幅部３２を備えるものとして説明するが、受信器３の構成はこれに限るものでない。
具体的には、例えば、送信器２が探査波としてレーザビームを出力するものである場合、受信器３は、受信アンテナ３１に替えて、図３には不図示の入力光学系及び光電変換部を備える。
ここで、入力光学系は、例えば、レーザビームである反射波を受けて、当該反射波を集光して、集光した後のレーザビームを光電変換部に導く。光電変換部は、入力光学系が集光した後のレーザビームを受けて、光電変換処理を行うことにより当該レーザビームを電気信号に変換する。光電変換部は、変換後の電気信号を増幅部３２に出力する。
具体的には、例えば、送信器２が探査波としてレーザビームを出力するものである場合、受信器３は、受信アンテナ３１に替えて、図３には不図示の入力光学系及び光電変換部を備える。
ここで、入力光学系は、例えば、レーザビームである反射波を受けて、当該反射波を集光して、集光した後のレーザビームを光電変換部に導く。光電変換部は、入力光学系が集光した後のレーザビームを受けて、光電変換処理を行うことにより当該レーザビームを電気信号に変換する。光電変換部は、変換後の電気信号を増幅部３２に出力する。
受信器３は、Ａ／Ｄコンバータ等により構成される不図示のＡ／Ｄ変換部を備えるものであってもよい。
受信器３がＡ／Ｄ変換部を備える場合、Ａ／Ｄ変換部は、増幅部３２が増幅後の電気信号であるアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。当該場合、受信器３は、Ａ／Ｄ変換部が変換した変換後の電気信号であるデジタル電気信号を受信信号として位置推定装置１００に出力する。
受信器３がＡ／Ｄ変換部を備える場合、Ａ／Ｄ変換部は、増幅部３２が増幅後の電気信号であるアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。当該場合、受信器３は、Ａ／Ｄ変換部が変換した変換後の電気信号であるデジタル電気信号を受信信号として位置推定装置１００に出力する。
送信器２と受信器３とは、例えば、隣接する位置に設置される。具体的には、例えば、送信器２が備える送信アンテナ２２又は出力光学系と、受信器３が備える受信アンテナ３１又は入力光学系とは、隣接する位置に設置される。
より具体的には、例えば、送信器２と受信器３とは、陸地上を走行可能な車両、陸地上に建てられた建物等の施設、又は、陸地上又は海洋上に建てられた灯台又は鉄塔等の構造物に設置される。
レーダシステム１は、送信器２と受信器３とに替えて、送信器２が備える機能と、受信器３が備える機能との両方の機能を備える図１には不図示の送受信器を備えるものであってもよい。
より具体的には、例えば、送信器２と受信器３とは、陸地上を走行可能な車両、陸地上に建てられた建物等の施設、又は、陸地上又は海洋上に建てられた灯台又は鉄塔等の構造物に設置される。
レーダシステム１は、送信器２と受信器３とに替えて、送信器２が備える機能と、受信器３が備える機能との両方の機能を備える図１には不図示の送受信器を備えるものであってもよい。
位置推定装置１００は、受信器３が出力する受信信号を取得し、当該受信信号に基づいて予め定められた期間（以下「所定期間」ともいう。）を経過後における海洋上に漂流する漂流物（以下、単に「漂流物」という。）の位置（以下「未来位置」という。）を推定する。所定期間は、任意の期間である。位置推定装置１００は、未来位置を示す未来位置情報を出力装置５に出力する。位置推定装置１００の詳細については後述する。
記憶装置４は、位置推定装置１００が未来位置を推定する際に必要な情報を記憶する。位置推定装置１００は、位置推定装置１００が未来位置を推定する際に必要な情報を記憶装置４から読み出すことにより取得する。
出力装置５は、例えば、ディスプレイ等の表示出力装置である。例えば、位置推定装置１００は、未来位置情報を出力装置５に出力することにより、出力装置５に未来位置情報を表示させる。
出力装置５は、例えば、ディスプレイ等の表示出力装置である。例えば、位置推定装置１００は、未来位置情報を出力装置５に出力することにより、出力装置５に未来位置情報を表示させる。
図４を参照して、実施の形態１に係る位置推定装置１００の要部の構成について説明する。
図４は、実施の形態１に係る位置推定装置１００の要部の構成の一例を示すブロック図である。
位置推定装置１００は、受信信号取得部１１０、移流速度算出部１２０、乱流拡散速度算出部１３０、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、速度補正部１６０、位置取得部１７０、位置推定部１８０、及び未来位置出力部１９０を備える。
物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、及び速度補正部１６０は、位置推定装置１００にとって必須の構成ではなく、位置推定装置１００は、必ずしも、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、又は速度補正部１６０を備えている必要はない。
実施の形態１では、位置推定装置１００は、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、及び速度補正部１６０を備えているものとして説明する。
図４は、実施の形態１に係る位置推定装置１００の要部の構成の一例を示すブロック図である。
位置推定装置１００は、受信信号取得部１１０、移流速度算出部１２０、乱流拡散速度算出部１３０、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、速度補正部１６０、位置取得部１７０、位置推定部１８０、及び未来位置出力部１９０を備える。
物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、及び速度補正部１６０は、位置推定装置１００にとって必須の構成ではなく、位置推定装置１００は、必ずしも、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、又は速度補正部１６０を備えている必要はない。
実施の形態１では、位置推定装置１００は、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、及び速度補正部１６０を備えているものとして説明する。
受信信号取得部１１０は、受信器３が出力する受信信号を取得する。受信信号取得部１１０は、受信した受信信号を移流速度算出部１２０に出力する。
受信器３が受信信号をアナログ電気信号として出力する場合、受信信号取得部１１０は、受信器３から取得した受信信号をデジタル電気信号に変換する。すなわち、当該場合、受信信号取得部１１０は、Ａ／Ｄコンバータ等により構成される不図示のＡ／Ｄ変換部を有する。受信信号取得部１１０は、受信器３から取得した受信信号、又は、当該受信信号をデジタル電気信号に変換した後の受信信号を移流速度算出部１２０に出力する。
受信器３が受信信号をアナログ電気信号として出力する場合、受信信号取得部１１０は、受信器３から取得した受信信号をデジタル電気信号に変換する。すなわち、当該場合、受信信号取得部１１０は、Ａ／Ｄコンバータ等により構成される不図示のＡ／Ｄ変換部を有する。受信信号取得部１１０は、受信器３から取得した受信信号、又は、当該受信信号をデジタル電気信号に変換した後の受信信号を移流速度算出部１２０に出力する。
移流速度算出部１２０は、観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を、受信信号取得部１１０が取得する受信信号に基づいて算出する。
移流速度とは、海洋表層の流れのうち、潮汐流又は海流等により生じる海洋表層の流れ（以下「移流」という。）の速度である。
具体的には、移流速度算出部１２０は、受信信号取得部１１０が出力する受信信号を受けて、当該受信信号に基づいてセル毎に対応する海洋の表層流れの移流速度を算出する。
例えば、移流速度算出部１２０は、受信信号に対してフーリエ変換を施し、当該受信信号の周波数を解析することにより、観測領域におけるセル毎の移流速度を算出する。
移流速度とは、海洋表層の流れのうち、潮汐流又は海流等により生じる海洋表層の流れ（以下「移流」という。）の速度である。
具体的には、移流速度算出部１２０は、受信信号取得部１１０が出力する受信信号を受けて、当該受信信号に基づいてセル毎に対応する海洋の表層流れの移流速度を算出する。
例えば、移流速度算出部１２０は、受信信号に対してフーリエ変換を施し、当該受信信号の周波数を解析することにより、観測領域におけるセル毎の移流速度を算出する。
図５を参照して、セルについて説明する。
図５は、観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルの一例を示す図である。
レンジ方向とは、送信器２が放射する探査波の放射方向である。アジマス方向とは、レンジ方向に直行する方向、すなわち、送信器２が放射する探査波の放射方向に直行する方向である。セルは、観測領域において、海洋の海面をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された当該海面における領域である。
図５は、観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルの一例を示す図である。
レンジ方向とは、送信器２が放射する探査波の放射方向である。アジマス方向とは、レンジ方向に直行する方向、すなわち、送信器２が放射する探査波の放射方向に直行する方向である。セルは、観測領域において、海洋の海面をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された当該海面における領域である。
乱流拡散速度算出部１３０は、セル毎に海洋の表層流れの乱流拡散速度を算出する。
乱流拡散速度とは、海洋表層の流れのうち、潮汐流、海流、又は大気の変動等により生じる海洋表層の乱れによる海洋表層の流れ（以下「乱流拡散」という。）の速度である。
乱流拡散速度算出部１３０は、例えば、統計処理を行うことにより乱流拡散速度の近似解を算出する。
具体的には、例えば、乱流拡散速度算出部１３０は、ランダムウォークを用いた統計処理を行うことにより乱流拡散速度の近似解を算出する。
より具体的には、例えば、乱流拡散速度算出部１３０は、以下の文献Ａに記載されたランダムウォークを用いた統計処理を行うことにより乱流拡散速度の近似解を算出する。
文献Ａ：“石油連盟”，“流出油の拡散予測モデル調査報告書”，（１９９２年）
乱流拡散速度とは、海洋表層の流れのうち、潮汐流、海流、又は大気の変動等により生じる海洋表層の乱れによる海洋表層の流れ（以下「乱流拡散」という。）の速度である。
乱流拡散速度算出部１３０は、例えば、統計処理を行うことにより乱流拡散速度の近似解を算出する。
具体的には、例えば、乱流拡散速度算出部１３０は、ランダムウォークを用いた統計処理を行うことにより乱流拡散速度の近似解を算出する。
より具体的には、例えば、乱流拡散速度算出部１３０は、以下の文献Ａに記載されたランダムウォークを用いた統計処理を行うことにより乱流拡散速度の近似解を算出する。
文献Ａ：“石油連盟”，“流出油の拡散予測モデル調査報告書”，（１９９２年）
図６を参照して実施の形態１に係る位置推定装置１００が漂流物２００の未来位置を推定する際のレーダシステム１の測定系について説明する。
図６は、実施の形態１に係る位置推定装置１００が漂流物２００の未来位置を推定する際のレーダシステム１の測定系の一例を示す説明図である。
図６において、漂流物２００は、ある時点における漂流物の状態を、また、漂流物２０１は、当該時点からある期間経過後における漂流物の状態を示している。
実施の形態１では、一例として、漂流物２００は、海上に漂流する油であるものとして説明する。
なお、図６には、１対の送信器２と受信器３とが記載されているが、レーダシステム１が備える送信器２と受信器３とは、１対に限定されるものではなく、複数対でであってもよい。
図６は、実施の形態１に係る位置推定装置１００が漂流物２００の未来位置を推定する際のレーダシステム１の測定系の一例を示す説明図である。
図６において、漂流物２００は、ある時点における漂流物の状態を、また、漂流物２０１は、当該時点からある期間経過後における漂流物の状態を示している。
実施の形態１では、一例として、漂流物２００は、海上に漂流する油であるものとして説明する。
なお、図６には、１対の送信器２と受信器３とが記載されているが、レーダシステム１が備える送信器２と受信器３とは、１対に限定されるものではなく、複数対でであってもよい。
漂流物２００の位置は、例えば、飛行機、ヘリコプター、又はドローン等の飛行体２０４に設置された不図示の光学装置等の探査装置が取得した画像情報等に基づいて、不図示の解析装置により特定される。例えば、解析装置は、特定した漂流物２００の位置を示す位置情報を、画像又は信号等を光学装置等が取得した時点を示す時刻情報と対応付けて、記憶装置４に出力する。具体的には、解析装置は、位置情報と当該位置情報に対応する時刻情報とを記憶装置４に書き込むことにより記憶装置４に記憶させる。例えば、解析装置と記憶装置４とは、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の不図示の通信ネットワークにより接続されている。
探査装置の設置場所は、飛行体２０４に限定されるものではない。例えば、探査装置は、海洋上を航行する船舶２０５、海洋上に設置された海洋ブイ２０７、又は宇宙空間において地球周回軌道を回る人工衛星２０６等に設置されてもよい。また、探査装置は、送信器２及び受信器３と同様に、陸地上を走行可能な車両、陸地上に建てられた建物等の施設、又は、陸地上又は海洋上に建てられた灯台又は鉄塔等の構造物に設置されてもよい。また、探査装置は、送信器２、受信器３、又は位置推定装置１００に備えられたものであってもよい。解析装置については、無線通信又は有線通信により、探査装置が取得した画像情報等を探査装置から取得可能であり、且つ、無線通信又は有線通信により、位置情報及び時刻情報を記憶装置４に書き込むことが可能であれば、任意の場所に設置することが可能である。
また、探査装置は光学装置に限定されるものではない。例えば、漂流物２００が油である場合、海洋上を漂流する油層は、海面の散乱を弱める特徴があるため、当該特徴を利用して、マイクロ波を送受信するマイクロ波レーダ装置を探査装置として用いてもよい。
位置取得部１７０は、海洋上に漂流する漂流物２００の位置を示す位置情報を取得する。具体的には、例えば、位置取得部１７０は、記憶装置４に記憶された位置情報を読み出すことにより、記憶装置４から位置情報を取得する。
位置推定部１８０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、及び、位置取得部１７０が取得した位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物２０１の位置である未来位置を推定する。
例えば、油は、微小な油粒子の集まり（以下「油粒子群」という。）であると考えることができる。
ある油粒子ｉの位置は、次式（１）を用いて近似的に求めることができる。
Ｘｉ（ｎ＋１）＝Ｘｉ（ｎ）＋Δｔ・Ｕｉ（ｎ） ・・・ 式（１）
ここで、ｎは任意の単位による時刻、Ｘｉ（ｎ）は時刻がｎであるときの油粒子ｉの位置、Ｕｉ（ｎ）は、時刻がｎであるときの油粒子ｉの速度、及び、Δｔは、ｎからｎ＋１までの間の期間である。
ある油粒子ｉの位置は、次式（１）を用いて近似的に求めることができる。
Ｘｉ（ｎ＋１）＝Ｘｉ（ｎ）＋Δｔ・Ｕｉ（ｎ） ・・・ 式（１）
ここで、ｎは任意の単位による時刻、Ｘｉ（ｎ）は時刻がｎであるときの油粒子ｉの位置、Ｕｉ（ｎ）は、時刻がｎであるときの油粒子ｉの速度、及び、Δｔは、ｎからｎ＋１までの間の期間である。
漂流物２００が油である場合、油粒子ｉの速度であるＵｉ（ｎ）は、次式（２）を用いて表すことができる。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ） ・・・ 式（２）
ここで、Ｕｄｉ（ｎ）は乱流拡散速度、及び、Ｕａｉ（ｎ）は移流速度である。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ） ・・・ 式（２）
ここで、Ｕｄｉ（ｎ）は乱流拡散速度、及び、Ｕａｉ（ｎ）は移流速度である。
乱流拡散速度は、乱流拡散速度算出部１３０により算出された速度であり、上述のように、乱流拡散速度は、乱流拡散速度算出部１３０が、ランダムウォークを用いた統計処理を行うことにより算出される。
具体的には、例えば、乱流拡散速度算出部１３０は、次式（３）を用いて乱流拡散速度を算出する。
ここで、ＤＨは拡散係数あり、例えば、以下の文献Ｂに記載されているような実験結果により予め決定された値である。また、Ｒｎは０から１までの実数の一様乱数である。
文献Ｂ：“松崎”，“海上流出油の移流及び拡散に関する数値計算法の開発”，（２０１５）
具体的には、例えば、乱流拡散速度算出部１３０は、次式（３）を用いて乱流拡散速度を算出する。
文献Ｂ：“松崎”，“海上流出油の移流及び拡散に関する数値計算法の開発”，（２０１５）
拡散係数は、例えば、上述のように実験結果により予め決定された値であり、漂流物である物質の物性により決定される値である。したがって、漂流物が塩酸又は硫酸等の油とはこと異なる化学物質であったとしても、漂流物の物質が特定されれば、当該物質の物性に基づいて拡散係数が決定され、乱流拡散速度を算出することができる。
例えば、拡散係数は、予め記憶装置４に記憶されており、乱流拡散速度算出部１３０は、記憶装置４から拡散係数を読み出すことにより、拡散係数を取得する。
例えば、拡散係数は、予め記憶装置４に記憶されており、乱流拡散速度算出部１３０は、記憶装置４から拡散係数を読み出すことにより、拡散係数を取得する。
移流速度は、移流速度算出部１２０により算出された速度である。移流速度は、漂流物である物質の物性には依存しない値である。
したがって、位置推定部１８０は、どのような物性の物質が漂流物であったとしても、式（１）及び式（２）を用いて漂流物の未来位置を推定することができる。
したがって、位置推定部１８０は、どのような物性の物質が漂流物であったとしても、式（１）及び式（２）を用いて漂流物の未来位置を推定することができる。
位置推定装置１００は、位置推定部１８０が乱流拡散速度を加味して未来位置を推定するものであるため、所定期間経過後における漂流物の位置を高精度で推定することができる。また、位置推定装置１００は、移流速度と乱流拡散速度とをセル毎に算出するため、所定期間経過後における漂流物の位置を高精度で推定することができる。
未来位置出力部１９０は、位置推定装置１００が推定した未来位置を示す未来位置情報を出力装置５に出力することにより、出力装置５に未来位置情報を表示させる。
位置推定装置１００は、移流速度と乱流拡散速度とだけではなく、物性拡散速度を加味して所定期間経過後における漂流物の位置を推定するものであってもよい。
漂流物が油又は化学物質等の液体である場合、漂流物は、漂流物自体の表面張力又は粘性の物性により物性拡散する。物性拡散速度とは、漂流物が、漂流物自体の表面張力又は粘性の物性により物性拡散して移動する速度である。
漂流物が油又は化学物質等の液体である場合、漂流物は、漂流物自体の表面張力又は粘性の物性により物性拡散する。物性拡散速度とは、漂流物が、漂流物自体の表面張力又は粘性の物性により物性拡散して移動する速度である。
物性拡散速度算出部１４０は、物性拡散速度を算出する。
例えば、物性拡散速度算出部１４０は、以下の文献Ｃに記載された算出方法を用いることにより物性拡散速度を算出することできる。
文献Ｃ：“Ｆａｙ Ｊ．Ａ．”，“Ｔｈｅ Ｓｐｒｅａｄ ｏｆ Ｏｉｌ ｏｎ ａ Ｃａｌｍ Ｓｅａ”，（１９６９）
例えば、物性拡散速度算出部１４０は、以下の文献Ｃに記載された算出方法を用いることにより物性拡散速度を算出することできる。
文献Ｃ：“Ｆａｙ Ｊ．Ａ．”，“Ｔｈｅ Ｓｐｒｅａｄ ｏｆ Ｏｉｌ ｏｎ ａ Ｃａｌｍ Ｓｅａ”，（１９６９）
物性拡散速度は、物質の物性値により決定されるものであるため、漂流物が塩酸又は硫酸等の油とは異なる化学物質であったとしても、漂流物の物質が特定されれば、物性拡散速度算出部１４０は、当該物質の物性値に基づいて、物性拡散速度を算出することができる。
例えば、当該物質の物性値は、予め記憶装置４に記憶されており、物性拡散速度算出部１４０は、記憶装置４から当該物性値を読み出すことにより、当該物性値を取得する。
例えば、当該物質の物性値は、予め記憶装置４に記憶されており、物性拡散速度算出部１４０は、記憶装置４から当該物性値を読み出すことにより、当該物性値を取得する。
位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備える場合、位置推定部１８０は、移流速度、乱流拡散速度、及び漂流物の位置情報に加えて、物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定する。
具体的には、例えば、位置推定部１８０は、漂流物が突出部を有する場合、式（１）及び次式（４）を用いて漂流物の未来位置を推定する。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｓｉ（ｎ）＋Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ） ・・・ 式（４）
なお、Ｕｓｉ（ｎ）は、物性拡散速度算出部１４０が算出する物性拡散速度である。
具体的には、例えば、位置推定部１８０は、漂流物が突出部を有する場合、式（１）及び次式（４）を用いて漂流物の未来位置を推定する。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｓｉ（ｎ）＋Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ） ・・・ 式（４）
なお、Ｕｓｉ（ｎ）は、物性拡散速度算出部１４０が算出する物性拡散速度である。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定部１８０が乱流拡散速度及び物性拡散速度を加味して未来位置を推定するものであるため、乱流拡散速度のみを加味して未来位置を推定する場合よりも、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
漂流物は、海洋油田若しくはタンカ等から海洋に流出した油、又は、塩酸若しくは硫酸等の化学物質のような液体だけとは限らない。例えば、漂流物には、海洋を漂流する船舶、大型ごみ、又は遭難者等の海面から突出する突出部を有するものがある。このような突出部を有する漂流物の移動は、風による影響を受ける。
風取得部１５０は、観測領域における風速及び風向を示す風情報を取得する。具体的には、例えば、風情報は、記憶装置４に予め記憶されており、風取得部１５０は、記憶装置４から風情報を読み出すことにより風情報を取得する。風取得部１５０は、観測領域における風速及び風向を観測する不図示の風観測装置が出力する風情報を、逐次、取得してもよい。
風圧流速度算出部１５１は、風取得部１５０が取得した風情報に基づいて、セル毎に風圧流速度を算出する。
具体的には、例えば、海面近くの風圧流速度は、以下の次式（５）又は式（６）を用いて算出する。
Ｕｉｗ（ｎ）＝αＷｉ（ｎ）＋β ・・・ 式（５）
ただし、式（５）は、Ｗｉ＞＝６［ｋＮ（キロニュートン）］の場合である。
Ｕｉｗ（ｎ）＝（α＋β／６）Ｗｉ（ｎ） ・・・ 式（６）
ただし、式（６）は、Ｗｉ＜６［ｋＮ］の場合である。
なお、Ｕｉｗ（ｎ）は、海面近くの風圧流速度、α及びβは予め定められた係数、Ｗｉ（ｎ）は海面近くの風速である。
具体的には、例えば、海面近くの風圧流速度は、以下の次式（５）又は式（６）を用いて算出する。
Ｕｉｗ（ｎ）＝αＷｉ（ｎ）＋β ・・・ 式（５）
ただし、式（５）は、Ｗｉ＞＝６［ｋＮ（キロニュートン）］の場合である。
Ｕｉｗ（ｎ）＝（α＋β／６）Ｗｉ（ｎ） ・・・ 式（６）
ただし、式（６）は、Ｗｉ＜６［ｋＮ］の場合である。
なお、Ｕｉｗ（ｎ）は、海面近くの風圧流速度、α及びβは予め定められた係数、Ｗｉ（ｎ）は海面近くの風速である。
具体的には、例えば、α及びβは、以下の文献Ｄに記載された係数を用いることができる。
文献Ｄ：“U.S. COAST GUARD ADDENDUM”，“U.S. COAST GUARD ADDENDUM TO THE UNITED STATES NATIONAL SEARCH AND RESCUE SUP- PLEMENT（NSS）To The International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual”，（２００４）
例えば、α及びβが示す係数は、予め記憶装置４に記憶されており、風圧流速度算出部１５１は、記憶装置４から当該係数を読み出すことにより、当該係数を取得する。
文献Ｄ：“U.S. COAST GUARD ADDENDUM”，“U.S. COAST GUARD ADDENDUM TO THE UNITED STATES NATIONAL SEARCH AND RESCUE SUP- PLEMENT（NSS）To The International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual”，（２００４）
例えば、α及びβが示す係数は、予め記憶装置４に記憶されており、風圧流速度算出部１５１は、記憶装置４から当該係数を読み出すことにより、当該係数を取得する。
位置推定装置１００が風取得部１５０及び風圧流速度算出部１５１を備える場合、位置推定部１８０は、移流速度、乱流拡散速度、及び漂流物の位置情報に加えて、風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定する。
具体的には、例えば、位置推定部１８０は、当該場合、式（１）及び次式（７）を用いて漂流物の未来位置を推定する。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ）＋Ｕｉｗ（ｎ） ・・・ 式（７）
具体的には、例えば、位置推定部１８０は、当該場合、式（１）及び次式（７）を用いて漂流物の未来位置を推定する。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ）＋Ｕｉｗ（ｎ） ・・・ 式（７）
このように構成することにより、位置推定装置１００は、漂流物が突出部を有する場合であっても、位置推定部１８０が乱流拡散速度及び風圧流速度を加味して未来位置を推定するものであるため、所定期間経過後における漂流物の位置を高精度で推定することができる。
また、位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、及び風圧流速度算出部１５１を備える場合、位置推定部１８０は、移流速度、乱流拡散速度、風圧流速度、及び漂流物の位置情報に加えて、物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定してもよい。
具体的には、例えば、位置推定部１８０は、当該場合、式（１）及び次式（８）を用いて漂流物の未来位置を推定する。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｓｉ（ｎ）＋Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ）＋Ｕｉｗ（ｎ）
・・・ 式（８）
具体的には、例えば、位置推定部１８０は、当該場合、式（１）及び次式（８）を用いて漂流物の未来位置を推定する。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｕｓｉ（ｎ）＋Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｕａｉ（ｎ）＋Ｕｉｗ（ｎ）
・・・ 式（８）
位置推定部１８０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度に替えて、当該移流速度を補正した補正後の移流速度である補正移流速度を用いて、Ｕｉ（ｎ）を算出して、漂流物の未来位置を推定してもよい。
同様に、位置推定部１８０は、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度に替えて、当該乱流拡散速度を補正した補正後の乱流拡散速度である補正乱流拡散速度を用いて、Ｕｉ（ｎ）を算出して、漂流物の未来位置を推定してもよい。
同様に、位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備える場合、位置推定部１８０は、物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度に替えて、当該物性拡散速度を補正した補正後の物性拡散速度である補正物性拡散速度を用いて、Ｕｉ（ｎ）を算出して、漂流物の未来位置を推定してもよい。
同様に、位置推定装置１００が風取得部１５０及び風圧流速度算出部１５１を備える場合、位置推定部１８０は、風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度に替えて、当該風圧流速度を補正した補正後の風圧流速度である補正風圧流速度を用いて、Ｕｉ（ｎ）を算出して、漂流物の未来位置を推定してもよい。
同様に、位置推定部１８０は、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度に替えて、当該乱流拡散速度を補正した補正後の乱流拡散速度である補正乱流拡散速度を用いて、Ｕｉ（ｎ）を算出して、漂流物の未来位置を推定してもよい。
同様に、位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備える場合、位置推定部１８０は、物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度に替えて、当該物性拡散速度を補正した補正後の物性拡散速度である補正物性拡散速度を用いて、Ｕｉ（ｎ）を算出して、漂流物の未来位置を推定してもよい。
同様に、位置推定装置１００が風取得部１５０及び風圧流速度算出部１５１を備える場合、位置推定部１８０は、風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度に替えて、当該風圧流速度を補正した補正後の風圧流速度である補正風圧流速度を用いて、Ｕｉ（ｎ）を算出して、漂流物の未来位置を推定してもよい。
具体的には、例えば、速度補正部１６０は、移流速度の補正係数を決定し、決定した補正係数を移流速度算出部１２０が算出した移流速度に乗ずることにより、補正移流速度を算出する。
同様に、例えば、速度補正部１６０は、乱流拡散速度の補正係数を決定し、決定した補正係数を乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度に乗ずることにより、補正乱流拡散速度を算出する。
同様に、例えば、速度補正部１６０は、位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備える場合、物性拡散速度の補正係数を決定し、決定した補正係数を物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度に乗ずることにより、補正物性拡散速度を算出する。
同様に、例えば、速度補正部１６０は、位置推定装置１００が風取得部１５０及び風圧流速度算出部１５１を備える場合、風圧流速度の補正係数を決定し、決定した補正係数を風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度に乗ずることにより、補正風圧流速度を算出する。
同様に、例えば、速度補正部１６０は、乱流拡散速度の補正係数を決定し、決定した補正係数を乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度に乗ずることにより、補正乱流拡散速度を算出する。
同様に、例えば、速度補正部１６０は、位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備える場合、物性拡散速度の補正係数を決定し、決定した補正係数を物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度に乗ずることにより、補正物性拡散速度を算出する。
同様に、例えば、速度補正部１６０は、位置推定装置１００が風取得部１５０及び風圧流速度算出部１５１を備える場合、風圧流速度の補正係数を決定し、決定した補正係数を風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度に乗ずることにより、補正風圧流速度を算出する。
より具体的には、例えば、速度補正部１６０は、位置取得部１７０が取得した位置情報が示す時刻がｎ－１のとき漂流物の位置と、時刻がｎのとき漂流物の位置とに基づいて、漂流物の移流速度であるＶｉ（ｎ）を次式（９）により算出する。
Ｖ（ｎ）＝｛Ｘ（ｎ）－Ｘ（ｎ－１）｝／Δｔ ・・・ 式（９）
ここで、Ｘ（ｎ）は時刻がｎのとき漂流物の位置であり、Ｘ（ｎ－１）は時刻がｎ－１のとき漂流物の位置である。
速度補正部１６０は、上述のＶｉ（ｎ）と、式（２）、式（４）、式（７）、又は式（８）により求めたＵｉ（ｎ）とを比較することにより、移流速度、乱流拡散速度、物性拡散速度、又は風圧流速度のそれぞれを補正するための補正係数を決定する。
Ｖ（ｎ）＝｛Ｘ（ｎ）－Ｘ（ｎ－１）｝／Δｔ ・・・ 式（９）
ここで、Ｘ（ｎ）は時刻がｎのとき漂流物の位置であり、Ｘ（ｎ－１）は時刻がｎ－１のとき漂流物の位置である。
速度補正部１６０は、上述のＶｉ（ｎ）と、式（２）、式（４）、式（７）、又は式（８）により求めたＵｉ（ｎ）とを比較することにより、移流速度、乱流拡散速度、物性拡散速度、又は風圧流速度のそれぞれを補正するための補正係数を決定する。
例えば、速度補正部１６０は、Ｖｉ（ｎ）とＵｉ（ｎ）とを比較して、Ｖｉ（ｎ）がＵｉ（ｎ）より小さい値である場合、補正係数が０から１までの間の実数となるように補正係数を決定する。また、速度補正部１６０は、Ｖｉ（ｎ）とＵｉ（ｎ）とを比較して、Ｖｉ（ｎ）がＵｉ（ｎ）より大きい値である場合、補正係数が１より大きな実数となるように補正係数を決定する。
速度補正部１６０は、上述のように決定した補正係数を用いて、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する。
速度補正部１６０は、上述のように決定した補正係数を用いて、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する。
例えば、位置推定部１８０は、位置推定装置１００が、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、及び速度補正部１６０を備える場合、式（１）と式（８）とに替えて、式（１）と次式（１０）とを用いて、漂流物の未来位置を推定する。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｇｓ・Ｕｓｉ（ｎ）＋Ｇｄ・Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｇａ・Ｕａｉ（ｎ）
＋Ｇｗ・Ｕｉｗ（ｎ） ・・・ 式（１０）
ここで、Ｇｓは、物性拡散速度の補正係数であり、Ｇｓ・Ｕｓｉ（ｎ）は、物性拡散速度算出部１４０が算出した補正物性拡散速度である。
また、Ｇｄは、乱流拡散速度の補正係数であり、Ｇｄ・Ｕｄｉ（ｎ）は、速度補正部１６０が算出した補正乱流拡散速度である。
また、Ｇａは、移流速度の補正係数であり、Ｇａ・Ｕａｉ（ｎ）は、速度補正部１６０が算出した補正移流速度である。
また、Ｇｗは、風圧流速度の補正係数であり、Ｇｗ・Ｕｉｗ（ｎ）は、速度補正部１６０が算出した補正風圧流速度である。
Ｕｉ（ｎ）＝Ｇｓ・Ｕｓｉ（ｎ）＋Ｇｄ・Ｕｄｉ（ｎ）＋Ｇａ・Ｕａｉ（ｎ）
＋Ｇｗ・Ｕｉｗ（ｎ） ・・・ 式（１０）
ここで、Ｇｓは、物性拡散速度の補正係数であり、Ｇｓ・Ｕｓｉ（ｎ）は、物性拡散速度算出部１４０が算出した補正物性拡散速度である。
また、Ｇｄは、乱流拡散速度の補正係数であり、Ｇｄ・Ｕｄｉ（ｎ）は、速度補正部１６０が算出した補正乱流拡散速度である。
また、Ｇａは、移流速度の補正係数であり、Ｇａ・Ｕａｉ（ｎ）は、速度補正部１６０が算出した補正移流速度である。
また、Ｇｗは、風圧流速度の補正係数であり、Ｇｗ・Ｕｉｗ（ｎ）は、速度補正部１６０が算出した補正風圧流速度である。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、速度補正部１６０が、時刻がｎに至るまでの漂流物の移動を加味して補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出するため、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
速度補正部１６０が補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する方法は、時刻がｎに至るまでの漂流物の移動に基づく方法に限定されるものではない。
例えば、速度補正部１６０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度、風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度、又は位置取得部１７０が取得した位置情報が示す漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、移流速度、乱流拡散速度、物性拡散速度、又は風圧流速度を補正してもよい。
具体的には、例えば、速度補正部１６０は、カルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタ、アンセンティッドカルマンフィルタ、アンサンブルカルマンフィルタ、又は四次元変分法等を用いて予測誤差の分散又は共分散を算出することにより、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する。
以下、一例として、速度補正部１６０がカルマンフィルタを用いて補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する場合について説明する。
例えば、速度補正部１６０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度、風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度、又は位置取得部１７０が取得した位置情報が示す漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、移流速度、乱流拡散速度、物性拡散速度、又は風圧流速度を補正してもよい。
具体的には、例えば、速度補正部１６０は、カルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタ、アンセンティッドカルマンフィルタ、アンサンブルカルマンフィルタ、又は四次元変分法等を用いて予測誤差の分散又は共分散を算出することにより、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する。
以下、一例として、速度補正部１６０がカルマンフィルタを用いて補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する場合について説明する。
カルマンフィルタとは、観測値から状態を推定するために用いられるフィルタである。
具体的には、カルマンフィルタは、逐次推定法のひとつであるため、速度補正部１６０は、カルマンフィルタによる逐次処理により、観測値を用いて時々刻々と変化する海面の乱れ強さを、逐次、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度の算出に反映することが可能である。結果として、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより実態に即して推定することができる。
具体的には、カルマンフィルタは、逐次推定法のひとつであるため、速度補正部１６０は、カルマンフィルタによる逐次処理により、観測値を用いて時々刻々と変化する海面の乱れ強さを、逐次、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度の算出に反映することが可能である。結果として、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより実態に即して推定することができる。
例えば、式（１）は、カルマンフィルタにおける状態方程式に相当する。また、式（１）の左辺は、カルマンフィルタにより推定される状態に相当し、式（１）の右辺のうち、時刻がｎであるときの油粒子ｉの位置（Ｘｉ（ｎ））、及び、ｎからｎ＋１までの間の期間（Δｔ）は、カルマンフィルタにおける観測値に相当する。
また、式（３）の右辺の拡散係数（ＤＨ）、及び、物性拡散速度算出部１４０が物性拡散速度を算出する際に用いる物質の物性値、並びに、式（５）若しくは式（６）の右辺の風速（Ｗｉ）も、カルマンフィルタにおける観測値に相当する。
一方、式（２）、式（４）、式（７）、又は式（８）の右辺の移流速度（Ｕａｉ（ｎ））、乱流拡散速度（Ｕｄｉ（ｎ））、物性拡散速度（Ｕｓｉ（ｎ））、及び風圧流速度（Ｕｉｗ（ｎ））は、カルマンフィルタにおける未知パラメータに相当する。
また、式（３）の右辺の拡散係数（ＤＨ）、及び、物性拡散速度算出部１４０が物性拡散速度を算出する際に用いる物質の物性値、並びに、式（５）若しくは式（６）の右辺の風速（Ｗｉ）も、カルマンフィルタにおける観測値に相当する。
一方、式（２）、式（４）、式（７）、又は式（８）の右辺の移流速度（Ｕａｉ（ｎ））、乱流拡散速度（Ｕｄｉ（ｎ））、物性拡散速度（Ｕｓｉ（ｎ））、及び風圧流速度（Ｕｉｗ（ｎ））は、カルマンフィルタにおける未知パラメータに相当する。
具体的には、例えば、速度補正部１６０は、以下の文献Ｅに記載された算出方法において、観測値と未知パラメータとを上述のように設定することにより、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出する。
文献Ｅ：“足立”，“カルマンフィルタの基礎”，（２０１２）
文献Ｅ：“足立”，“カルマンフィルタの基礎”，（２０１２）
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
また、例えば、速度補正部１６０は、ニューラルネットワークによる機械学習又は深層学習等による学習結果である学習済モデルを用いて、補正移流速度、補正乱流拡散速度、補正物性拡散速度、又は補正風圧流速度を算出してもよい。
図７Ａ及び図７Ｂを参照して、実施の形態１に係る位置推定装置１００の要部のハードウェア構成について説明する。
図７Ａ及び図７Ｂは、実施の形態１に係る位置推定装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図７Ａ及び図７Ｂは、実施の形態１に係る位置推定装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図７Ａに示す如く、位置推定装置１００は、コンピュータにより構成されており、当該コンピュータはプロセッサ７０１及びメモリ７０２を有している。メモリ７０２には、当該コンピュータを、受信信号取得部１１０、移流速度算出部１２０、乱流拡散速度算出部１３０、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、速度補正部１６０、位置取得部１７０、位置推定部１８０、及び未来位置出力部１９０として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ７０２に記憶されているプログラムをプロセッサ７０１が読み出して実行することにより、受信信号取得部１１０、移流速度算出部１２０、乱流拡散速度算出部１３０、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、速度補正部１６０、位置取得部１７０、位置推定部１８０、及び未来位置出力部１９０の機能が実現される。
また、図７Ｂに示す如く、位置推定装置１００は、処理回路７０３により構成されても良い。この場合、受信信号取得部１１０、移流速度算出部１２０、乱流拡散速度算出部１３０、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、速度補正部１６０、位置取得部１７０、位置推定部１８０、及び未来位置出力部１９０の機能が処理回路７０３により実現されても良い。
また、位置推定装置１００はプロセッサ７０１、メモリ７０２及び処理回路７０３により構成されても良い（不図示）。この場合、受信信号取得部１１０、移流速度算出部１２０、乱流拡散速度算出部１３０、物性拡散速度算出部１４０、風取得部１５０、風圧流速度算出部１５１、速度補正部１６０、位置取得部１７０、位置推定部１８０、及び未来位置出力部１９０の機能のうちの一部の機能がプロセッサ７０１及びメモリ７０２により実現されて、残余の機能が処理回路７０３により実現されるものであっても良い。
プロセッサ７０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いたものである。
メモリ７０２は、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスクを用いたものである。より具体的には、メモリ７０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などを用いたものである。
処理回路７０３は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を用いたものである。
図８を参照して、実施の形態１に係る位置推定装置１００の動作について説明する。
図８は、実施の形態１に係る位置推定装置１００の処理の一例を示すフローチャートである。
位置推定装置１００は、例えば、当該フローチャートの処理を繰り返し実行する。
図８は、実施の形態１に係る位置推定装置１００の処理の一例を示すフローチャートである。
位置推定装置１００は、例えば、当該フローチャートの処理を繰り返し実行する。
まず、ステップＳＴ８０１にて、受信信号取得部１１０は、受信信号を取得する。
次に、ステップＳＴ８０２にて、移流速度算出部１２０は、移流速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０３にて、乱流拡散速度算出部１３０は、乱流拡散速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０４にて、物性拡散速度算出部１４０は、物性拡散速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０５にて、風取得部１５０は、風情報を取得する。
次に、ステップＳＴ８０６にて、風圧流速度算出部１５１は、風圧流速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０７にて、速度補正部１６０は、移流速度、乱流拡散速度、物性拡散速度、又は風圧流速度を補正する。
次に、ステップＳＴ８０８にて、位置取得部１７０は、位置情報を取得する。
次に、ステップＳＴ８０９にて、位置推定部１８０は、未来位置を推定する。
次に、ステップＳＴ８１０にて、未来位置出力部１９０は、未来位置情報を出力する。
ステップＳＴ８１０の後、位置推定装置１００は、当該フローチャートの処理を終了する。位置推定装置１００は、当該フローチャートの処理を終了した後、ステップＳＴ８０１に戻り、当該フローチャートの処理を繰り返し実行する。
次に、ステップＳＴ８０２にて、移流速度算出部１２０は、移流速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０３にて、乱流拡散速度算出部１３０は、乱流拡散速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０４にて、物性拡散速度算出部１４０は、物性拡散速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０５にて、風取得部１５０は、風情報を取得する。
次に、ステップＳＴ８０６にて、風圧流速度算出部１５１は、風圧流速度を算出する。
次に、ステップＳＴ８０７にて、速度補正部１６０は、移流速度、乱流拡散速度、物性拡散速度、又は風圧流速度を補正する。
次に、ステップＳＴ８０８にて、位置取得部１７０は、位置情報を取得する。
次に、ステップＳＴ８０９にて、位置推定部１８０は、未来位置を推定する。
次に、ステップＳＴ８１０にて、未来位置出力部１９０は、未来位置情報を出力する。
ステップＳＴ８１０の後、位置推定装置１００は、当該フローチャートの処理を終了する。位置推定装置１００は、当該フローチャートの処理を終了した後、ステップＳＴ８０１に戻り、当該フローチャートの処理を繰り返し実行する。
なお、ステップＳＴ８０１の処理が、ステップＳＴ８０２の処理の前に実行され、且つ、ステップＳＴ８０５の処理が、ステップＳＴ８０６の処理の前に実行されれば、ステップＳＴ８０１からステップＳＴ８０６までの処理の順序は任意である。また、ステップＳＴ８０８の処理は、ステップＳＴ８０９の処理の前に実行されれば、いつ実行されても良い。
位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備えていない場合、ステップＳＴ８０４の処理は省略可能であり、且つ、ステップＳＴ８０７にて、速度補正部１６０は、移流速度、乱流拡散速度、又は風圧流速度を補正する。
また、位置推定装置１００が風取得部１５０及び風圧流速度算出部１５１を備えていない場合、ステップＳＴ８０５及びステップＳＴ８０６の処理は省略可能であり、且つ、ステップＳＴ８０７にて、速度補正部１６０は、移流速度、乱流拡散速度、又は物性拡散速度を補正する。
また、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合、ステップＳＴ８０７の処理は省略可能である。
また、位置推定装置１００が風取得部１５０及び風圧流速度算出部１５１を備えていない場合、ステップＳＴ８０５及びステップＳＴ８０６の処理は省略可能であり、且つ、ステップＳＴ８０７にて、速度補正部１６０は、移流速度、乱流拡散速度、又は物性拡散速度を補正する。
また、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合、ステップＳＴ８０７の処理は省略可能である。
以上のように、実施の形態１に係る位置推定装置１００は、観測領域に向けて放射された探査波であって観測領域における海面で反射した探査波である反射波を受信して、受信した反射波に基づく受信信号を出力する受信器３から、受信信号を取得する受信信号取得部１１０と、観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を、受信信号取得部１１０が取得する受信信号に基づいて算出する移流速度算出部１２０と、セル毎に海洋の表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出部１３０と、海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得部１７０と、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、及び、位置取得部１７０が取得した位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定部１８０と、を備えた。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、所定期間経過後における漂流物の位置を高精度で推定することができる。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、所定期間経過後における漂流物の位置を高精度で推定することができる。
また、以上のように、実施の形態１に係る位置推定装置１００は、上述の構成に加えて、漂流物の物性を示す物性情報に基づいて、漂流物の物性拡散速度を算出する物性拡散速度算出部１４０を備え、位置推定部１８０は、移流速度、乱流拡散速度、及び漂流物の位置に加えて、物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定するように構成した。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が物性拡散速度算出部１４０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
また、以上のように、実施の形態１に係る位置推定装置１００は、上述の構成に加えて、観測領域における風速及び風向を示す風情報を取得する風取得部１５０と、風取得部１５０が取得した風情報に基づいて、セル毎に風圧流速度を算出する風圧流速度算出部１５１と、を備え、位置推定部１８０は、移流速度、乱流拡散速度、及び漂流物の位置に加えて、風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定するように構成した。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が風圧流速度算出部１５１を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が風圧流速度算出部１５１を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
また、以上のように、実施の形態１に係る位置推定装置１００は、上述の構成に加えて、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、又は乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度を補正する速度補正部１６０を備え、位置推定部１８０は、速度補正部１６０が補正した補正後の移流速度又は乱流拡散速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定するように構成した。
なお、速度補正部１６０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、又は物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度を補正するものであってもよい。また、速度補正部１６０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、又は風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度を補正するものであってもよい。
なお、速度補正部１６０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、又は物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度を補正するものであってもよい。また、速度補正部１６０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、又は風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度を補正するものであってもよい。
速度補正部１６０が、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、又は物性拡散速度算出部１４０が算出した物性拡散速度を補正するものである場合、位置推定部１８０は、速度補正部１６０が補正した補正後の移流速度、乱流拡散速度、又は物性拡散速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定するように構成する。また、速度補正部１６０が、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、又は風圧流速度算出部１５１が算出した風圧流速度を補正するものである場合、位置推定部１８０は、速度補正部１６０が補正した補正後の移流速度、乱流拡散速度、又は風圧流速度に基づいて、漂流物の未来位置を推定する。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、位置推定装置１００が速度補正部１６０を備えていない場合と比較して、所定期間経過後における漂流物の位置をより高精度で推定することができる。
また、以上のように、実施の形態１に係る位置推定装置１００は、上述の構成において、位置取得部１７０が取得する位置情報であって、速度補正部１６０は、漂流物の過去の位置を示す過去位置情報に基づいて、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、又は乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度を補正するように構成した。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、時刻がｎに至るまでの漂流物の移動を加味して所定期間経過後における漂流物の位置を推定することができる。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、時刻がｎに至るまでの漂流物の移動を加味して所定期間経過後における漂流物の位置を推定することができる。
また、以上のように、実施の形態１に係る位置推定装置１００は、上述の構成において、速度補正部１６０は、移流速度算出部１２０が算出した移流速度、乱流拡散速度算出部１３０が算出した乱流拡散速度、又は位置取得部１７０が取得した位置情報が示す漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、移流速度又は乱流拡散速度を補正するように構成した。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、所定期間経過後における漂流物の位置をより実態に即して推定することができる。
このように構成することにより、位置推定装置１００は、所定期間経過後における漂流物の位置をより実態に即して推定することができる。
なお、本開示はその開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
本開示の位置推定装置は、レーダシステムに適用することができる。
１ レーダシステム、２ 送信器、３ 受信器、４ 記憶装置、５ 出力装置、２１ 送信信号生成部、２２ 送信アンテナ、３１ 受信アンテナ、３２ 増幅部、１００ 位置推定装置、１１０ 受信信号取得部、１２０ 移流速度算出部、１３０ 乱流拡散速度算出部、１４０ 物性拡散速度算出部、１５０ 風取得部、１５１ 風圧流速度算出部、１６０ 速度補正部、１７０ 位置取得部、１８０ 位置推定部、１９０ 未来位置出力部、２００，２０１ 漂流物、２０４ 飛行体、２０５ 船舶、２０６ 人工衛星、２０７ 海洋ブイ、７０１ プロセッサ、７０２ メモリ、７０３ 処理回路。
Claims (8)
- 観測領域に向けて放射された探査波であって前記観測領域における海面で反射した前記探査波である反射波を受信して、受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する受信器から、前記受信信号を取得する受信信号取得部と、
前記観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を、前記受信信号取得部が取得する前記受信信号に基づいて算出する移流速度算出部と、
前記セル毎に前記海洋の前記表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出部と、
前記海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得部と、
前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、及び、前記位置取得部が取得した前記位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定部と、
前記漂流物の物性を示す物性情報に基づいて、前記漂流物の物性拡散速度を算出する物性拡散速度算出部と、を備え、
前記位置推定部は、前記移流速度、前記乱流拡散速度、及び前記漂流物の位置に加えて、前記物性拡散速度算出部が算出した前記物性拡散速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定すること
を特徴とする位置推定装置。 - 観測領域に向けて放射された探査波であって前記観測領域における海面で反射した前記探査波である反射波を受信して、受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する受信器から、前記受信信号を取得する受信信号取得部と、
前記観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を、前記受信信号取得部が取得する前記受信信号に基づいて算出する移流速度算出部と、
前記セル毎に前記海洋の前記表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出部と、
前記海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得部と、
前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、及び、前記位置取得部が取得した前記位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定部と、
前記観測領域における風速及び風向を示す風情報を取得する風取得部と、
前記風取得部が取得した前記風情報に基づいて、前記セル毎に風圧流速度を算出する風圧流速度算出部と、
を備え、
前記位置推定部は、前記移流速度、前記乱流拡散速度、及び前記漂流物の位置に加えて、前記風圧流速度算出部が算出した前記風圧流速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定し、
前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度算出部が算出した前記風圧流速度を補正する速度補正部を備え、
前記速度補正部は、
前記位置取得部が取得する位置情報であって、前記漂流物の過去の位置を示す過去位置情報に基づいて、前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度を補正するか、あるいは、前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、前記風圧流速度算出部が算出した前記風圧流速度、又は前記位置取得部が取得した前記位置情報が示す前記漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度を補正し、
前記位置推定部は、前記速度補正部が補正した補正後の前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定すること
を特徴とする位置推定装置。 - 観測領域に向けて放射された探査波であって前記観測領域における海面で反射した前記探査波である反射波を受信して、受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する受信器から、前記受信信号を取得する受信信号取得部と、
前記観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を、前記受信信号取得部が取得する前記受信信号に基づいて算出する移流速度算出部と、
前記セル毎に前記海洋の前記表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出部と、
前記海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得部と、
前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、及び、前記位置取得部が取得した前記位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定部と、
前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、又は前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度を補正する速度補正部と、を備え、
前記速度補正部は、
前記位置取得部が取得する位置情報であって、前記漂流物の過去の位置を示す過去位置情報に基づいて、前記移流速度又は前記乱流拡散速度を補正するか、あるいは、前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、又は前記位置取得部が取得した前記位置情報が示す前記漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、前記移流速度又は前記乱流拡散速度を補正し、
前記位置推定部は、前記速度補正部が補正した補正後の前記移流速度又は前記乱流拡散速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定すること
を特徴とする位置推定装置。 - 前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、又は前記物性拡散速度算出部が算出した前記物性拡散速度を補正する速度補正部を備え、
前記速度補正部は、
前記位置取得部が取得する位置情報であって、前記漂流物の過去の位置を示す過去位置情報に基づいて、前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記物性拡散速度を補正するか、あるいは、前記移流速度算出部が算出した前記移流速度、前記乱流拡散速度算出部が算出した前記乱流拡散速度、前記物性拡散速度算出部が算出した前記物性拡散速度、又は前記位置取得部が取得した前記位置情報が示す前記漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記物性拡散速度を補正し、
前記位置推定部は、前記速度補正部が補正した補正後の前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記物性拡散速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定すること
を特徴とする請求項１記載の位置推定装置。 - 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の位置推定装置と、
前記観測領域に向けて前記探査波を放射する送信器と、
前記送信器が前記観測領域に向けて放射した前記探査波が前記観測領域における前記海面で反射した前記探査波である前記反射波を受信して、受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する前記受信器と、
を備えること
を特徴とするレーダシステム。 - 受信信号取得部が、観測領域に向けて放射された探査波であって前記観測領域における海面で反射した前記探査波である反射波を受信して、受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する受信器から、前記受信信号を取得する受信信号取得ステップと、
移流速度算出部が、前記観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を算出する移流速度算出ステップと、
乱流拡散速度算出部が、前記セル毎に前記海洋の前記表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出ステップと、
位置取得部が、前記海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得ステップと、
位置推定部が、前記移流速度算出ステップにより算出された前記移流速度、前記乱流拡散速度算出ステップにより算出された前記乱流拡散速度、及び、前記位置取得ステップにより取得された前記位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定ステップと、
物性拡散速度算出部が、前記漂流物の物性を示す物性情報に基づいて、前記漂流物の物性拡散速度を算出する物性拡散速度算出ステップと、を備え、
前記位置推定部は、前記移流速度、前記乱流拡散速度、及び前記漂流物の位置に加えて、前記物性拡散速度算出ステップにより算出された前記物性拡散速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定すること
を特徴とする位置推定方法。 - 受信信号取得部が、観測領域に向けて放射された探査波であって前記観測領域における海面で反射した前記探査波である反射波を受信して、受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する受信器から、前記受信信号を取得する受信信号取得ステップと、
移流速度算出部が、前記観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を算出する移流速度算出ステップと、
乱流拡散速度算出部が、前記セル毎に前記海洋の前記表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出ステップと、
位置取得部が、前記海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得ステップと、
位置推定部が、前記移流速度算出ステップにより算出された前記移流速度、前記乱流拡散速度算出ステップにより算出された前記乱流拡散速度、及び、前記位置取得ステップにより取得された前記位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定ステップと、
風取得部が、前記観測領域における風速及び風向を示す風情報を取得する風取得ステップと、
風圧流速度算出部が、前記風取得ステップにより取得された前記風情報に基づいて、前記セル毎に風圧流速度を算出する風圧流速度算出ステップと、
を備え、
前記位置推定部は、前記移流速度、前記乱流拡散速度、及び前記漂流物の位置に加えて、前記風圧流速度算出ステップにより算出された前記風圧流速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定し、
速度補正部が、前記移流速度算出ステップにより算出された前記移流速度、前記乱流拡散速度算出ステップにより算出された前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度算出ステップにより算出された前記風圧流速度を補正する速度補正ステップを備え、
前記速度補正部は、
前記位置取得ステップにより取得される位置情報であって、前記漂流物の過去の位置を示す過去位置情報に基づいて、前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度を補正するか、あるいは、前記移流速度算出ステップにより算出された前記移流速度、前記乱流拡散速度算出ステップにより算出された前記乱流拡散速度、前記風圧流速度算出ステップにより算出された前記風圧流速度、又は前記位置取得ステップにより取得された前記位置情報が示す前記漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度を補正し、
前記位置推定部は、前記速度補正ステップにより補正された補正後の前記移流速度、前記乱流拡散速度、又は前記風圧流速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定すること
を特徴とする位置推定方法。 - 受信信号取得部が、観測領域に向けて放射された探査波であって前記観測領域における海面で反射した前記探査波である反射波を受信して、受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する受信器から、前記受信信号を取得する受信信号取得ステップと、
移流速度算出部が、前記観測領域をレンジ方向とアジマス方向とに区分けして形成された複数のセルのそれぞれに対応する海洋の表層流れの移流速度を算出する移流速度算出ステップと、
乱流拡散速度算出部が、前記セル毎に前記海洋の前記表層流れの乱流拡散速度を算出する乱流拡散速度算出ステップと、
位置取得部が、前記海洋上に漂流する漂流物の位置を示す位置情報を取得する位置取得ステップと、
位置推定部が、前記移流速度算出ステップにより算出された前記移流速度、前記乱流拡散速度算出ステップにより算出された前記乱流拡散速度、及び、前記位置取得ステップにより取得された前記位置情報に基づいて、予め定められた期間を経過後における当該漂流物の位置である未来位置を推定する位置推定ステップと、
速度補正部が、前記移流速度算出ステップにより算出された前記移流速度、又は前記乱流拡散速度算出ステップにより算出された前記乱流拡散速度を補正する速度補正ステップと、を備え、
前記速度補正部は、
前記位置取得ステップにより取得される位置情報であって、前記漂流物の過去の位置を示す過去位置情報に基づいて、前記移流速度又は前記乱流拡散速度を補正するか、あるいは、前記移流速度算出ステップにより算出された前記移流速度、前記乱流拡散速度算出ステップにより算出された前記乱流拡散速度、又は前記位置取得ステップにより取得された前記位置情報が示す前記漂流物の位置の予測誤差における分散又は共分散に基づいて、前記移流速度又は前記乱流拡散速度を補正し、
前記位置推定部は、前記速度補正ステップにより補正された補正後の前記移流速度又は前記乱流拡散速度に基づいて、前記漂流物の前記未来位置を推定すること
を特徴とする位置推定方法。
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