(57)【要約】【課題】本開示は、レーダ送信電力を高くしたり、レーダ受信機の感度を高くしたり、レーダ受信アンテナの利得を高くしたり、海面クラッタを抑圧する以外に、海面上のレーダ断面積が小さい目標を確実に検出することを目的とする。【解決手段】本開示は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかを計測する海面計測部３１と、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかの擾乱の存在に基づいて、海面上又は海面下の目標の存在を検出する目標検出部３２と、を備えることを特徴とする目標検出装置３である。【選択図】図１
2020008535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかを計測する海面計測部と、
海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかの擾乱の存在に基づいて、海面上又は海面下の目標の存在を検出する目標検出部と、
を備えることを特徴とする目標検出装置。
【請求項２】
海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての前記擾乱とその周囲との相違に基づいて、海面上又は海面下の前記目標の種類を判別する種類判別部、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の目標検出装置。
【請求項３】
前記種類判別部は、さらに海面上の前記目標からのレーダ反射強度の大小に基づいて、海面上の前記目標のレーダ断面積の大小を判別する
ことを特徴とする、請求項２に記載の目標検出装置。
【請求項４】
前記種類判別部は、さらに前記擾乱の範囲の寸法、形状及び運動態様の少なくともいずれかに基づいて、海面上又は海面下の前記目標の種類を判別する
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の目標検出装置。
【請求項５】
海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかを計測する海面計測ステップと、
海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかの擾乱の存在に基づいて、海面上又は海面下の目標の存在を検出する目標検出ステップと、
を順にコンピュータに実行させるための目標検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、海面上のレーダ断面積が小さい目標を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
海面上のレーダ断面積が小さい目標を検出する技術が、特許文献１等に開示されている。特許文献１では、レーダ送信電力を高くすることにより、レーダ受信電力を高くすることができるため、海面上のレーダ断面積が小さい目標を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０７５６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そして、他の従来技術として、レーダ受信機の感度を高くしたり、レーダ受信アンテナの利得を高くしたり、海面クラッタを抑圧することにより、海面上のレーダ断面積が小さい目標を検出することができる。しかし、特許文献１及び他の従来技術であっても、海面上のレーダ断面積が小さい目標を確実には検出することができなかった。
【０００５】
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、レーダ送信電力を高くしたり、レーダ受信機の感度を高くしたり、レーダ受信アンテナの利得を高くしたり、海面クラッタを抑圧する以外に、海面上のレーダ断面積が小さい目標を確実に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、海面上のレーダ断面積が小さい目標であっても、海面の波長、波向き、波速及び波高に及ぼす、周囲とは異なる擾乱を検出することとした。
【０００７】
具体的には、本開示は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかを計測する海面計測部と、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかの擾乱の存在に基づいて、海面上又は海面下の目標の存在を検出する目標検出部と、を備えることを特徴とする目標検出装置である。
【０００８】
また、本開示は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかを計測する海面計測ステップと、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかの擾乱の存在に基づいて、海面上又は海面下の目標の存在を検出する目標検出ステップと、を順にコンピュータに実行させるための目標検出プログラムである。
【０００９】
これらの構成によれば、海面上のレーダ断面積が小さい目標を検出することができ、海面クラッタに埋もれた物体及び海面下に没した物体も検出することができる。
【００１０】
また、本開示は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての前記擾乱とその周囲との相違に基づいて、海面上又は海面下の前記目標の種類を判別する種類判別部、をさらに備えることを特徴とする目標検出装置である。
【００１１】
この構成によれば、海面上に浮かんだ目標、海面クラッタに埋もれた物体及び海面下に没した物体を、区別したうえで検出することができる。
【００１２】
また、本開示は、前記種類判別部は、さらに海面上の前記目標からのレーダ反射強度の大小に基づいて、海面上の前記目標のレーダ断面積の大小を判別することを特徴とする目標検出装置である。
【００１３】
この構成によれば、海面上のレーダ断面積が小さい目標を、海面上のレーダ断面積が大きい目標から、より確実に区別したうえで検出することができる。
【００１４】
また、本開示は、前記種類判別部は、さらに前記擾乱の範囲の寸法、形状及び運動態様の少なくともいずれかに基づいて、海面上又は海面下の前記目標の種類を判別することを特徴とする目標検出装置である。
【００１５】
この構成によれば、海面上に浮かんだ目標、海面クラッタに埋もれた物体及び海面下に没した物体を、より確実に区別したうえで検出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本開示は、レーダ送信電力を高くしたり、レーダ受信機の感度を高くしたり、レーダ受信アンテナの利得を高くしたり、海面クラッタを抑圧する以外に、海面上のレーダ断面積が小さい目標を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示のレーダ目標検出システムの構成を示す図である。
【図２】本開示の目標検出処理の手順を示す図である。
【図３】本開示の目標検出部の擾乱検出処理を示す図である。
【図４】本開示の種類判別部の擾乱特性判別処理を示す図である。
【図５】本開示の種類判別部のレーダ断面積判別処理を示す図である。
【図６】本開示の種類判別部の擾乱範囲判別処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００１９】
本開示のレーダ目標検出システムの構成を図１に示す。本開示の目標検出処理の手順を図２に示す。レーダ目標検出システムＲは、レーダ送信部１、レーダ受信部２、目標検出装置３及びレーダ映像表示部４から構成される。目標検出装置３は、海面計測部３１、目標検出部３２及び種類判別部３３から構成され、図２に示したような目標検出プログラムをコンピュータにインストールすることにより実現することができる。
【００２０】
レーダ送信部１は、海上に向けてレーダビームを照射する。レーダ受信部２は、海上で反射されたレーダビームを受信する。レーダ映像表示部４は、目標検出装置３が取得、処理及び作成したレーダ映像のデータを映像化して表示する。
【００２１】
海面計測部３１は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかを計測する（ステップＳ１）。具体的には、海面計測部３１は、（１）レーダ反射強度が高い海面クラッタを、海面の波頭として観測し、（２）海面の波頭の間隔に基づいて、海面の波長を計測し、（３）海面の波頭の位置の変化に基づいて、海面の波向き及び波速を計測し、（４）海面クラッタのレーダ反射強度のコントラストに基づいて、海面の波高を計測する。
【００２２】
海面上のレーダ断面積が小さい目標であっても、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、周囲とは異なる擾乱を及ぼす。海面クラッタに埋もれた物体及び海面下に没した物体も、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、周囲とは異なる擾乱を及ぼす。
【００２３】
目標検出部３２は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかの擾乱の存在に基づいて、海面上又は海面下の目標の存在を検出する（ステップＳ２）。本開示の目標検出処理の手順を図３に示す。図３に示したレーダ映像Ｉでは、レーダ反射強度とともに、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかが表示される。
【００２４】
ここで、図３において、背景場Ｂについては、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかが変動する空間スケールが、レーダ覆域全体にわたっている。一方で、擾乱Ｄについては、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかが変動する空間スケールが、目標Ｔの周囲のみにわたっている。
【００２５】
そこで、図３の上段では、目標検出部３２は、背景場Ｂに埋もれた擾乱Ｄの存在を検出することにより、海面上又は海面下の目標Ｔの存在を検出する。一方で、図３の下段では、目標検出部３２は、背景場Ｂを除去して擾乱Ｄの存在を検出することにより、海面上又は海面下の目標Ｔの存在を検出する。
【００２６】
このように、海面上のレーダ断面積が小さい目標Ｔを検出することができ、海面クラッタに埋もれた物体及び海面下に没した物体も検出することができる。
【００２７】
種類判別部３３は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての上記擾乱とその周囲との相違に基づいて、海面上又は海面下の目標の種類を判別する（ステップＳ３）。本開示の種類判別部の擾乱特性判別処理を図４に示す。
【００２８】
図４の上段では、船舶Ｍが航跡波Ｗを残すことにより、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、船舶Ｍの航跡波Ｗに特有の擾乱を及ぼす。そこで、種類判別部３３は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての上記擾乱とその周囲との相違に基づいて、目標Ｔの種類として航跡波Ｗを残した船舶Ｍを判別する。
【００２９】
図４の下段では、定置網Ｎが摩擦を及ぼすことにより、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、定置網Ｎの摩擦に特有の擾乱を及ぼす。そこで、種類判別部３３は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての上記擾乱とその周囲との相違に基づいて、目標Ｔの種類として摩擦を及ぼした定置網Ｎを判別する。
【００３０】
船体が海波を反射することにより、海面の波向き、波速及び波高に対して、船体の海波反射に特有の擾乱を及ぼす。ブイが海波を反射することにより、海面の波向き、波速及び波高に対して、ブイの海波反射に特有の擾乱を及ぼす。潜水艦が後流を残すことにより、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、潜水艦の後流に特有の擾乱を及ぼす。潜水艦が海面下浅くに存在することにより、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、潜水艦の海面下浅い存在に特有の擾乱を及ぼす。岩礁が地形を変化させることにより、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、岩礁の地形変化に特有の擾乱を及ぼす。そこで、種類判別部３３は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての上記擾乱とその周囲との相違に基づいて、目標Ｔの種類として上記の物体を判別する。
【００３１】
このように、海面上に浮かんだ目標Ｔ、海面クラッタに埋もれた物体及び海面下に没した物体を、区別したうえで検出することができる。
【００３２】
種類判別部３３は、さらに海面上の目標からのレーダ反射強度の大小に基づいて、海面上の目標のレーダ断面積の大小を判別する（ステップＳ４）。本開示の種類判別部のレーダ断面積判別処理を図５に示す。図５に示したレーダ映像Ｉでは、レーダ反射強度とともに、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかが表示される。
【００３３】
図５の上段では、種類判別部３３は、航跡波Ｗを残した船舶Ｍからのレーダ反射強度が大きいことに基づいて、船舶Ｍのレーダ断面積が大きいことを判別する。
【００３４】
図５の下段では、種類判別部３３は、航跡波Ｗを残した船舶Ｍからのレーダ反射強度が小さいことに基づいて、船舶Ｍのレーダ断面積が小さいことを判別する。
【００３５】
このように、海面上のレーダ断面積が小さい目標Ｔを、海面上のレーダ断面積が大きい目標Ｔから、より確実に区別したうえで検出することができる。
【００３６】
種類判別部３３は、さらに上記擾乱の範囲の寸法、形状及び運動態様の少なくともいずれかに基づいて、海面上又は海面下の目標の種類を判別する（ステップＳ５）。本開示の種類判別部の擾乱範囲判別処理を図６に示す。図６に示したレーダ映像Ｉでは、レーダ反射強度とともに、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかが表示される。
【００３７】
図６の上段では、潜水艦Ｓが海面下浅くに存在することにより、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、潜水艦Ｓの海面下浅い存在に特有の擾乱Ｄを及ぼす。そこで、種類判別部３３は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての上記擾乱Ｄとその周囲との相違に基づいて、目標Ｔの種類として海面下浅くに存在する潜水艦Ｓを判別する。そして、種類判別部３３は、上記擾乱Ｄの範囲の寸法が移動方向と平行方向に長く移動方向と垂直方向に短く、上記擾乱Ｄの範囲が移動することに基づいて、目標Ｔの種類として海面下浅くに存在する潜水艦Ｓをより確実に判別する。
【００３８】
図６の下段では、定置網Ｎが摩擦を及ぼすことにより、海面の波長、波向き、波速及び波高に対して、定置網Ｎの摩擦に特有の擾乱Ｄを及ぼす。そこで、種類判別部３３は、海面の波長、波向き、波速及び波高の少なくともいずれかについての上記擾乱Ｄとその周囲との相違に基づいて、目標Ｔの種類として摩擦を及ぼした定置網Ｎを判別する。そして、種類判別部３３は、上記擾乱Ｄの範囲の寸法が摩擦を及ぼした定置網Ｎの大きさ程度であり水平面内の小さい異方性を有し、上記擾乱Ｄの範囲が移動しないことに基づいて、目標Ｔの種類として摩擦を及ぼした定置網Ｎをより確実に判別する。
【００３９】
このように、海面上に浮かんだ目標Ｔ、海面クラッタに埋もれた物体及び海面下に没した物体を、より確実に区別したうえで検出することができる。
【００４０】
本実施形態では、レーダを用いて、海面上又は海面下の目標Ｔを検出している。変形例として、撮像装置を用いて、海面上又は海面下の目標Ｔを検出してもよい。変形例では、（１）光学的に白く映る線を、海面の波頭として観測し、（２）海面の波頭の間隔に基づいて、海面の波長を計測し、（３）海面の波頭の位置の変化に基づいて、海面の波向き及び波速を計測し、（４）光学的に見える海面の波頭の高さ又は光学的な白黒のコントラストに基づいて、海面の波高を計測する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本開示の目標検出装置及び目標検出プログラムは、レーダ送信電力を高くしたり、レーダ受信機の感度を高くしたり、レーダ受信アンテナの利得を高くしたり、海面クラッタを抑圧する以外に、海面上のレーダ断面積が小さい目標を確実に検出することができる。
【符号の説明】
【００４２】
Ｒ：レーダ目標検出システム
１：レーダ送信部
２：レーダ受信部
３：目標検出装置
４：レーダ映像表示部
３１：海面計測部
３２：目標検出部
３３：種類判別部
Ｉ：レーダ映像
Ｂ：背景場
Ｔ：目標
Ｄ：擾乱
Ｍ：船舶
Ｗ：航跡波
Ｎ：定置網
Ｓ：潜水艦
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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