(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶が航行する海面に向けてレーダから出射された出射偏波の振動方向と、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した入射偏波の振動方向とを組み合わせた偏波組み合わせ毎に、入射偏波の強度を入射偏波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データと当該偏波組み合わせの海面散乱強度データとに基づいて船舶散乱波の推定強度と海面散乱波の推定強度との比率を推定強度比として入射角に対応付けて算出し、算出した推定強度比を入射角に対応付けて示す推定強度比データを生成する推定強度比算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出部と、
偏波組み合わせ毎に、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶推定領域のうち当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域を船舶候補領域として抽出し、当該偏波組み合わせの複数の船舶特定領域のうち当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域を船舶候補領域として抽出する船舶候補領域抽出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶候補領域それぞれの領域値として当該船舶候補領域に対応する入射角の推定強度比を当該偏波組み合わせの推定強度比データから取得する船舶候補領域値取得部と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶候補領域のうち２つ以上の船舶候補領域が重複する重複領域に対応する二次元領域に当該２つ以上の船舶候補領域の領域値を合計した合計値を設定し、他の船舶候補領域と重複しない船舶候補領域に対応する二次元領域に当該船舶候補領域の領域値を設定した二次元のマップデータを合算マップとして生成する合算マップ生成部と、
前記合算マップ内の二次元領域のうち所定の探知閾値より大きい領域値が設定された二次元領域を船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定部と
を備えたことを特徴とする船舶探知装置。
【請求項２】
前記船舶探知装置は、さらに、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのレーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出し、当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出する船舶強度比速度算出部と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶強度比速度を合計した船舶強度比速度の合計値を算出し、複数の船舶強度比速度を算出するために使用した複数の推定強度比を合計した推定強度比の合計値を算出し、船舶強度比速度の合計値を推定強度比の合計値で除算した値を前記船舶領域に表示される船舶の速度として算出する船舶速度算出部とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の船舶探知装置。
【請求項３】
船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した電磁波の強度を電磁波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部と、
前記レーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出部と、
前記レーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出部と、
複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出部と、
前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定部と、
前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定部と、
複数の船舶推定領域のうち前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域と、複数の船舶特定領域のうち前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域とを船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定部と
を備えたことを特徴とする船舶探知装置。
【請求項４】
前記船舶探知装置は、さらに、
前記レーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部と、
前記レーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出部と、
前記航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出部と、
前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度を船舶の速度として選択し、前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度を船舶の速度として選択する船舶速度選択部とを備えた
ことを特徴とする請求項３記載の船舶探知装置。
【請求項５】
船舶が航行する海面に向けてレーダから出射された出射偏波の振動方向と、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した入射偏波の振動方向とを組み合わせた偏波組み合わせ毎に、入射偏波の強度を入射偏波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部とを用いる船舶探知プログラムにおいて、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データと当該偏波組み合わせの海面散乱強度データとに基づいて船舶散乱波の推定強度と海面散乱波の推定強度との比率を推定強度比として入射角に対応付けて算出し、算出した推定強度比を入射角に対応付けて示す推定強度比データを生成する推定強度比算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶推定領域のうち当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域を船舶候補領域として抽出し、当該偏波組み合わせの複数の船舶特定領域のうち当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域を船舶候補領域として抽出する船舶候補領域抽出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶候補領域それぞれの領域値として当該船舶候補領域に対応する入射角の推定強度比を当該偏波組み合わせの推定強度比データから取得する船舶候補領域値取得処理と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶候補領域のうち２つ以上の船舶候補領域が重複する重複領域に対応する二次元領域に当該２つ以上の船舶候補領域の領域値を合計した合計値を設定し、他の船舶候補領域と重複しない船舶候補領域に対応する二次元領域に当該船舶候補領域の領域値を設定した二次元のマップデータを合算マップとして生成する合算マップ生成処理と、
前記合算マップ内の二次元領域のうち所定の探知閾値より大きい領域値が設定された二次元領域を船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定処理と
をコンピュータに実行させる船舶探知プログラム。
【請求項６】
前記船舶探知プログラムは、さらに、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部を用い、
前記船舶探知プログラムは、さらに、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのレーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出し、当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出する船舶強度比速度算出処理と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶強度比速度を合計した船舶強度比速度の合計値を算出し、複数の船舶強度比速度を算出するために使用した複数の推定強度比を合計した推定強度比の合計値を算出し、船舶強度比速度の合計値を推定強度比の合計値で除算した値を前記船舶領域に表示される船舶の速度として算出する船舶速度算出処理とをコンピュータに実行させる
ことを特徴とする請求項５記載の船舶探知プログラム。
【請求項７】
船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した電磁波の強度を電磁波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部を用いる船舶探知プログラムにおいて、
前記レーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出処理と、
前記レーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出処理と、
複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出処理と、
前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定処理と、
前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定処理と、
複数の船舶推定領域のうち前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域と、複数の船舶特定領域のうち前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域とを船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定処理と
をコンピュータに実行させる船舶探知プログラム。
【請求項８】
前記船舶探知プログラムは、さらに、
前記レーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部を用い、
前記船舶探知プログラムは、さらに、
前記レーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出処理と、
前記航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出処理と、
前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度を船舶の速度として選択し、前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度を船舶の速度として選択する船舶速度選択処理とをコンピュータに実行させる
ことを特徴とする請求項７記載の船舶探知プログラム。
【請求項９】
船舶が航行する海面に向けてレーダから出射された出射偏波の振動方向と、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した入射偏波の振動方向とを組み合わせた偏波組み合わせ毎に、入射偏波の強度を入射偏波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部とを備える船舶探知装置の船舶探知方法において、
推定強度比算出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データと当該偏波組み合わせの海面散乱強度データとに基づいて船舶散乱波の推定強度と海面散乱波の推定強度との比率を推定強度比として入射角に対応付けて算出し、算出した推定強度比を入射角に対応付けて示す推定強度比データを生成し、
船舶推定領域算出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出し、
航跡推定領域算出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出し、
船舶特定領域算出部が、偏波組み合わせ毎に、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定し、
船舶入射角判定部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定し、
海面入射角判定部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定し、
船舶候補領域抽出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶推定領域のうち当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域を船舶候補領域として抽出し、当該偏波組み合わせの複数の船舶特定領域のうち当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域を船舶候補領域として抽出し、
船舶候補領域値取得部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶候補領域それぞれの領域値として当該船舶候補領域に対応する入射角の推定強度比を当該偏波組み合わせの推定強度比データから取得し、
合算マップ生成部が、複数の偏波組み合わせの複数の船舶候補領域のうち２つ以上の船舶候補領域が重複する重複領域に対応する二次元領域に当該２つ以上の船舶候補領域の領域値を合計した合計値を設定し、他の船舶候補領域と重複しない船舶候補領域に対応する二次元領域に当該船舶候補領域の領域値を設定した二次元のマップデータを合算マップとして生成し、
船舶領域特定部が、前記合算マップ内の二次元領域のうち所定の探知閾値より大きい領域値が設定された二次元領域を船舶を表示する船舶領域として特定する
ことを特徴とする船舶探知装置の船舶探知方法。
【請求項１０】
船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した電磁波の強度を電磁波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部とを備える船舶探知装置の船舶探知方法において、
船舶推定領域算出部が、前記レーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出し、
航跡推定領域算出部が、前記レーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出し、
船舶特定領域算出部が、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定し、
船舶入射角判定部が、前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定し、
海面入射角判定部が、前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定し、
船舶領域特定部が、複数の船舶推定領域のうち前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域と、複数の船舶特定領域のうち前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域とを船舶を表示する船舶領域として特定する
ことを特徴とする船舶探知装置の船舶探知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーダ観測により得られた画像データから船舶を探知する船舶探知装置、船舶探知プログラムおよび船舶探知装置の船舶探知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）を用いて偏波が異なる複数の画像を一度に撮像し、偏波が異なる複数の画像それぞれに対して目標物を探知し、目標物の移動速度を推定している。
しかし、得られる結果は偏波毎に異なってしまい、結果の整合性がとれない。
そこで、目標物の探知や目標物の移動速度の推定を高精度に実施するために、散乱理論に基づいた体系的な手法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−００４３９８号公報
【特許文献２】特開２００７−１１４０９３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｓ．Ｏ．Ｒｉｃｅ，“Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｗａｖｅｓ  ｆｒｏｍ  ｓｌｉｇｈｔｌｙ  ｒｏｕｇｈ  ｓｕｒｆａｃｅｓ，”Ｃｏｍｍｕｎ．Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｍａｔｈ．，ｖｏｌ．４，ｐｐ．３５１−３７８，１９５１．
【非特許文献２】Ｆｕｎｇ，  Ａ．  Ｋ．，  Ｚ．  Ｌｉ，  ａｎｄ  Ｋ．  Ｓ．  Ｃｈｅｎ．  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｆｒｏｍ  ａ  ｒａｎｄｏｍｌｙ  ｒｏｕｇｈ  ｄｉｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｕｒｆａｃｅ．  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ，  ３０，  ３５６−３６９，  １９９２
【非特許文献３】Ａ．Ｉｓｈｉｍａｒｕ，Ｗａｖｅ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｉｎ  ｒａｎｄｏｍ  ｍｅｄｉａ，ＮＹ：ＩＥＥＥ  Ｐｒｅｓｓ，ｐｐ．４７９−４８０，１９７８．
【非特許文献４】Ｍ．Ｓｅｋｉｎｅ  ａｎｄ  Ｙ．Ｍａｏ，Ｗｅｉｂｕｌｌ  Ｒａｄａｒ  Ｃｌｕｔｔｅｒ，Ｐｅｔｅｒ  Ｐｅｒｅｇｒｉｎｕｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９０
【非特許文献５】Ｓ．Ｓａｙａｍａ  ａｎｄ  Ｍ．Ｓｅｋｉｎｅ，“Ｗｅｉｂｕｌｌ，ｌｏｇ−Ｗｅｉｂｕｌｌ  ａｎｄ  Ｋ−ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｇｒｏｕｎｄ  ｃｌｕｔｔｅｒ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎａｌｙｚｅｄ  ｂｙ  ＡＩＣ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ａｅｒｏｓｐ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｓｙｓｔ．，ｖｏｌ．３７，ｐｐ．１１０８−１１１３，２００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、例えば、レーダ観測により得られた画像データに基づいて船舶を高い精度で探知し、船舶の速度を高い精度で推定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の船舶探知装置は、
船舶が航行する海面に向けてレーダから出射された出射偏波の振動方向と、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した入射偏波の振動方向とを組み合わせた偏波組み合わせ毎に、入射偏波の強度を入射偏波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データと当該偏波組み合わせの海面散乱強度データとに基づいて船舶散乱波の推定強度と海面散乱波の推定強度との比率を推定強度比として入射角に対応付けて算出し、算出した推定強度比を入射角に対応付けて示す推定強度比データを生成する推定強度比算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出部と、
偏波組み合わせ毎に、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶推定領域のうち当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域を船舶候補領域として抽出し、当該偏波組み合わせの複数の船舶特定領域のうち当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域を船舶候補領域として抽出する船舶候補領域抽出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶候補領域それぞれの領域値として当該船舶候補領域に対応する入射角の推定強度比を当該偏波組み合わせの推定強度比データから取得する船舶候補領域値取得部と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶候補領域のうち２つ以上の船舶候補領域が重複する重複領域に対応する二次元領域に当該２つ以上の船舶候補領域の領域値を合計した合計値を設定し、他の船舶候補領域と重複しない船舶候補領域に対応する二次元領域に当該船舶候補領域の領域値を設定した二次元のマップデータを合算マップとして生成する合算マップ生成部と、
前記合算マップ内の二次元領域のうち所定の探知閾値より大きい領域値が設定された二次元領域を船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定部とを備える。
【０００７】
前記船舶探知装置は、さらに、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのレーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出部と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出し、当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出する船舶強度比速度算出部と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶強度比速度を合計した船舶強度比速度の合計値を算出し、複数の船舶強度比速度を算出するために使用した複数の推定強度比を合計した推定強度比の合計値を算出し、船舶強度比速度の合計値を推定強度比の合計値で除算した値を前記船舶領域に表示される船舶の速度として算出する船舶速度算出部とを備える。
【０００８】
本発明の船舶探知装置は、
船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した電磁波の強度を電磁波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部と、
前記レーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出部と、
前記レーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出部と、
複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出部と、
前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定部と、
前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定部と、
複数の船舶推定領域のうち前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域と、複数の船舶特定領域のうち前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域とを船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定部とを備える。
【０００９】
前記船舶探知装置は、さらに、
前記レーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部と、
前記レーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出部と、
前記航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出部と、
前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度を船舶の速度として選択し、前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度を船舶の速度として選択する船舶速度選択部とを備える。
【００１０】
本発明の船舶探知プログラムは、
船舶が航行する海面に向けてレーダから出射された出射偏波の振動方向と、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した入射偏波の振動方向とを組み合わせた偏波組み合わせ毎に、入射偏波の強度を入射偏波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部とを用いる。
前記船舶探知プログラムは、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データと当該偏波組み合わせの海面散乱強度データとに基づいて船舶散乱波の推定強度と海面散乱波の推定強度との比率を推定強度比として入射角に対応付けて算出し、算出した推定強度比を入射角に対応付けて示す推定強度比データを生成する推定強度比算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶推定領域のうち当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域を船舶候補領域として抽出し、当該偏波組み合わせの複数の船舶特定領域のうち当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域を船舶候補領域として抽出する船舶候補領域抽出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶候補領域それぞれの領域値として当該船舶候補領域に対応する入射角の推定強度比を当該偏波組み合わせの推定強度比データから取得する船舶候補領域値取得処理と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶候補領域のうち２つ以上の船舶候補領域が重複する重複領域に対応する二次元領域に当該２つ以上の船舶候補領域の領域値を合計した合計値を設定し、他の船舶候補領域と重複しない船舶候補領域に対応する二次元領域に当該船舶候補領域の領域値を設定した二次元のマップデータを合算マップとして生成する合算マップ生成処理と、
前記合算マップ内の二次元領域のうち所定の探知閾値より大きい領域値が設定された二次元領域を船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定処理とをコンピュータに実行させる。
【００１１】
前記船舶探知プログラムは、さらに、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部を用いる。
前記船舶探知プログラムは、さらに、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのレーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出処理と、
偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出し、当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度に前記船舶領域に対応する入射角の推定強度比を乗算した値を船舶強度比速度として算出する船舶強度比速度算出処理と、
複数の偏波組み合わせの複数の船舶強度比速度を合計した船舶強度比速度の合計値を算出し、複数の船舶強度比速度を算出するために使用した複数の推定強度比を合計した推定強度比の合計値を算出し、船舶強度比速度の合計値を推定強度比の合計値で除算した値を前記船舶領域に表示される船舶の速度として算出する船舶速度算出処理とをコンピュータに実行させる。
【００１２】
本発明の船舶探知プログラムは、
船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した電磁波の強度を電磁波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部を用いる。
前記船舶探知プログラムは、
前記レーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出する船舶推定領域算出処理と、
前記レーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出する航跡推定領域算出処理と、
複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する船舶特定領域算出処理と、
前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定する船舶入射角判定処理と、
前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定する海面入射角判定処理と、
複数の船舶推定領域のうち前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域と、複数の船舶特定領域のうち前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域とを船舶を表示する船舶領域として特定する船舶領域特定処理とをコンピュータに実行させる。
【００１３】
前記船舶探知プログラムは、さらに、
前記レーダ画像を生成するために使用されたレーダの観測データを記憶する観測データ記憶部を用いる。
前記船舶探知プログラムは、さらに、
前記レーダ画像に対応する観測データに基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度として所定の船舶速度推定アルゴリズムによって算出する船舶推定速度算出処理と、
前記航跡推定領域に基づいて、前記船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度として所定の船舶航跡速度推定アルゴリズムによって算出する船舶航跡推定速度算出処理と、
前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶推定速度を船舶の速度として選択し、前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に前記船舶領域が含まれる場合、前記船舶航跡推定速度を船舶の速度として選択する船舶速度選択処理とをコンピュータに実行させる。
【００１４】
本発明の船舶探知装置の船舶探知方法において、
船舶探知装置は、
船舶が航行する海面に向けてレーダから出射された出射偏波の振動方向と、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した入射偏波の振動方向とを組み合わせた偏波組み合わせ毎に、入射偏波の強度を入射偏波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
偏波組み合わせ毎に、船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部とを備える。
前記船舶探知方法において、
推定強度比算出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データと当該偏波組み合わせの海面散乱強度データとに基づいて船舶散乱波の推定強度と海面散乱波の推定強度との比率を推定強度比として入射角に対応付けて算出し、算出した推定強度比を入射角に対応付けて示す推定強度比データを生成し、
船舶推定領域算出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出し、
航跡推定領域算出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出し、
船舶特定領域算出部が、偏波組み合わせ毎に、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定し、
船舶入射角判定部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定し、
海面入射角判定部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定し、
船舶候補領域抽出部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶推定領域のうち当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域を船舶候補領域として抽出し、当該偏波組み合わせの複数の船舶特定領域のうち当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域を船舶候補領域として抽出し、
船舶候補領域値取得部が、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶候補領域それぞれの領域値として当該船舶候補領域に対応する入射角の推定強度比を当該偏波組み合わせの推定強度比データから取得し、
合算マップ生成部が、複数の偏波組み合わせの複数の船舶候補領域のうち２つ以上の船舶候補領域が重複する重複領域に対応する二次元領域に当該２つ以上の船舶候補領域の領域値を合計した合計値を設定し、他の船舶候補領域と重複しない船舶候補領域に対応する二次元領域に当該船舶候補領域の領域値を設定した二次元のマップデータを合算マップとして生成し、
船舶領域特定部が、前記合算マップ内の二次元領域のうち所定の探知閾値より大きい領域値が設定された二次元領域を船舶を表示する船舶領域として特定する。
【００１５】
本発明の船舶探知装置の船舶探知方法において、
船舶探知装置は、
船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した電磁波の強度を電磁波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データと、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データとを記憶する散乱強度データ記憶部とを備える。
前記船舶探知方法において、
船舶推定領域算出部が、前記レーダ画像に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域として所定の船舶領域推定アルゴリズムによって算出し、
航跡推定領域算出部が、前記レーダ画像に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域として所定の航跡領域推定アルゴリズムによって算出し、
船舶特定領域算出部が、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定し、
船舶入射角判定部が、前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度が前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を船舶入射角として判定し、
海面入射角判定部が、前記海面散乱強度データに示される海面散乱波の推定強度が前記船舶散乱強度データに示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲を海面入射角として判定し、
船舶領域特定部が、複数の船舶推定領域のうち前記船舶入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶推定領域と、複数の船舶特定領域のうち前記海面入射角に対応する前記レーダ画像の画素領域に含まれる船舶特定領域とを船舶を表示する船舶領域として特定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば、偏波組み合わせが異なる複数のレーダ画像に基づいて船舶を高い精度で探知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１におけるレーダ観測を示す図。
【図２】実施の形態１における船舶探知装置１００の機能構成図。
【図３】実施の形態１における船舶探知装置１００の船舶探知方法を示すフローチャート。
【図４】実施の形態１におけるシミュレーション対象の海面散乱波２０３および船舶散乱波２０４を示す図。
【図５】実施の形態１における船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とＳＣ比データ１９４とを示す図。
【図６】ＣＦＡＲ方式による目標物検出方法を示す概要図。
【図７】ウエーキ方式による航跡検出方法を示す概要図。
【図８】実施の形態１におけるＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）を示すフローチャート。
【図９】実施の形態１におけるＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）の概要図。
【図１０】実施の形態１におけるＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）の概要図。
【図１１】実施の形態１におけるＳＣ比合算マップ生成処理（Ｓ１４０）を示すフローチャート。
【図１２】実施の形態１におけるＳＣ比合算マップ１９８の概要図。
【図１３】実施の形態１における船舶探知データ１９９の概要図。
【図１４】実施の形態１における船舶探知装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図１５】実施の形態２における船舶探知装置１００の機能構成図。
【図１６】実施の形態２における船舶探知方法を示すフローチャート。
【図１７】ドップラーシフト方式による速度推定方法を示す概要図。
【図１８】実施の形態２における船舶速度算出処理（Ｓ１７０）を示すフローチャート。
【図１９】実施の形態２における船舶速度算出処理（Ｓ１７０）の概要図。
【図２０】実施の形態２における船舶速度算出処理（Ｓ１７０）の概要図。
【図２１】実施の形態３における船舶探知装置１００の機能構成図。
【図２２】実施の形態３における船舶探知方法を示すフローチャート。
【図２３】実施の形態３における船舶領域特定処理（Ｓ２１０）を示すフローチャート。
【図２４】実施の形態４における船舶探知装置１００の機能構成図。
【図２５】実施の形態４における船舶探知方法を示すフローチャート。
【図２６】実施の形態４における船舶速度選択処理（Ｓ２２０）を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
観測地域を異なる偏波を用いてレーダ観測して得られる複数のレーダ画像に基づいて、観測地域に存在する船舶を探知する形態について説明する。
【００１９】
図１は、実施の形態１におけるレーダ観測を示す図である。
実施の形態１におけるレーダ観測について、図１に基づいて説明する。
【００２０】
レーダ２００は、人工衛星、航空機その他の飛行体に搭載され、アクティブ方式で観測地域を観測する観測装置である。
アクティブ方式とは、電磁波を観測地域に向けて照射し、観測地域で反射して後方散乱した電磁波を入射し、入射した電磁波の強度を計測する方式である。
【００２１】
例えば、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）はレーダ２００の一例である。
【００２２】
レーダ２００の進行方向を「アジマス方向」といい、電磁波の入射方向の水平成分を「レンジ方向」という。また、電磁波の入射方向と鉛直方向とが成す角度を「入射角（またはオフナディア角）」という。
【００２３】
以下、レーダ２００で計測された電磁波の入射強度を画素値として示す画像データを「レーダ画像」という。
レーダ画像は、アジマス方向（ｕ座標）とレンジ方向（ｖ座標）との二次元で観測地域を表示する。レーダ画像において、レンジ方向の座標値が小さいほど入射角が小さく、レンジ方向の座標値が大きいほど入射角が大きい。
【００２４】
また、レーダ２００が観測地域へ出射する偏波の振動方向と、観測地域で後方散乱してレーダ２００に入射した偏波の振動方向との組み合わせを「偏波組み合わせ」という。
偏波とは、特定の振動方向（水平方向、垂直方向など）に振動する電磁波のことである。
【００２５】
例えば、偏波組み合わせとして、「ＨＨ」（またはＨＨＨＨと記す）、「ＨＶ」（またはＨＶＨＶと記す）、「ＶＶ」（またはＶＶＶＶと記す）、「ＨＨＶＶ」、「ＨＨＨＶ」、「ＨＶＶＶ」などの組み合わせが存在する。
「Ｈ」は水平方向の偏波を示し、「Ｖ」は垂直方向の偏波を示す。
偏波組み合わせを二文字で表した場合、１文字目が出射した偏波を示し、２文字目が入射した偏波を示す。
偏波組み合わせを四文字で表した場合、１、２文字目が出射した２つの偏波を示し、３、４文字目が入射した２つの偏波を示す。
【００２６】
図２は、実施の形態１における船舶探知装置１００の機能構成図である。
実施の形態１における船舶探知装置１００の機能構成について、図２に基づいて説明する。
【００２７】
船舶探知装置１００は、装置記憶部１９０を備える。
【００２８】
装置記憶部１９０（レーダ画像記憶部、散乱強度データ記憶部の一例）は、船舶探知装置１００で使用される各種データ（符号「１９１」〜「１９９」を付したデータなど）を記憶装置を用いて記憶する。符号の末尾に「ａ〜Ｎ」を付したデータは偏波組み合わせが異なる複数のデータを意味する。
【００２９】
例えば、装置記憶部１９０は、出射偏波の振動方向と入射偏波の振動方向とを組み合わせた偏波組み合わせ毎に、入射偏波の強度を入射偏波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像１９１として記憶する。出射偏波とは、船舶が航行する海面に向けてレーダ２００から出射された電磁波である。入射偏波とは、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダ２００に入射した電磁波である。
また、装置記憶部１９０は、偏波組み合わせ毎に、船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データ１９２と、海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データ１９３とを記憶する。船舶散乱波とは、船舶で散乱してレーダ２００に入射する電磁波である。海面散乱波とは、海面で散乱してレーダ２００に入射する電磁波である。
【００３０】
さらに、船舶探知装置１００は、シミュレーション部１１０とＳＣ比算出部１１１とを備える。
【００３１】
シミュレーション部１１０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて所定の船舶散乱強度推定アルゴリズムによって算出する。シミュレーション部１１０は、偏波組み合わせ毎に、算出した船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データ１９２を生成する。
シミュレーション部１１０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて所定の海面散乱強度推定アルゴリズムによって算出する。シミュレーション部１１０は、偏波組み合わせ毎に、算出した海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データ１９３を生成する。
【００３２】
ＳＣ比算出部１１１（推定強度比算出部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データ１９２と当該偏波組み合わせの海面散乱強度データ１９３とに基づいて船舶散乱波の推定強度と海面散乱波の推定強度との比率をＳＣ比（推定強度比の一例）として入射角に対応付けて算出する。ＳＣ比算出部１１１は、偏波組み合わせ毎に、算出したＳＣ比を入射角に対応付けて示すＳＣ比データ１９４（推定強度比データの一例）を生成する。
【００３３】
さらに、船舶探知装置１００は、ＣＦＡＲ方式演算部１２０とウエーキ方式演算部１２１とを備える。
【００３４】
ＣＦＡＲ方式演算部１２０（船舶推定領域算出部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像１９１に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域としてＣＦＡＲ方式（船舶領域推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
【００３５】
ウエーキ方式演算部１２１（航跡推定領域算出部、船舶特定領域算出部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像１９１に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域としてウエーキ方式（航跡領域推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
ウエーキ方式演算部１２１は、偏波組み合わせ毎に、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する。
【００３６】
さらに、船舶探知装置１００は、ＳＣ比マップ生成部１３０とＳＣ比合算マップ生成部１４０とを備える。
【００３７】
ＳＣ比マップ生成部１３０（船舶入射角判定部、海面入射角判定部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データ１９２に示される船舶散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの海面散乱強度データ１９３に示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲（ＳＣ比＞０）を船舶入射角として判定する。
ＳＣ比マップ生成部１３０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面散乱強度データ１９３に示される海面散乱波の推定強度が当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データ１９２に示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲（ＳＣ比＜０）を海面入射角として判定する。
【００３８】
ＳＣ比マップ生成部１３０（船舶候補領域抽出部、船舶候補領域値取得部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶推定領域のうち当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像１９１の画素領域に含まれる船舶推定領域を船舶候補領域として抽出する。
ＳＣ比マップ生成部１３０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶特定領域のうち当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像１９１の画素領域に含まれる船舶特定領域を船舶候補領域として抽出する。
ＳＣ比マップ生成部１３０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの複数の船舶候補領域それぞれの領域値として当該船舶候補領域に対応する入射角のＳＣ比を当該偏波組み合わせのＳＣ比データ１９４から取得する。
【００３９】
ＳＣ比合算マップ生成部１４０（合算マップ生成部の一例）は、ＳＣ比合算マップ１９８（二次元のマップデータの一例）を生成する。
ＳＣ比合算マップ１９８は、複数の偏波組み合わせの複数の船舶候補領域のうち２つ以上の船舶候補領域が重複する重複領域に対応する二次元領域に当該２つ以上の船舶候補領域の領域値を合計した合計値を設定したマップデータである。
また、ＳＣ比合算マップ１９８は、他の船舶候補領域と重複しない船舶候補領域に対応する二次元領域に当該船舶候補領域の領域値を設定したマップデータである。
【００４０】
さらに、船舶探知装置１００は、船舶探知部１５０を備える。
船舶探知部１５０（船舶領域特定部の一例）は、ＳＣ比合算マップ１９８内の二次元領域のうち所定の探知閾値より大きい領域値が設定された二次元領域を船舶を表示する船舶領域として特定する。
【００４１】
図３は、実施の形態１における船舶探知装置１００の船舶探知方法を示すフローチャートである。
実施の形態１における船舶探知方法の処理の流れについて、図３に基づいて説明する。
【００４２】
まず、船舶探知方法の処理の概要について説明する。
シミュレーション部１１０は、偏波組み合わせ毎に、船舶で後方散乱する船舶散乱波の強度と海面で後方散乱する海面散乱波の強度とを算出する（Ｓ１１０）。
ＳＣ比算出部１１１は、偏波組み合わせ毎に、船舶散乱強度と海面散乱強度との強度比（ＳＣ比）を算出する（Ｓ１１１）。
ＣＦＡＲ方式演算部１２０は、偏波組み合わせ毎に、船舶が表示されたレーダ画像１９１の画素領域を船舶推定領域としてＣＦＡＲ方式で特定する（Ｓ１２０）。
ウエーキ方式演算部１２１は、偏波組み合わせ毎に、船舶が表示されたレーダ画像１９１の画素領域を船舶特定領域としてウエーキ方式で特定する（Ｓ１２１）。
ＳＣ比マップ生成部１３０は、偏波組み合わせ毎に、船舶候補領域（船舶推定領域、船舶特定領域の一部）に対応する画素領域にＳＣ比を設定してＳＣ比マップ１９７を生成する（Ｓ１３０）。
ＳＣ比合算マップ生成部１４０は、偏波組み合わせが異なる複数のＳＣ比マップ１９７ａ〜Ｎを合算してＳＣ比合算マップ１９８を生成する（Ｓ１４０）。
船舶探知部１５０は、ＳＣ比合算マップ１９８の設定値に基づいて、船舶が表示されたレーダ画像１９１の画素領域を船舶領域として特定する（Ｓ１５０）。
【００４３】
次に、船舶探知方法の処理の詳細について説明する。
【００４４】
Ｓ１１０において、シミュレーション部１１０は、偏波組み合わせ毎に、船舶で後方散乱する船舶散乱波の強度を所定のシミュレーション方法によって算出する。
さらに、シミュレーション部１１０は、偏波組み合わせ毎に、海面で後方散乱する海面散乱波の強度を所定のシミュレーション方法によって算出する。
【００４５】
図４は、実施の形態１におけるシミュレーション対象の海面散乱波２０３および船舶散乱波２０４を示す図である。
実施の形態１における海面散乱波２０３および船舶散乱波２０４のシミュレーションについて、図４に基づいて説明する。
【００４６】
例えば、シミュレーション部１１０は、ＳＰＭ（Ｓｍａｌｌ  Ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ）またはＩＥＭ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｅｑｕａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ）を用いて、海面２０１をシミュレーションする。ＳＰＭについては非特許文献１に開示され、ＩＥＭについては非特許文献２に開示されている。
シミュレーション部１１０は、シミュレーションした海面２０１に基づいて、海面２０１で後方散乱する海面散乱波２０３だけがレーダ２００に入射した場合（図４（１））の入射強度を入射角θ（例えば０度〜９０度）に対応付けて算出する。
【００４７】
例えば、シミュレーション部１１０は、Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ  Ｍｏｄｅｌを用いて、船舶２０２の表面をシミュレーションする。Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ  Ｍｏｄｅｌについては非特許文献３に開示されている。
シミュレーション部１１０は、シミュレーションした船舶２０２の表面に基づいて、海面２０１で反射した後に船舶２０２で後方散乱する船舶散乱波２０４だけがレーダ２００に入射した場合（図４（２））の入射強度を入射角θに対応付けて算出する。
【００４８】
以下、船舶散乱波２０４の入射強度を「船舶散乱強度」といい、海面散乱波２０３の入射強度を「海面散乱強度」という。
また、船舶散乱強度と入射角θとを対応付けて設定したデータを「船舶散乱強度データ１９２」といい、海面散乱強度と入射角θとを対応付けて設定したデータを「海面散乱強度データ１９３」という。
シミュレーション部１１０は、船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とを生成する。
【００４９】
図５は、実施の形態１における船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とＳＣ比データ１９４とを示す図である。
図５（１）の船舶散乱強度データ１９２において、船舶散乱強度は、入射角が小さいほど小さく、入射角が大きいほど大きい。
また、図５（１）の海面散乱強度データ１９３において、海面散乱強度は、入射角が小さいほど大きく、入射角が大きいほど小さい。
但し、船舶散乱強度と入射角との関係、海面散乱強度と入射角との関係、船舶散乱強度と海面散乱強度との大小関係は、偏波組み合わせによって異なる。つまり、船舶散乱強度データ１９２および海面散乱強度データ１９３は偏波組み合わせによって異なる。
【００５０】
図３に戻り、Ｓ１１１から説明を続ける。
【００５１】
Ｓ１１１において、ＳＣ比算出部１１１は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とに基づいてＳＣ（Ｓｉｇｎａｌ−Ｃｌｕｔｔｅｒ）比を算出し、算出したＳＣ比を示すＳＣ比データ１９４を生成する。
【００５２】
ＳＣ比とは、船舶散乱強度（Ｓｉｇｎａｌ）と海面散乱強度（Ｃｌｕｔｔｅｒ）との比を表す値である。
ＳＣ比データ１９４は、ＳＣ比と入射角とを対応付けて設定したデータである。
【００５３】
以下、ＳＣ比算出部１１１は、海面散乱強度に対する船舶散乱強度の比の対数値をＳＣ比として算出するものとする。船舶散乱強度を「Ｓ」とし、海面散乱強度を「Ｃ」とすると、対数値は「１０ｌｏｇ１０（Ｓ／Ｃ）」（単位：デシベル）で表される。
この場合、図５（２）に示すように、船舶散乱強度が海面散乱強度より小さい入射角に対応するＳＣ比は負の値になり、船舶散乱強度が海面散乱強度より大きい入射角に対応するＳＣ比は正の値になる。
【００５４】
図３に戻り、Ｓ１２０から説明を続ける。
【００５５】
Ｓ１２０において、ＣＦＡＲ方式演算部１２０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのレーダ画像１９１をＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ  Ｒａｔｅ）方式で処理し、ＣＦＡＲ方式マップ１９５を生成する。
ＣＦＡＲ方式とは、目標物（例えば、船舶）が表示された画素領域を検出する方式である。
【００５６】
以下、ＣＦＡＲ方式で検出された画素領域を「船舶推定領域」という。
ＣＦＡＲ方式マップ１９５は、船舶推定領域に「１」を設定し、船舶推定領域以外の領域に「０」を設定した二次元のマップデータ（画像データ）である。つまり、ＣＦＡＲ方式マップ１９５は船舶推定領域を示す。
【００５７】
図６は、ＣＦＡＲ方式による目標物検出方法を示す概要図である。
ＣＦＡＲ方式による目標物検出方法について、図６に基づいて説明する。
【００５８】
ＣＦＡＲ方式において、レーダ画像１９１の画素毎（または複数画素から成る画素領域毎）に以下の処理を行う。
（１）レーダ画像１９１から画素（または画素領域）をターゲットセル２１０として選択し、ターゲットセル２１０に対するレファレンスセル２１２をレーダ画像１９１から抽出する。レファレンスセル２１２とはガードセル２１１の周囲にある画素領域であり、ガードセル２１１とはターゲットセル２１０の周囲にある画素領域である。
（２）レファレンスセル２１２の画素値の分布を示すヒストグラム２１３に基づいて、レファレンスセル２１２の標準偏差ｓおよび平均値ｍを算出し、平均値ｍに標準偏差ｓの定数Ｎ倍を加算した値を閾値Ｔとして算出する。
そして、ターゲットセル２１０の画素値と閾値Ｔとを比較し、画素値が閾値Ｔより大きいターゲットセル２１０を目標物（例えば、船舶）が表示された画素（または画素領域）として検出する。
【００５９】
ＣＦＡＲ方式の詳細については、非特許文献４および非特許文献５に開示されている。
【００６０】
図３に戻り、Ｓ１２１から説明を続ける。
【００６１】
Ｓ１２１において、ウエーキ方式演算部１２１は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのレーダ画像１９１をウエーキ方式（航跡検出方式）で処理する。
ウエーキ方式とは、航跡（ウエーキ）が表示された画素領域を検出する方式である。
以下、ウエーキ方式で算出された画素領域を「航跡推定領域」という。
【００６２】
さらに、ウエーキ方式演算部１２１は、航跡推定領域毎に、当該航跡推定領域に基づいて船舶が表示された画素領域を特定する。
以下、航跡推定領域に基づいて特定された画素領域を「船舶特定領域」という。
【００６３】
そして、ウエーキ方式演算部１２１は、偏波組み合わせ毎に、船舶特定領域を示すウエーキ方式マップ１９６を生成する。
【００６４】
ウエーキ方式マップ１９６は、船舶特定領域に「１」を設定し、船舶特定領域以外の領域に「０」を設定した二次元のマップデータ（画像データ）である。
【００６５】
図７は、ウエーキ方式による航跡検出方法を示す概要図である。
ウエーキ方式による航跡検出方法について、図７に基づいて説明する。
【００６６】
ウエーキ方式において、レーダ画像１９１の画素領域毎に以下の処理を行う。
レーダ画像１９１から所定の大きさの画素領域をレファレンスセル２２０として選択する。
次に、レファレンスセル２２０の中心を回転軸にして疑似直線を回転させ、疑似直線上に並ぶ複数画素を航跡候補２２１として順に抽出し、抽出した航跡候補２２１毎に当該航跡候補２２１の画素値の合計（合計画素値）を算出する。
次に、航跡候補２２１毎に当該航跡候補２２１の合計画素値を所定の明部閾値および所定の暗部閾値と比較する。明部閾値はレーダ画像１９１に明るく表示される航跡（レーダ２００から見て航跡の波の手前側）を検出するための閾値であり、暗部閾値はレーダ画像１９１に暗く表示される航跡（レーダ２００から見て航跡の波の影になる部分）を検出するための閾値である。
そして、合計画素値が明部閾値以上または暗部閾値以下である航跡候補２２１を航跡が表示された画素領域として検出する。
【００６７】
ウエーキ方式の詳細については、特許文献１に開示されている。
【００６８】
以下、ウエーキ方式演算部１２１は、ウエーキ方式で検出した画素領域（航跡推定領域）を船舶特定領域として特定するものとする。
但し、ウエーキ方式演算部１２１は、航跡推定領域の一端部または両端部に位置する所定の大きさの画素領域を船舶特定領域２２２として特定しても構わない。
【００６９】
図３に戻り、Ｓ１３０から説明を続ける。
【００７０】
Ｓ１３０において、ＳＣ比マップ生成部１３０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのＣＦＡＲ方式マップ１９５、ウエーキ方式マップ１９６およびＳＣ比データ１９４に基づいてＳＣ比マップ１９７を生成する。
ＳＣ比マップ１９７は、船舶散乱強度と海面散乱強度との大小関係に基づいて選択された船舶推定領域および船舶特定領域にＳＣ比を設定した二次元のマップデータ（画像データ）である。
【００７１】
図８は、実施の形態１におけるＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）を示すフローチャートである。
実施の形態１におけるＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）について、図８に基づいて説明する。
【００７２】
Ｓ１３１において、ＳＣ比マップ生成部１３０は未選択の偏波組み合わせを選択する。以下、Ｓ１３１で選択した偏波組み合わせを「選択組み合わせ」という。
Ｓ１３１の後、Ｓ１３２に進む。
【００７３】
Ｓ１３２において、ＳＣ比マップ生成部１３０は選択組み合わせのレーダ画像１９１に対応する入射角の範囲から未選択の入射角を選択する。
例えば、レーダ画像１９１が２０度から８０度の入射角の範囲で観測地域を表示した画像であれば、ＳＣ比マップ生成部１３０は２０度から８０度まで順に入射角を選択する。
以下、Ｓ１３２で選択した入射角を「選択角」という。
Ｓ１３２の後、Ｓ１３３に進む。
【００７４】
Ｓ１３３において、ＳＣ比マップ生成部１３０は、選択組み合わせのＳＣ比データ１９４から選択角のＳＣ比を取得する。以下、Ｓ１３３で取得したＳＣ比を「対象ＳＣ比」という。
Ｓ１３３の後、Ｓ１３４に進む。
【００７５】
Ｓ１３４において、ＳＣ比マップ生成部１３０は対象ＳＣ比の正負を判定する。
対象ＳＣ比が正の場合にはＳ１３４ａに進み、対象ＳＣ比が負の場合にはＳ１３４ｂに進む。
また、対象ＳＣ比がゼロの場合にはＳ１３４ａとＳ１３４ｂとのうち所定のいずれかに進む。
【００７６】
Ｓ１３４ａにおいて、ＳＣ比マップ生成部１３０は、選択組み合わせのＣＦＡＲ方式マップ１９５から選択角に対応する画素行を抽出する。以下、Ｓ１３４ａで抽出した画素行を「抽出行」という。
Ｓ１３４ａの後、Ｓ１３５に進む。
【００７７】
Ｓ１３４ｂにおいて、ＳＣ比マップ生成部１３０は、選択組み合わせのウエーキ方式マップ１９６から選択角に対応する画素行を抽出する。以下、Ｓ１３４ｂで抽出した画素行を「抽出行」という。
Ｓ１３４ｂの後、Ｓ１３５に進む。
【００７８】
Ｓ１３５において、ＳＣ比マップ生成部１３０は、選択組み合わせのＳＣ比マップ１９７に抽出行を設定する。
Ｓ１３５の後、Ｓ１３６に進む。
【００７９】
Ｓ１３６において、ＳＣ比マップ生成部１３０は、ＳＣ比マップ１９７の抽出行内の画素毎に、当該画素の画素値に対象ＳＣ比の絶対値を乗算し、乗算して得られた値を当該画素に画素値として設定する。
Ｓ１３６の後、Ｓ１３７に進む。
【００８０】
Ｓ１３７において、ＳＣ比マップ生成部１３０は、未選択の入射角が残っているか否かを判定する。
未選択の入射角が残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１３２に戻る。
全ての入射角を選択済みの場合（ＮＯ）、Ｓ１３８に進む。
【００８１】
Ｓ１３８において、ＳＣ比マップ生成部１３０は、未選択の偏波組み合わせが残っているか否かを判定する。
未選択の偏波組み合わせが残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１３１に戻る。
全ての偏波組み合わせを選択済みの場合（ＮＯ）、ＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）は終了する。
【００８２】
図９、図１０は、実施の形態１におけるＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）の概要図である。
実施の形態１におけるＳＣ比マップ生成処理（Ｓ１３０）の概要について、図９と図１０とに基づいて説明する。
【００８３】
図９、図１０において、ＣＦＡＲ方式マップ１９５、ウエーキ方式マップ１９６およびＳＣ比マップ１９７は、レンジ方向の座標値ｖが小さいほど入射角が小さく、レンジ方向の座標値ｖが大きいほど入射角が大きい。
【００８４】
図９のＳＣ比データ１９４において、ＳＣ比が負の入射角（０度以上３５度未満）では、船舶散乱強度より海面散乱強度の方が大きいため（海面支配的）、レーダ画像１９１から検出した海面の航跡に基づいた船舶特定領域２３１を示すウエーキ方式マップ１９６を選択する（Ｓ１３４、Ｓ１３４ｂ）。
一方、ＳＣ比が正またはゼロの入射角（３５度以上９０度未満）では、海面散乱強度よりも船舶散乱強度の方が大きいため（船舶支配的）、レーダ画像１９１から検出した船舶推定領域２３０を示すＣＦＡＲ方式マップ１９５を選択する（Ｓ１３４、Ｓ１３４ａ）。
【００８５】
ＣＦＡＲ方式マップ１９５およびウエーキ方式マップ１９６は、船舶推定領域２３０または船舶特定領域２３１（図中の丸印）に「１」を設定し、その他の領域に「０」を設定した二次元のマップデータ（画像データ）である。
【００８６】
図１０において、ＣＦＡＲ方式マップ１９５から選択した斜線の領域とウエーキ方式マップ１９６から選択した斜線の領域とから成るＳＣ比マップ１９７に対して入射角毎にＳＣ比の絶対値を乗じることにより（Ｓ１３５、Ｓ１３６）、船舶候補領域２３２にＳＣ比の絶対値を設定することができる。つまり、ＳＣ比マップ１９７は船舶候補領域２３２のＳＣ比の絶対値を示す。例えば、入射角が３０度の船舶候補領域２３２には３０度の入射角に対応するＳＣ比の絶対値が設定され、入射角が４０度の船舶候補領域２３２には４０度の入射角に対応するＳＣ比の絶対値が設定される。
船舶候補領域２３２とは、ＣＦＡＲ方式マップ１９５から選択された領域に含まれる船舶推定領域とウエーキ方式マップ１９６から選択された領域に含まれる船舶特定領域とを意味する。
【００８７】
図３に戻り、Ｓ１４０から説明を続ける。
【００８８】
Ｓ１４０において、ＳＣ比合算マップ生成部１４０は、複数の偏波組み合わせそれぞれのＳＣ比マップ１９７を合算してＳＣ比合算マップ１９８を生成する。
ＳＣ比合算マップ１９８は、複数のＳＣ比合算マップ１９８それぞれに設定されている船舶候補領域のＳＣ比（の絶対値）を合計した値を領域毎に設定した二次元のマップデータ（画像データ）である。
【００８９】
図１１は、実施の形態１におけるＳＣ比合算マップ生成処理（Ｓ１４０）を示すフローチャートである。
実施の形態１におけるＳＣ比合算マップ生成処理（Ｓ１４０）について、図１１に基づいて説明する。
【００９０】
Ｓ１４１において、ＳＣ比合算マップ生成部１４０は複数の偏波組み合わせから偏波組み合わせを一つ選択し、選択した偏波組み合わせのＳＣ比マップ１９７を複製する。
以下、ＳＣ比マップ１９７の複製を「ＳＣ比合算マップ１９８」という。
Ｓ１４１の後、Ｓ１４２に進む。
【００９１】
Ｓ１４２において、ＳＣ比合算マップ生成部１４０は未選択の偏波組み合わせを選択する。以下、Ｓ１４２で選択した偏波組み合わせを「選択組み合わせ」という。
Ｓ１４２の後、Ｓ１４３に進む。
【００９２】
Ｓ１４３において、ＳＣ比合算マップ生成部１４０は、選択組み合わせのＳＣ比マップ１９７から未選択の画素を選択する。以下、Ｓ１４３で選択した画素を「選択画素」という。
Ｓ１４３の後、Ｓ１４４に進む。
【００９３】
Ｓ１４４において、ＳＣ比合算マップ生成部１４０は、選択画素のｕｖ座標と一致（または対応）するＳＣ比合算マップ１９８の画素に選択画素の画素値を加算する。
Ｓ１４４の後、Ｓ１４５に進む。
【００９４】
Ｓ１４５において、ＳＣ比合算マップ生成部１４０は、ＳＣ比マップ１９７に未選択の画素が残っているか否かを判定する。
未選択の画素が残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１４３に戻る。
全ての画素を選択した場合（ＮＯ）、Ｓ１４６に進む。
【００９５】
Ｓ１４６において、ＳＣ比合算マップ生成部１４０は、Ｓ１４１とＳ１４２とのいずれにおいても選択されていない未選択の偏波組み合わせが残っているか否かを判定する。
未選択の偏波組み合わせが残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１４２に戻る。
全ての偏波組み合わせを選択した場合（ＮＯ）、ＳＣ比合算マップ生成処理（Ｓ１４０）は終了する。
【００９６】
図１２は、実施の形態１におけるＳＣ比合算マップ１９８の概要図である。
実施の形態１におけるＳＣ比合算マップ１９８の概要について、図１２に基づいて説明する。
【００９７】
例えば、「ＨＨ」「ＨＶ」「ＶＶ」の３通りを偏波組み合わせとする。
【００９８】
「ＨＨ」のＳＣ比マップ１９７ａは、（０，０）−（９，９）の船舶候補領域２３２にＳＣ比「２０」が設定されている。
「ＨＶ」のＳＣ比マップ１９７ｂは、（５，０）−（１４，９）の船舶候補領域２３２にＳＣ比「１０」が設定されている。
「ＶＶ」のＳＣ比マップ１９７ｃは、（１０，１０）−（１９，１９）の船舶候補領域２３２にＳＣ比「１５」が設定されている。
【００９９】
ＳＣ比合算マップ１９８は、（０，０）−（４，９）の領域にＳＣ比「２０」が設定され、（５，０）−（９，９）の領域にＳＣ比「３０（＝２０＋１０）」が設定され、（１０，０）−（１４，９）の領域にＳＣ比「１０」が設定される。
また、ＳＣ比合算マップ１９８は、（１０，１０）−（１９，１９）の領域にＳＣ比「１５」が設定される。
【０１００】
つまり、ＳＣ比合算マップ１９８は、船舶候補領域２３２が重複する領域ほど設定値が大きく、また、ＳＣ比が大きい船舶候補領域２３２ほど設定値が大きい。
【０１０１】
図３に戻り、Ｓ１５０から説明を続ける。
【０１０２】
Ｓ１５０において、船舶探知部１５０は、ＳＣ比合算マップ１９８の画素毎に当該画素の設定値を所定の探知閾値と比較し、探知閾値以上の値が設定されているＳＣ比合算マップ１９８の画素領域を特定する。
そして、船舶探知部１５０は、特定した画素領域とｕｖ座標が一致（または対応）するレーダ画像１９１の画素領域を船舶領域として特定する。船舶領域とは、船舶が表示された画素領域のことである。
【０１０３】
さらに、船舶探知部１５０は、船舶領域に対応する現実の座標値（例えば、緯度と経度）を船舶が存在した場所の座標値として算出し、船舶探知データ１９９を生成する。
船舶探知データ１９９は、探知した船舶毎に、船舶領域のｕｖ座標値と現実の座標値とを示したデータである。
【０１０４】
例えば、レーダ画像１９１の画素毎にレーダ２００によって電磁波の入射強度を観測した観測時刻、レーダ２００によって観測された電磁波の入射角、レーダ２００の飛行位置の座標値（例えば、緯度、経度、高度）などを含んだレーダ観測情報を装置記憶部１９０に予め記憶しておく。
船舶探知部１５０は、レーダ画像１９１の船舶領域の入射強度を観測した観測時刻をレーダ観測情報から取得し、観測時刻のレーダ２００の座標値と観測時刻の電磁波の入射角をレーダ観測情報から取得する。そして、船舶探知部１５０は、レーダ２００の座標値を通る入射角方向のベクトルを算出し、観測地域の海面を表す平面を算出し、算出したベクトルと平面との交点の座標値を船舶の座標値として算出する。
また、レーダ画像１９１の画素に対応付けて観測地域の座標値を示す画像座標データを装置記憶部１９０に予め記憶しておいてもよい。この場合、船舶探知部１５０は、レーダ画像１９１の船舶領域に対応付けられた座標値を船舶の座標値として画像座標値データから取得する。
【０１０５】
Ｓ１５０により、船舶探知方法の処理は終了する。
【０１０６】
図１３は、実施の形態１における船舶探知データ１９９の概要図である。
実施の形態１における船舶探知データ１９９の概要について、図１３に基づいて説明する。
【０１０７】
船舶探知データ１９９は、偏波組み合わせが異なる複数のＳＣ比マップ１９７を合算して生成したＳＣ比合算マップ１９８から設定値（ＳＣ比の合計値）が大きい領域を船舶領域２３３として抽出したデータである。
【０１０８】
図１４は、実施の形態１における船舶探知装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図１４において、船舶探知装置１００は、ＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）（マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信装置９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ドライブ装置９０４、プリンタ装置９０５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。ドライブ装置９０４は、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）などの記憶媒体を読み書きする装置である。
【０１０９】
通信装置９１５は、有線または無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、電話回線などの通信網に接続している。
【０１１０】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。
【０１１１】
プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが含まれる。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。すなわち、船舶探知プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものであり、また「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【０１１２】
ファイル群９２４には、実施の形態において説明する「〜部」で使用される各種データ（入力、出力、判定結果、計算結果、処理結果など）が含まれる。
【０１１３】
実施の形態において構成図およびフローチャートに含まれている矢印は主としてデータや信号の入出力を示す。
【０１１４】
実施の形態において「〜部」として説明するものは「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで実装されても構わない。
【０１１５】
実施の形態１では、ＳＣ比の正負に基づいてＣＦＡＲ方式マップ１９５とウエーキ方式マップ１９６とのいずれを選択するか判定した（図８、Ｓ１３４）。
但し、船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とを比較して判定しても構わない。この場合、船舶散乱強度が海面散乱強度より大きければＣＦＡＲ方式マップ１９５を選択し、海面散乱強度が船舶散乱強度より大きければウエーキ方式マップ１９６を選択する。
【０１１６】
また、海面散乱強度（Ｃ）に対する船舶散乱強度（Ｓ）の対数値「１０ｌｏｇ１０（Ｓ／Ｃ）」をＳＣ比としてＳＣ比マップ１９７を生成した（図８、Ｓ１３６）。
但し、対数値ではなく真値のＳＣ比を用いてＳＣ比マップ１９７を生成しても構わない。この場合、船舶散乱強度が海面散乱強度より大きければ「Ｓ／Ｃ」をＳＣ比として用い、海面散乱強度が船舶散乱強度より大きければ「Ｃ／Ｓ」をＳＣ比として用いる。
【０１１７】
また、上記のＣＦＡＲ方式以外の方式で船舶推定領域を特定しても構わず（図３、Ｓ１２０）、上記のウエーキ方式以外の方式で航跡推定領域および船舶特定領域を特定しても構わない（図３、Ｓ１２１）。
【０１１８】
実施の形態２．
実施の形態１で探知した船舶について移動速度を推定する形態について説明する。
以下、実施の形態１で説明していない事項について主に説明する。説明を省略する事項は実施の形態１と同様である。
【０１１９】
図１５は、実施の形態２における船舶探知装置１００の機能構成図である。
実施の形態２における船舶探知装置１００の機能構成について、図１５に基づいて説明する。
【０１２０】
船舶探知装置１００は、船舶探知処理部１１２を備える。
船舶探知処理部１１２は、実施の形態１（図２参照）で説明したＣＦＡＲ方式演算部１２０、ウエーキ方式演算部１２１、ＳＣ比マップ生成部１３０、ＳＣ比合算マップ生成部１４０および船舶探知部１５０の機能を有する。
【０１２１】
船舶探知装置１００は、さらに、ＩＳＡＲ方式演算部１６０、ドップラーシフト方式演算部１６１および船舶速度算出部１７０を備える。
【０１２２】
装置記憶部１９０（観測データ記憶部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせに対応するレーダ画像１９１を生成するために使用されたレーダ２００の観測データ１８９を記憶する。
【０１２３】
ＩＳＡＲ方式演算部１６０（船舶推定速度算出部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのレーダ画像１９１に対応する観測データ１８９に基づいて、船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度としてＩＳＡＲ方式（船舶速度推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
【０１２４】
ドップラーシフト方式演算部１６１（船舶航跡推定速度算出部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの航跡推定領域に基づいて、船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度としてドップラーシフト方式（船舶航跡速度推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
【０１２５】
船舶速度算出部１７０（船舶強度比速度算出部の一例）は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの船舶入射角に対応する当該レーダ画像１９１の画素領域に船舶領域が含まれる場合、船舶推定速度に船舶領域に対応する入射角のＳＣ比を乗算した値を船舶ＳＣ比速度（船舶強度比速度の一例）として算出する。
船舶速度算出部１７０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの海面入射角に対応する当該レーダ画像の画素領域に船舶領域が含まれる場合、船舶航跡推定速度に船舶領域に対応する入射角のＳＣ比を乗算した値を船舶ＳＣ比速度として算出する。
船舶速度算出部１７０は、複数の偏波組み合わせの複数の船舶ＳＣ比速度を合計した船舶ＳＣ比速度の合計値を算出し、複数の船舶ＳＣ比速度を算出するために使用した複数のＳＣ比を合計したＳＣ比の合計値を算出する。
船舶速度算出部１７０は、船舶ＳＣ比速度の合計値をＳＣ比の合計値で除算した値を船舶領域に表示される船舶の速度として算出する。
【０１２６】
図１６は、実施の形態２における船舶探知方法を示すフローチャートである。
実施の形態２における船舶探知方法の処理の流れについて、図１６に基づいて説明する。
【０１２７】
実施の形態２における船舶探知方法では、実施の形態１で説明した処理（図３参照）に加えて、Ｓ１６０、Ｓ１６１およびＳ１７０を実行する。
以下、Ｓ１６０、Ｓ１６１およびＳ１７０について主に説明する。
【０１２８】
Ｓ１６０において、ＩＳＡＲ方式演算部１６０は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせの観測データ１８９を速度指定ＩＳＡＲ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）方式で処理し、船舶推定速度データ１８１を生成する。
【０１２９】
ＩＳＡＲ方式では、レーダ観測により得られた観測データ１８９をレンジマイグレーション処理し、高速フーリエ変換し、アジマス圧縮し、逆高速フーリエ変換してレーダ画像１９１を生成する。
速度指定ＩＳＡＲ方式とは、船舶の推定速度に基づいて参照関数を生成し、生成した参照関数をアジマス圧縮に使用するＩＳＡＲ方式である。
速度指定ＩＳＡＲ方式では、船舶の推定速度が正しいほど、船舶領域が鮮明に表示される。例えば、船舶領域には、周囲の画素領域よりも所定の割合以上または所定の画素値以上大きな画素値が設定される。
【０１３０】
ＩＳＡＲ方式演算部１６０は、船舶探知処理部１１２（実施の形態１における船舶探知部１５０）により特定された船舶領域を対象にして、船舶領域に存在する船舶の速度ベクトルの推定値を速度指定ＩＳＡＲ方式で算出する。
以下、速度指定ＩＳＡＲ方式で算出された船舶の速度ベクトルの推定値を「船舶推定速度」という。
船舶推定速度データ１８１は、船舶領域毎に船舶推定速度を示したデータである。
【０１３１】
速度指定ＩＳＡＲ方式の詳細については、特許文献２に開示されている。
【０１３２】
Ｓ１６０の後、Ｓ１６１に進む。
【０１３３】
Ｓ１６１において、ドップラーシフト方式演算部１６１は、偏波組み合わせ毎に、当該偏波組み合わせのウエーキ方式マップ１９６に基づいてドップラーシフト方式の速度推定処理を行い、船舶航跡推定速度データ１８２を生成する。
【０１３４】
ドップラーシフト方式とは、レーダ画像１９１に表示される航跡と船舶とのずれ量に基づいて、船舶の速度ベクトルの推定値を算出する方式である。
【０１３５】
以下、ドップラーシフト方式で算出された船舶の速度ベクトルの推定値を「船舶航跡推定速度」という。
船舶航跡推定速度データ１８２は、船舶領域毎に船舶航跡推定速度を示したデータである。
【０１３６】
図１７は、ドップラーシフト方式による速度推定方法を示す概要図である。
ドップラーシフト方式による速度推定方法について、図１７に基づいて説明する。
【０１３７】
レーダ画像１９１において、レンジ方向に移動している目標物（例えば、船舶２４０）は実際の位置からアジマス方向にずれた位置に表示される。目標物のレンジ方向の速度が大きいほどアジマス方向のずれ量は大きく、目標物のレンジ方向の速度が小さいほどアジマス方向のずれ量は小さい。これを「ドップラーシフト」という。
【０１３８】
ドップラーシフト方式演算部１６１は、船舶探知処理部１１２により特定された船舶領域を対象にして船舶領域に最も近い航跡推定領域をウエーキ方式マップ１９６から抽出する。
そして、ドップラーシフト方式演算部１６１は、船舶領域と航跡推定領域とのずれ量（画素数）に基づいて、船舶領域に存在する船舶の推定速度を算出する。
【０１３９】
ドップラーシフト方式の詳細については、特許文献１に開示されている。
【０１４０】
図１６に戻り、Ｓ１７０から説明を続ける。
【０１４１】
Ｓ１７０において、船舶速度算出部１７０は、船舶領域毎に、船舶推定速度と船舶航跡推定速度とＳＣ比とに基づいて船舶速度を算出する。
そして、船舶速度算出部１７０は、船舶領域毎に船舶領域に存在する船舶の速度を示した船舶速度データ１８３を生成する。
Ｓ１７０により、船舶探知方法の処理は終了する。
【０１４２】
図１８は、実施の形態２における船舶速度算出処理（Ｓ１７０）を示すフローチャートである。
実施の形態２における船舶速度算出処理（Ｓ１７０）について、図１８に基づいて説明する。
【０１４３】
Ｓ１７１において、船舶速度算出部１７０は、船舶探知データ１９９から未選択の船舶領域を選択する。
以下、Ｓ１７１で選択した船舶領域を「選択船舶領域」という。
Ｓ１７１の後、Ｓ１７２に進む。
【０１４４】
Ｓ１７２において、船舶速度算出部１７０は、選択船舶領域に対応するレーダ画像１９１の入射角を算出する。
以下、Ｓ１７２で算出した入射角を「対象入射角」という。
Ｓ１７２の後、Ｓ１７３に進む。
【０１４５】
Ｓ１７３において、船舶速度算出部１７０は、選択船舶領域に対して未選択の偏波組み合わせを選択する。
以下、Ｓ１７３で選択した偏波組み合わせを「選択組み合わせ」という。
Ｓ１７３の後、Ｓ１７４に進む。
【０１４６】
Ｓ１７４において、船舶速度算出部１７０は、選択組み合わせのＳＣ比データ１９４から対象入射角のＳＣ比を取得する。
以下、Ｓ１７４で取得したＳＣ比を「対象ＳＣ比」という。
Ｓ１７４の後、Ｓ１７５に進む。
【０１４７】
Ｓ１７５において、船舶速度算出部１７０は、対象ＳＣ比の正負を判定する。
対象ＳＣ比が正の場合にはＳ１７５ａに進み、対象ＳＣ比が負の場合にはＳ１７５ｂに進む。
また、対象ＳＣ比がゼロの場合にはＳ１７５ａとＳ１７５ｂとのうち所定のいずれかに進む。
【０１４８】
Ｓ１７５ａにおいて、船舶速度算出部１７０は、選択組み合わせの船舶推定速度データ１８１から選択船舶領域に対応する船舶推定速度を取得する。
以下、Ｓ１７５ａで取得した船舶推定速度を「船舶候補速度」という。
Ｓ１７５ａの後、Ｓ１７６に進む。
【０１４９】
Ｓ１７５ｂにおいて、船舶速度算出部１７０は、選択組み合わせの船舶航跡推定速度データ１８２から選択船舶領域に対応する船舶航跡推定速度を取得する。
以下、１７５ｂで取得した船舶航跡推定速度を「船舶候補速度」という。
Ｓ１７５ｂの後、Ｓ１７６に進む。
【０１５０】
Ｓ１７６において、船舶速度算出部１７０は、船舶候補速度に対象ＳＣ比の絶対値を乗算する。
以下、Ｓ１７６で算出した値を「船舶ＳＣ比速度」という。
Ｓ１７６の後、Ｓ１７７に進む。
【０１５１】
Ｓ１７７において、船舶速度算出部１７０は、選択船舶領域に対して未選択の偏波組み合わせが残っているか否かを判定する。
未選択の偏波組み合わせが残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１７３に戻る。
全ての偏波組み合わせを選択済みの場合（ＮＯ）、Ｓ１７８に進む。
【０１５２】
Ｓ１７８において、船舶速度算出部１７０は、偏波組み合わせ毎に算出した船舶ＳＣ比速度を合計し、偏波組み合わせ毎に取得した対象ＳＣ比（の絶対値）を合計する。
そして、船舶速度算出部１７０は、船舶ＳＣ比速度の合計値を対象ＳＣ比の合計値で除算する。
船舶速度算出部１７０は、算出した値を選択船舶領域に対応する船舶速度として船舶速度データ１８３に設定する。
Ｓ１７８の後、Ｓ１７９に進む。
【０１５３】
Ｓ１７９において、船舶速度算出部１７０は、未選択の船舶領域が残っているか否かを判定する。
未選択の船舶領域が残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１７１に戻る。
全ての船舶領域を選択済みの場合（ＮＯ）、船舶速度算出処理（Ｓ１７０）は終了する。
【０１５４】
図１９、図２０は、実施の形態２における船舶速度算出処理（Ｓ１７０）の概要図である。
実施の形態２における船舶速度算出処理（Ｓ１７０）の概要について、図１９と図２０とに基づいて説明する。
【０１５５】
図１９において、船舶領域ＡはＳＣ比が負の入射角（０度以上３５度未満）に対応する領域に含まれるため、船舶領域Ａの速度ベクトルとして船舶航跡推定速度データ１８２に示される速度ベクトルを選択する（Ｓ１７５、Ｓ１７５ｂ）。
一方、船舶領域Ｂ・Ｃは正の入射角（３５度以上９０度未満）に対応する領域に含まれるため、船舶領域Ｂ・Ｃの速度ベクトルとして船舶推定速度データ１８１に示される速度ベクトルを選択する（Ｓ１７５、Ｓ１７５ａ）。
【０１５６】
図２０において、偏波組み合わせ毎に、船舶領域Ａの速度ベクトルに船舶領域Ａの入射角に対応するＳＣ比を乗じることにより、船舶領域Ａの速度ベクトルをＳＣ比で重み付けした船舶ＳＣ比速度を算出する（Ｓ１７６）。
そして、船舶領域Ａの船舶ＳＣ比速度を合計し、船舶領域Ａの速度ベクトルに乗じたＳＣ比を合計し、船舶ＳＣ比速度の合計値をＳＣ比の合計値で割った値を船舶領域Ａの速度ベクトル（船舶速度）として算出する（Ｓ１７８）。
同様に、船舶領域Ｂと船舶領域Ｃとのそれぞれの速度ベクトル（船舶速度）を算出する。
【０１５７】
実施の形態２では、ＳＣ比の正負に基づいて船舶推定速度データ１８１と船舶航跡推定速度データ１８２とのいずれを選択するか判定した（図１８、Ｓ１７５）。
但し、船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とを比較して判定しても構わない。この場合、船舶散乱強度が海面散乱強度より大きければ船舶推定速度データ１８１を選択し、海面散乱強度が船舶散乱強度より大きければ船舶航跡推定速度データ１８２を選択する。
【０１５８】
また、海面散乱強度（Ｃ）に対する船舶散乱強度（Ｓ）の対数値「１０ｌｏｇ１０（Ｓ／Ｃ）」をＳＣ比として船舶ＳＣ比速度を算出した（図１８、Ｓ１７６）。
但し、対数値ではなく真値のＳＣ比を用いて船舶ＳＣ比速度を算出しても構わない。この場合、船舶散乱強度が海面散乱強度より大きければ「Ｓ／Ｃ」をＳＣ比として用い、海面散乱強度が船舶散乱強度より大きければ「Ｃ／Ｓ」をＳＣ比として用いる。
【０１５９】
上記のＩＳＡＲ方式以外の方式で船舶推定速度を算出しても構わず（図１６、Ｓ１６０）、上記のドップラーシフト方式以外の方式で船舶航跡推定速度を算出しても構わない（図１６、Ｓ１６１）。
【０１６０】
実施の形態３．
一つの偏波組み合わせのレーダ画像１９１に基づいて船舶を探知する形態について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項については実施の形態１と同様である。
【０１６１】
図２１は、実施の形態３における船舶探知装置１００の機能構成図である。
実施の形態３における船舶探知装置１００の機能構成について、図２１に基づいて説明する。
【０１６２】
船舶探知装置１００は、実施の形態１で説明したＳＣ比マップ生成部１３０とＳＣ比合算マップ生成部１４０とを備えない。
【０１６３】
装置記憶部１９０（レーダ画像記憶部、散乱強度データ記憶部の一例）は、船舶と海面とのいずれかで散乱してレーダに入射した電磁波の強度を電磁波の入射角に対応する画素領域に設定した画像データをレーダ画像１９１として記憶する。
また、装置記憶部１９０は、船舶で散乱してレーダに入射する船舶散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す船舶散乱強度データ１９２と、海面で散乱してレーダに入射する海面散乱波の推定強度を入射角に対応付けて示す海面散乱強度データ１９３とを記憶する。
【０１６４】
ＣＦＡＲ方式演算部１２０（船舶推定領域算出部の一例）は、レーダ画像１９１に基づいて、複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶推定領域としてＣＦＡＲ方式（船舶領域推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
【０１６５】
ウエーキ方式演算部１２１（航跡推定領域算出部、船舶特定領域算出部の一例）は、レーダ画像１９１に基づいて、複数の航跡を表示する複数の画素領域を複数の航跡推定領域としてウエーキ方式（航跡領域推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
ウエーキ方式演算部１２１は、複数の航跡推定領域に基づいて複数の船舶を表示する複数の画素領域を複数の船舶特定領域として特定する。
【０１６６】
船舶探知部１５０（船舶入射角判定部、海面入射角判定部の一例）は、船舶散乱強度データ１９２に示される船舶散乱波の推定強度が海面散乱強度データ１９３に示される海面散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲（ＳＣ比＞０）を船舶入射角として判定する。
船舶探知部１５０は、海面散乱強度データ１９３に示される海面散乱波の推定強度が船舶散乱強度データ１９２に示される船舶散乱波の推定強度より大きい入射角の範囲（ＳＣ比＜０）を海面入射角として判定する。
【０１６７】
船舶探知部１５０（船舶領域特定部の一例）は、複数の船舶推定領域のうち船舶入射角に対応するレーダ画像１９１の画素領域に含まれる船舶推定領域と、複数の船舶特定領域のうち海面入射角に対応するレーダ画像１９１の画素領域に含まれる船舶特定領域とを船舶を表示する船舶領域として特定する。
【０１６８】
図２２は、実施の形態３における船舶探知方法を示すフローチャートである。
実施の形態３における船舶探知方法の処理について、図２２に基づいて説明する。
【０１６９】
Ｓ１１０Ｂ〜Ｓ１２１Ｂは、実施の形態１（図３参照）で説明したＳ１１０〜Ｓ１２１に対応する処理である。
但し、Ｓ１１０Ｂ〜Ｓ１２１Ｂでは、偏波組み合わせ毎に処理を行わない。
【０１７０】
Ｓ２１０において、船舶探知部１５０は、船舶入射角領域内の船舶推定領域と海面入射角領域内の船舶特定領域とを船舶領域として特定する。
船舶入射角領域とは、ＳＣ比が正の値になる入射角（船舶入射角）に対応するレーダ画像１９１の画素領域のことである。
海面入射角領域とは、ＳＣ比が負の値になる入射角（海面入射角）に対応するレーダ画像１９１の画素領域のことである。
【０１７１】
図２３は、実施の形態３における船舶領域特定処理（Ｓ２１０）を示すフローチャートである。
実施の形態３における船舶領域特定処理（Ｓ２１０）について、図２３に基づいて説明する。
【０１７２】
Ｓ２１１において、船舶探知部１５０はレーダ画像１９１に対応する入射角の範囲から未選択の入射角を選択する。
例えば、レーダ画像１９１が２０度から８０度の入射角の範囲で観測地域を表示した画像であれば、船舶探知部１５０は２０度から８０度まで順に入射角を選択する。
以下、Ｓ２１１で選択した入射角を「選択角」という。
Ｓ２１１の後、Ｓ２１２に進む。
【０１７３】
Ｓ２１２において、船舶探知部１５０は、ＳＣ比データ１９４から選択角のＳＣ比を取得する。以下、Ｓ２１２で取得したＳＣ比を「対象ＳＣ比」という。
Ｓ２１２の後、Ｓ２１３に進む。
【０１７４】
Ｓ２１３において、船舶探知部１５０は対象ＳＣ比の正負を判定する。
対象ＳＣ比が正の場合にはＳ２１３ａに進み、対象ＳＣ比が負の場合にはＳ２１３ｂに進む。
また、対象ＳＣ比がゼロの場合にはＳ２１３ａとＳ２１３ｂとのうち所定のいずれかに進む。
【０１７５】
Ｓ２１３ａにおいて、船舶探知部１５０は、ＣＦＡＲ方式マップ１９５から選択角に対応する画素行を抽出する。以下、Ｓ２１３ａで抽出した画素行を「抽出行」という。
Ｓ２１３ａの後、Ｓ２１４に進む。
【０１７６】
Ｓ２１３ｂにおいて、船舶探知部１５０は、ウエーキ方式マップ１９６から選択角に対応する画素行を抽出する。以下、Ｓ２１３ｂで抽出した画素行を「抽出行」という。
Ｓ２１３ｂの後、Ｓ２１４に進む。
【０１７７】
Ｓ２１４において、船舶探知部１５０は、船舶領域マップ１８４に抽出行を設定する。
船舶領域マップ１８４は、船舶領域に「１」を設定し、船舶領域以外の領域に「０」を設定した二次元のマップデータ（画像データ）である。
Ｓ２１４の後、Ｓ２１５に進む。
【０１７８】
Ｓ２１５において、船舶探知部１５０は、未選択の入射角が残っているか否かを判定する。
未選択の入射角が残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ２１１に戻る。
全ての入射角を選択済みの場合（ＮＯ）、Ｓ２１６に進む。
【０１７９】
Ｓ２１６において、船舶探知部１５０は、船舶領域マップ１８４から船舶領域を特定する。
Ｓ２１６の後、Ｓ２１７に進む。
【０１８０】
Ｓ２１７において、船舶探知部１５０は、実施の形態１（図３、Ｓ１５０）と同様に、船舶領域に対応する現実の座標値を算出し、船舶探知データ１９９を生成する。
Ｓ２１７により、船舶領域特定処理（Ｓ２１０）は終了する。
【０１８１】
実施の形態１と同様に、ＳＣ比の正負を判定せずに船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とを比較し、ＣＦＡＲ方式マップ１９５とウエーキ方式マップ１９６とのいずれかを選択しても構わない（図２３、Ｓ２１３）。
【０１８２】
上記のＣＦＡＲ方式以外の方式で船舶推定領域を特定しても構わず（図２２、Ｓ１２０Ｂ）、上記のウエーキ方式以外の方式で航跡推定領域および船舶特定領域を特定しても構わない（図２２、Ｓ１２１Ｂ）。
【０１８３】
実施の形態４．
実施の形態３で探知した船舶について移動速度を推定する形態について説明する。
以下、実施の形態２と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項は実施の形態２と同様である。
【０１８４】
図２４は、実施の形態４における船舶探知装置１００の機能構成図である。
実施の形態４における船舶探知装置１００の機能構成について、図２４に基づいて説明する。
【０１８５】
船舶探知装置１００は、船舶速度算出部１７０の代わりに船舶速度選択部１７１を備える。
【０１８６】
装置記憶部１９０（観測データ記憶部の一例）は、レーダ画像１９１を生成するために使用されたレーダの観測データ１８９を記憶する。
【０１８７】
ＩＳＡＲ方式演算部１６０（船舶推定速度算出部の一例）は、レーダ画像１９１に対応する観測データ１８９に基づいて、船舶領域に表示される船舶の速度を船舶推定速度としてＩＳＡＲ方式（船舶速度推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
【０１８８】
ドップラーシフト方式演算部１６１（船舶航跡推定速度算出部の一例）は、航跡推定領域に基づいて、船舶領域に表示される船舶の速度を船舶航跡推定速度としてドップラーシフト方式（船舶航跡速度推定アルゴリズムの一例）によって算出する。
【０１８９】
船舶速度選択部１７１は、船舶入射角に対応するレーダ画像１９１の画素領域に船舶領域が含まれる場合、船舶推定速度を船舶の速度として選択する。
船舶速度選択部１７１は、海面入射角に対応するレーダ画像１９１の画素領域に船舶領域が含まれる場合、船舶航跡推定速度を船舶の速度として選択する。
【０１９０】
図２５は、実施の形態４における船舶探知方法を示すフローチャートである。
実施の形態４における船舶探知方法の処理の流れについて、図２５に基づいて説明する。
【０１９１】
Ｓ１１０Ｂ〜Ｓ２１０は、実施の形態３（図２２参照）と同じである。
【０１９２】
Ｓ１６０ＢおよびＳ１６１Ｂは、実施の形態２（図１６参照）で説明したＳ１６０およびＳ１６１に対応する処理である。
但し、Ｓ１６０ＢおよびＳ１６１Ｂでは、偏波組み合わせ毎に処理を行わない。
【０１９３】
Ｓ２２０において、船舶速度選択部１７１は、船舶領域毎に、ＳＣ比に基づいて船舶推定速度と船舶航跡推定速度とのいずれかを船舶速度として選択する。
【０１９４】
図２６は、実施の形態４における船舶速度選択処理（Ｓ２２０）を示すフローチャートである。
実施の形態４における船舶速度選択処理（Ｓ２２０）について、図２６に基づいて説明する。
【０１９５】
Ｓ２２１において、船舶速度選択部１７１は、船舶探知データ１９９から未選択の船舶領域を選択する。
以下、Ｓ２２１で選択した船舶領域を「選択船舶領域」という。
Ｓ２２１の後、Ｓ２２２に進む。
【０１９６】
Ｓ２２２において、船舶速度選択部１７１は、選択船舶領域に対応するレーダ画像１９１の入射角を算出する。
以下、Ｓ２２２で算出した入射角を「対象入射角」という。
Ｓ２２２の後、Ｓ２２３に進む。
【０１９７】
Ｓ２２３において、船舶速度選択部１７１は、ＳＣ比データ１９４から対象入射角のＳＣ比を取得する。
以下、Ｓ２２３で取得したＳＣ比を「対象ＳＣ比」という。
Ｓ２２３の後、Ｓ２２４に進む。
【０１９８】
Ｓ２２４において、船舶速度選択部１７１は、対象ＳＣ比の正負を判定する。
対象ＳＣ比が正の場合にはＳ２２４ａに進み、対象ＳＣ比が負の場合にはＳ２２４ｂに進む。
また、対象ＳＣ比がゼロの場合にはＳ２２４ａとＳ２２４ｂとのうち所定のいずれかに進む。
【０１９９】
Ｓ２２４ａにおいて、船舶速度選択部１７１は、船舶推定速度データ１８１から選択船舶領域に対応する船舶推定速度を船舶速度として取得する。
Ｓ２２４ａの後、Ｓ２２５に進む。
【０２００】
Ｓ２２４ｂにおいて、船舶速度選択部１７１は、船舶航跡推定速度データ１８２から選択船舶領域に対応する船舶航跡推定速度を船舶速度として取得する。
Ｓ２２４ｂの後、Ｓ２２５に進む。
【０２０１】
Ｓ２２５において、船舶速度選択部１７１は、未選択の船舶領域が残っているか否かを判定する。
未選択の船舶領域が残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ２２１に戻る。
全ての選択領域を選択済みの場合（ＮＯ）、船舶速度選択処理（Ｓ２２０）は終了する。
【０２０２】
実施の形態２と同様に、ＳＣ比の正負を判断せずに船舶散乱強度データ１９２と海面散乱強度データ１９３とを比較し、船舶推定速度データ１８１と船舶航跡推定速度データ１８２とのいずれかを選択しても構わない（図２６、Ｓ２２４）。
【０２０３】
上記のＩＳＡＲ方式以外の方式で船舶推定速度を算出しても構わず（図２５、Ｓ１６０Ｂ）、上記のドップラーシフト方式以外の方式で船舶航跡推定速度を算出しても構わない（図２５、Ｓ１６１Ｂ）。
【符号の説明】
【０２０４】
１００  船舶探知装置、１１０  シミュレーション部、１１１  ＳＣ比算出部、１１２  船舶探知処理部、１２０  ＣＦＡＲ方式演算部、１２１  ウエーキ方式演算部、１３０  ＳＣ比マップ生成部、１４０  ＳＣ比合算マップ生成部、１５０  船舶探知部、１６０  ＩＳＡＲ方式演算部、１６１  ドップラーシフト方式演算部、１７０  船舶速度算出部、１７１  船舶速度選択部、１８１  船舶推定速度データ、１８２  船舶航跡推定速度データ、１８３  船舶速度データ、１８４  船舶領域マップ、１８９  観測データ、１９０  装置記憶部、１９１  レーダ画像、１９２  船舶散乱強度データ、１９３  海面散乱強度データ、１９４  ＳＣ比データ、１９５  ＣＦＡＲ方式マップ、１９６  ウエーキ方式マップ、１９７  ＳＣ比マップ、１９８  ＳＣ比合算マップ、１９９  船舶探知データ、２００  レーダ、２０１  海面、２０２  船舶、２０３  海面散乱波、２０４  船舶散乱波、２１０  ターゲットセル、２１１  ガードセル、２１２  レファレンスセル、２１３  ヒストグラム、２２０  レファレンスセル、２２１  航跡候補、２２２  船舶特定領域、２３０  船舶推定領域、２３１  船舶特定領域、２３２  船舶候補領域、２３３  船舶領域、２４０  船舶、２４１  航跡、９０１  表示装置、９０２  キーボード、９０３  マウス、９０４  ドライブ装置、９０５  プリンタ装置、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信装置、９２０  磁気ディスク装置、９２１  ＯＳ、９２２  ウィンドウシステム、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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