(57)【要約】【課題】海面反射エコーを効果的に抑圧できる閾値を適切に設定する閾値設定方法を提供する。【解決手段】複数の位置での探知データレベルの平均値から、適応処理を行う前の最初の閾値カーブを設定する（Ｓ１０１）。閾値カーブの適応を開始すると、閾値カーブを適応させるスイープＳＷに対して、所定方位角範囲Δθ内の各スイープにおける第１、第２、第３位置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１），ＬＤｄ（Ｒ２），ＬＤｄ（Ｒ３）を取得する（Ｓ１０２）。第１位置Ｒ１の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ１）とを比較し、第２位置Ｒ２の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ２）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ２）とを比較し、第３位置Ｒ３の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ３）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ３）とを比較して、その比較結果から、位置毎の閾値レベルを決定する閾値カーブの適応処理を行う（Ｓ１０３）。【選択図】  図３
2014025916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信源から所定の周期で所定の方位に向けて送信波を送信する送信部と、
前記送信波の物標からのエコー信号を受信するエコー信号受信部と、
前記エコー信号を前記所定の周期で受信する毎に、前記送信源からの距離に応じた各サンプリングポイントに対応して設定された閾値に基づいて、各サンプリングポイントに対応する前記エコー信号の振幅レベルの抑圧値を設定して前記エコー信号の抑圧処理を行うエコー信号抑圧部と、
前記抑圧処理された前記エコー信号に基づいて物標の探知を行う物標探知部と、
前記送信源から第１の領域内にある第１の距離のサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する前記閾値を比較して該比較結果に基づいて前記第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定し更新設定する第１の更新設定部と、
前記送信源に対して前記第１の距離より遠方にある第２の距離にあるサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する前記閾値を比較して前記第１の領域より遠方にある各サンプリングポイントにおけるエコー信号の振幅レベルと対応する前記閾値との関係に基づいて、前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定し更新設定する第２の更新設定部と、
を備えた物標探知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物標探知装置であって、
前記第１の更新設定部は、前記第１の距離にあるサンプリングポイントを含む、前記第１の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定し、
第２の更新設定部は、前記第２の距離にあるサンプリングポイントを含む、前記第２の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定する、
物標探知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の物標探知装置であって、
前記送信源は前記所定の方位を含んで方位を変えながら、前記所定の周期より短い所定の送信周期で送信波を送信し、
前記第１の更新設定部は、前記第１の領域内にあって前記第１の距離にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定し、
前記第２の更新設定部は、前記第２の領域内にあって前記第２の距離にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定する、
物標探知装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の物標探知装置であって、
前記第１の更新設定部における前記閾値判定は、前記第１の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して該閾値を超えるサンプリングポイントの数をカウントし、該第１のカウント数に基づいて前記第１の距離に対応するサンプリングポイントの閾値および抑圧値を更新設定し、
前記第２の更新設定部における前記閾値判定は、前記第２の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して該閾値を超えるサンプリングポイントの数をカウントし、該第２のカウント数に基づいて前記第１の距離より遠方にあるサンプリングポイントの閾値および抑圧値をそれぞれ更新設定する、
物標探知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の物標探知装置であって、
前記第１の更新設定部は、前記第１のカウント数が大きいほど前記第１の距離のサンプリングポイントに対応する前記閾値と前記抑圧値をそれぞれ大きく設定して更新設定し、
前記第２の更新設定部は、前記第２のカウント数が大きいほど前記第２の領域内にある各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値に対応するエコー信号の振幅レベルによる近づく値に設定する、
物標探知装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の物標探知装置であって、
前記第２の更新設定部は、前記比較の結果に基づいてゲインが定められ、前記第２の領域内にある各サンプリングポイントに対するエコー信号を通過させ、前記各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値を設定する１次ＩＩＲフィルタを含む、
物標探知装置。
【請求項７】
請求項４または請求項５に記載の物標探知装置であって、
さらに、
前記送信源に対して前記第２の距離よりさらに遠方にある第３の距離にあるサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する前記閾値を比較して前記第２の距離より遠方にある第３の領域内にある各サンプリングポイントにおけるエコー信号の振幅レベルと対応する前記閾値との関係に基づいて、前記第２の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する閾値と抑圧値をそれぞれ更新設定する第３の更新設定部を、
備える物標探知装置。
【請求項８】
請求項７に記載の物標探知装置であって、
前記第２の更新設定部における前記比較の結果および前記第３の更新設定部における前記比較の結果に基づいてゲインが定められ、前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対するエコー信号を通過させて、前記各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値を設定する１次ＩＩＲフィルタを含む、
物標探知装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の物標探知装置であって、
前記各サンプリングポイントに対応する前記閾値を前記各サンプリングポイントに対応する抑圧値として前記抑圧処理を行う、
物標探知装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の物標探知装置であって、
さらに、
前記送信源として、前記所定の周期で回転しながら前記所定の送信周期でパルス波を送信するアンテナと、
前記抑圧処理により得られた前記エコー信号に基づいて探知された物標を表示する表示部と、
を備える物標探知装置。
【請求項１１】
送信源から所定の周期で所定の方位に向けて送信される送信波の物標からのエコー信号に対して、該エコー信号を前記所定の周期で受信する毎に、前記送信源からの距離に応じた各サンプリングポイントに対応して設定された閾値に基づいて、各サンプリングポイントに対応する前記エコー信号の振幅レベルの抑圧値を設定して前記エコー信号の抑圧処理を行うエコー信号処理方法であって、
前記送信源から第１の領域内にある第１の距離のサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する前記閾値を比較して該比較結果に基づいて前記第１の距離に対応するサンプリングポイントの新たな閾値と抑圧値を決定し更新設定する第１の更新工程と、
前記送信源に対して前記第１の距離より遠方にある第２の距離にあるサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する前記閾値を比較して該結果、および前記第１の領域より遠方にある各サンプリングポイントにおけるエコー信号の振幅レベルと対応する前記閾値との関係に基づいて、前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定し更新設定する第２の更新工程と、
を含むエコー信号処理方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のエコー信号処理方法であって、
前記第１の更新工程は、前記第１の距離にあるサンプリングポイントを含む、第１の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定し、
第２の更新工程は、前記第２の距離にあるサンプリングポイントを含む、第２の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定する、
エコー信号処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のエコー信号処理方法であって、
前記送信源は前記所定の方位を含んで方位を変えながら、前記所定の周期より短い所定の送信周期で送信波を送信し、
前記第１の更新工程は、前記第１の領域内にあって前記第１の距離にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定し、
前記第２の更新工程は、前記第２の領域内にあって前記第２の距離にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定する、
エコー信号処理方法。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載のエコー信号処理方法であって、
前記第１の更新工程は、前記第１の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して該閾値を超えるサンプリングポイントの数をカウントし、該第１のカウント数に基づいて前記第１の距離に対応するサンプリングポイントの閾値および抑圧値を更新設定し、
前記第２の更新工程は、前記第２の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して該閾値を超えるサンプリングポイントの数をカウントし、該第２のカウント数に基づいて前記第１の距離より遠方にあるサンプリングポイントの閾値および抑圧値を決定する、
エコー信号処理方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のエコー信号処理方法であって、
前記第１の更新工程は、前記第１のカウント数が大きいほど前記第１の距離のサンプリングポイントに対応する前記閾値と前記抑圧値をそれぞれ大きく設定して更新設定し、
前記第２の更新工程は、前記第２のカウント数が大きいほど前記第２の領域内にある各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値に対応するエコー信号の振幅レベルによる近づく値に設定する、
エコー信号処理方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至請求項１５のいずれかに記載のエコー信号処理方法であって、
前記第２の更新工程は、
前記比較の結果に基づいて１次ＩＩＲフィルタフィルタのゲインを設定する工程と、
前記１次ＩＩＲフィルタに前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対するエコー信号を通過させ、前記各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値を決定する工程と、
を含むエコー信号処理方法。
【請求項１７】
請求項１１乃至請求項１６に記載のエコー信号処理方法であって、
さらに、
前記送信源に対して前記第２の距離よりさらに遠方にある第３の距離にあるサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する前記閾値を比較して前記第２の距離より遠方にある第３の領域内にある各サンプリングポイントにおけるエコー信号の振幅レベルと対応する前記閾値との関係に基づいて、前記第２の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する閾値と抑圧値をそれぞれ更新設定する第３の更新工程を、
含むエコー信号処理方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のエコー信号処理方法であって、
前記第２の更新設定工程と前記第３の更新設定工程の双方における前記比較の結果に基づいて１次ＩＩＲフィルタのゲインを設定する工程と、
前記１次ＩＩＲフィルタに前記第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対するエコー信号を通過させて、前記各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値を決定する工程と、
を含むエコー信号処理方法。
【請求項１９】
請求項１１乃至請求項１８のいずれかに記載のエコー信号処理方法であって、
前記各サンプリングポイントに対応する前記閾値を前記各サンプリングポイントに対応する抑圧値として前記抑圧処理を行う、
エコー信号処理方法。
【請求項２０】
請求項１１乃至請求項１９のいずれかに記載のエコー信号処理方法であって、
前記送信源は、前記所定の周期で回転しながら前記所定の送信周期でパルス波を送信するアンテナである、
エコー信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探知データに含まれる不要成分を抑圧するための閾値の設定と、設定された閾値により不要成分の抑圧処理を行う物標探知装置およびエコー信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の物標探知装置は、探知用の電波を送信し、当該送信電波のエコー信号に基づいて物標を探知する。物標探知装置の一種として、船舶に備えら、アンテナによる電磁波の送受信により海上にある他船などの物標や陸地等を探知するレーダーが知られている。レーダーでは、他船や陸地等の目的とする物標を識別しやすくするために、海面反射エコー（シークラッタ）等に起因する不要成分を抑圧する。この際に、不要成分であるかどうかを判断し、エコー信号に対する抑圧量を決めるために閾値を設定する。
【０００３】
従来の閾値設定方法としては、距離方向、すなわちアンテナ位置を基準として遠ざかる方向に沿うエコー信号群を用いて移動平均を算出する、所謂、移動平均処理（ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）処理）と呼ばれる方法が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】関根  松夫、”レーダー信号処理技術”、平成３年９月２０日、電子情報通信学会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、海面反射エコーは、一般にレーダー装置（自船）に近づくほどレベル差が大きくなる特性がある。このため、移動平均処理を用いても、海面反射エコーのレベルの平均値に閾値レベルが設定されてしまう。したがって、このように設定された閾値を用いても、海面反射エコーを適切に抑圧することができない。特に、海面反射エコーが強い場合には、抑圧効果が低い。
【０００６】
この発明の目的は、海面反射エコー等に起因する不要成分を適切に抑圧できる閾値を設定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の物標探知装置は、送信部、エコー信号受信部、エコー信号抑圧部、物標探知部、および第１、第２の更新設定部を備える。送信部は、送信源から所定の周期で所定の方位に向けて送信波を送信する。エコー信号受信部は、送信波の物標からのエコー信号を受信する。エコー信号抑圧部は、エコー信号を所定の周期で受信する毎に、送信源からの距離に応じた各サンプリングポイントに対応して閾値を設定する。この閾値に基づいて、各サンプリングポイントに対応するエコー信号の振幅レベルの抑圧値を設定してエコー信号の抑圧処理を行う。
【０００８】
物標探知部は、抑圧処理されたエコー信号に基づいて物標の探知を行う。第１の更新設定部は、送信源から第１の領域内にある第１の距離のサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して該比較結果に基づいて第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定し更新設定する。第２の更新設定部は、送信源に対して第１の距離より遠方にある第２の距離にあるサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して第１の領域より遠方にある各サンプリングポイントにおけるエコー信号の振幅レベルと対応する閾値との関係に基づいて、第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定し更新設定する。
【０００９】
この構成では、振幅レベルの遷移特性が異なる第１の領域と第２の領域とで、エコー信号の不要成分を抑圧するための閾値を、適正に設定することができる。閾値、または閾値に対応して設定された抑圧値をエコー信号のレベルから減算することにより、不要成分を適切に抑制することができる。
【００１０】
また、この発明の物標探知装置の第１の更新設定部は、第１の距離にあるサンプリングポイントを含む、第１の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定する。第２の更新設定部は、第２の距離にあるサンプリングポイントを含む、第２の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定する。
【００１１】
この構成では、第１の距離、第２の距離ともに、複数のサンプリングポイントのエコー信号に基づいて閾値が設定される。これにより、海面反射エコーに起因するさまざまな海況に対してより適応した閾値を設定することができる。
【００１２】
また、この発明の物標探知装置では、送信源は所定の方位を含んで方位を変えながら、所定の周期より短い所定の送信周期で送信波を送信する。第１の更新設定部は、第１の領域内にあって第１の距離にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して第１の距離に対応するサンプリングポイントに対する新たな閾値と抑圧値を決定する。第２の更新設定部は、第２の領域内にあって第２の距離にある複数のサンプリングポイントに対して対応する各エコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する新たな閾値と抑圧値を決定する。
【００１３】
この構成でも、第１の距離、第２の距離ともに、複数のサンプリングポイントのエコー信号に基づいて閾値が設定される。これにより、より海況に応じた閾値を設定することができる。
【００１４】
また、この発明の物標探知装置では、第１の更新設定部における閾値判定は、第１の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して該閾値を超えるサンプリングポイントの数をカウントし、該第１のカウント数に基づいて第１の距離に対応するサンプリングポイントの閾値および抑圧値を更新設定する。第２の更新設定部における閾値判定は、第２の領域内にある複数のサンプリングポイントに対して対応するエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して該閾値を超えるサンプリングポイントの数をカウントし、該第２のカウント数に基づいて第１の距離より遠方にあるサンプリングポイントの閾値および抑圧値をそれぞれ更新設定する。この構成では、閾値の具体的な設定態様を示すものである。
【００１５】
また、この発明の物標探知装置では、第１の更新設定部は、第１のカウント数が大きいほど第１の距離のサンプリングポイントに対応する閾値と抑圧値をそれぞれ大きく設定して更新設定する。第２の更新設定部は、第２のカウント数が大きいほど第２の領域内にある各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値に対応するエコー信号の振幅レベルにより近づく値に設定する。この構成では、閾値のさらに具体的な設定態様を示すものである。
【００１６】
また、この発明の物標探知装置では、第２の更新設定部は、比較の結果に基づいてゲインが定められ、第２の領域内にある各サンプリングポイントに対するエコー信号を通過させ、各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値を設定する１次ＩＩＲフィルタを含む。この構成では、閾値のさらに具体的な設定態様を示しており、具体的に１次ＩＩＲフィルタを用いる態様である。
【００１７】
また、この発明の物標探知装置では、さらに、第３の更新設定部を備える。第３の更新設定部は、送信源に対して第２の距離よりさらに遠方にある第３の距離にあるサンプリングポイントのエコー信号の振幅レベルと該サンプリングポイントに対応する閾値を比較して第２の距離より遠方にある第３の領域内にある各サンプリングポイントにおけるエコー信号の振幅レベルと対応する閾値との関係に基づいて、第２の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対応する閾値と抑圧値をそれぞれ更新設定する。
【００１８】
この構成では、第２の距離にくわえて第３の距離のエコー信号も用いて閾値を設定する。これにより、より海況に応じた閾値を設定することができる。
【００１９】
また、この発明の物標探知装置では、第２の更新設定部における比較の結果および第３の更新設定部における比較の結果に基づいてゲインが定められ、第１の距離より遠方にある各サンプリングポイントに対するエコー信号を通過させて、各サンプリングポイントに対応する各閾値および各抑圧値を設定する１次ＩＩＲフィルタを含む。
【００２０】
この構成では、第３の距離のエコー信号を用いる場合を含んだ閾値のさらに具体的な設定態様を示しており、具体的に１次ＩＩＲフィルタを用いる態様を示している。
【００２１】
また、この発明の物標探知装置では、各サンプリングポイントに対応する閾値を各サンプリングポイントに対応する抑圧値として抑圧処理を行う。
【００２２】
この構成では、閾値をそのまま抑圧値に利用しており、抑圧値の設定が容易になる。
【００２３】
また、この発明の物標探知装置では、さらに、送信源として、所定の周期で回転しながら所定の送信周期でパルス波を送信するアンテナと、抑圧処理により得られたエコー信号に基づいて探知された物標を表示する表示部と、を備える。この構成では、物標探知装置としてレーダー装置を用いる場合を示している。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、探知データに含まれる不要成分の振幅レベルに適応して当該不要成分を抑圧するための閾値を適切に設定することができる。これにより、探知データに含まれる不要成分を正確に抑圧して物標探知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るレーダー装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る閾値設定方法を説明するための距離、方位設定概念を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る閾値設定方法を示すフローチャートである。
【図４】閾値設定部１５の構成を示すブロック図である。
【図５】条件決定部５２の構成を示すブロック図である。
【図６】最初（適応処理前）の閾値カーブの設定概念を示す図である。
【図７】適応制御部５２４で実行される閾値カーブの更新フローを示すフローチャートである。
【図８】第１位置Ｒ１での結果から初期値Ｌｓを適応させる第１適応処理の概念を示す図である。
【図９】第２位置Ｒ２での結果からゲインＧを適応させる第２適応処理の概念を示す図である。
【図１０】第２，第３位置での結果からゲインＧを適応させる第３適応処理の概念を示す図である。
【図１１】本実施形態の構成及び処理を用いた場合と、従来の構成および処理を用いた場合での探知画像データの相違点を表すグラフである。
【図１２】第４適応処理も含む適応制御部５２４で実行される閾値カーブの更新フローを示すフローチャートである。
【図１３】第３位置Ｒ３での結果からゲインＧを適応させる第４適応処理の概念を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る閾値設定方法を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態における第２位置Ｒ２での結果からゲインＧを適応させる第２適応処理の概念を示す図である。
【図１６】第２の実施形態における第３位置での結果からゲインＧを適応させる第３適応処理の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係るレーダー装置について、図を参照して説明する。
【００２７】
本実施形態で設定する閾値は、レーダー装置のアンテナから送信されるパルス状信号が、海面に反射して得られる海面反射エコーを抑圧するための閾値である。なお、海面反射エコーに限らず、自装置（探知位置の中心）からの距離が遠ざかるほど、平均的に振幅レベルが低下していく振幅特性を示す不要成分であれば、以下の処理、構成を適用することができる。そして、レーダー装置に限らず、上述のような振幅特性の不要成分が含まれてしまうような探知データで物標探知を行う物標探知装置であれば、以下の処理、構成を適用することができる。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係るレーダー装置１の構成を示すブロック図である。図２は本発明の実施形態に係るレーダー装置１で実行する閾値設定方法を説明するための距離、方位設定概念を示す図である。
【００２９】
レーダー装置１は、送信制御部１１、送受切替器１２、アンテナ１３、受信部１４、本願発明の閾値設定装置に相当する閾値設定部１５、および物標探知部１６を備える。送信制御部１１、送受切替器１２、アンテナ１３は、本発明の送信部に相当し、受信部１４は、本発明のエコー信号受信部に相当する。また、閾値設定部１５は、本発明の第１、第２、第３の更新設定部に相当する。物標探知部１６は、本発明の物標探知部に相当するとともに、閾値設定部１５とともに本発明のエコー信号抑圧部に相当する。
【００３０】
送信制御部１１は、所定の送信タイミング間隔でパルス状信号を生成し、送受切替器１２へ出力する。送受切替器１２は、送信制御部１１からのパルス状信号をアンテナ１３へ出力する。
【００３１】
アンテナ１３は、所定の回転周期で回転しながら、パルス状信号を外部へ送信する。また、アンテナ１３は、パルス状信号が海面や物標等に反射して得られるエコー信号を受信して、送受切替器１２へ出力する。送受切替器１２は、アンテナ１３からのエコー信号を受信部１４へ出力する。
【００３２】
受信部１４は、エコー信号を所定の時間間隔でサンプリングし、スイープＳＷ毎の探知データＤｄを生成する。これにより、１つのスイープデータは、サンプリング間隔に準じた距離間隔によって距離方向に配列される複数の探知データ群から構成される。受信部１４は、スイープＳＷ毎に、スイープデータ（探知データ群）を、閾値設定部１５および物標探知部１６へ出力する。
【００３３】
ここで、各スイープＳＷの方位は、例えば、アンテナ１３からの各パルス状信号の送信タイミングでの方位角情報（特定方向（例えば船首方位）を基準方位とする）と、レーダー装置１が装備される船舶９０の船首方位と、により設定される絶対方位である。なお、スイープの方位は、閾値設定部１５および物標探知部１６にも与えられる。
【００３４】
閾値設定部１５は、具体的な構成および処理は後述するが、注目するスイープに対して、距離方向に沿った複数の位置において、探知データレベルと閾値レベルとを比較する。この際、複数の位置は、探知領域内において、アンテナ１３に比較的近い、海面反射が生じやすい領域に設定されている。閾値設定部１５は、これら複数の位置での比較結果に基づいて、距離方向に沿った各サンプリング位置の閾値レベルを、海面反射エコーの振幅レベルに適応するように、１スキャン毎（アンテナ１３の一回転毎）に更新しながら決定していく。すなわち、各サンプリング位置での閾値レベルを１スキャン単位で適応させる。閾値設定部１５は、適応処理した各サンプリング位置での海面反射抑圧用の閾値レベルを、次の更新設定時に利用するとともに、物標探知部１６へ出力する。この海面反射抑圧用の閾値レベルが不要成分抑圧用の閾値レベルである。
【００３５】
物標探知部１６は、受信部１４からの探知データと、閾値設定部１５で設定された海面反射抑圧用の閾値レベルとに基づいて、物標探知処理を実行する。物標探知処理とは、例えば、物標検出処理や探知画像データの形成処理である。物標検出処理とは、探知データのレベルが物標検出用の閾値レベルよりも高ければ、当該探知データが物標によるものであると判断し、当該判断結果を出力する処理である。探知画像データの形成処理とは、所定の閾値レベルよりも低い探知データを抑圧することで、所定の閾値レベル以上の探知データのみが、より際だって現れるような探知画像データを形成する処理である。なお、図示していないが、物標探知部１６は、探知画像データや物標探知の判断結果を表示する表示部を備えていてもよい。
【００３６】
したがって、物標検出処理を行う場合、物標探知部１６は、まず閾値設定部１５で設定された海面反射抑圧用の閾値レベルを用いて、受信部１４からの探知データに対して海面反射の抑圧処理を実行する。具体的には、物標探知部１６は、距離方向の各サンプリング位置において、海面反射抑圧用の閾値レベルと探知データレベルとを比較し、海面反射抑圧用の閾値レベルよりも高いレベルの探知データのみを残す。その上で、物標探知部１６は、別途設定した距離方向の位置に依存しない物標検出用の閾値レベルを超える探知データがあれば、当該位置に物標が存在したものと判断する。
【００３７】
また、探知画像データ形成処理を行う場合、物標探知部１６は、探知画像データの形成処理用の閾値レベルに、閾値設定部１５で設定された海面反射抑圧用の閾値レベルを用いる。そして、物標探知部１６は、距離方向の各位置において、海面反射抑圧用の閾値レベルと探知データレベルとを比較し、海面反射抑圧用の閾値レベルよりも高い探知データが残る探知画像データを生成する。例えば、サンプリング位置毎に、探知データレベルから閾値レベルを減算することで、探知画像データを生成する。
【００３８】
そして、閾値設定部１５によって海況に適応した閾値レベルの更新設定が行われることで、海面反射エコー（不要成分）と物標エコーとを含む探知データから、より正確に物標エコーの検出を行うことができ、より正確で明確に物標の画像が表現される探知画像データを生成することができる。
【００３９】
次に、閾値設定部１５の具体的な処理および構成について説明する。閾値設定部１５は、図３に示すフローを実行し、図４および図５に示す構成からなる。図３は、本発明の第１の実施形態に係る閾値設定方法を示すフローチャートである。図４は、閾値設定部１５の構成を示すブロック図である。図５は、条件決定部５２の構成を示すブロック図である。
【００４０】
閾値設定部１５は、まず、複数の位置での探知データレベルの平均値から、適応処理を行う前の各サンプリング位置の最初の閾値レベルを設定する（Ｓ１０１）。具体的には、閾値設定部１５は、第１位置Ｒ１、第２位置Ｒ２、および第３位置Ｒ３において、それぞれ所定の方位範囲で探知データレベルＬＤｄを取得する。この方位範囲は、注目するスイープを含む所定範囲（例えば、図２において、注目するスイープをスイープＳＷ（ｍ）とした場合の方位範囲ＡＲ１（方位角範囲Δθ１）を指定してもよく、方位の全周（アンテナ１３の一回転分）を指定してもよい。閾値設定部１５は、指定した方位範囲で得られた探知データレベルＬＤｄの平均値を、位置毎に算出する。
【００４１】
ここで、第１位置Ｒ１は、図２に示すように、アンテナ１３に対して近接する位置である（近傍位置）。第２位置Ｒ２は、アンテナ１３に対して第１位置Ｒ１よりも遠い位置である（中間位置）。第３位置Ｒ３は、アンテナ１３に対して第１位置Ｒ１、第２位置Ｒ２よりもさらに遠い位置である（遠方位置）。
【００４２】
第１位置Ｒ１を含み第２、第３位置Ｒ２，Ｒ３を含まないアンテナ１３に対して近接する領域が本発明の第１の領域に相当する。第２位置Ｒ２を含み第１、第３位置Ｒ１，Ｒ３を含まないアンテナ１３に対して第１領域よりも遠い領域が本発明の第２の領域に相当する。第３位置を含み第１、第２位置Ｒ１，Ｒ２を含まないアンテナ１３に対して第１、第２領域よりも遠い領域が本発明の第３の領域に相当する。
【００４３】
具体的な実例としては、第１位置Ｒ１は、海面反射エコーのメインバングの最遠端付近を設定すればよい。第２位置Ｒ２は、アンテナ１３から１００［ｍ］程度の位置がよい。第３位置Ｒ３は、アンテナ１３から５００［ｍ］程度の位置がよい。
【００４４】
これらの位置は、図示しない操作部によってオペレータが設定することが可能である。そして、これらの位置は、パルス状信号の電力や海況に応じて、適宜設定変更することも可能である。
【００４５】
閾値設定部１５は、第１、第２、第３位置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３毎の探知データレベルＬＤｄの平均値を用いて、各サンプリング位置での最初の閾値レベルＴｈＬを設定する。図６は、最初の閾値レベルの設定概念を示す図である。図６の点線は、各サンプリング位置の閾値レベルを距離方向に連続して繋ぐことで得られる閾値カーブを示す。
【００４６】
閾値設定部１５は、第１位置Ｒ１の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１）の平均値を算出すると、伝達関数Ｈ［ｎＴ］＝Ｌｓ・ｅα  （α＜１）で設定される１次ＩＩＲフィルタの初期値Ｌｓ［０］に設定する。すなわちアンテナ１３近傍領域の閾値レベルを設定する。閾値設定部１５は、第２位置Ｒ２の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ２）の平均値および第３位置Ｒ３の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ３）の平均値を算出すると、これらの平均値から１次ＩＩＲフィルタのゲインＧ［０］＝ｅα［０］を推定して設定する。そして、閾値設定部１５は、このように設定した１次ＩＩＲフィルタの出力値を各サンプリング位置の最初の閾値レベルＴｈＬに設定する。
【００４７】
各サンプリング位置の閾値レベルの適応を開始すると、閾値設定部１５は、注目するスイープＳＷに対して、所定方位角範囲Δθ内の各スイープにおける第１、第２、第３位置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１），ＬＤｄ（Ｒ２），ＬＤｄ（Ｒ３）を取得する（Ｓ１０２）。
【００４８】
閾値設定部１５は、第１位置Ｒ１の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ１）とを比較し、第２位置Ｒ２の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ２）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ２）とを比較し、第３位置Ｒ３の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ３）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ３）とを比較して、その比較結果から、位置毎の閾値レベルの適応処理を行う（Ｓ１０３）。なお、詳細な方法および構成は後述するが、概略的には、閾値設定部１５は、これら比較結果に基づいて、探知データレベルから得られる海面反射エコーのレベルのエンベロープ（極大ピークの包絡線）に、各サンプリング位置の閾値レベルが略一致するように、各サンプリング位置の閾値レベルを決定する設定値（初期値およびゲイン）を適応させる。
【００４９】
このような各サンプリング位置の閾値レベルに対する適応処理は、例えばスイープ毎に実行される。この際、それぞれのスイープに対する初期値の設定とゲインの設定処理は連続して瞬時に実行される。言い換えれば、あるサンプリング位置に対する初期値の設定とゲインの設定は、探知データが得られたスキャン内で完結し、異なるスキャンの探知データによらずに実行される。さらに、各スイープの閾値レベルは、１スキャン毎に繰り返し適応処理される。
【００５０】
次に、上述の各サンプリング位置の閾値レベルに対する適応処理を行うための具体的な構成、および、適応処理のより具体的な内容を説明する。
【００５１】
閾値設定部１５は、計測部５１、条件決定部５２、１次ＩＩＲフィルタ５３を備える。
【００５２】
計測部５１は、スイープデータで入力される探知データＤｄのデータレベル（振幅に相当する。）を検出し、距離方向の各位置（サンプリング位置）での探知データレベルＬＤｄを、条件決定部５２へ出力する。
【００５３】
１次ＩＩＲフィルタ５３は、条件決定部５２で更新設定された初期値Ｌｓもしくは各サンプリング位置の探知データレベルＬＤｄを入力信号とし、条件決定部５２で更新設定されたゲインＧをフィードバックゲインに設定して、フィルタ処理を行う。これにより、１次ＩＩＲフィルタ５３の出力は、順次距離方向に並ぶ、位置毎の閾値レベルＴｈＬとなる。さらに、このような入力信号とゲインからなる１次ＩＩＲフィルタを用いることで、各サンプリング位置の探知データレベル（海面反射エコーレベル）に対して適応した閾値レベルを設定することができる。そして、このように、１次ＩＩＲフィルタ５３を用いることで、簡素な構成および少ない条件設定で、海面反射エコーの特性に適応する各位置の閾値レベルＴｈＬを設定することができる。これら設定された閾値レベルＴｈＬは、条件決定部５２へ出力されるとともに、上述のように、物標探知部１６へ出力される。
【００５４】
条件決定部５２は、レベル比較部５２１、計数部５２２、記憶部５２３、および適応制御部５２４を備える。
【００５５】
レベル比較部５２１には、探知データレベルＬＤｄが入力されるとともに、１次ＩＩＲフィルタ５３から出力されるサンプリング位置の閾値レベルＴｈＬが入力される。レベル比較部５２１は、第１位置Ｒ１、第２位置Ｒ２、および第３位置Ｒ３において、探知データレベルＬＤｄと閾値レベルＴｈＬとを比較する。
【００５６】
レベル比較部５２１は、より具体的には、注目するスイープＳＷを含む方位方向に並ぶ所定方位範囲内の複数のスイープのそれぞれにおいて、第１位置Ｒ１の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ１）とを比較する。
【００５７】
例えば、図２の例であれば、レベル比較部５２１は、スイープＳＷ（ｍ）を含む方位範囲ＡＲ１（方位角範囲Δθ１）内の複数のスイープのそれぞれにおいて、第１位置Ｒ１の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ１）とを比較する。レベル比較部５２１は、探知データレベルＬＤｄ（Ｒ１）が閾値レベルＴｈＬ（Ｒ１）よりも高い場合には検出データ「１（Ｒ１）」を出力する。この処理はスイープ毎に実行される。
【００５８】
また、レベル比較部５２１は、スイープＳＷ（ｍ）を含む方位範囲ＡＲ１（方位角範囲Δθ１）内の複数のスイープのそれぞれにおいて、第２位置Ｒ２の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ２）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ２）とを比較する。レベル比較部５２１は、探知データレベルＬＤｄ（Ｒ２）が閾値レベルＴｈＬ（Ｒ２）よりも高い場合には検出データ「１（Ｒ２）」を出力する。この処理はスイープ毎に実行される。
【００５９】
また、レベル比較部５２１は、スイープＳＷ（ｍ）を含む方位範囲ＡＲ１（方位角範囲Δθ１）内の複数のスイープのそれぞれにおいて、第３位置Ｒ３の探知データレベルＬＤｄ（Ｒ３）と閾値レベルＴｈＬ（Ｒ３）とを比較する。レベル比較部５２１は、探知データレベルＬＤｄ（Ｒ３）が閾値レベルＴｈＬ（Ｒ３）よりも高い場合には検出データ「１（Ｒ３）」を出力する。この処理はスイープ毎に実行される。
【００６０】
計数部５２２は、第１位置Ｒ１、第２位置Ｒ２、第３位置Ｒ３毎に検出データをカウントして、検出個数ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３を算出する。計数部５２２は、検出個数ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３を適応制御部５２４へ出力する。
【００６１】
検出個数ＮＲ１は、注目するスイープを含む所定方位角Δθの範囲内での第１位置Ｒ１における検出データ「１（Ｒ１）」の個数である。検出個数ＮＲ２は、注目するスイープを含む所定方位範囲内での第２位置Ｒ２における検出データ「１（Ｒ２）」の個数である。検出個数ＮＲ３は、注目するスイープを含む所定方位範囲内での第３位置Ｒ３における検出データ「１（Ｒ３）」の個数である。
【００６２】
記憶部５２３には、個数閾値Ｔｈａ，Ｔｈｂ，Ｔｈｃ，Ｔｈｄが記憶されており、適応制御部５２４に読み出される。個数閾値Ｔｈａ，Ｔｈｂ，Ｔｈｃ，Ｔｈｄは、方位角範囲Δθの広さに応じて適宜設定されている。
【００６３】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３と個数閾値Ｔｈａ，Ｔｈｂ，Ｔｈｃ，Ｔｈｄとを用いて、各サンプリング位置の閾値レベルを更新するための１次ＩＩＲフィルタ５３の初期値ＬｓおよびゲインＧを決定する。この初期値ＬｓとゲインＧを決定する処理は、連続的に瞬時に行われる。
【００６４】
図７は、適応制御部５２４で実行される閾値レベルの更新フロー（適応フロー）を示すフローチャートである。図８は、第１位置Ｒ１での結果から初期値Ｌｓを適応させる第１適応処理の概念を示す図であり、図８（Ａ）は初期値を上昇させる方向へ適応する場合、図８（Ｂ）は初期値を低下させる方向へ適応する場合を示している。図９は、第２位置Ｒ２での結果からゲインＧを適応させる第２適応処理の概念を示す図である。図１０は、第２，第３位置Ｒ２，Ｒ３での結果からゲインＧを適応させる第３適応処理の概念を示す図である。
【００６５】
適応制御部５２４は、第１位置Ｒ１の検出個数ＮＲ１と個数閾値Ｔｈａとを比較することで第１適応処理を実行する。個数閾値Ｔｈａは、第１位置Ｒ１において、閾値レベルが海面反射エコーのピークレベルに略一致しているかどうかの判断を行う値である。例えば、方位角範囲Δθ内のスイープ数の８０％程度の数に設定されている。なお、この数は適宜設定変更することもできる。
【００６６】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ１が個数閾値Ｔｈａよりも多ければ（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、初期値Ｌｓを補正値δＬだけ加算して更新する（Ｓ３０２）。検出個数ＮＲ１が多い場合、図８（Ａ）に示すように、第１位置Ｒ１での閾値レベルが、実際の海面反射エコーのメインバングのエコーレベルよりも低いと判断できる。補正値δＬは、経験的に適当な値に設定されている。したがって、初期値Ｌｓを補正値δＬだけ加算することで、第１位置Ｒ１の閾値レベルを、実際の海面反射エコーのメインバングのエコーレベルに近づけるように上昇させることができる。
【００６７】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ１が個数閾値Ｔｈａ以下であれば（Ｓ３０１：Ｎｏ）、初期値Ｌｓを補正値δＬだけ減算して更新する（Ｓ３０３）。検出個数ＮＲ１が少ない場合、図８（Ｂ）に示すように、第１位置Ｒ１の閾値レベルが、実際の海面反射エコーのメインバングのエコーレベルよりも高いと判断できる。したがって、初期値Ｌｓを補正値δＬだけ減算することで、第１位置Ｒ１の閾値レベルを、実際の海面反射エコーのメインバングのエコーレベルに近づけるように低下させることができる。
【００６８】
次に、適応制御部５２４は、第２位置Ｒ２の検出個数ＮＲ２と個数閾値Ｔｈｂとを比較することで第２適応処理を実行する。個数閾値Ｔｈｂは、第２位置Ｒ２において、閾値レベルが海面反射エコーのピークレベルに略一致しているかどうかの判断を行う値である。例えば、方位角範囲Δθ内のスイープ数の８０％程度の数に設定されている。なお、この値も適宜設定変更することもできる。
【００６９】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ２が個数閾値Ｔｈｂよりも多ければ（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、ゲインＧを補正値δＧ１だけ減算して更新する（Ｓ３０５）。検出個数ＮＲ２が多い場合、図９に示すように、第２位置Ｒ２の閾値レベルが、実際の海面反射エコーのエコーレベルよりも低いと判断できる。したがって、ゲインＧを補正値δＧ１だけ減算することで、各サンプリング位置の探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を緩慢にすることができる。これにより、第１位置Ｒ１の閾値レベルを変化させることなく、第２位置Ｒ２の閾値レベルを、実際の海面反射エコーのピークレベルに近づけるように上昇させることができる。
【００７０】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ２が個数閾値Ｔｈｂ以下であれば（Ｓ３０４：Ｎｏ）、ゲインＧを維持する。
【００７１】
次に、適応制御部５２４は、第２位置Ｒ２の検出個数ＮＲ２と個数閾値Ｔｈｃとを比較するとともに、第３位置Ｒ３の検出個数ＮＲ３と個数閾値Ｔｈｄとを比較することで第３適応処理を実行する。なお、第３適応処理は、本願発明の第２適応処理に含まれるものである。
【００７２】
個数閾値Ｔｈｃは、個数閾値Ｔｈｂ以下の所定値に設定されている。個数閾値Ｔｈｃは、第２位置Ｒ２において、閾値レベルが海面反射エコーのピークレベルに対して高すぎるかどうかの判断を行う値である。例えば、方位角範囲Δθ内のスイープ数の５０％程度の数に設定されている。なお、この数も適宜設定変更することもできる。
【００７３】
個数閾値Ｔｈｄは、第３位置Ｒ３において、閾値レベルが海面反射エコーのピークレベルに対して高すぎるかどうかの判断を行う値である。例えば、方位角範囲Δθ内のスイープ数の５０％程度の数に設定されている。なお、この数も適宜設定変更することもできる。
【００７４】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ２が個数閾値Ｔｈｃよりも少なく、且つ検出個数ＮＲ３が個数閾値Ｔｈｄよりも少なければ（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、ゲインＧを補正値δＧ２だけ加算して更新する（Ｓ３０７）。
【００７５】
検出個数ＮＲ２，ＮＲ３がともに少ない場合、図１０に示すように、第２、第３位置Ｒ２，Ｒ３の閾値レベルが、実際の海面反射エコーのエコーレベルよりも高すぎると判断できる。すなわち、閾値レベルが実際の海面反射エコーレベルに追従しきれていないと判断できる。したがって、ゲインＧを補正値δＧ２だけ加算することで、探知データレベルに対する各サンプリング位置の閾値レベルの追従性を急峻にする。なお、この際、ゲインＧの補正値δＧ２は、補正値δＧ１よりも小さく設定されている。これにより、第１位置Ｒ１の閾値レベルを変化させることなく、第２、第３位置Ｒ２，Ｒ３の閾値レベルを、実際の海面反射エコーのピークレベルに近づけるように低下させることができる。
【００７６】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ２が個数閾値Ｔｈｃ以上もしくは検出個数ＮＲ３が個数閾値Ｔｈｄ以上であれば（Ｓ３０６：Ｎｏ）、ゲインＧを維持する。
【００７７】
以上のような処理を実行することで、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに略一致するように、各サンプリング位置の閾値レベルを適応させることができる。
【００７８】
そして、このような閾値カーブの適応処理を、スイープ毎に行うことで、各方位（スイープ）に適した海面反射抑圧用の閾値レベルを設定することができる。さらに、１スキャン毎に各サンプリング位置の閾値レベルの適応処理を行うことで、各時点での海況に応じた海面反射抑圧用の閾値レベルを設定することができる。
【００７９】
このように決定された閾値レベルを用いて、物標探知部１６は、探知データに含まれる不要成分であるシークラッタ成分を抑圧し、探知画像データを生成する。具体的には、物標探知部１６は、各サンプリング位置において、探知データレベルから閾値レベルを減算することで、不要成分を抑圧する。
【００８０】
図１１は、本実施形態の構成及び処理を用いた場合と、従来の構成および処理を用いた場合での探知画像データの相違点を表すグラフである。図１１（Ａ）は、或１つのスイープの探知データに対する閾値レベルの設定状態を、本願発明と従来例で示したグラフである。図１１（Ｂ）は、本願発明の処理を行った場合の探知画像データレベルを示したグラフである。図１１（Ｃ）は、従来の処理を行った場合の探知画像データレベルを示したグラフである。
【００８１】
図１１（Ａ）に示すように、本実施形態の構成および処理を用いることで、閾値レベルは、各サンプリング位置において探知データのシークラッタ成分のピークレベルに略一致する。一方、従来の構成及び処理では、閾値レベルは、各サンプリング位置において探知データのシークラッタ成分のピークレベルよりも低く設定されてしまう。
【００８２】
したがって、従来の構成および処理で決定した閾値レベルを用いた場合では、図１１（Ｃ）に示すように、抑圧処理後も多くのシークラッタ成分が残ってしまう。
【００８３】
しかしながら、本実施形態の構成および処理で決定した閾値レベルを用いることで、図１１（Ｂ）に示すように、殆ど全てのシークラッタ成分を抑圧でき、シークラッタ成分が残っている位置においても、シークラッタ成分の振幅レベルが非常に小さい。一方で、物標Ａ，Ｂ，Ｃは所定の振幅レベル以上になる。ここで、本願発明の場合、シークラッタ成分が十分に小さく抑圧され、０に近づく。したがって、従来よりも物標Ａ，Ｂ，Ｃを明確に識別できる探知画像を得ることができる。また、物標Ａ，Ｂ，Ｃの振幅レベルが従来構成よりも若干低下しても、シークラッタ成分のレベルが十分に小さいので、結果的にＳ／Ｎは高くなり、物標Ａ，Ｂ，Ｃを従来よりも精確に検出することができる。
【００８４】
なお、上述の説明では、閾値レベルＴｈＬを超える振幅レベル（データレベル）の探知データ数Ｎから閾値カーブの適応処理を行う例を示したが、単純に、注目するスイープの探知データレベルＬＤｄが閾値レベルＴｈＬを超えるかどうかで、閾値レベルの適応処理を行ってもよい。ただし、海面反射エコーのエコーレベルは不安定であり、設定する位置が海面反射エコーのピークレベルに対応するとは限らないので、所定範囲内の探知データレベルに基づいて得られるデータ数による閾値カーブの適応処理を行った方が、各サンプリング位置の閾値レベルの適応処理を安定して行うことができる。
【００８５】
また、上述の第１、第２、第３の適応処理に加えて、次に示す第４の適応処理を行うようにしてもよい。
【００８６】
図１２は、第４適応処理も含む適応制御部５２４で実行される閾値レベルの更新フローを示すフローチャートである。図１３は、第３位置Ｒ３での結果からゲインＧを適応させる第４適応処理の概念を示す図である。図１２に示すフローは、上述の図７に示すフローにおいて第３適応処理を実行するステップＳ３０６で「Ｎｏ」となった場合に実行される処理である。したがって、第１、第２、第３の適応処理の説明は省略し、第３適応処理を実行するステップＳ３０６で「Ｎｏ」となって以降の処理のみを説明する。
【００８７】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ２が個数閾値Ｔｈｃ以上もしくは検出個数ＮＲ３が個数閾値Ｔｈｄ以上であれば（Ｓ３０６：Ｎｏ）、第３位置Ｒ３の検出個数ＮＲ３と個数閾値Ｔｈｅとを比較することで第４適応処理を実行する。
【００８８】
個数閾値Ｔｈｅは、個数閾値Ｔｈｄ以上の所定値に設定されている。個数閾値Ｔｈｅは、第３位置Ｒ３において、閾値レベルが海面反射エコーのピークレベルに対して低いかどうかの判断を行う値である。例えば、方位角範囲Δθ内のスイープ数の７０％程度の数に設定されている。なお、この数も個数閾値Ｔｈｄとの関係を保つ範囲で適宜設定変更することもできる。
【００８９】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ３が個数閾値Ｔｈｅよりも少なければ（Ｓ３０８：Ｙｅｓ）、ゲインＧを補正値δＧ３だけ減算して更新する（Ｓ３０９）。
【００９０】
検出個数ＮＲ３が多い場合、図１２に示すように、第３位置Ｒ３の閾値レベルが、実際の海面反射エコーのエコーレベルよりも低いと判断できる。したがって、ゲインＧを補正値δＧ３だけ減算することで、探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を緩慢にすることができる。なお、この際、ゲインＧの補正値δＧ３は、補正値δＧ１よりも小さく設定されている。これにより、第１位置Ｒ１の閾値レベルを変化させることなく、第２位置Ｒ２の閾値レベルの変化量を抑え、第３位置Ｒ３の閾値レベルを、実際の海面反射エコーのピークレベルに近づけるように上昇させることができる。
【００９１】
適応制御部５２４は、検出個数ＮＲ３が個数閾値Ｔｈｅ以下であれば（Ｓ３０６：Ｎｏ）、ゲインＧを維持する。
【００９２】
このような第４適応処理を追加することで、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに略一致するように、各サンプリング位置の閾値レベルをさらに正確に適応させることができる。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る閾値設定方法を用いたレーダー装置について、図を参照して説明する。本実施形態に係るレーダー装置は、閾値設定方法が異なるものであり、他の構成および処理は、第１の実施形態に示したレーダー装置と同じである。したがって、閾値設定方法における第１の実施形態と異なる箇所のみを具体的に説明する。
【００９４】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る閾値設定方法を示すフローチャートである。図１５は、第２の実施形態における第２位置Ｒ２での結果からゲインＧを適応させる第２適応処理の概念を示す図である。図１６は、第２の実施形態における第３位置での結果からゲインＧを適応させる第３適応処理の概念を示す図である。
【００９５】
閾値設定部１５は、第１位置Ｒ１の検出個数ＮＲ１と個数閾値Ｔｈａとを比較する。閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ１が個数閾値Ｔｈａよりも多ければ、すなわちＮＲ１＞Ｔｈａを満たせば（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、初期値Ｌｓを補正値δＬだけ加算して更新する（Ｓ３０２）。閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ１が個数閾値Ｔｈａ以下であれば、すなわちＮＲ１≦Ｔｈａを満たせば（Ｓ３０１：Ｎｏ）、初期値Ｌｓを補正値δＬだけ減算して更新する（Ｓ３０３）。この初期値に対する適応処理は、第１の実施形態と同じである。
【００９６】
閾値設定部１５は、第２位置Ｒ２の検出個数ＮＲ２と最大個数閾値Ｔｈｂｍａｘおよび最少個数閾値Ｔｈｂｍｉｎとを比較する。最大個数閾値Ｔｈｂｍａｘは、第１の実施形態に示した個数閾値Ｔｈｂに対して所定値を加算した値であり、例えば略１００％に近い値である。すなわち、方位範囲内のほぼ全ての第２位置Ｒ２において、海面反射エコーのエコーレベルが閾値レベルよりも高い状態を示す値である。最少個数閾値Ｔｈｂｍｉｎは、個数閾値Ｔｈｂに対して所定値を減算した値であり、例えば略５０％以下の値である。すなわち、方位範囲内の半分以下の第２位置Ｒ２でしか、海面反射エコーのエコーレベルが閾値レベルよりも高くならない状態を示す値である。そして、最大個数閾値Ｔｈｂｍａｘと最少個数閾値Ｔｈｂｍｉｎとで設定される個数の範囲が本発明の「第２個数範囲」となる。なお、これらの最大個数閾値Ｔｈｂｍａｘおよび最少個数閾値Ｔｈｂｍｉｎは、海況等や第２位置Ｒ２の設定、パルス状信号の電力等によって、適宜設定変更することができる。
【００９７】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ２が最大個数閾値Ｔｈｂｍａｘよりも多ければ、すなわちＮＲ２＞Ｔｈｂｍａｘを満たせば（Ｓ３２１：Ｙｅｓ）、ゲインＧを補正値δＧ４だけ減算して更新する（Ｓ３２２）。この処理を行うことで、方位範囲内の複数の第２位置Ｒ２における閾値レベルが実際の海況の海面反射エコーの振幅レベルよりも低い箇所が全体の殆どを占める場合に、探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を緩慢にする。これにより、各サンプリング位置の閾値レベルは、実際の海面反射エコーレベルに一致するようにレベルが高くなる方向へ適応する。
【００９８】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ２が最大個数閾値Ｔｈｂｍａｘ以下であれば、すなわちＮＲ２≦Ｔｈｂｍａｘを満たせば（Ｓ３２１：Ｎｏ）、検出個数ＮＲ２と最少個数閾値Ｔｈｂｍｉｎとを比較する。
【００９９】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ２が最少個数閾値Ｔｈｂｍｉｎよりも小さければ、すなわちＮＲ２＜Ｔｈｂｍｉｎを満たせば（Ｓ３２３：Ｙｅｓ）、ゲインＧを補正値δＧ４だけ加算して更新する（Ｓ３２４）。この処理を行うことで、方位範囲内の複数の第２位置Ｒ２における閾値レベルが実際の海況の海面反射エコーの振幅レベルよりも低い箇所が殆どない場合に、探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を急峻にする。これにより、各サンプリング位置の閾値レベルは、実際の海面反射エコーレベルに一致するようにレベルが低くなる方向へ適応する。
【０１００】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ２が最大個数閾値Ｔｈｂｍｉｎ以上であれば、すなわちＮＲ２≧Ｔｈｂｍａｘを満たせば（Ｓ３２３：Ｎｏ）、ゲインＧを維持する。この処理を行うことで、方位範囲内の複数の第２位置Ｒ２における閾値カーブの値が実際の海況の海面反射エコーの値と殆ど同じ場合に、各サンプリング位置の閾値レベルを維持にする、すなわち探知データレベルに対する閾値レベル追従性を変化させないようにすることができる。
【０１０１】
このような処理を行うことで、図１５に示すように、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープよりも閾値レベルが低い場合（図１５の破線の場合）には、図１５の実線に示すように、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに沿うように、探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を緩慢にする補正を行うことができる。
【０１０２】
また、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープよりも閾値カーブの値が高い場合（図１５の点線の場合）には、図１５の実線に示すように、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに沿うように、探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を急峻にする補正を行うことができる。
【０１０３】
また、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープと閾値レベルとが略一致する場合には、閾値レベルを維持できる。
【０１０４】
閾値設定部１５は、第３位置Ｒ３の検出個数ＮＲ３と最大個数閾値Ｔｈｃｍａｘおよび最少個数閾値Ｔｈｃｍｉｎとを比較する。最大個数閾値Ｔｈｃｍａｘは、第１の実施形態に示した個数閾値Ｔｈｃに対して所定値を加算した値であり、例えば略１００％に近い値である。すなわち、方位範囲内のほぼ全ての第３位置Ｒ３において、海面反射エコーレベルが閾値レベルよりも高い状態を示す値である。最少個数閾値Ｔｈｃｍｉｎは、個数閾値Ｔｈｃに対して所定値を減算した値であり、例えば略５０％以下の値である。すなわち、方位範囲内の複数の第３位置Ｒ３の半分以下でしか、海面反射エコーのエコーレベルが閾値レベルよりも高くならない状態を示す値である。なお、これらの最大個数閾値Ｔｈｃｍａｘおよび最少個数閾値Ｔｈｃｍｉｎも、海況等や第３位置Ｒ３の設定、パルス状信号の電力等によって、適宜設定変更することができる。
【０１０５】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ３が最大個数閾値Ｔｈｃｍａｘよりも多ければ、すなわちＮＲ３＞Ｔｈｃｍａｘを満たせば（Ｓ３２５：Ｙｅｓ）、ゲインＧを補正値δＧ５だけ減算して更新する（Ｓ３２６）。なお、補正値δＧ５は、第２位置Ｒ２に対する補正値δＧ４よりも小さい方がよい。
【０１０６】
この処理を行うことで、方位範囲内の複数の第３位置Ｒ３における閾値レベルが実際の海況の海面反射エコーレベルよりも低い箇所が全体の殆どを占める場合に、探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を緩慢にすることができる。これにより、各サンプリング位置の閾値レベルは、実際の海面反射エコーレベルに一致するようにレベルが高くなる方向へ適応する。
【０１０７】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ３が最大個数閾値Ｔｈｃｍａｘ以下であれば、すなわちＮＲ３≦Ｔｈｃｍａｘを満たせば（Ｓ３２５：Ｎｏ）、検出個数ＮＲ３と最少個数閾値Ｔｈｃｍｉｎとを比較する。
【０１０８】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ３が最少個数閾値Ｔｈｃｍｉｎよりも小さければ、すなわちＮＲ３＜Ｔｈｃｍｉｎを満たせば（Ｓ３２７：Ｙｅｓ）、ゲインＧを補正値δＧ５だけ加算して更新する（Ｓ３２８）。この処理を行うことで、方位範囲内の複数の第３位置Ｒ３における閾値レベルが実際の海況の海面反射エコーの値よりも低い箇所が殆どない場合に、探知データレベルに対する閾値レベルの追従性を急峻にすることができる。これにより、各サンプリング位置の閾値レベルは、実際の海面反射エコーレベルに一致するようにレベルが低くなる方向へ適応する。
【０１０９】
閾値設定部１５は、検出個数ＮＲ３が最大個数閾値Ｔｈｃｍｉｎ以上であれば、すなわちＮＲ３≧Ｔｈｃｍａｘを満たせば（Ｓ３２７：Ｎｏ）、ゲインＧを維持する。この処理を行うことで、方位範囲内の複数の第３位置Ｒ３における閾値レベルが実際の海況の海面反射エコーレベルと殆ど同じ場合に、各サンプリング位置の閾値レベルを維持にすることができる。これにより、各サンプリング位置の閾値レベルは、実際の海面反射エコーレベルに一致する状態で維持される。
【０１１０】
このような処理を行うことで、図１５に示すように、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープよりも閾値カーブの値が低い場合（図１５の破線の場合）には、図１５の実線に示すように、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに沿うように、閾値カーブの減衰特性を緩やかにする補正を行うことができる。
【０１１１】
また、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープよりも閾値カーブの値が高い場合（図１５の点線の場合）には、図１５の実線に示すように、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに沿うように）、閾値カーブの減衰特性を急峻にする補正を行うことができる。
【０１１２】
また、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープと閾値カーブとが略一致する場合には、閾値カーブを維持できる。
【０１１３】
以上のように、本実施形態の閾値設定方法を用いることで、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに沿うように閾値カーブを適応させることができる。特に、本実施形態の示すように、距離方向に異なる第２位置Ｒ２、第３位置Ｒ３の結果を用いることで、実際の海況における海面反射エコーのエンベロープに沿うように閾値カーブを、より正確に適応させることができる。
【０１１４】
さらに、本実施形態では、海面反射エコーのエンベロープと閾値カーブが類似している場合には、当該閾値カーブが維持されるので、閾値カーブが不必要に上下変動せず、安定して海面反射エコーのエンベロープに沿う閾値カーブを実現することができる。
【０１１５】
なお、本実施形態では、第２位置Ｒ２と第３位置Ｒ３の結果から閾値カーブの減衰特性を調整する例を示したが、第２位置Ｒ３の結果のみから閾値カーブの減衰特性を調整してもよい。
【０１１６】
また、上述の説明では、自船９０の全方位を複数の方位範囲に分割した例を示した。例えば、図２の場合、自船９０の前方の方位範囲ＡＲ０、右舷前方の方位範囲ＡＲ１、右舷の方位範囲ＡＲ２、後方の方位範囲ＡＲ３、左舷の方位範囲ＡＲ４、左舷前方の方位範囲ＡＲ５に分割する場合を示した。この場合、方位範囲毎に個数閾値を個別に設定すればよい。また、この分割例は一例であり、より詳細に分割したり、全方位を１つの範囲に設定してもよい。
【０１１７】
また、上述の説明では、第１位置Ｒ１をメインバングの最遠端に設定する例を示した。この場合、メインバングの区間に関しては、第１位置Ｒ１の閾値レベルを採用すればよい。
【０１１８】
また、各実施例は、１スイープ毎に閾値カーブを適応させる例であるが、所定スイープ間隔で閾値カーブを共有し、所定スイープ間隔で閾値カーブを適応させてもよい。また、１スキャン毎に閾値カーブを適応させる例を示したが、複数スキャン毎に閾値カーブを適応させてもよい。これらの方法により、適応処理の負荷を軽減させることができる。
【０１１９】
また、各位置の方位方向に並ぶ探知データを用いて適応処理を行う例を示したが、各位置の距離方向に近接する探知データを用いて適応処理を行うこともできる。
【０１２０】
また、ゲインＧの適応処理に二点の探知データを用いる例を示したが、三点以上であってもよく、一点でも適応処理を行うことができる。ただし、二点程度の複数点にすることで、比較的簡素な処理で、海面反射に応じた所定の精度が得られるゲインＧを設定でき、より有効である。
【０１２１】
また、上述の説明では、海面反射領域内に陸地等の物標がある場合を特に説明しないが、第２位置もしくは第３位置に陸地が存在する場合には、これを別途検出し、適応処理の対象外に設定すればよい。また、第２位置もしくは第３位置の距離方向上の位置をずらしてもよい。
【０１２２】
また、アンテナを回転させながら電波を送信するレーダー装置を例に説明したが、他の探知信号を送信し、そのエコー信号から物標探知を行う他の装置にも、上述の処理及び構成を適用することができる。特に、探知信号の送信位置から遠ざかるほど振幅レベルが低下する傾向を有する不要成分がエコー信号に含まれるものであれば、上述の構成および処理は、より有効に作用する。すなわち、レーダー装置に限らず、上述のような振幅特性の不要成分が含まれてしまうような探知データで物標探知を行う物標探知装置に広く本発明を適用することが可能である。
【０１２３】
また、各機能部によって閾値設定を実現する例を示したが、上述の図３、図７、図１２に示すフローチャートを実現する処理をプログラム化して、記録媒体等に記録しておき、当該プログラムをコンピュータで読み出して実行することで、上述の閾値設定処理を行ってもよい。さらには、上述の物標探知部１６の動作をプログラム化しておき、閾値設定処理とともに実行することで、物標探知処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１：レーダー装置、
１１：送信制御部、
１２：送受切替器、
１３：アンテナ、
１４：受信部、
１５：閾値設定部、
１６：物標探知部、
５１：計測部、
５２：条件決定部、
５３：１次ＩＩＲフィルタ、
５２１：レベル比較部、
５２２：計数部、
５２３：記憶部、
５２４：適応制御部、
９０：自船
【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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