(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信地点から送信する送信信号の反射によって生じた受信信号を用いて、３次元観測領域内にある物標を検出する検出処理を行う信号処理部と、
前記送信地点からの水平面距離および方位に対して、前記送信信号が前記３次元観測領域内にある遮蔽物に反射し得る最大仰角を遮蔽域特定情報として記憶する記憶部と、
前記遮蔽域特定情報に基づいて、前記検出処理を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする、探知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の探知装置であって、
前記記憶部は、前記送信地点からの同一方位における異なる水平面距離の位置に反射し得る前記遮蔽物がある場合には、前記遮蔽物に反射し得る全ての前記最大仰角を記憶することを特徴とする、探知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の探知装置であって、
前記記憶部は、前記遮蔽域特定情報を前記水平面距離と前記方位を軸とする２次元データ構造で記憶することを特徴とする、探知装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の探知装置であって、
前記検出処理は、前記３次元観測領域内の前記送信地点から前記遮蔽物までの領域に前記送信信号を送信した場合の第１検出処理と、前記遮蔽物より遠方の領域に前記送信信号を送信した場合の第２検出処理とを含み、
前記制御部は、前記遮蔽域特定情報に基づいて当該領域に適用する前記検出処理を制御することを特徴とする、探知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の探知装置であって、
前記検出処理は、検出結果を表示するための表示データの生成処理を含み、
前記第２検出処理は、検出結果を表示させない表示データを生成することを特徴とする、探知装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の探知装置であって、
前記信号処理部は、前記遮蔽域特定情報を、マトリックスの表、２次元画像および３次元画像の少なくとも一形態で表示する処理を行うように構成されていることを特徴とする、探知装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の探知装置であって、
前記信号処理部は、前記受信信号の信頼性を示す指標を生成するように構成されていることを特徴とする、探知装置。
【請求項８】
請求項７に記載の探知装置であって、
前記信号処理部は、前記信頼性を示す指標と前記遮蔽域特定情報の少なくとも片方を前記観測領域の地形データと関連付けて表示する表示データを生成するように構成されていることを特徴とする、探知装置。
【請求項９】
請求項８に記載の探知装置であって、
前記表示データに基づく表示を行う表示装置をさらに備えていることを特徴とする、探知装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の探知装置であって、
前記探知装置は、気象レーダ装置、レーダ装置、および、超音波探知装置の何れかであることを特徴とする、探知装置。
【請求項１１】
送信地点から送信する送信信号の反射によって生じた受信信号を用いて、３次元観測領域内にある物標を検出する、検出ステップと、
前記送信地点からの水平面距離および方位に対して、前記送信信号が前記３次元領域内にある遮蔽物に反射し得る最大仰角を特定した遮蔽物特定情報に基づいて、前記検出ステップを制御する制御ステップと、
を含んでいることを特徴とする探知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探知装置、および、探知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
降雨などの気象状態を観測するための探知装置として、気象レーダ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の気象レーダ装置は、発射した水平偏波および垂直偏波の反射波から、水平偏波受信信号および垂直偏波受信信号を取得する。そして、この気象レーダ装置は、上記水平偏波受信信号および垂直偏波受信信号から、水平レーダ反射因子Ｚｈおよび伝搬位相差変化率Ｋｄｐなどを算出する。【０００３】
そして、気象レーダ装置は、水平レーダ反射因子Ｚｈおよび伝搬位相差変化率Ｋｄｐなどから、観測範囲の降水強度の３次元分布を求める。気象レーダ装置は、所定の空間毎に、降水強度を測定する。当該所定の空間は、水平方向に所定の長さおよび幅を有するとともに、垂直方向に所定の高さを有する３次元の空間として規定される。【０００４】
そして、上記の気象レーダ装置は、当該気象レーダ装置が放射したレーダビームの少なくとも一部が遮蔽される領域を特定するデータとしての、遮蔽マップデータを保存している。上記気象レーダ装置は、観測範囲の各高度のメッシュ毎に、レーダビームの少なくとも一部が遮蔽される領域か否かを、遮蔽マップデータを用いて特定する。そして、上記気象レーダ装置は、観測範囲の各領域について、遮蔽マップデータを用いて、雨量強度を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６６７４２６明細書（［請求項１］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、気象レーダ装置による気象観測において、観測エリア内における遮蔽物の有無を示す地形情報は、大変重要である。上記の遮蔽物として、ビルなどの構造物、および、山などを例示することができる。レーダ送信信号を用いた観測においては、遮蔽物でレーダ送信信号が遮蔽されると、当該遮蔽物が存在するエリア以遠のエリアを観測することが実質的にできなくなる。このため、降水観測などの気象観測において、レーダ送信信号によって観測可能な領域と、遮蔽物によって観測が不可能な領域とをレーダ装置が予め把握できるようにすることは、大変重要である。【０００７】
上記観測が不可能な領域については、実際には降雨が発生しているにもかかわらずエコー信号が観測されない。このため、気象レーダ装置は、当該領域（観測が不可能な領域）を把握していない場合、当該領域について、降水が発生していないとの観測結果を表示するおそれがある。気象レーダ装置において、このような誤表示をより低減することが要請されている。このためには、気象レーダ装置は、各観測領域における遮蔽物を特定するデータ（地形データなど）が必要である。【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、東西の位置、南北の位置、および、高度の３次元情報で特定される所定の空間毎に、遮蔽物を特定するデータが必要である構成といえる。すなわち、遮蔽物を特定するデータは、３次元空間における所定の空間毎に必要であるので、３次元状のデータセルが必要となり、大容量となってしまう。また、気象レ
ーダ装置は、遮蔽物を特定する３次元の膨大なデータを利用するための複雑な処理が必要である。【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、送受信される信号を用いる探知時に送信信号が遮蔽される領域を、より少ないデータ量で特定することができる、探知装置、および、探知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる探知装置は、信号処理部と、記憶部と、制御部と、を有している。前記信号処理部は、送信地点から送信する送信信号の反射によって生じた受信信号を用いて３次元観測領域内にある物標を検出する。前記記憶部は、前記送信地点からの水平面距離および方位に対して、前記送信信号が前記３次元観測領域内にある遮蔽物に反射し得る最大仰角を遮蔽域特定情報として記憶している。前記制御部は、前記遮蔽域特定情報に基づいて、前記検出処理を制御する。
【００１１】
（２）好ましくは、前記記憶部は、前記送信地点からの同一方位における異なる水平面距離の位置に反射し得る前記遮蔽物がある場合には、前記遮蔽物に反射し得る全ての前記最大仰角を記憶する。
【００１３】
（３）好ましくは、前記記憶部は、前記遮蔽域特定情報を前記水平面距離と前記方位を軸とする２次元データ構造で記憶する。
【００１６】
（４）好ましくは、前記検出処理は、前記３次元観測領域内の前記送信地点から前記遮蔽物までの領域に前記送信信号を送信した場合の第１検出処理と、前記遮蔽物より遠方の領域に前記送信信号を送信した場合の第２検出処理とを含む。前記制御部は、前記遮蔽域特定情報に基づいて当該領域に適用する前記検出処理を制御する。
【００１７】
（５）好ましくは、前記検出処理は、検出結果を表示するための表示データの生成処理を含む。前記第２検出処理は、検出結果を表示させない表示データを生成する。
【００１８】
（６）好ましくは、前記信号処理部は、前記遮蔽域特定情報を、マトリックスの表、２次元画像および３次元画像の少なくとも一形態で表示する処理を行うように構成されている。
【００１９】
（７）好ましくは、前記信号処理部は、前記受信信号の信頼性を示す指標を生成するように構成されている。
【００２０】
（８）より好ましくは、前記信号処理部は、前記信頼性を示す指標と前記遮蔽域特定情報の少なくとも片方を前記観測領域の地形データと関連付けて表示する表示データを生成するように構成されている。
【００２１】
（９）好ましくは、前記探知装置は、前記表示データに基づく表示を行う表示装置をさらに備えている。
【００２２】
（１０）好ましくは、前記探知装置は、気象レーダ装置、レーダ装置、および、超音波探知装置の何れかである。
【００２３】
（１１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる探知方法は、検出ステップと、制御ステップと、を含んでいる。前記検出ステップは、送信地点から送信する送信信号の反射によって生じた受信信号を用いて３次元観測領域内にある物標を検出する。前記制御ステップは、前記送信地点からの水平面距離および方位に対して、前記送信信号が前記３次元領域内にある遮蔽物に反射し得る最大仰角を特定した遮蔽物特定情報に基づいて、前記検出ステップを制御する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、送受信される信号を用いる探知時に送信信号が遮蔽される領域を、より少ないデータ量で特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る気象レーダ装置のブロック図である。
【図２】気象レーダ装置の送受信地点および当該送受信地点の周囲を含む観測領域の模式的な平面図である。
【図３】気象レーダ装置の記憶部に記憶されているデータ構造を概念的に示す図である。
【図４】仰角および遮蔽域について説明するための模式図である。
【図５】気象レーダ装置の操作・表示装置の表示画面に表示される画像の一例を示す図であって、低い仰角での観測結果が、表示画面に表示される場合を示している。
【図６】比較的低い仰角での観測結果が、表示画面に表示される場合を示している。
【図７】比較的高い仰角での観測結果が、表示画面に表示される場合を示している。
【図８】遮蔽域を示す画像を平面視した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明は、探知装置、および、探知方法として広く適用することができる。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る探知装置としての気象レーダ装置１のブロック図である。図２は、気象レーダ装置１の送受信地点Ｐ１および当該送受信地点Ｐ１の周囲を含む観測領域ＡＲの模式的な平面図である。図３は、気象レーダ装置１の記憶部９に記憶されているデータ構造を概念的に示す図である。図４は、仰角φおよび遮蔽域１０（１０１，１０２）について説明するための模式図である。図５〜図８は、それぞれ、気象レーダ装置１の操作・表示装置７の表示画面７ａに表示される画像の一例を示す図である。
【００２８】
図１および図２を参照して、本実施形態の気象レーダ装置１は、所定の送受信地点Ｐ１に設置される。本実施形態では、観測地点Ｐ１は、地表の平坦面１００（平地）に設置される。また、観測地点Ｐ１の周囲には、遮蔽物１１（１１１，１１２，１１３）が存在している。
【００２９】
気象レーダ装置１は、送受信地点Ｐ１の周囲における気象を観測する。より具体的には、気象レーダ装置１は、送受信地点Ｐ１の周囲における物標としての降水を検出し、且つ、降水強度を算出する。この場合の「降水」は、雨、雪、あられ、みぞれなど、空からから地面へ水分が落下することをいう。
【００３０】
本実施形態では、気象レーダ装置１は、２重偏波方式を採用している。すなわち、気象レーダ装置１は、水平偏波および垂直偏波を含む送信信号Ｂ１を発射し、その後、受信信号Ｂ２を受信する。受信信号Ｂ２は、水平偏波受信信号と、垂直偏波受信信号とを含んでいる。また、受信信号Ｂ２には、送信信号Ｂ１が大気中の水分および遮蔽物１１などの物体に反射することで生じるエコー信号が含まれている。
【００３１】
気象レーダ装置１は、アンテナ２と、サーキュレータ３と、ＲＦコンバータ４と、信号処理装置５と、パワーアンプ６と、操作・表示装置７と、を備えている。
【００３２】
操作・表示装置７は、オペレータによって操作可能な操作パネル（図示せず）を含んでいる。オペレータは、この操作パネルを操作することにより、気象レーダ装置１を操作する。
【００３３】
アンテナ２は、指向性の狭い送信信号Ｂ１を送信可能なレーダアンテナ（信号送受信部）である。また、アンテナ２は、受信信号Ｂ２を受信可能に構成されている。気象レーダ装置１は、送信信号Ｂ１を送信してから受信信号Ｂ２を受信するまでの時間を測定する。これにより、気象レーダ装置１は、物体までの距離ｒを検出することができる。アンテナ２は、水平面上で３６０°回転可能に構成されている。また、アンテナ２は、仰角φを０°〜１８０°の範囲で変更可能に構成されている。アンテナ２は、信号Ｂ１，Ｂ２を送受信する方向（方位θ、仰角φ）を変えながら、信号Ｂ１，Ｂ２の送受信を繰り返し行うように構成されている。
【００３４】
また、アンテナ２から信号処理装置５へは、当該アンテナ２が現在どの方向を向いているか（方位θ）を示すデータが出力されている。その結果、気象レーダ装置１は、受信信号Ｂ２を読み出す際には、受信信号Ｂ２が到達した位置を、距離ｒと方位θ（アンテナ角度）と仰角φとの極座標で取得することができる。
【００３５】
以上の構成で、気象レーダ装置１は、観測地点Ｐ１の周囲を、半球状に探知することができる。観測領域ＡＲ、即ち、気象レーダ装置１が気象観測可能なエリアは、たとえば、平面視において、送受信地点Ｐ１を中心とする、半径数ｋｍ〜数十ｋｍ程度の円形の領域である。また、気象レーダ装置１は、所定の高度範囲に亘って降水強度を観測可能である。
【００３６】
なお、本実施形態では、送信信号Ｂ１を送信してから次の送信信号Ｂ１を送信するまでの動作を「スイープ」ともいう。また、信号Ｂ１，Ｂ２の送受信を行いながらアンテナを３６０°回転させる動作を「スキャン」ともいう。
【００３７】
本実施形態におけるスキャン動作の一例として、ボリュームスキャン、ＲＨＩスキャン、セクターＲＨＩスキャン、セクターＰＰＩスキャン、ＰＰＩスキャンなどを例示することができる。
【００３８】
サーキュレータ３は、パワーアンプ６から出力された送信信号を、アンテナ２へ出力するように構成されている。また、サーキュレータ３は、アンテナ２で受信された受信信号Ｂ２をＲＦコンバータ４へ出力するように構成されている。
【００３９】
ＲＦコンバータ４は、信号処理装置５の信号処理部８によって生成された送信信号を、所定のＲＦ周波数帯にアップコンバートおよび増幅し、パワーアンプ６へ出力する。パワーアンプ６は、この送信信号を増幅した後にサーキュレータ３へ出力する。
【００４０】
また、ＲＦコンバータ４は、受信した受信信号をＩＦ周波数帯にダウンコンバートおよび増幅する。
【００４１】
信号処理装置５は、受信信号を処理する信号処理部８と、記憶部９と、記憶部９に記憶した遮蔽域特定情報（後述）に基づいて、信号処理部８による受信信号の処理を制御する制御部１５と、を有している。
【００４２】
信号処理部８は、送信信号Ｂ１の反射によって生じた受信信号Ｂ２を用いて、３次元の所定の観測領域ＡＲにおける物標としての降水を検出するように構成されている。また、信号処理部８は、降水強度を算出するように構成されている。信号処理部８および制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（図示せず）などを含むハードウェアを用いて構成されている。また、信号処理部８および制御部１５は、ＲＯＭに格納された信号処理プログラムを含む、ソフトウェアを用いて構成されている。
【００４３】
上記信号処理プログラムは、本実施形態の探知方法を、信号処理部８および制御部９に実行させるためのプログラムである。上記ハードウェアとソフトウェアとは、協働して動作するように構成されている。信号処理部８および制御部１５は、１スキャン毎に、以下に説明する処理を行うように構成されている。
【００４４】
信号処理部８は、増幅した受信信号をＡ／Ｄ変換することで、アナログ形式の受信信号をサンプリングし、複数ビットからなる受信信号（受信データ）に変換する。上記受信信号は、アンテナ２が受信した受信信号Ｂ２中のエコー信号の強度（エコーレベル）を特定するデータを含んでいる。この受信信号は、水平偏波受信信号をデジタルデータに変換して得られる水平偏波受信データと、垂直偏波受信信号をデジタルデータに変換して得られる垂直偏波受信データと、を含んでいる。
【００４５】
信号処理部８は、たとえば、水平偏波受信データおよび垂直偏波受信データを用いて、観測領域ＡＲの単位領域ΔＡＲ毎における降水強度を算出する。これにより、信号処理部８は、降水強度の３次元分布を求める。すなわち、信号処理部８は、観測領域ＡＲ全域の降水強度を得る。
【００４６】
本実施形態では、信号処理部８は、送受信地点Ｐ１を原点とする極座標系を用いて、各単位領域ΔＡＲにおける降水強度を算出する。なお、図２では、複数の単位領域ΔＡＲのうちの一部のみを示している。本実施形態では、単位領域ΔＡＲの大きさは、方位方向Ｄθに関して、送受信地点Ｐ１を中心として、０．５ｄｅｇ程度に設定されている。
【００４７】
また、単位領域ΔＡＲの大きさは、距離方向ＤＲ（観測地点から遠ざかる方向、半径方向）に関して、たとえば、１００ｍ程度に設定されている。また、単位領域ΔＡＲの大きさは、送受信地点Ｐ１を基準とする高さ方向に関して、たとえば、仰角φで数度程度に設定されている。すなわち、信号処理部８は、方位方向Ｄθに０．５ｄｅｇの幅を有し、距離方向ＤＲに１００ｍの長さを有し、且つ、高さ方向Ｄφに仰角φで数度程度の高さを有
する単位領域ΔＡＲ毎に、降水強度を算出する。
【００４８】
信号処理部８は、各単位領域ΔＡＲについて、降水強度を特定するデータを生成する。このデータは、降水強度に応じて表示画面７ａに表示される色を異ならせるように設定したデータである。
【００４９】
図１〜図５、図８を参照して、また、信号処理部８および制御部１５は、観測領域ＡＲのうち、エコー信号を受信するのが不可能か、または、実質的にエコー信号を受信することが不可能な領域を、遮蔽域１０（１０１，１０２）として設定する。そして、信号処理部８は、当該遮蔽域１０（１０１，１０２）については、降水の観測結果を上記表示画面７ａに表示させないように構成されている。
【００５０】
上記の構成により、信号処理部８は、遮蔽物１１が存在する単位領域ΔＡＲからアンテナ２が受信信号Ｂ２を受信した場合と、遮蔽物１１が存在しない単位領域ΔＡＲからアンテナ２が受信信号Ｂ２を受信した場合とで、受信信号Ｂ２の処理を異ならせるように構成されている。
【００５１】
なお、表示画面７ａのうち遮蔽域１０を示す箇所では、エコーＥＣを表示させないようにしてもよい。この場合、信号処理部８は、たとえば、遮蔽域１０で検出されたエコーレベル（エコーデータの値）を最小値（ゼロ）に設定し、この設定以降の信号処理で、当該エコーデータが用いられないようにする。また、信号処理部８は、遮蔽域１０で検出されたエコーデータを無効化してもよい。この場合、遮蔽域１０で検出されたエコーデータを無効値に設定することで、この設定以降の信号処理で、当該エコーデータが用いられないようにする。また、信号処理部８は、遮蔽域１０で検出されたエコーデータにフラグを付加してもよい。この場合、受信信号におけるフラグの有無によって、当該フラグの付加処理以降の信号処理で、当該フラグの有無に応じて信号処理の内容が異ならされる。
【００５２】
信号処理部８は、各単位領域ΔＡＲにおける降水強度を特定するデータ、および、遮蔽域１０を特定するデータを、操作・表示装置７へ出力する。これにより、操作・表示装置７の表示画面７ａでは、観測領域ＡＲにおける降水分布を示す画像が表される。この画像の詳細については、後述する。
【００５３】
なお、遮蔽域１０とは、遮蔽物１１よりも遠方の領域であって、アンテナ２から発射された送信信号Ｂ１が遮蔽物１１（１１１，１１２，１１３）によって遮蔽されることで、送信信号Ｂ１による探知することができない領域をいう。上記の各遮蔽物１１（１１１，１１２，１１３）として、ビルなどの構造物、および、山などを例示することができる。
【００５４】
信号処理部８は、記憶部９および制御部１５に接続されている。記憶部９は、信号処理部８で用いられる情報としての遮蔽域特定情報を記憶している。記憶部９は、たとえば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶媒体を用いて形成された、不揮発性の記憶装置である。記憶部９は、図３に示す行列ＭＴで表現されるデータ構造を記憶している。
【００５５】
記憶部９は、観測領域ＡＲ内において送信信号Ｂ２を遮蔽する遮蔽物１１が存在する場合に当該遮蔽物１１の高さを１つのパラメータφで特定するとともに当該遮蔽物１１の平面座標を２つのパラメータｒ，θで特定した遮蔽域特定情報を、２次元データ構造で記憶している。２次元データ構造は、複数のセルＣを構成する行列構造であって、本実施形態では、複数のセルＣを含む行列ＭＴが規定されている。
【００５６】
制御部１５は、上記行列ＭＴ（２次元データ構造で特定される遮蔽域特定情報）を画像
として表示画面７ａに表示する処理を信号処理部８に行わせることが可能に構成されている。
【００５７】
上記２つのパラメータｒ，θは、観測領域ＡＲのうち底部（地表面）における複数の単位領域ΔＡＲ毎の平面座標を規定するパラメータである。上記１つのパラメータφは、観測領域ＡＲ（各単位領域ΔＡＲ）に関して、送信信号Ｂ２を遮蔽する遮蔽物１１が存在する場合に当該遮蔽物１１の高さを仰角として特定するパラメータである。そして、記憶部９は、これらｒ，θ，φで特定される遮蔽域特定情報を、行列状に配置されたセルＣで特定される２次元データ構造において記憶している。遮蔽域特定情報は、気象レーダ装置１の出荷時などにおいて、予め記憶部９に記憶されていてもよいし、気象レーダ装置１の出荷後において、記憶部９にネットワーク回線を通じて追加的に記憶されてもよい。
【００５８】
そして、本実施形態では、行列ＭＴにおいて、３つのパラメータｒ，θ，φのうち２つのパラメータｒ，θが、行を構成する成分および列を構成する成分として規定されている。また、本実施形態では、行列ＭＴにおいて、観測領域ＡＲの底部のうち遮蔽物１１が存在する単位領域ΔＡＲに対応するセルＣにおいて、３つのパラメータｒ，θ，φのうち残りの１つのパラメータφが、対応するセルＣに格納されている。
【００５９】
前述したように、本実施形態では、平面座標は、送信信号Ｂ１の送信および受信信号Ｂ２の受信を行う送受信地点Ｐ１を原点とする極座標である。そして、平面座標を規定する２つのパラメータｒ，θは、送受信地点Ｐ１回りの方位方向Ｄθの座標（方位θ）と、送受信地点Ｐ１からの距離方向ＤＲの座標（距離ｒ）である。
【００６０】
本実施形態では、各セルＣは、観測領域ＡＲの底部の対応する単位領域ΔＡＲに関連付けられている。すなわち、各セルＣは、観測領域ＡＲの底部の対応する単位領域ΔＡＲを示すセルとして規定されている。そして、行列ＭＴの各セルＣにおいて、観測領域ＡＲの底部の対応する単位領域ΔＡＲにおける平面座標を特定する２つのパラメータｒ，θが、行を構成する成分および列を構成する成分として規定されている。
【００６１】
より具体的には、本実施形態では、一方のパラメータθは、送受信地点Ｐ１（原点Ｏ）からの方位方向Ｄθの位置を示すパラメータであり、行列ＭＴにおける列（横軸）を構成する成分として規定されている。また、他方のパラメータｒは、送受信地点Ｐ１（原点Ｏ）からの距離方向ＤＲの位置を示すパラメータであり、行列ＭＴにおける行（縦軸）を構成する成分として規定されている。なお、各セルＣの位置は、前述した単位領域ΔＡＲの位置に対応して配置されている。
【００６２】
そして、遮蔽物１１が存在する単位領域ΔＡＲに対応するセルＣ（Ｃ１，Ｃ２）においては、遮蔽物１１の高さを特定する１つのパラメータφが、格納されている。このパラメータφは、送受信地点Ｐ１を原点とする、遮蔽物１１の仰角φである。なお、図４では、仰角φは、誇張して実際の値よりも大きい値を示している。
【００６３】
一例として、図３および図４に示すように、送受信地点Ｐ１におけるアンテナ２が、行列ＭＴの所定の列Ｌ１に対応する方位方向Ｄθを向いた状態において、遮蔽物１１（遮蔽物１１１，１１２）が存在している場合を考える。この場合、送信信号Ｂ１の送信方向（距離方向ＤＲ）に沿って複数の遮蔽物１１１，１１２が存在することとなる。そして、送受信地点Ｐ１から遮蔽物１１２までの距離ｒ２は、送受信地点Ｐ１から遮蔽物１１１までの距離ｒ１よりも大きい。
【００６４】
この場合、送受信地点Ｐ１から遮蔽物１１１までの間においては、遮蔽物１１が存在しない。このため、送受信地点Ｐ１のアンテナ２から発射された送信信号Ｂ１は、遮蔽物１
１１が位置している箇所までは、遮蔽されることなく到達することができる。このため、ゼロ行目のセルＣから遮蔽物１１１の位置に対応する行の１つ手前のセルＣ（原点Ｏから１行目のセルＣ、距離ｒ１に対応するセルＣの隣のセルＣ）までは、空白である。このように、遮蔽物１１が存在しない単位領域ΔＡＲに対応するセルＣは、データが格納されていない空白のセルである。
【００６５】
一方、送受信地点Ｐ１からの遮蔽物１１１の仰角φ１は、１ｄｅｇである。アンテナ２から発射される送信信号Ｂ１の仰角φが仰角φ１（１ｄｅｇ）以下である場合、送信信号Ｂ１は、遮蔽物１１１に遮られて遮蔽物１１１の後方には届かない。よって、仰角φが仰角φ１以下のときの受信信号Ｂ２は、遮蔽物１１１の後方を観測した結果を示していない。
【００６６】
このため、行列ＭＴの所定の列のうち、遮蔽物１１１の位置に対応するセルＣ１には、遮蔽物１１１の仰角φが仰角φ１＝１ｄｅｇであることを示すデータが格納される。すなわち、遮蔽物１１１の位置に対応するセルＣ１には、仰角φが仰角φ１以下である場合、送信信号Ｂ１が遮蔽されることを示すデータが格納される。換言すれば、このセルＣ１に対応する位置よりも遠くの位置においては、送受信地点Ｐ１からの仰角φが仰角φ１よりも大きければ、送信信号Ｂ１を用いた降水観測が可能であることを示すデータが格納される。
【００６７】
なお、仰角φは、水平面に対する送信信号Ｂ１の傾き角度である。そして、送信信号Ｂ１の仰角φが増す方向に送信信号Ｂ１を変位させたときにおいて、送信信号Ｂ１が遮蔽物１１と交差しなくなる直前における送信信号Ｂ１の仰角φを、当該所定の遮蔽物１１に対する仰角φ１として規定している。
【００６８】
また、アンテナ２からの遮蔽物１１２の仰角φ２は、２ｄｅｇである。アンテナ２から発射される送信信号Ｂ１の仰角φが仰角φ２（２ｄｅｇ）以下である場合、送信信号Ｂ１は、遮蔽物１１２に遮られて遮蔽物１１２の後方には届かない。よって、仰角φが仰角φ２以下のときの受信信号Ｂ２は、遮蔽物１１２の後方を観測した結果を示していない。このため、行列ＭＴのセルＣのうち、遮蔽物１１２の位置に対応するセルＣ２には、遮蔽物１１２の仰角φが仰角φ２であることを示すデータが格納される。
【００６９】
すなわち、遮蔽物１１２の位置に対応するセルＣ２には、仰角φが仰角φ２以下である場合、送信信号Ｂ１が遮蔽されることを示すデータが格納される。換言すれば、このセルＣ２に対応する位置よりも遠くの位置においては、送受信地点Ｐ１からの仰角φが仰角φ２よりも大きければ、送信信号Ｂ１を用いた降水観測が可能であることを示すデータが格納される。
【００７０】
同様に、遮蔽物１１３の位置に対応するセルＣ（図示せず）には、仰角φが仰角φ３であることを示すデータが格納される。
【００７１】
上記の構成により、送信信号Ｂ１の送信方向（距離方向ＤＲ）に沿って遮蔽物１１が複数存在する場合において、遮蔽物１１の仰角φ（高さ）を特定するパラメータは、送受信地点Ｐ１から遮蔽物１１（１１１，１１２，１１３）までの距離が遠いほど、段階的に高くなるように設定されている。
【００７２】
本実施形態では、所定の列（方位θ１）において、遮蔽物１１１が存在する位置に対応するセルＣ１と、遮蔽物１１２が存在する位置に対応するセルＣ２との間のセルは、空白である。このように、パラメータφが増加しない単位領域ΔＡＲについてのセルＣにデータを格納しないことで、記憶するデータ量を少なくすることができる。換言すれば、送信
地点Ｐ１を原点とする距離方向ＤＲにおけるパラメータｒが増加したときに、パラメータφの値が増加した場合のみ、パラメータφを格納している。
【００７３】
行列ＭＴは、他の方位θに対応する他の列についても、同様に、遮蔽物１１が存在する地点に対応するセルＣにおいて、遮蔽物１１の仰角φ（高さ）の情報を格納している。
【００７４】
信号処理部８は、制御部１５に制御されることによって、上記記憶部９に記憶された遮蔽域特定情報を用いて、表示画面７ａに遮蔽域１０を表示するための処理を行う。具体的には、信号処理部８は、３次元の各単位領域ΔＡＲについて、記憶部９に記憶されているデータを参照する。そして、遮蔽域１０が存在する単位領域ΔＡＲについては、遮蔽域１０であることを示すデータを生成する。
【００７５】
また、信号処理部８は、前述した処理によって、降水強度を算出し、当該降水強度を表示画面に表示するための色データなどを生成する。この際、信号処理部８は、遮蔽物１１が存在する単位領域ΔＡＲにアンテナ２から送信信号Ｂ１を送信した場合と、遮蔽物１１が存在しない単位領域ΔＡＲにアンテナ２から送信信号Ｂ１を送信した場合とで、受信信号の処理を異ならせるように構成されている。また、信号処理部８は、受信信号の信頼性を示す指標を遮蔽域特定情報と関連付けて表示する表示データを生成し、この表示データに基づく画像を表示画面７ａに表示するように構成されている。
【００７６】
信号処理部８は、各単位領域ΔＡＲについて、遮蔽域１０または降水強度を特定するデータを、画像データとして、操作・表示装置７へ出力する。操作・表示装置７は、この画像をもとに、表示画面７ａに、気象レーダ装置１の検出結果を表示する。
【００７７】
たとえば、図５では、１ｄｅｇ以下の仰角φの送信信号Ｂ１を用いて測定された観測結果を、当該仰角φにおける断面表示として表示画面７ａに表示される場合を示している。この場合、表示画面７ａのうち、送受信地点Ｐ１から見て遮蔽物１１１の位置よりも遠い位置に対応する位置は、遮蔽域１０（１０１）であることを、間隔の粗いハッチングＣ１で表示されている。また、表示画面７ａの一部には、降水領域を示すエコー像ＥＣ１〜ＥＣ４が、クロスハッチングで表示されている。エコーＥＣ１，ＥＣ２，ＥＣ４においては、遮蔽域１０を示すハッチングＣ１に重なる部分の表示と、ハッチングＣ１とは重なっていない部分の表示とが異なっている。たとえば、遮蔽域１０に対応する箇所におけるエコーＥＣ１，ＥＣ２，ＥＣ４の表示色を、遮蔽域１０以外の箇所に対応する箇所におけるエコーＥＣの表示色に対して変更することが考えられる。この場合の色の変更の態様として、反転色、または、レイヤー処理でグレー（透過色）を重ねて表示することなど、を例示できる。遮蔽域１０においても、ビーム（送信信号Ｂ１）に幅があることにより、完全に送信信号Ｂ１が遮蔽されていない箇所もある。そして、このような箇所では、受信信号Ｂ２におけるエコーレベルは弱くなり、降水を精度良く観測し難い。しかしながら、このようなエコー（エコーＥＣ１，ＥＣ２，ＥＣ４の一部）を用いた場合であっても、ある程度の観測を行うことができる。よって、このような、遮蔽域１０からのエコーを特定するエコー（エコーＥＣ１，ＥＣ２，ＥＣ４の一部）が表示画面７ａに表示される。
【００７８】
また、たとえば、図６では、２ｄｅｇ以下の仰角φの送信信号Ｂ１を用いて測定された観測結果を、当該仰角φにおける断面表示として表示画面７ａに表示される場合を示している。この場合、表示画面７ａのうち、送受信地点Ｐ１から見て遮蔽物１１２の位置よりも遠い位置に対応する位置は、遮蔽域１０（１０２）であることを、間隔の細かいハッチングＣ２で表示されている。また、表示画面７ａの一部には、降水領域を示すエコー像ＥＣ５〜ＥＣ９が、クロスハッチングで表示されている。エコーＥＣ６，ＥＣ９においては、遮蔽域１０を示すハッチングＣ２に重なる部分の表示と、ハッチングＣ２とは重なっていない部分の表示とが異なっている。この際の異なる表示の態様は、仰角φ１での観測結
果と同様である。
【００７９】
また、たとえば、図７では、２ｄｅｇより大きい仰角φの送信信号Ｂ１を用いて測定された観測結果を、当該φにおける断面表示として表示画面７ａに表示される場合を示している。この場合、送信信号Ｂ１は遮蔽域１０（１０１，１０２，１０３）によって遮られないので、表示画面７ａには、遮蔽域１０を示す表示はされない。また、表示画面７ａの一部には、降水領域を示すエコー像ＥＣ１０〜ＥＣ１４が表示されている。
【００８０】
前述したように、制御部１５は、上記行列ＭＴ（２次元データ構造で特定される遮蔽域特定情報）を画像として表示画面７ａに表示する処理を信号処理部８に行わせることが可能に構成されている。具体的には、表示画面７ａにおいて、遮蔽域１０のみを表示させた場合の３次元画像を平面視の状態で表示した場合、図８に示されるような図となる。この場合、仰角φ１，φ２，φ３に対応する遮蔽域１０（１０１，１０２，１０３）が、それぞれ、ハッチングＣ１，Ｃ２，Ｃ３で例示されるように表示画面７ａで表示される。この表示は、エコーＥＣの表示とは別に行われる。図８では２次元的に表しているが、３次元画像で表示することもできる。なお、図８の表示に代えて、図３の行列ＭＴそのものを表示させてもよい。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態によると、記憶部９に記憶された２次元データ構造は、観測領域ＡＲ内において送信信号Ｂ１を遮蔽する遮蔽物１１が存在する場合に当該遮蔽物１１の高さを１つのパラメータφで特定した遮蔽域特定情報を含んでいる。この構成であれば、３次元の観測領域ＡＲにおける遮蔽域１０を特定するためのデータ構造を、少ないデータ量で実現できる。すなわち、このデータ構造は、観測領域ＡＲの単位高さ（単位仰角）毎に設定される必要がなく、３次元的に配列された極端に多くのセル（データベース）を用意する必要がない。このため、本実施形態によると、気象レーダ装置１における観測時に送信信号Ｂ１が遮蔽される遮蔽域１０を、より少ないデータ量で特定することができる。さらに、遮蔽域１０を考慮した降水強度の算出に必要な処理を、より簡素にできる。
【００８２】
また、本実施形態によると、遮蔽物１０の平面座標を、２つのパラメータｒ，θという簡易且つ少ないデータ量で特定できる。
【００８３】
また、本実施形態によると、各セルＣにおいて、各単位領域ΔＡＲの平面座標を特定する２つのパラメータ（ｒ，θ）が、行列ＭＴにおける行を構成する成分および列を構成する成分として規定されている。また、遮蔽物１１の高さを特定する１つの前記パラメータが、対応するセルＣに格納されている。このような構成であれば、行列ＭＴを見た気象レーダ装置１の設計者またはメンテナンス要員が、どの位置に遮蔽物１１が存在しているかを、より確実に把握できる。
【００８４】
また、本実施形態によると、各単位領域ΔＡＲは、送受信地点Ｐ１を原点とする極座標で特定される領域である。このような構成によると、アンテナ２で受信された受信信号Ｂ２の座標系と同じ座標系を基準として、行列ＭＴの各セルＣを規定することができる。
【００８５】
また、本実施形態によると、遮蔽物１１の高さを特定するパラメータは、送受信地点Ｐ１を原点とする、遮蔽物１１の仰角φである。この構成によると、送信信号Ｂ１の直進性を考慮した、遮蔽物１１の特定に適したパラメータを行列ＭＴの対応するセルＣに格納できる。
【００８６】
また、本実施形態によると、送信信号Ｂ１を送信する送受信地点Ｐ１を原点とする距離方向ＤＲのパラメータが増加したときに、行列ＭＴは、遮蔽物１１の高さを特定するパラ
メータφの値が増加した場合のみ、パラメータφを格納する。この構成によると、２次元データ構造のデータ量を、より少なくできる。
【００８７】
また、本実施形態によると、信号処理部８は、遮蔽物１１が存在する単位領域ΔＡＲに送信信号Ｂ１を送信した場合と、遮蔽物１１が存在しない単位領域ΔＡＲに送信信号Ｂ１を送信した場合とで、受信信号の処理を異ならせるように構成されている。これにより、遮蔽域１０が存在することを、表示画面７ａにおいてより明確に表示させることができる。
【００８８】
また、本実施形態によると、信号処理部８は、２次元データ構造で特定される遮蔽域特定情報を、マトリックス（行列ＭＴ）の表、２次元画像および３次元画像の少なくとも一形態で表示する処理を行うように構成されている。この構成によると、表示画面７ａを通じて遮蔽域１０を視認した気象レーダ装置１のオペレータが、遮蔽域１０の位置をより確実に把握できる。
【００８９】
また、本実施形態によると、信号処理部８は、受信信号の信頼性を示す指標を生成するように構成されている。そして、信頼性を示す指標と遮蔽域特定情報とが観測領域ＡＲの地形データと関連付けて表示画面７ａに表示される。これにより、たとえば、表示画面７ａにおいては、信頼度の高いエコー（遮蔽域１０を示すハッチングＣ１，Ｃ２と重ならないエコーＥＣ）は、その旨を示す表示がなされる。一方、遮蔽物１１からの受信信号Ｂ１に起因するエコーＥＣは比較的信頼度が低く、その旨を示す表示がなされる。これにより、降水を示すエコーの信頼度を、より明確にオペレータに認識させることができる。
【００９０】
以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【００９１】
（１）上述の実施形態では、行列ＭＴにおいて、列の成分が方位θであり、行の成分が距離ｒである形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、行の成分が方位θであり、列の成分が距離ｒであってもよい。また、行列において、仰角φが行の成分または列の成分であってもよい。この場合、方位θおよび距離ｒの何れか一方は、行の成分または列の成分となり、他方は、セルＣに格納される値となる。
【００９２】
（２）また、上述の実施形態では、観測領域ＡＲの座標系が極座標系である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、観測領域ＡＲの座標系は、Ｘ−Ｙ座標系であってもよい。
【００９３】
（３）また、上述の実施形態では、遮蔽物１１の高さを仰角φで特定する形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、遮蔽物１１の高さは、遮蔽物１１の全高（地面からの高さ）で特定されてもよい。
【００９４】
（４）また、上述の実施形態では、送受信地点Ｐ１から上方へ向けて送信信号Ｂ１が送信される形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、送受信地点Ｐ１が高所に設定され、下方へ向けて送信信号Ｂ１が送信されてもよい。この場合、仰角φに代えて、俯角φ'が用いられる。この場合でも、仰角φが設定される場合と同様の遮蔽域情報が、記憶部９に記憶される。
【００９５】
（５）また、上述の実施形態では、気象レーダ装置１について説明したけれども、この通りでなくてもよい。たとえば、本発明は、船舶などを探知するレーダ装置に適用されてもよいし、ソナーおよび魚群探知機などの超音波探知装置に用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、探知装置、および、探知方法として、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１      気象レーダ装置（探知装置）
８      信号処理部
９      記憶部
１０    制御部
１１    遮蔽物
ＡＲ    観測領域
Ｂ１    送信信号
Ｂ２    受信信号
【図１】
0006466480.tif 000002
【図２】
0006466480.tif 000003
【図３】
0006466480.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006466480.tif 000006
【図６】
0006466480.tif 000007
【図７】
0006466480.tif 000008
【図８】
0006466480.tif 000009