(57)【要約】【課題】探索の確実性を確立すること。【解決手段】計算器６と、表示画面８とから構成されている。表示画面８は、船速が入力される速度設定領域２１と、レーザレーダ１の光軸の角速度が入力される角速度設定領域２２と、探索範囲を設定する探索範囲設定領域２８と、探索可能又は探索不可能を表示する探索判定表示領域２３とから形成されている。計算器６は、船速と角速度と探索範囲とに基づいて探索可能又は探索不可能を計算により求めて、探索可能又は探索不可能を前記探索判定表示領域２８に表示する。探索不可能はレーザレーダの探索信号が届かないブラインド領域が存在することである。画面をマンマシーンインタフェースとして対話的に固定パラメータと変数が入力され、その計算結果がそのマンマシーンインタフェースに表示され、緊急を要する探索が円滑に実行される。【選択図】          図４
2004150898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算器と、
表示画面とを構成し、
前記表示画面は、
船速が入力される速度設定領域と、
レーザレーダの光軸の角速度が入力される角速度設定領域と、
探索範囲を設定する探索範囲設定領域と、
探索可能又は探索不可能を表示する探索判定表示領域とを形成し、
前記計算器は、前記船速と前記角速度と前記探索範囲とに基づいて探索可能又は探索不可能を計算により求めて、探索可能又は探索不可能を前記探索判定表示領域に表示し、
前記探索不可能は前記レーザレーダの探索信号が届かないブラインド領域が存在することである
海上探索システム。
【請求項２】
前記船速は可変的に設定される
請求項１の海上探索システム。
【請求項３】
前記角速度は可変的に設定される
請求項１の海上探索システム。
【請求項４】
前記船速と前記角速度はともに可変的に設定される
請求項１の海上探索システム。
【請求項５】
前記計算器には座標系が設定され、前記座標系の極座標表示では回転方向座標はθで表され、前記探索範囲の最小半径はｄ１で表され、前記探索範囲の最大半径はｄ２で表され、前記角速度はωで表され、前記探索範囲の内縁は、
ｘ１＝ｃｏｓθ・ｄ１，ｙ１＝ｓｉｎθ・ｄ１＋ｖｔ
で表され、前記探索範囲の外縁は、
ｙ２＝ｃｏｓθ・ｄ２，ｙ２＝ｓｉｎθ・ｄ２＋ｖｔ
で表され、ここでθがωｔで表される
請求項１〜４から選択される１請求項の海上探索システム。
【請求項６】
前記ｄ１と前記ｄ２は時間の関数である
請求項５の海上探索システム。
【請求項７】
前記計算器は、
探索回数が１回である第１探索範囲部分と探索回数が２回である第２探索範囲部分を計算により求め、前記表示画面は前記第１探索範囲部分と前記第２探索範囲部分を識別して表示する
請求項１〜６から選択される１請求項の海上探索システム。
【請求項８】
前記計算器は、前記探索範囲の探索時間を計算し、
前記表示画面は前記探索時間を表示する
請求項１〜７から選択される１請求項の海上探索システム。
【請求項９】
計算器と、
表示画面とを構成し、
前記表示画面は、
船速が表示される速度表示領域と、
レーザレーダの光軸の角速度が表示される角速度表示領域と、
探索範囲を設定する探索範囲設定領域と、
船速が入力される速度設定領域と、
前記光軸の角速度が入力される角速度設定領域とを形成し、
前記計算器は前記探索範囲を探索することができる船速と角速度とを計算し、
前記速度表示領域は、前記計算器により計算される船速を表示し、
前記角速度表示領域は、前記計算器により計算される角速度を表示する
海上探索システム。
【請求項１０】
前記表示画面は、
前記探索範囲を探索することができる時間を表示する探索時間表示領域を形成し、
前記計算器は、前記計算により求められた船速と前記計算により求められた角速度に基づいて前記探索時間を計算し、
前記探索時間表示領域は前記計算器により求められた探索時間を表示する
請求項９の海上探索システム。
【請求項１１】
船体に固定される運動座標系で規定される距離ｄ１に基づく内縁曲線と前記運動座標系で規定される距離ｄ２に基づく外縁曲線の間の進行方向幅でレーダ信号を海面に送信するステップと、
船速と前記レーダ信号の走査の角速度とに基づいて前記内縁曲線と前記外縁曲線とを求めるステップと、
第ｊ巡目の前記外縁曲線と第（ｊ＋１）巡目の前記内縁曲線との交点の存否を求めるステップと、
前記交点の存否に対応して監視不可能領域の存否を判定するステップ
とを構成する海上探索方法。
【請求項１２】
進行方向に向く座標軸を地球座標系にｙ軸として設定するステップと、
前記ｙ軸に直交するｘ軸上で前記ｙ軸から規定される距離の範囲にある有効探索幅ｘｓを設定するステップと、
前記交点のｘ座標の絶対値ｘｃと前記有効探索幅ｘｓとの大小関係を比較するステップとを更に構成し、
前記判定するステップは、ｘｃ＞ｘｓであれば、探索不可能領域無しを判定するステップを形成する
請求項１１の海上探索方法。
【請求項１３】
前記交点が存在しない場合に、第（ｊ＋１）巡目の前記外縁曲線の終端点と第（ｊ＋１）巡目の前記内縁曲線の終端点とを結ぶ直線を求めるステップと、
前記直線と第ｊ巡目の前記外縁曲線との交点のｘ座標ｘｄを求めるステップとを更に構成し、
前記ｘｄは有効探索幅であると規定される
請求項１１又は１２の海上探索方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海上探索システム、及び、海上探索方法に関し、特に、遭難者、遭難船、不審船のような海上浮遊物体を探索するレーダを装備する海上探索システム、及び、海上探索方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海上遭難者又は海上遭難船は、船舶により探索される。目視探索を補充するためにレーダ探索が行われる。船舶に搭載され画像を動画として形成するレーダは、結果的には双眼鏡の目視探索である。レーダにより走査的に静止画像を形成する技術は知られている（参照：後掲特許文献１）。得られた画像を処理する技術は知られている（参照：後掲特許文献２）。
【０００３】
探索は、広範囲を短時間で行われることが求められる。レーダを船体に対して旋回させて船体の周囲を探索する技術では、その船体が高速になれば、探索していない領域であるブラインド領域の発生が生じる恐れがある。
【０００４】
ブラインド領域がなく探索目標の全領域を確実に探索することができる技術の確立が求められる。そのような技術では、その探索時間の最短化とその最短化のための船速が確実に知られることが重要である。同じ領域の探索の回数が多いことがより好ましい。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１８８７４７号
【特許文献２】
特開２００２−０６３５７５号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、探索領域の探索を確実にすることができる海上探索システムを提供することにある。
本発明の他の課題は、探索のための船体条件を確実に求めることができる海上探索システムを提供することにある。
本発明の更に他の課題は、探索行為の円滑化のためにマンマシンインタフェースを確立することができる海上探索システムを提供することにある。
本発明の別な課題は、探索不可能領域の存否の判定により探索を確実化する技術を確立する海上探索方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００８】
本発明による海上探索システムは、計算器（６）と、表示画面（８）とから構成されている。表示画面（８）は、船速が入力される速度設定領域（２１）と、レーザレーダ（１）の光軸の角速度が入力される角速度設定領域（２２）と、探索範囲を設定する探索範囲設定領域（２８）と、探索可能又は探索不可能を表示する探索判定表示領域（２３）とから形成されている。計算器（６）は、船速と角速度と探索範囲とに基づいて探索可能又は探索不可能を計算により求めて、探索可能又は探索不可能を前記探索判定表示領域（２８）に表示する。探索不可能はレーザレーダの探索信号が届かないブラインド領域が存在することである。ブラインド領域は、計算器（６）により瞬時的に計算され得る。
【０００９】
画面をマンマシーンインタフェースとして対話的に固定パラメータと変数が入力され、その計算結果がそのマンマシーンインタフェースに表示され、緊急を要する探索が円滑に実行される。ブラインド領域が計算により求められるので、公知技術に比べて探索精度は完全である。
【００１０】
船速と角速度とが独立に、単独に、又は同時的に入力され、多様な探索態様が探索者により最適切に選択され得る。計算器には座標系が設定され、座標系の極座標表示では回転方向座標はθで表され、探索範囲の最小半径はｄ１で表され、探索範囲の最大半径はｄ２で表され、角速度はωで表され、探索範囲の内縁は、
ｘ１＝ｃｏｓθ・ｄ１，ｙ１＝ｓｉｎθ・ｄ１＋ｖｔ
で表され、探索範囲の外縁は、
ｙ２＝ｃｏｓθ・ｄ２，ｙ２＝ｓｉｎθ・ｄ２＋ｖｔ
で表される。探索範囲は、極座標系として表示され、探索可能範囲と探索不可能範囲が一目瞭然に表示される。レーザレーダの存在の高さ位置に対応して、レーザ光軸の半径方向の走査が実行され得る。
【００１１】
計算器（６）は、探索回数が１回である第１探索範囲部分と探索回数が２回である第２探索範囲部分を計算により求めることができる。表示画面はその第１探索範囲部分とその第２探索範囲部分を識別して表示し、不可能範囲と可能範囲が一目瞭然である。探索可能である場合、探索範囲の探索時間が計算され、探索の現実的有効性が判断される。表示画面は、その探索時間を表示する。
【００１２】
本発明による海上探索システムは、計算器（６）と、表示画面（８）とから構成されている。表示画面（８）は、船速が表示される速度表示領域（２６）と、レーザレーダ（１）の光軸の角速度が表示される角速度表示領域（２７）と、探索範囲を設定する探索範囲設定領域（２８）と、船速が入力される速度設定領域（２１）と、光軸の角速度が入力される角速度設定領域（２２）とから形成されている。計算器は探索範囲を探索することができる船速と角速度とを計算する。速度表示領域（２６）は、計算器により計算される船速を表示し、角速度表示領域（２７）は、計算器（６）により計算される角速度を表示する。
【００１３】
探索範囲を指定することにより、探索のために必要である船速と角速度が計算され、その船速と角速度が表示される。その表示領域をクリックすれば、その船速と角速度が実線のプロペラとレーザレーダの走査機構に制御信号として入力される。計算結果を自動的に制御信号として用いることは有効である。表示画面（８）は、探索範囲を探索することができる時間を表示する探索時間表示領域（２９）を形成する。計算器（８）は、計算により求められた船速と計算により求められた角速度に基づいて探索時間を計算する。探索時間表示領域（２９）は、計算器により求められた探索時間を表示する。
【００１４】
本発明による海上探索方法は、船体（２）に固定される運動座標系で規定される距離ｄ１に基づく内縁曲線とその運動座標系で規定される距離ｄ２に基づく外縁曲線の間の進行方向幅でレーダ信号を海面に送信するステップと、船速とレーダ信号の走査の角速度とに基づいて内縁曲線と外縁曲線とを求めるステップと、第ｊ巡目の外縁曲線と第（ｊ＋１）巡目の内縁曲線との交点（Ｃ）の存否を求めるステップと、交点（Ｃ）の存否に対応して監視不可能領域の存否を判定するステップとから構成されている。監視不可能領域の存否の判定は、人命救助又は重要浮遊物体の高精度探知のために顕著に重要である。
【００１５】
進行方向に向く座標軸を地球座標系にｙ軸として設定するステップと、ｙ軸に直交するｘ軸上でｙ軸から規定される距離の範囲にある有効探索幅ｘｓを設定するステップと、交点のｘ座標の絶対値ｘｃと有効探索幅ｘｓとの大小関係を比較するステップとが更に追加的に構成される。基準探索幅の設定は、有効な探索と探索時間の短縮を調和させることができる。このような設定は、探索時間が規定される場合に有効である。
【００１６】
その判定するステップは、ｘｃ＞ｘｓであれば、探索不可能領域無しを判定するステップを形成することが特に有効である。
【００１７】
交点（Ｃ）が存在しない場合に、第（ｊ＋１）巡目の外縁曲線の終端点と第（ｊ＋１）巡目の内縁曲線の終端点とを結ぶ直線（ＥＦ）を求めるステップと、直線（ＥＦ）と第ｊ巡目の外縁曲線との交点のｘ座標ｘｄを求めるステップとが更に追加的に構成される。このステップは、有効探索幅ｘｄを確定的にすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による海上探索システムは、船体にレーザレーダが搭載されている。そのレーザレーダ１は、船体２の高位部に支持されている。船体２の高位部として、マストの頂部又は船橋の高位部が好適に例示される。レーザレーダ１は、２軸旋回自在に船体に支持されている。その２軸旋回位置を示す２つの角度θとβとは、基準姿勢（揺れがなく完全に静止している状態姿勢）の船体に対して、特には、その状態の船体の縦方向中心線（船体の進行方向）に対して定義され、角度θは水平面上の極座標系で定義されるレーザレーダ１の光軸の角度座標であり、角度βは鉛直面に対するレーザレーダ１の光軸の角度座標である。ここで、レーザレーダ１は、波長が８５５ｎｍのレーザ光（夜間と昼間に、霧中と雨中で有効に使用可能である波長のレーザであり距離測定用の信号が載せられる光）に最大感度を有するＣＣＤを用いたＣＣＤカメラ（その光軸が既述の光軸）であるレーザ受信器と、その波長のレーザを広域的領域、又は、自動焦点制御機構を持ち局所領域を走査的に照射するレーザを発信するレーザ発振器を内蔵するレーザ発振器とから形成されるレーザ送受信器である。日中には、可視光ＴＶカメラが併用され得る。
【００１９】
図２は、本発明による海上探索システムの計算器を示している。その計算器３は、初期値４を入力する入力用画面５と、求める値を計算する計算器６と、初期値４と計算結果７とを表示し計算の条件を設定して計算器６の計算を操作する操作用画面８とから構成されている。入力用画面５と操作用画面８は、同一の画面として形成されることが好ましい。
【００２０】
図３は、船体２の運動と実探索領域の幾何学的関係を示している。その実探索領域は、レーザレーダ１の水平面上の旋回角度θの関数である。船体２の特定点、特に、レーザレーダ１に設定される有効基準点が、極座標系（ｘ，ｙ）の原点として定められる。ｚ軸は、後述される。入力用画面５から計算器６に入力される初期値４は、探索開始点Ａ１とＡ２の座標である。探索開始点Ａ１と探索開始点Ａ２とは、探索範囲境界を示す２つの半径方向線のうちの１つの半径方向線に載っている。その半径方向線上で、両探索開始点Ａ１とＡ２の間の距離は、（ｄ２−ｄ１）である。レーザレーダ１は、極座標系上で角度θ１と角度θ２の間で往復運動的に旋回する。その旋回速度（第１角速度）は、ω１（＝ｄθ／ｄｔ）で表される。ω１が零である場合に任意の半径方向線を含む１鉛直面の上で、レーザレーダ１の光軸は第２角速度ω２で半径ｄ１の円と半径ｄ２の円との間で往復運動的に旋回する。
【００２１】
ステップＳ１：
入力用画面５により計算器６に初期値４が、図３に示される座標系上で設定される。初期値４として下記固定パラメータが例示される。
水平面上の回転方向探索範囲：
θ１（初期角度）＝３０゜，θ２（初期角度）＝１５０゜
レーザレーダ１の原点からの高さＨ（ｚ軸座標）：８ｍ
水平面上の半径方向探索範囲：
ｄ１（初期距離）＝１ｋｍ，ｄ２＝２ｋｍ
船速ｖ：
初期設定値＝２０（ノット）又は任意値
第１角速度ω１：
初期設定値ω１＝０又は任意値（上限値あり）
【００２２】
ステップＳ２：
次に、変動パラメータが指定される。変動パラメータとして、船速ｖ（ノット）と第１角速度ω２が例示される。船速ｖ（ノット）と第１角速度ω１とは独立変数であるが、第２角速度ω２は第１角速度ω１の従属変数である。光軸と海面の交点にレーザレーダ１の焦点が計算的に自動制御される。その焦点を中心とする画像取得可能半径はａで表される。半径方向座標ｒがより大きくなれば画像取得可能半径ａはより大きくなるが、画像取得可能半径は近似的に一定であると妥当的に仮定される。時刻列ｔｊの隣り合う２つの時刻点の間は、一定時間間隔Δｔに設定される。
【００２３】
ステップＳ３：
変動パラメータは、下記式で変化する。：
ｖ＝ｖ−（ｎ−１）Δｖ，ｎの初期値＝１
ω１＝ω１−（ｍ−１）Δω，ｍの初期値＝１
ここで、ｍは、ｎがｎに到達する度に１だけ増加する。
【００２４】
ステップＳ４：
レーザレーダ１の光軸と海面とが交わる交点（焦点位置）の座標の変動（交点軌跡）が時系列ｔｊで計算される。高さＨが零ｍであれば、第２角速度ω２は第１角速度ω１に独立に零に設定される。半径方向線上の２点の撮影により下記式で表される内縁と外縁の間の領域は撮影可能範囲（探索可能範囲）であることが仮定される。図３に示されるように、交点軌跡に基づくレーザレーダ１の撮影可能範囲の内縁座標（ｘ１，ｙ１）とその撮影可能範囲の外縁座標（ｘ２，ｙ２）は、下記式で計算される。：
ｘ１＝ｃｏｓθ・ｄ１，ｙ１＝ｓｉｎθ・ｄ１＋ｖｔ
ｙ２＝ｃｏｓθ・ｄ２，ｙ２＝ｓｉｎθ・ｄ２＋ｖｔ
θ＝ω１・ｔ
ここで時間の変数ｔは、順序数である時刻列ｔｊの集合である。
θが１５０゜に到達すればθは３０度まで順次に一定角度幅Δθで減少し、θが３０゜に到達すればθは１５０度まで順次に一定角度幅Δθで増大する。項ｖｔがなければ、両縁は円であるが、船体２のｖノットの前進により、両円は円ではなく、円の中心点が時刻列上で増大する一定半径円の包絡線９，１０である。
【００２５】
ステップＳ５：
両縁の半径方向間は探索可能領域であるが、多数組の両縁で挟まれる複数領域である探索可能領域は海面の規定角度範囲の全領域を被覆する場合は、今の計算は全面探索可能であることを数学的に証明している。その探索可能領域がその規定角度範囲の全領域を被覆しない場合には、全面探索不可能を証明している。このような全面探索可能又は全面探索不可能が判定される。全面探索可能はブラインド領域の不存在に同義であり、全面探索不可能はブラインド領域の存在に同義である。ブラインド領域が存在しない場合には、その時の探索可能船速ｖ（今の場合２０ノット）１２と探索可能第１角速度ω１３が操作用画面８に送信される。
【００２６】
ステップＳ６：
ブラインド領域が存在する場合には、ステップＳ３に戻り、船速ｖは、（ｖ−Δｖ）に減少的に再設定される。船速ｖが２０ノットから５ノットまで３段階で減速される。ｎが４の時の判定が行われてその時の探索可能船速ｖ１２と探索可能第１角速度ω１３が出力され、又は、ｎが４の時の判定が行われて探索可不可能であれば、プロセスはステップＳ３に戻り、ｎ＝１に設定が維持されて、第１角速度ω１の値が減少的に再設定される。第１角速度ω１が走査されて最小値に設定されて、判定が行われれれば、ステップＳ３でｎ＝２が設定される。ｆｏｒ（ｎ＝１  ｔｏ  ４）ｆｏｒ（ｍ＝１  ｔｏ  ｍ）が二重に繰り返される。このように、船速ｖと第１角速度ω１のあらゆる組合わせによる判定が行われる。
【００２７】
レーザレーダ１の高さＨが考慮される場合には、第２角速度ω２が零でない値に設定される。交点座標は、次式に変更される。
ｘ＝ｃｏｓθ・ｄ（ｔ），ｙ１＝ｓｉｎθ・ｄ（ｔ）＋ｖ・ｔ
包絡線を形成する円の半径は一定ではなく、半径ｄは時間の関数ｄ（ｔ）で表される。このような関数ｄ（ｔ）に基づいて、ステップＳ３〜ステップＳ５が繰り返される。
【００２８】
図４は、操作用画面８の詳細を示している。操作用画面８は、探索対象物体の撮影像を表示する探索対象物体表示部位１４を有する。探索対象物体表示部位１４に画像化されている探索領域１５は、極座標で表示されている。探索領域１５は、探索領域表示画面１６で表されている。探索領域表示画面１６は、多数の部分探索領域１７に分割されている。部分探索領域１７に物体が存在することは、画像処理により高精度化されて判定される。図４には、５００ｍ前方の海面近傍に存在する鳥が領域１７−１に存在することが例示的に示され、又は、１０００ｍ前方の海面に存在する不審船が領域１７−２に存在することが例示的に示されている。
【００２９】
操作用画面８は、計算用船速ｖを設定する計算用速度設定領域１８と計算用第１角速度を設定する計算用第１角速度設定領域１９とを更に有している。部分探索領域１７と計算用第１角速度設定領域１９のクリック領域をそれぞれにクリックすることにより、設定領域を選択することができる。設定値設定欄２１，２２には、それぞれに入力用画面５を介して計算用船速ｖと第１角速度ωが設定される。既述の計算に基づいて判定される探索可能と探索不可能は、探索判定表示領域２３に選択的に表示される。計算器６は、そのような設定の度に計算することができ、又は、両設定値と判定のテーブルを準備していて、計算なしに判定することができる。
【００３０】
操作用画面８は、霧、雨、晴天の気象条件を選択する第１モード選択欄２４と、昼間、夜間のような光量条件を選択する第２モード選択欄２５を有している。これらのモードに基づいて、レーザレーダ１の照射立体角度又は距離的探索範囲が自動的に決定される。操作用画面８は、実船速ｖと実第１角速度ωを設定する実速度設定領域２６と実第１角速度設定領域２７とを更に有している。操作用画面８は、探索範囲を規定する半径方向範囲ｄ１，ｄ２と、回転方向範囲θ１，θ２とを設定する探索範囲設定領域２８を更に有している。探索範囲設定領域２８による設定に基づいて、探索領域１５が探索領域表示画面１６に表示される。
【００３１】
入力された条件、特に、判定が探索可能である実速度設定領域２６と実第１角速度設定領域２７とに基づいて、計算器６は、設定範囲の探索のために必要である探索時間と、同じ領域について探索される探索回数を計算することができる。その計算の結果である探索時間と探索回数は、探索時間表示領域２９と探索回数表示領域３１にそれぞれに表示される。
【００３２】
図５と図６は、探索可能な場合の探索回数を示している。図５は、船速が２０ノットである場合の探索回数分布を示している。領域Ｉは探索回数が１であり、領域ＩＩは探索回数が２であり、領域ＩＩＩは探索回数が３である。図６は、船速が５ノットである場合の探索回数分布を示している。領域Ｉは探索回数が１であり、領域ＩＩは探索回数が２であり、領域ＩＩＩは探索回数が３である。船速がより遅くなれば、探索精度が向上する。
【００３３】
図７は、立体的視野範囲の規定のための計算方法を示している。パラメータが下記のように設定される。
ｈ：カメラ高さ（ｍ）
α：カメラ俯角（ｄｅｇ）
β：カメラ画角（ｄｅｇ）（ＣＣＤ配列比４：３の影響は無視）
ｖ：船速：ｍ／ｓｅｃ
ω：カメラ旋回速度
φ：カメラ旋回範囲
ｄ：カメラ視野中央点までの水平距離
ｄ１：カメラ視野下端までの水平距離
ｄ２：カメラ視野上端までの水平距離
【００３４】
図から分かるように、
ｄ＝ｈ／ｔａｎ（α）
ｄ１＝ｈ／ｔａｎ（α＋β／２）
ｄ２＝ｈ／ｔａｎ（α−β／２）
パラメータα，β，ｄ（ｄ１又はｄ２）のうちの２つが定まれば残りの１つは算出され得る。ｄ２とβが規定されれば、αは一意に定まる。
【００３５】
図８は、船体が直進しながらカメラを旋回（ｓｗｅｅｐ）させれ得られる監視領域の計算方法を示している。その極座標系で、基準時刻から時間ｔが経過した後の船体から見たカメラの光軸の角度座標はθで表される。カメラ旋回角度位置θは、旋回角速度ωと旋回範囲φと、基準位置のカメラ旋回角度位置に基づいて計算され得る。カメラは、θ＝ωｔとして、旋回範囲の両端角度位置でターンする。初期旋回角度位置として、θ＝９０＋φが規定されている。カメラ視野上下端座標の軌跡は、内縁点がｐで表され外縁点がｑで表されて、次式で記述される。
ｘｐ＝ｄ１ｃｏｓθ
ｙｐ＝ｄ１ｓｉｎθ＋ｖｔ
ｘｑ＝ｄ２ｃｏｓθ
ｙｐ＝ｄ２ｓｉｎθ＋ｖｔ・・・（１）
【００３６】
（ｖ，ω，φ，β）のパラメータの組合せによれば、図９に示されるように、１巡目の上端曲線と１巡目の下端曲線とで挟まれる領域Ａは監視可能領域であるが、１巡目の上端曲線と２巡目の下端曲線とで挟まれる領域Ｂは監視不可能領域である。船速ｖに対して（１）旋回速度ωが遅すぎる場合、（２）旋回範囲φが広過ぎる場合、又は、（３）既述の画角βが小さ過ぎる場合には、監視不可能領域が存在する。
【００３７】
図１０は、監視不可能領域存否の判定を行う存否判定計算方法を示している。監視可能領域の境界線上ある２点Ａ，Ｂが着目される。
Ａ：２巡目の旋回走査（ｓｗｅｅｐ）が完了した時点の内縁点
Ｂ：１巡目の外縁走査の途中で点Ａと同じｘ座標を持つ点
点Ａの座標：（ｘａ，ｙａ）
点Ｂの座標：（ｘａ，ｙｂ）
点Ｃの座標（ｘｃ，ｙｃ）が下記のように定義される。
点Ｃ：１巡目の走査の外縁と２巡目の走査の内縁の交点
点Ａの座標（ｘａ，ｙａ）は、時刻が既知であるから、式（１）により計算により求められる。点Ｂの座標：（ｘａ，ｙｂ）のｙ座標ｙｂは、１巡目の外縁の走査の途中でｘ座標ｘａが既知であるから、式（１）より計算により求められ得る。このように、点Ａの座標（ｘａ，ｙａ）と点Ｂの座標（ｘａ，ｙｂ）は、算出可能である。
【００３８】
図から容易に分かるように、ｙｂ＞ｙａであれば監視不可能領域開始点Ｃが存在する。上縁曲線と下縁曲線は既知であるから、両曲線の交点Ｃの座標は解析的に求められ得る。交点Ｃが存在し、且つ、交点Ｃが船体の真正面前方（ｙ軸）より右に存在すれば、左舷側は完全に監視不可能領域である。交点Ｃが存在し、且つ、交点Ｃが船体の真正面前方より左に存在すれば、右舷側は完全に監視可能領域であるが、左舷側の一部は監視不可能領域である。今、ｙ軸から遠ざかる点の領域幅が最低有効探索幅として設定されｘｓで表される。ｘｓは、十分に大きい値に設定されている。以下、ｘｃは絶対値で表される。ｘｃ＜ｘｓであれば、計算器６によりステップＳ５で、監視不可能領域が存在すると判定される。ｘｃ＞ｘｓであれば、僅かに監視不可能領域が存在する場合にも、計算器６はステップＳ５で監視不可能領域無しの判定を行う。図１０は、ｙ軸に対して左右対称であるから、最低有効探索幅は２ｘｓに設定される。
【００３９】
ｙａ＜＝ｙｂであれば、点Ｃは存在しない。既述の点Ａは、点Ｆで表されている。１巡目の走査の外縁の開始点がＧで表され、２巡目の走査の外縁曲線の終了点はＥで表されている。２巡目の内縁曲線と直線ＥＦの交点は、Ｄで表されている。点Ｄのｘ座標は、計算により求められる。Ｄのｘ座標の絶対値は、ｘｄで表される。有効探索幅２ｘｄの監視領域の任意の監視点は、監視可能である。
【００４０】
図１２は、既述の監視不可能領域の存否判定の計算方法のフローを示している。
ステップＳ６：ｙａとｙｂの大小関係の判定
ステップＳ８：ｙａ＞ｙｂであれば、交点Ｃの座標の算出
ステップＳ９：ｘｓ＞ｘｃの判定
ステップＳ１０：ｘｓ＞ｘｃであれば、監視不可能領域有りの判定
ステップＳ１１：ｘｓ＜＝ｘｃであれば、探索幅２ｘｃで監視不可能領域無しの判定
ステップＳ１２：ｙａ＜＝ｙｂであれば、点Ｄの座標の算出
ステップＳ１３：有効探索幅２ｘｄで監視不可能領域無しの判定
【００４１】
図１３は、片側有効探索幅と探索角度範囲の関係を船速をパネルラメータとして示している。画角は２度に設定され、旋回速度は２度に設定されている。船速が遅い場合には、片側有効探索幅は広く、且つ、探索角度範囲は広い。船速が速い場合には、片側有効探索幅は狭く、且つ、探索角度範囲は狭い。
【００４２】
図１４は、１０ｋｍ四方探索時間と探索角度範囲の関係を船速をパネルラメータとして示している。画角は２度に設定され、旋回速度は２度に設定されている。船速が遅い場合には、探索角度範囲が広くなれば探索時間は短くなる。船速が速い場合には、探索角度範囲が広くなれば探索時間は極端に長くなる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明による海上探索システム、及び、海上探索方法は、探索精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による海上探索システムの適用を示す正面断面図である。
【図２】図２は、本発明による海上探索システムの実施の形態を示す回路図である。
【図３】図３は、座標系を示す平面図である。
【図４】図４は、表示画面を示す正面図である。
【図５】図５は、探索回数を示すグラフである。
【図６】図６は、他の探索回数を示すグラフである。
【図７】図７は、視野範囲を計算する計算方法を示すグラフである。
【図８】図８は、監視能領域を示すグラフである。
【図９】図９は、監視不可能領域の存在を示すグラフである。
【図１０】図１０は、監視不可能領域の存否の計算方法を示すグラフである。
【図１１】図１１は、監視可能領域の探索幅の計算方法を示すグラフである。
【図１２】図１２は、監視不可能領域の存否の判定方法を示す計算フロー図である。
【図１３】図１３は、探索幅と探索角度範囲の関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、探索時間と探索角度範囲の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…レーザレーダ
２…船体
６…計算器
８…表示画面
２１…速度設定領域
２２…角速度設定領域
２３…探索判定表示領域
２６…速度表示領域
２７…角速度表示領域
２８…探索範囲設定領域
２９…探索時間表示領域
【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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