JP6258310B2 - 引き波検出装置、レーダ装置、引き波検出方法、及び引き波検出プログラム - Google Patents

引き波検出装置、レーダ装置、引き波検出方法、及び引き波検出プログラム Download PDF

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Description

本発明は、引き波（船舶の航行によって当該船舶の後方に発生する波）を検出する引き波検出装置、引き波検出装置を備えたレーダ装置、引き波を検出するための引き波検出方法、及び引き波検出プログラムに関する。
従来より、海面の波頭の動きを推定するための手法として、例えば特許文献１に示すような手法が知られている。具体的には、特許文献１では、海洋レーダによって得られた受信信号に基づいて、波頭の動きを検出している。
特開平１１−２３７４７７号公報
ところで、海面の波頭の動きのうち特徴的なものとして、船舶の航行によって当該船舶の後方に発生する波である引き波が知られている。この引き波は、船舶の大きさ及び速度に依存して、その波の高さ及び速度が変化する。
よって、例えば、自船を航行する際、他船（特に大型船）が高速で航行することによって発生した大きな引き波によって自船が大きく揺らいでしまい、場合によっては転覆するおそれがある。
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、船舶の航行によって発生する引き波を適切に検出することである。
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る引き波検出装置は、所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出する導出部と、前記導出部で導出された各地点における前記波頭速度ベクトルのうちの一対の波頭速度ベクトルであって、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも所定値以上大きい前記一対の波頭速度ベクトルを、水上を航行する船舶の後方に発生する一対の引き波に起因する引き波速度ベクトルとし、複数の該引き波速度ベクトルを検出する引き波検出部と、を備えている。
（２）好ましくは、前記引き波検出装置は、複数の前記引き波速度ベクトルの代表点に基づいて、前記一対の引き波の波峰線を推定する波峰線推定部を更に備えている。
（３）更に好ましくは、前記波峰線推定部は、複数の前記引き波速度ベクトルの代表点の近似関数を算出し、該近似関数に基づいて前記一対の引き波の波峰線を推定する。
（４）好ましくは、前記引き波検出装置は、前記所定範囲における水面の波頭のエコー画像から、所定の画像特徴を検出する画像特徴検出部を更に備え、前記波峰線推定部は、前記画像特徴検出部で検出された前記所定の画像特徴に基づいて、前記一対の引き波の波峰線を推定する。
（５）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係るレーダ装置は、電波を送受信するアンテナと、前記アンテナが受信した受信信号に基づいて、所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出する導出部、を有する、上述したいずれかの引き波検出装置と、前記引き波検出装置で検出された複数の引き波速度ベクトル、前記複数の引き波速度ベクトルの代表点、及び、前記引き波検出装置の波峰線推定部で推定された前記一対の引き波の波峰線、のうちの少なくともいずれかを表示する表示部と、を備えている。
（６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る引き波検出方法は、所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出するステップと、前記ステップで導出された各地点における前記波頭速度ベクトルのうちの一対の波頭速度ベクトルであって、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも所定値以上大きい前記一対の波頭速度ベクトルを、水上を航行する船舶の後方に発生する一対の引き波に起因する引き波速度ベクトルとし、複数の該引き波速度ベクトルを検出するステップと、を含む。
（７）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る引き波検出プログラムは、所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出するステップと、前記ステップで導出された各地点における前記波頭速度ベクトルのうちの一対の波頭速度ベクトルであって、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも所定値以上大きい前記一対の波頭速度ベクトルを、水上を航行する船舶の後方に発生する一対の引き波に起因する引き波速度ベクトルとし、複数の該引き波速度ベクトルを検出するステップと、を含む。
本発明によれば、船舶の航行によって発生する引き波を検出できる。
本発明の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図１で示す引き波検出装置によって算出された波頭速度ベクトルの分布状態が、第２表示器へ表示される際の表示例を示す図である。 図１で示す引き波検出装置の検出結果の表示例を示す図である。 引き波検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。 引き波検出装置の動作を説明するための図であって、算出対象エリア内における一部の波頭速度ベクトルのみを示す図である。 ある方位方向に沿って並ぶ波頭速度ベクトルにおける、自船からの距離とベクトルの絶対値との関係の一例を示すグラフである。 ある方位方向に沿って並ぶ波頭速度ベクトルにおける、自船からの距離とベクトルの向きとの関係の一例を示すグラフである。 引き波の波峰線の推定方法について説明するためのグラフである。 図１で示す引き波検出装置の算出結果の表示例を示す図である。 変形例に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 画像特徴検出部に記憶される画像の一例を示す図である。 変形例に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図１２で示す引き波検出装置の算出結果の表示例を示す図である。 変形例に係るレーダ装置における、引き波の検出手法を説明するための図である。 変形例に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 変形例に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 変形例に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る引き波検出装置１０、及び引き波検出装置１０を備えるレーダ装置１について、図を参照して説明する。本発明の実施形態に係るレーダ装置１は、例えば船舶（自船）に装備され、海上の物標（例えば他船）を探知するために用いられる。そして、本実施形態に係るレーダ装置１は、引き波検出装置１０によって、他船の引き波（他船の航行によって当該他船の後方に発生する波）を検出できるように構成されている。
［全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。レーダ装置１は、図１に示すように、アンテナユニット２と、信号処理装置３と、第１表示器４ａと、第２表示器４ｂ（表示部）と、を備えている。
アンテナユニット２は、アンテナ５と、受信部６と、Ａ／Ｄ変換部７と、を含んでいる。
アンテナ５は、指向性の強いパルス状電波を送信（放射）可能なレーダアンテナである。また、アンテナ５は、物標からのエコー信号（反射波）を受信するように構成されている。即ち、アンテナ５は、物標を特定するエコー信号を受信するように構成されている。レーダ装置１は、パルス状電波を送信してからエコー信号を受信するまでの時間を測定する。これにより、レーダ装置１は、物標までの距離ｒを検出することができる。自船と物標とが向かい合う方向は、距離方向として定義される。
アンテナ５は、水平面上で３６０°回転可能に構成されており、鉛直軸線回りを回転する。アンテナ５は、パルス状電波の送信方向を変えながら（アンテナ５の回転角度を変えながら）、電波の送受信を繰り返し行うように構成されている。以上の構成で、レーダ装置１は、自船周囲の平面上の物標を、３６０°にわたり探知することができる。
受信部６は、アンテナ５で受信したエコー信号を検波して増幅する。エコー信号は、アンテナ５で受信された信号のうち、アンテナ５からの送信信号に対する、物標又は波頭での反射波である。受信部６は、増幅したエコー信号を、Ａ／Ｄ変換部７へ出力する。Ａ／Ｄ変換部７は、アナログ形式のエコー信号をサンプリングし、複数ビットからなるデジタルデータ（エコーデータ）に変換する。ここで、上記エコーデータの値は、アンテナ５が受信したエコー信号の強度（信号レベル）を特定するデータを含んでいる。Ａ／Ｄ変換部７は、エコーデータを、信号処理装置３の画像生成部８へ出力する。
信号処理装置３は、画像生成部８と、引き波検出装置１０と、を含んでいる。
画像生成部８は、Ａ／Ｄ変換部７からのエコーデータに基づき、比較的信号レベルが大きいデータ（例えば他船等）に基づく画像データを生成する。本実施形態では、画像生成部８は、ＰＰＩ(Plan Position Indicator)画像データを生成する。画像生成部８で生成された画像データは、第１表示器４ａに出力される。これにより、ユーザは、自船位置を基準とした他船位置を把握することができる。
また、画像生成部８は、Ａ／Ｄ変換部７からのエコーデータに基づき、海面からの反射波に基づく画像データを生成する。画像生成部８は、複数のタイミングにおける前記画像データを生成する。このように生成された画像データは、引き波検出装置１０に出力される。
引き波検出装置１０は、海面からの反射波に基づく上記画像データに基づき、波頭速度ベクトルの分布と、引き波の波峰線と、を推定するように構成されている。引き波検出装置１０の構成については、詳しくは後述する。
第１表示器４ａは、画像生成部８で生成された画像信号（他船等に起因する画像信号）を表示する。また、第２表示器４ｂは、引き波検出装置１０で算出された波頭速度ベクトルの分布、及び引き波の波峰線の近似関数を表示する。例えば、第２表示器４ｂは、切替スイッチ（図示省略）を切り替えることにより、波頭速度ベクトルの分布と上記近似関数とを切り替えて表示されるように構成されている。
［引き波検出装置の構成］
引き波検出装置１０は、図１に示すように、波頭フロー算出部１１（導出部）と、引き波検出部１２と、波峰線推定部１３と、を備えている。引き波検出装置１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ（図示せず）等を含むハードウェアを用いて構成されている。また、引き波検出装置１０は、ＲＯＭに記憶された引き波検出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。
上記引き波検出プログラムは、本発明の一実施形態における引き波検出方法を、引き波検出装置１０に実行させるためのプログラムである。このプログラムは、外部からインストールできる。このインストールされるプログラムは、例えば、記録媒体に格納された状態で流通する。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。これにより、引き波検出装置１０を、波頭フロー算出部１１、引き波検出部１２、及び波峰線推定部１３として機能させることができる。
波頭フロー算出部１１は、自船を中心とし自船から所定距離以内の所定範囲（以降、算出対象エリアＡと称する）内における海面の波頭の速度ベクトルを算出するように構成されている。具体的には、波頭フロー算出部１１は、画像生成部８で生成された複数のタイミングでの画像を用いて、波頭のオプティカルフローを算出する。オプティカルフローとは、画像中における運動物体（本実施形態では、波頭）の見かけの速度ベクトルの分布である。波頭のオプティカルフローを算出する手法としては、例えば、相関法、勾配法等が挙げられる。これらの手法については、公知であるため、その詳細な説明は省略する。
波頭フロー算出部１１で算出された、算出対象エリアＡ内における各地点の波頭の速度ベクトルは、第２表示器４ｂ、及び引き波検出部１２に出力される。
図２は、第２表示器４ｂで表示される、算出対象エリアＡ内における各地点の波頭速度ベクトルの一例を示す図である。図２に示す例では、各地点の波頭速度ベクトルの大きさは、対応する各地点に表示された矢印の大きさで表され、各地点の波頭速度ベクトルの向きは、対応する各地点に表示された矢印の向きで表される。
引き波検出部１２は、波頭フロー算出部１１で算出された各地点における波頭速度ベクトルの中から、引き波に起因する波頭速度ベクトルである引き波速度ベクトルを検出するように構成されている。具体的には、引き波検出部１２は、波頭フロー算出部１１で算出された各地点における波頭速度ベクトルにおいて一対の波頭速度ベクトルを対象とする。そして、引き波検出部１２は、当該一対の波頭速度ベクトルが、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも所定値以上大きい場合、当該一対の波頭速度ベクトルを引き波速度ベクトルとする。
波峰線推定部１３は、引き波検出部１２で検出された複数の引き波速度ベクトルの代表点に基づいて、引き波の波峰線を推定する。本実施形態では、波峰線推定部１３は、引き波検出部１２で検出された複数の引き波速度ベクトルの代表点の近似関数を、例えば最小二乗法によって算出し、当該近似関数を、引き波の波峰線として推定する。なお、本実施形態では、引き波速度ベクトルの代表点を、当該引き波速度ベクトルの始点としているが、これに限らす、例えば終点であってもよく、更には、始点と終点との間の中間点であってもよい。
図３は、第２表示器４ｂで表示される、波峰線推定部１３で推定された引き波の波峰線の表示例を示す図である。図３に示すように、引き波の波峰線は、第２表示器４ｂにおいて、他船のエコー画像、及び引き波速度ベクトルの始点を表すＸ印とともに、波峰線推定部１３で推定された近似関数で表される引き波の波峰線を表示することにより表示される。なお、上述した引き波速度ベクトルの始点を表すＸ印の表示については、その代わりに、引き波速度ベクトルの始点と終点とを結ぶ直線で表示してもよい。
［引き波検出装置の動作］
図４は、引き波検出装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。また、図５は、引き波検出装置１０の動作を説明するための図であって、一部の波頭速度ベクトルのみを示す図である。図４及び図５を参照して、引き波を検出する際の工程を説明する。
まず、ステップＳ１で、引き波検出装置１０は、自船を中心とした任意の方位方向（図５の場合、θ１）を設定する。
次に、ステップＳ２で、引き波検出装置１０は、方位方向θ１に沿って並ぶ複数の波頭速度ベクトルを対象ベクトルとして、各対象ベクトルの自船からの距離ｒと、各対象ベクトルの絶対値（速さ）との関係を示すグラフ（図６参照）を作成する。
また、ステップＳ３で、引き波検出装置１０は、各対象ベクトルの自船からの距離ｒと、各対象ベクトルの向きとの関係を示すグラフ（図７参照）と、を作成する。
次に、ステップＳ４で、引き波検出部１２は、ステップＳ２及びステップＳ３で作成された各グラフに基づいて、複数の対象ベクトルに所定の特徴があるか否かを判定する。具体的に、本実施形態では、例えば一例として、引き波検出部１２は、図６に示すグラフから、ベクトルの絶対値が、他の地点における波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも大きい２つのベクトル（図６におけるＶ１とＶ２）を極大値として有する２つの波形がある場合、これらの２つのベクトルＶ１及びＶ２を、判定対象ベクトルとして抽出する。上述のような２つのベクトルが存在しない場合、引き波検出部１２は、複数の対象ベクトルに所定の特徴がないため、当該複数の対象ベクトルについては引き波がないと判定し（ステップＳ６）、ステップＳ７に進む。
なお、上記基準値とは、例えば一例として、図６に示すように、上記２つの波形の間の地点における波頭ベクトルの速さの平均値ＶＡＶＥ、である。しかし、上記基準値は、これに限らず、上記２つの波形の間における任意に地点の波頭ベクトルの速さ、であってもよい。
上述のように２つのベクトルＶ１及びＶ２が判定対象ベクトルとして抽出された場合、引き波検出部１２は、当該一対の判定対象ベクトルＶ１及びＶ２の角度差ΔＤが所定角度範囲内であるか否かを判定する。上記角度差ΔＤが所定角度範囲内であれば、引き波検出部１２は、一対の判定対象ベクトルＶ１及びＶ２を引き波であると検出し（ステップＳ５）、ステップＳ７に進む。一方、上記角度差ΔＤが所定角度範囲を超えていれば（ステップＳ４のＮｏ）、引き波検出部１２は、一対の判定対象ベクトルＶ１及びＶ２を引き波でないと判定し（ステップＳ５）、ステップＳ７に進む。
なお、上記ステップＳ４における所定角度範囲は、一対の判定対象ベクトルＶ１及びＶ２が、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向に向かう角度範囲として設定される。例えば一例として、上記所定角度範囲は、１７０度から１９０度の角度範囲として設定される。
次に、ステップＳ７で、引き波検出装置１０は、方位方向を所定角度ずらして新たな方位方向を設定する。具体的には、図５の場合、方位方向をθ１からθ２にずらす。
次に、ステップＳ８で、全ての方位方向について引き波の検出が終了している場合（ステップＳ８のＹｅｓ）、ステップＳ９に進む。一方、ステップＳ８で、全ての方位方向について引き波の検出が終了していない場合（ステップＳ８のＮｏ）、ステップＳ２及びステップＳ３に戻る。そして、引き波検出装置１０は、新たに設定された方位方向について、上述の場合と同様、ステップＳ２及びステップＳ３以降のステップを行う。
上述したステップＳ１からステップＳ８までのフローが繰り返され、算出対象エリアＡ内の各地点についての引き波の検出が終了すると（ステップＳ８のＹｅｓ）、波峰線推定部１３は、引き波の波峰線を推定する。
図８は、上述のようにして検出された複数の引き波から導出される引き波の波峰線の推定手法について説明するためのグラフである。図８に示すように、ステップＳ９では、波峰線推定部１３は、複数の引き波速度ベクトルの代表点の近似関数を、例えば最小二乗法によって算出し、当該近似関数を引き波の波峰線として推定する。なお、上記近似関数としては、例えば、一次関数、二次関数等が挙げられるが、これらに限らず、その他の関数であってもよい。
上述のように推定された引き波の波峰線は、図３に示すように、引き波速度ベクトルの代表点（本実施形態では、引き波速度ベクトルの始点）とともに、第２表示器４ｂに表示される。これにより、ユーザは、自船に対する引き波の波峰線を視覚的に認識できる。
なお、第２表示器４ｂへの表示状態は、図３に示すものに限らず、例えば図９に示すように、引き波速度ベクトルの代表点を表示せずに引き波の波峰線のみを表示してもよい。
［効果］
以上のように、本実施形態に係る引き波検出装置１０では、以下の条件を満たした場合に、算出対象エリアＡ内における一対の波頭速度ベクトルＶ１，Ｖ２を、引き波に起因する引き波速度ベクトルとして検出する。具体的には、引き波検出装置１０では、一対の波頭速度ベクトルＶ１，Ｖ２が、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値ＶＡＶＥよりも所定値以上大きい場合、引き波に起因する引き波速度ベクトルとして検出する。
水上を航行する船舶の引き波の波峰線は、一般的に、当該航行する船舶の後方に一対、形成される。そして、これらの一対の引き波の波峰線は、その速度ベクトルの向きが概ね反対方向を向き、且つ、その大きさが、他の地点の波頭速度ベクトルの大きさよりも大きくなっている。よって、一対の波頭速度ベクトルＶ１，Ｖ２を、上述のような条件を満たした場合に引き波速度ベクトルとして検出することで、適切な条件で、引き波速度ベクトルを検出できる。
従って、引き波検出装置１０では、船舶の航行によって発生する引き波を適切に検出できる。
また、引き波検出装置１０では、複数の引き波速度ベクトルの代表点に基づいて、引き波の波峰線を推定しているため、引き波の波峰線を適切に推定できる。
また、引き波検出装置１０では、複数の引き波速度ベクトルの代表点の近似関数を算出し、該近似関数に基づいて引き波の波峰線を推定しているため、引き波の波峰線をより適切に推定できる。
また、レーダ装置１では、引き波検出装置１０によって推定された引き波の波峰線が、第２表示器４ｂに表示される。従って、ユーザは、引き波の波峰線を、視覚的に適切に認識できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
［変形例］
（１）図１０は、変形例に係るレーダ装置１ａの構成を示すブロック図である。図１０に示すように、本変形例に係るレーダ装置１ａの引き波検出装置１０ａは、上記実施形態の場合と異なり、画像特徴検出部１４を更に備えている。そして、本変形例の引き波検出装置１０ａは、波峰線推定部１３ａは、引き波検出部１２で検出された引き波速度ベクトルの代表点と、画像特徴検出部１４で検出された画像特徴とに基づいて、引き波の波峰線の近似関数を算出するように構成されている。
一般的に、引き波の波峰線は、航行する船舶の後方に一対、形成される。そして、この一対の引き波の波峰線は、通常、図３等に示すように、船舶から離れるにつれて互いに離反する一対の直線状に形成される。
本変形例に係る引き波検出装置１０ａの画像特徴検出部１４には、例えば図１１（Ａ）に示すように、互いに交差せず且つ平行でない２本の線分を有しその間の角度が任意の角度（例えば、４５度）である特徴を有する画像Ｐ、が記憶されている。なお、画像特徴検出部１４に記憶される画像である２本の線分の間の角度は、図１１（Ｂ）に示す角度（３０度）、図１１（Ｃ）に示す角度（９０度）のように、その他の角度であってもよい。更には、画像特徴検出部１４に記憶される画像は、複数であってもよい。
画像特徴検出部１４は、画像生成部８で生成された波頭のエコー画像から、画像Ｐのような特徴を有する画像特徴を検出する。そして、このような画像特徴が検出された場合、波峰線推定部１３ａは、引き波検出部１２によって検出された複数の引き波速度ベクトルの代表点と、画像特徴検出部１４によって検出された特徴画像と、の両方に基づいて、引き波の波峰線の近似関数を算出する。これにより、引き波の波峰線を、更に精度が高い近似関数で近似することができる。
（２）図１２は、変形例に係るレーダ装置１ｂの構成を示すブロック図である。図１２に示すように、本変形例に係るレーダ装置１ｂは、上記実施形態の場合と異なり、波峰線推定部１３が省略された構成となっている。
本変形例の引き波検出部１２は、上記実施形態の引き波検出部１２と同様にして、算出対象エリアＡにおいて複数の引き波速度ベクトルを検出する。
図１３は、第２表示器４ｂで表示される、引き波検出部１２で検出された複数の引き波速度ベクトルの代表点の表示例を示す図である。本変形例の第２表示器４ｂには、引き波速度ベクトルの代表点の位置が、Ｘ印が表示される。なお、図１３では、引き波速度ベクトルの代表点のみを表示しているが、これに限らず、矢印で表された引き波速度ベクトルを表示してもよい。
以上のように、本変形例に係る引き波検出装置１０ｂでは、上記実施形態の場合と同様にして、引き波速度ベクトルを検出している。従って、上記実施形態の場合と同様、引き波を適切に検出できる。
また、レーダ装置１ｂでは、引き波検出装置１０ｂによって推定された複数の引き波速度ベクトルの代表点が表示される。従って、ユーザは、引き波の位置を、視覚的に適切に認識できる。
（３）上記実施形態に係る引き波検出装置１０では、図５に示すように、引き波速度ベクトルを検出するために設定される対象ベクトルを、自船を中心とした方位方向のそれぞれにおいて、径方向に沿って順次、設定している。すなわち、上記実施形態に係る引き波検出装置１０では、ｒ−θ座標に基づいて引き波速度ベクトルを検出している。しかし、これに限らず、図１４に示すように、ｘ−ｙ座標に基づいて引き波速度ベクトルを検出してもよい。この場合、例えば一例として、算出対象エリアＡ内においてｘ方向に延びる仮想直線を設定し、当該仮想直線に沿って対象ベクトルを設定し、引き波速度ベクトルを検出する。そして、上記仮想直線をｙ方向にずらしていき、ずらされた仮想直線に沿って上述の場合と同様に対象ベクトルを設定し、引き波速度ベクトルを検出する。これにより、上記実施形態の場合と同様、算出対象エリアＡ内において引き波速度ベクトルを検出できる。
（４）図１５は、変形例に係るレーダ装置１ｃの構成を示すブロック図である。上記実施形態では、波頭フロー算出部１１を、オプティカルフローに基づいて算出したが、これに限らず、ドップラー計測によって算出してもよい。本変形例に係る波頭フロー算出部１１ｂは、例えば、第１のタイミングでアンテナ５から送信されたパルス波の反射波と、第２のタイミングでアンテナ５から送信されたパルス波の反射波と、の周波数差に基づいて、算出対象エリアＡの各地点における波頭速度ベクトルを算出するように構成されている。
（５）図１６は、変形例に係るレーダ装置１ｄ、及び引き波検出装置１０を有するパソコン９の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、引き波検出装置１０を、レーダ装置１ｄとは別体のパソコン９に設けてもよい。この場合、引き波検出装置１０での算出結果である引き波の波峰線を、パソコン９のディスプレイで構成された第２表示器４ｂに表示すればよい。
（６）上記実施形態では、引き波検出装置１０で検出された引き波の波峰線を、表示部に表示してユーザに認識させていたが、これに限らない。例えば、図１７に示すように、引き波検出装置１０で検出された引き波の波峰線に関する情報に基づいて、船舶の制御部である船体制御部１５を制御してもよい。具体的に、船体制御部１５は、例えば一例として、波峰線推定部１３で算出された引き波の波峰線の位置及び速度等の情報に基づき、自船が引き波によって転覆しないよう、自船の速度や針路を制御する。これにより、自船が引き波によって転覆することを、未然に防ぐことができる。
本発明は、引き波検出装置、この引き波検出装置を備えたレーダ装置、引き波を検出するための引き波検出方法、及び引き波検出プログラムとして広く適用することができる。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ レーダ装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 引き波検出装置
１１，１１ａ 波頭フロー算出部（導出部）
１２ 引き波検出部
１３，１３ａ 波峰線推定部

Claims (7)

  1. 所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出する導出部と、
    前記導出部で導出された各地点における前記波頭速度ベクトルのうちの一対の波頭速度ベクトルであって、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも所定値以上大きい前記一対の波頭速度ベクトルを、水上を航行する船舶の後方に発生する一対の引き波に起因する引き波速度ベクトルとし、複数の該引き波速度ベクトルを検出する引き波検出部と、
    を備えていることを特徴とする、引き波検出装置。
  2. 請求項１に記載の引き波検出装置において、
    複数の前記引き波速度ベクトルの代表点に基づいて、前記一対の引き波の波峰線を推定する波峰線推定部を更に備えていることを特徴とする、引き波検出装置。
  3. 請求項２に記載の引き波検出装置において、
    前記波峰線推定部は、複数の前記引き波速度ベクトルの代表点の近似関数を算出し、該近似関数に基づいて前記一対の引き波の波峰線を推定することを特徴とする、引き波検出装置。
  4. 請求項２又は請求項３に記載の引き波検出装置において、
    前記所定範囲における水面の波頭のエコー画像から、所定の画像特徴を検出する画像特徴検出部を更に備え、
    前記波峰線推定部は、前記画像特徴検出部で検出された前記所定の画像特徴に基づいて、前記一対の引き波の波峰線を推定することを特徴とする、引き波検出装置。
  5. 電波を送受信するアンテナと、
    前記アンテナが受信した受信信号に基づいて、所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出する導出部、を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の引き波検出装置と、
    前記引き波検出装置で検出された複数の引き波速度ベクトル、前記複数の引き波速度ベクトルの代表点、及び、前記引き波検出装置の波峰線推定部で推定された前記一対の引き波の波峰線、のうちの少なくともいずれかを表示する表示部と、
    を備えていることを特徴とする、レーダ装置。
  6. 所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出するステップと、
    前記ステップで導出された各地点における前記波頭速度ベクトルのうちの一対の波頭速度ベクトルであって、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも所定値以上大きい前記一対の波頭速度ベクトルを、水上を航行する船舶の後方に発生する一対の引き波に起因する引き波速度ベクトルとし、複数の該引き波速度ベクトルを検出するステップと、
    を含むことを特徴とする、引き波検出方法。
  7. 所定範囲の各地点における水面の波頭の速度ベクトルである波頭速度ベクトルを導出するステップと、
    前記ステップで導出された各地点における前記波頭速度ベクトルのうちの一対の波頭速度ベクトルであって、互いに相手側の波頭速度ベクトルの向きの反対方向を中心とした所定角度範囲内の方向へ向かい、且つその速さが他の地点における前記波頭速度ベクトルの速さに基づく基準値よりも所定値以上大きい前記一対の波頭速度ベクトルを、水上を航行する船舶の後方に発生する一対の引き波に起因する引き波速度ベクトルとし、複数の該引き波速度ベクトルを検出するステップと、
    を含むことを特徴とする、引き波検出プログラム。
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