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专利名称：雷达装置、关注物标检测方法及关注物标检测程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据基于所发送的信号在物标处反射而成的回波信号所生成的图像数据，检测关注物标的雷达装置、关注物标检测方法及关注物标检测程序。
背景技术：
以往，存在向探测区域发送电波信号，进行探测区域的物标探测的各种雷达装置等。雷达装置通过接收所发送的电波信号经物标反射而成的回波信号形成对于探测区域的探测图像。然后，雷达装置将所形成的探测图像显示于显示装置。由此，用户能够根据探测图像进行探测区域内的物标检测。在将该雷达装置搭载于船舶，对船舶的周围进行探测的情况下，雷达装置接收在例如陆地、鸟、其他船舶、提坝或浮标等各种物标处反射的回波信号或者噪声信号。因此，船员(用户)有时很难区别显示成探测图像的图像是本来已经认识的物标还是噪声的情况。
专利文献1中公开了一种雷达信号处理装置，在通过雷达进行大气观测时，该雷达信号处理装置去除由多只鸟通过上空所产生的异常回波信号，正确地进行风速测量等大气观测。在专利文献1中，作为去除由鸟产生的异常回波信号的例子是将在比较容易识别的地形反射的回波信号以外的信号看作由鸟反射的异常回波信号加以去除。由此，用户可以只取得关于大气观测的信息。
专利文献1 日本专利第3794361号公报
但是，如专利文献1中所记载的，当将易于识别的回波信号以外的信号作为无用信号加以去除的情况下，在用户需要其信息的物标处反射的回波信号也可能被一并去除。发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够根据图像数据对特定的关注物标进行精确检测的雷达装置、关注物标检测方法以及关注物标检测程序。
本发明是在从基于含有所发送的信号在物标处反射而成的回波信号的输入信号而生成的图像数据中检测关注物标的雷达装置中，具有对基于与关注物标相关的回波信号的特性而生成的模板图像数据进行存储的存储部；对所述图像数据和所述模板图像数据进行图案匹配的图案匹配部；当图案匹配的结果是在从所述图像数据中检测出关注物标的情况下，对在包含与所述模板图像数据相关的关注物标的所述图像数据中的区域进行确定的确定部。
在该构成中，即使是在由与多个物标相关的回波信号生成图像数据的情况下，也可以通过图像数据与模板图像数据的图案匹配仅检测出关注物标。此外，因为模板图像数据是基于与关注物标相关的回波信号的特性生成的，所以通过图案匹配，检测关注物标的精度提高。
在本发明的雷达装置中，模板图像数据包括基于与关注物标相关的回波信号的脉冲宽度、信号强度、以及表示与所述关注物标相关的回波信号相对于所述输入信号所占的4比例的占有度而生成的数据。
在该构成中示出关于生成模板图像信号的、与关注物标相关的回波信号的特性的具体例子。
在本发明的雷达装置中，所述模板图像数据包括基于关注物标的大小、在基于所述关注物标处反射的回波信号生成图像的情况下的所述图像数据的亮度、表示所述图像数据相对于基于所述输入信号生成的图像数据所占的比例的粒度的组合而生成的数据。
在该构成中示出通过关注物标的大小、图像数据的亮度以及粒度生成模板图像数据的具体例子。
在本发明的雷达装置中，当所述关注物标为小于指定尺寸的飞行物的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度小于阈值，且使所述图像数据的粒度大于阈值而生成的数据。
在该构成中示出在关注物标为例如气球、冰雹(冰粒)等小于指定尺寸的飞行物的情况下的模板图像数据的例子。指定尺寸是对应于雷达装置的用途，根据实验值或经验法则而设定的值。阈值是对应于飞行物的类别，根据实验值或经验法则而设定的值。再者， 飞行物中也包括由多个飞行物组成的群。
在本发明的雷达装置中，当所述关注物标为小于指定尺寸的动物的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度小于阈值，且使所述图像数据的粒度大于阈值而生成的数据。
在该构成中示出在关注物标为动物、鸟等小动物的情况下的模板图像数据的例子。指定尺寸是对应于雷达装置的用途，根据实验值或经验法则而设定的值。阈值是对应于飞行物的类别，根据实验值或经验法则而设定的值。
在本发明的雷达装置中，当所述关注物标为不动物体的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度大于阈值，且使所述图像数据的粒度小于阈值而生成的数据。
在该构成中示出在关注物体为例如陆地的不动物体的情况下的模板图像数据的例子。阈值是对应于不动物体的类别，根据实验值或经验法则设定的值。
在本发明的雷达装置中，当所述关注物标为大于指定尺寸的人工活动物体的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度大于阈值，且使所述图像数据的粒度大于阈值而生成的数据。
在该构成中示出在关注物标为例如船舶或飞机的人工活动物体的情况下的模板图像数据的例子。指定尺寸是对应于雷达装置的用途，根据实验值或经验法则设定的值。阈值是对应于人工活动物体的类别，根据实验值或经验法则设定的值。
本发明的雷达装置具有删除部。删除部从所生成的图像数据中删除所述确定部所确定的区域。
在该构成中，通过从图像数据中删除含有关注物标的区域，能够在显示图像数据的情况下不显示关注物标。
在本发明的雷达装置中，删除部具有对所述确定部所确定的区域的图像数据的辉度进行调整的调整部和从所述区域减去辉度调整后的图像数据的减去部。
在该构成中，当从图像数据删除了关注物标时，能够抑制删除区域处产生的不自然。
在本发明的雷达装置中，所述删除部还具有使所述确定部所确定的区域的图像数据平滑化的平滑部，所述调整部对平滑化后的图像数据的辉度进行调整。
在该构成中，通过在从图像数据删除关注物标时进行平滑化，能够抑制删除区域处产生的不自然。
本发明的雷达装置具有当图案匹配的结果是检测出多个关注物标，在所述确定部所确定的区域内包含多个关注物标的情况下，从所述区域内所包含的多个关注物标中设定代表点的设定部、将所设定的代表点的数量作为群聚度加以测量的测量部、基于该测量部所测量的群聚度生成关注物标的分布数据的分布数据生成部。
在该构成中示出为了易于确认多个关注物标的分布状态而生成分布数据的例子。
本发明的雷达装置具有生成将图像数据生成部所生成的图像数据以及所述分布数据生成部所生成的分布数据合成的图像数据的生成部。
在该构成中，通过生成将基于回波信号生成的图像数据和分布数据合成的图像数据，能够更容易地确认关注物标的分布状态。
本发明的雷达装置具有当代表点的数量为阈值以下的情况下将所述群聚度变更成不同值的变更部。
在该构成中，为了节省无为的处理，在代表点的数量少的情况下，不生成分布数据。
本发明的雷达装置具有在代表点呈一维状分布的情况下将所述群聚度变更成不同值的变更部。
在该构成中，因为代表点呈一维状分布时人工物体的可能性高，所以，当关注物标为自然物体(动物等)的情况下，不生成分布数据，可以节省无为的处理。
根据本发明，即使是在由与多个物标相关的回波信号生成图像数据的情况下，也可以通过图像数据与模板图像数据的图案匹配仅对关注物标进行检测。


图1是表示实施方式1的雷达装置的构成的框图。
图2是表示各物标的回波信号特征的模式图。
图3是表示所生成的模板图像数据的一例的图。
图4是模式化地表示图像处理部所具有的功能的框图。
图5是表示与基于回波信号所生成的输入图像数据相关的图像的例子的图。
图6是表示与从输入图像数据提取的鸟的图像数据相关的图像的图。
图7是表示与输出图像数据相关的图像的图。
图8是表示在图像处理部所执行的处理顺序的流程图。
图9是模式化地表示图像处理部所具有的功能的框图。
图10是表示与从输入图像数据中提取的鸟的图像数据相关的图像的图。
图11是表示鸟类地图生成部所生成的鸟类地图的图。
图12是表示合成鸟类地图的输出图像数据的一例的图。
图13是表示合成鸟类地图的输出图像数据的一例的图。
图14是表示在图像处理部所执行的处理顺序的流程图。
图15是用于说明排除与并非鸟的物标相关的回波数据的一例的图。
图中
1
12
14
14
21
23
24
25
26
2具体实施方式
以下，对照附图对本发明的雷达装置、关注物标检测方法以及关注物标检测程序的优选实施方式加以说明。在以下说明的实施方式中，对将本发明的雷达装置搭载于船舶的情况加以说明。此外，将“鸟”作为本发明中的飞行物及动物加以说明。将“陆地”作为本发明中的不动物体加以说明。将“船舶”作为本发明中的人工活动物体加以说明。
再者，本发明的雷达装置，除了适用于船舶的雷达装置以外，也可以适用于机场等处的监控装置。此外，对应于雷达装置的用途，本发明中的关注物标可以适当变更成动物或草木等。例如，本发明的飞行物除了鸟以外，也可以是冰雹或气球等。本发明的动物可以是狐狸或鼬鼠等“小动物”，本发明的不动物体可以是“建筑物”。此外，本发明的人工活动物体可以是“飞机”。
(实施方式1)
本实施方式的雷达装置将搭载有该雷达装置的船舶(以下称为自船)的周围设为探测区域，在顺次改变方位的同时向周围方向放射短波长的电波，接收在探测区域内的例如陆地、海上的他船或鸟等物标处反射的反射波。雷达装置由所接收到的反射波生成探测区域的图像，同时，根据所生成的图像对鸟进行检测，从图像中去除鸟。由此，看了去除了鸟的图像的用户能够把握陆地或者海上的他船等航行所必需的物标的信息。
图1是表示实施方式1的雷达装置的构成的框图。雷达装置1具有发送部10、环形器11、天线12、接收处理部13、存储部14以及显示部15等。存储部14为例如ROM (Read Only Memory 只读内存)等，其存储使雷达装置1工作所必须的程序14A以及各种数据，例如后述的模板图像数据14B等。
控制发送部10，以便按照指定的定时输出脉冲信号，使用基准频率信号按照被设定的定时向环形器11输出脉冲信号。
环形器11将发送部10所输出的脉冲信号传送到天线12。天线12被配备到自船， 其以规定的旋转速度在水面上回转，同时将介由环形器11输入的脉冲信号以规定的指向性放射到外界。此外，天线12接收其自身所放射的脉冲信号在探测区域内的物标处反射而雷达装置天线存储部(存储部) 模板图像数据输入图像生成部图案匹配部(确定部、提取部) 图像调整部输出图像生成部(删除部) 群聚度算出部(测量部) 鸟类地图生成部(分布数据生成部)成的回波信号，并输出到环形器11。环形器11将从天线12输出的回波信号传送到接收处理部13。
接收处理部13为例如微型计算机，通过执行存储于存储部14的程序14A，对介由环形器11输入的回波信号(输入信号)进行检波，生成探测区域的图像数据。该接收处理部13具有放大部130、A/D转换部131、接收数据存储部132以及图像处理部133等。再者， 存储部14也可以由接收处理部13所有。
放大部130将介由环形器11从天线12输入的回波信号放大。放大部130将所放大的回波信号输出到A/D转换部131。A/D转换部131以指定的采样时间对放大部130所放大的回波信号进行模-数转换，形成由指定比特数构成的接收数据，并输出到接收数据存储部132。
接收数据存储部132具有所谓扫掠(Swe印)存储器。接收数据存储部132实时地对通过A/D转换部131进行了数字转换的1个扫掠量的接收数据进行存储，在接下来获得的接收数据再次被写入之前，对该1个扫掠量的接收数据进行存储。更具体而言，接收数据存储部132以从近距离侧到远距离侧排列顺次输入的接收数据的方式，即按照以自船为基准沿距离方向排列顺次输入的接收数据的方式，顺次地存储1个扫掠量。这时，接收数据存储部132具有多个扫掠存储器，以便能够存储沿方位方向排列的多个扫掠的接收数据。
图像处理部133随时从接收数据存储部132读出接收数据来生成图像数据。此外， 图像处理部133从所生成的图像数据中删除与鸟对应的图像数据，将删除后的图像数据输出到显示部15。关于图像处理部133，之后进行详细记述。
显示部15将从图像处理部133输出的图像数据作为探测区域内的物标探测结果显示出来。此时，显示部15显示从探测区域删除了鸟的图像。再者，显示部15也可以与雷达装置1分开设置。
下面对图像处理部133进行详细记述。
图像处理部133进行基于天线12所接收的回波信号而生成的图像数据(以下称为输入图像数据)和在存储部14所存储的模板图像数据14B之间的图案匹配。模板图像数据14B为鸟的图像数据的模板。图像处理部133通过进行图案匹配(Pattern Matching)， 从输入图像数据中提取(确定)包含鸟的区域。然后，图像处理部133生成从输入图像数据删除了所提取区域的图像数据(以下称为输出图像数据)，并输出到显示部15。由此，在显示部15显示从探测区域删除了鸟的图像。
以下，对存储于存储部14的鸟的模板图像数据14B进行详细记述。
鸟的模板图像数据14B是基于各物标不同的回波信号的特征(特性)生成的。以下，将在陆地、船舶及鸟分别反射而成的回波信号称为陆地回波信号、船舶回波信号以及鸟回波信号。
图2是表示各物标的回波信号的特征的模式图。图2的上侧示出基于陆地回波信号、鸟回波信号、船舶回波信号以及噪声信号所生成的相同尺寸的图像。再者，图2的基于鸟回波信号所生成的图像表示基于在鸟群处反射而生成的回波信号生成的图像。此外，图 2的下侧示出物标的大小、图像数据的亮度以及粒度的特征量。
物标的大小由天线12所接收的回波信号的脉冲宽度决定，鸟的大小比陆地以及船舶小。图像数据的亮度是天线12所接收的回波信号的信号强度的峰值，鸟的图像数据的亮度比陆地以及船舶小。图像数据的粒度是与物标对应的区域(像素)相对于一定尺寸的图像数据所占的比例(密度)，随着密度(占有度)的变小图像数据的粒度变大。例如，图 2中的黑色部分表示物标不存在的区域，而因为陆地比鸟大，所以，在陆地图像数据的情况下，与鸟的图像数据的情况相比，黑色部分少。
因此，鸟的图像数据的粒度比陆地大。再者，粒度也可以是一定区域内的回波信号所占的比例。例如，陆地比鸟大很多，因此天线12与鸟回波信号相比更多地接收陆地回波信号。因此，鸟的情况下的回波占有度比陆地的情况下低。
鸟的模板图像数据14B是使用图2中说明的回波信号的特征来生成的。下述式 (1)是表示一般的二维高斯分布的式子。下述式(1)中所示的(X，y)是二维图像数据中的像素位置，σ是标准偏差。1 x2+y 2
LV Normalize (x,y)= -- βΧρ (--^―)2兀 σ22σζ
式(1)
为了生成鸟的模板图像数据14Β，将上述式(1)变形以便接近图2中说明的鸟的回波信号的特征的式子为下述式O)。Lv Normalize
Lv(χ,y) 二MAX((0, MIN (255’ Lvp-+ Ofs))Lvp Normalize
式 O)
在式⑵中，偏置(Ofs)以及峰值(Lvp)为想要生成的鸟的模板图像数据14B中的粒度及亮度。通过使偏置(Ofs)大于阈值，能够增多图2的图像的黑色部分，提高粒度； 通过使峰值(Lvp)小于阈值，能够降低亮度。偏置(Ofs)以及峰值(Lvp)的阈值是根据实验值或经验值设定的最适合鸟的值。
此外，式O)中，目的是使MAX、MIN控制在像素值的最大及最小范围(0 255) 内。模板图像数据14B是基于鸟回波信号生成图像数据，进而利用使用了高斯函数的上述式O)的二维高斯分布的数值来生成的。
图3是表示所生成的模板图像数据14B的一例的图。图3的右图表示基于鸟回波信号生成了图像数据的图像的高斯分布。图3的左图表示使用图3的右图，将图像的大小设为(llXllpic)，偏置设为30，峰值设为270，通过上述式( 获得的模板图像数据14B。
再者，模板图像数据14B也可以预先生成好并存储于存储部14，在雷达装置1的初始动作等中，也可以由图像处理部133生成，并存处于存储部14。此外，为了进一步优化后述的图案匹配，也可以变更式O)的参数，定期地生成模板图像数据14B。在雷达装置1生成模板图像数据14B的情况下，也可以从未作图示的雷达装置1的操作部输入参数。
图4是模式化地表示图像处理部133所具有的功能的框图。图像处理部133具有输入图像生成部21、模板取得部22、图案匹配部(确定部)23、图像调整部M以及输出图像生成部25等功能。
输入图像生成部21基于天线12所接收的回波信号生成输入图像数据。图5是表示与基于回波信号所生成的输入图像数据相关的图像的例子的图。图5所示的图像包含噪声信号，由在位于自船周围的物标处反射的回波信号生成，包括陆地(图中的区域A)、鸟 (区域B)、船舶(区域C)以及噪声(区域D)等。9
模板取得部22取得存储于存储部14的模板图像数据14B(对照图3)。
图案匹配部23对输入图像生成部21所生成的输入图像数据以及模板取得部22 所取得的模板图像数据14B进行图案匹配，从输入图像数据中提取鸟的图像数据。更详细而言，图案匹配部23将模板图像数据14B重叠到输入图像数据，计算相关系数，进而，将模板图像数据14B的重叠位置错开1个像素并再次计算相关系数。图案匹配部23重复这个计算，检测出相关系数最大的区域，将该区域作为鸟的图像数据。
图6是表示与从输入图像数据提取的鸟的图像数据相关的图像的图。图6所示的图像是抑制图5中所示的陆地、船舶以及噪声等图像，而几乎仅对鸟加以表示。
再者，图案匹配部23不仅是在以1个像素为单位地错开的同时，也可以是在以2 个像素为单位地错开的同时，进行图案匹配。这种情况下，能够削减图案匹配的处理量，可以提高图案匹配部23的处理速度。
图像调整部M对由图案匹配部23提取的鸟的图像数据(对照图6)进行屏蔽处理。当鸟的模板图像数据14B比输入图像数据的鸟的图像数据小的情况下，如果仅仅从输入图像数据中减去鸟的模板图像数据14B，会出现所减去的区域的轮廓不自然地浮现出来的情况。
因此，图像调整部M通过减小各像素的浓度值的细微变化对图6所示的图像内的鸟的轮廓进行使其平滑的平滑化。对于进行平滑化的范围，可以根据实验或者经验法则决定，并可适当变更。接下来，图像调整部M调整通过平滑化而降低的各像素辉度(例如，将辉度设成2倍)。
输出图像生成部25从图5的输入图像数据减去图像调整部M进行调整后的图6 的图像数据，生成输出图像数据。输出图像生成部25所生成的输出图像数据被输入到显示部15进行画面显示。
图7是表示与输出图像数据有关的图像。图7是在与图5所示图像的对比中，区域B附近的鸟的图像被抑制的图像。
接下来，对雷达装置1中所执行的动作加以说明。图8是表示图像处理部133所执行的处理顺序的流程图。
图像处理部133对接收数据存储部132中是否存储有接收数据进行判定(Si)。当未存储接收数据的情况下(Si 否)，图像处理部133结束本处理。当存储有接收数据的情况下(Si 是)，图像处理部133从接收数据存储部132随时取得接收数据，生成输入图像数据(对照图幻(S2)。然后，图像处理部133取得存储于存储部14的鸟的模板图像数据 14B(对照图 3) (S3)。
图像处理部133进行输入图像数据与模板图像数据14B的模板匹配(S4)，对是否在输入图像数据中检测出鸟的图像数据进行判定(SO。未检测出的情况下(S5)，图像处理部133结束本处理。这种情况下，图像处理部133将输入图像数据直接作为输出图像数据输出到显示部15。当在输入图像数据中检测出鸟的图像数据的情况下(55:是)，图像处理部133，如图6所示，从输入图像数据提取鸟的图像数据。
图像处理部133对提取的鸟的图像数据进行图像调整(S7)。具体如上所述，图像处理部133减小所提取的鸟的图像数据中所包含的鸟的轮廓中的各像素的浓度值的细微变化，进行使其平滑的平滑化，通过平滑化，对降低的辉度进行调整。然后，图像处理部133从输入图像数据减去在S7进行了图像调整的图像数据，生成输出图像数据(S8)，结束本处理。
如以上说明，在本实施方式中，通过对输入图像数据和鸟的模板图像数据14B进行图案匹配，能够从应该显示的探测区域的图像中去除被视为无用的鸟。结果，用户能够从所显示的图像把握其他船舶及陆地等本来应该确认的物标的位置或与自船的距离等。此外，模板图像数据14B是基于鸟回波信号的特征生成的，因此，在模板匹配中，能够提高检测鸟的图像数据的精度。
再者，在本实施方式中，从输入图像数据中减去经过平滑化的鸟的图像数据，从输入图像数据中删除鸟，也可以从输入图像数据中检测出鸟的区域，通过对该区域的辉度进行调整使其与周围区域的辉度一致，从输入图像数据中删除鸟。例如，在图5中，可以使区域B的辉度与周围的辉度相同来删除区域B内的鸟。
(实施方式2)
本实施方式的雷达装置在从输入图像数据中检测鸟这一点上与实施方式1是相同的，但在对所检测出的鸟是否成群进行判断，将鸟的分布地图合成到输入图像数据，使用户易于把握鸟群这一点上与实施方式1是不同的。有时用户通过把握鸟群也能够预测鱼群。以下，对与实施方式1的不同点加以说明。
图9是模式化地表示图像处理部133所具有的功能的框图。图像处理部133在实施方式1说明的输入图像生成部21、模板取得部22、图案匹配部23以及输出图像生成部25 等功能的基础上，还具有群聚度算出部26以及鸟类地图生成部27的功能。
群聚度算出部沈基于阈值(依检测地点或时期等不同可以适当变更)对通过图案匹配部23从输入图像数据中提取的鸟的图像数据进行二值化，对二值化的数据进行标记处理。所谓标记处理是对图像的各像素处的色彩信息进行分析，通过对相连的像素附加同一标记，将多个区域作为一个群加以分类的处理。
图10是表示与进行了标记处理的鸟的图像数据相关的图像的图。再者，图10所示的图像是基于鸟的模板图像数据14B被提取的，但除了鸟以外，还包括与模板图像数据14B 类似的例如海上的浮标或提防，或者噪声等。群聚度算出部沈根据标记处理的结果，将所分类的一个群作为代表点(图中的黑点)，对一定区域内(图中的黑框)所包含的代表点的数量进行计数，将计算结果作为鸟的群聚度。
群聚度算出部沈根据区域内的代表点的分布对算出的群聚度进行变更。例如，在图10的区域A的情况下，代表点呈一维状分布，因此，群聚度算出部沈判定为提防等人工性物体的可能性高。这种情况下，群聚度算出部26将群聚度设为“0”。此外，在区域B的情况下，代表点的数量少于阈值(例如为5)，因此，群聚度算出部沈判定为噪声或1只左右的鸟的可能性高，将群聚度设为“0”。在区域C的情况下，代表点呈二维状分布，因此，群聚度算出部沈判定为鸟群的可能性高，将代表点数量的计数结果作为群聚度。再者，群聚度算出部沈可以自图10所示的图像的一端顺次形成区域并对代表点进行计算，也可以检测代表点密集的部分，在该部分的周围形成区域并对代表点进行计数，将该结果作为群聚度。
鸟类地图生成部27基于群聚度算出部沈算出的群聚度生成鸟类地图。所谓鸟类地图是将鸟的图像数据内的群聚度高的区域的辉度增大的图像数据，是鸟的分布数据。鸟类地图生成部27，例如，将用上述式( 算出的辉度乘以群聚度的结果作为算出该群聚度的区域内的辉度，生成鸟类地图。图11是表示鸟类地图生成部27所生成的鸟类地图的图。 如图11所示，辉度高的区域表示鸟的群聚度高，即表示鸟多的区域。
输出图像生成部25将输入图像生成部21所生成的输入图像数据以及鸟类地图生成部27所生成的鸟类地图合成，生成输出图像数据。图12及图13是表示合成了鸟类地图的输出图像数据的一例的图。输出图像生成部25也可以如图12所示提高输入图像数据中有鸟群的区域的辉度并生成输出图像数据。此外，输出图像生成部25也可以如图13所示生成将输入图像数据及鸟类地图合成的结果做成动画的输出图像数据。
下面，对雷达装置1所执行的动作加以说明。图14是表示图像处理部133所执行的处理顺序的流程图。
图像处理部133判定在接收数据存储部132是否存储有接收数据(Sll)。在未存储接收数据的情况下(Sll 否)，图像处理部133结束本处理。在存储有接收数据的情况下 (Sll 是)，图像处理部133从接收数据存储部132随时取得接收数据，生成输入图像数据 (对照图5) (S12)。然后，图像处理部133取得存储于存储部14的鸟的模板图像数据14B (对照图 3) (S13)。
图像处理部133进行输入图像数据及模板图像数据14B的模板匹配(S14)，判定是否在输入图像数据中检测出鸟的图像数据(S15)。在未检测出的情况下(S15:否)，图像处理部133结束本处理。在此情况下，图像处理部133将输入图像数据作为输出图像数据，输出到显示部15。在输入图像数据中检测出鸟的图像数据的情况下(S15:是)，图像处理部 133如图6所示从输入图像数据提取鸟的图像数据(S16)。
图像处理部133根据提取的鸟的图像数据算出群聚度(S17)。具体而言，如上所述，图像处理部133通过标记处理等算出图像数据中的代表点，对该代表点的数量进行计数，将该计数结果作为群聚度。再者，在S17，当代表点为一维状分布的情况下或者代表点的数量少的情况下，图像处理部133对算出的群聚度进行变更。接着，图像处理部133基于算出的群聚度生成如图11所示的鸟类地图(S18)。图像处理部133生成将输入图像数据及鸟类地图合成的输出图像数据(S19)，结束本处理。
如上面说明的，在本实施方式中，通过进行输入图像数据与鸟的模板图像数据14B 之间的图案匹配，对鸟进行检测，生成在应该显示的探测区域的图像中易于对鸟群进行把握的图像数据。结果，有时用户把握鸟群，并能预测鱼群。
以上，对本发明的优选实施方式进行了具体说明，但各构成及动作等是可以适当变更的，并不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，图像处理部133对所生成的输入图像数据进行各种处理，但也可以减小输入图像数据的尺寸或分辨率，对该图像数据进行各种处理。
此外，图像处理部133也可以与图案匹配处理组合起来，通过标记处理等，基于回波信号的展弦比(纵横比)排除并非鸟的可能性高的回波信号。图15是用来说明排除与并非鸟的物标相关的回波信号的一例的图。展弦比通过RW(半径方向宽度)+ θ W(方位方向宽度)来表示(或者ew+RW)。因为鸟非常小，所以展弦比RW=脉冲长、ew=电波方位量，远离该展弦比的回波信号被视为非鸟回波信号的可能性高来加以排除。例如，在图15 中，鸟的展弦比几乎为1. 0，提防或船舶则大于1. 0。这种情况下，图像处理部133排除与提防或船舶相关的回波信号。
另外，在上述实施方式中，通过模板图像数据包括基于与关注物标相关的回波信号的脉冲宽度、信号强度、以及表示与所述关注物标相关的回波信号相对于所述输入信号所占的比例的占有度而生成的数据来加以说明，或者，通过模板图像数据包括基于关注物标的大小、在基于所述关注物标处反射的回波信号生成图像的情况下的所述图像数据的亮度、以及表示所述图像数据相对于基于所述输入信号生成的图像数据所占的比例的粒度的组合而生成的数据来加以说明。但是，不限于此，可采用模板图像数据包括基于与关注物标相关的回波信号的脉冲宽度、信号强度、以及表示与所述关注物标相关的回波信号相对于所述输入信号所占的比例的占有度中的至少两个而生成的数据来加以说明，或者，可采用模板图像数据包括基于关注物标的大小、在基于所述关注物标处反射的回波信号生成图像的情况下的所述图像数据的亮度、以及表示所述图像数据相对于基于所述输入信号生成的图像数据所占的比例的粒度中的至少两个而生成的数据来加以说明。
权利要求
1.一种从基于含有所发送的信号在物标处反射而成的回波信号的输入信号而生成的图像数据中检测关注物标的雷达装置，其特征在于，具有对基于与关注物标相关的回波信号的特性而生成的模板图像数据进行存储的存储部；对所述图像数据和所述模板图像数据进行图案匹配的图案匹配部；当图案匹配的结果是从所述图像数据中检测出关注物标的情况下，对在包含与所述模板图像数据相关的关注物标的所述图像数据中的区域进行确定的确定部。
2.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，所述模板图像数据包括基于与关注物标相关的回波信号的脉冲宽度、信号强度、以及表示与所述关注物标相关的回波信号相对于所述输入信号所占的比例的占有度中的至少两个而生成的数据。
3.根据权利要求2所述的雷达装置，其特征在于，所述模板图像数据包括基于与关注物标相关的回波信号的脉冲宽度、信号强度、以及表示与所述关注物标相关的回波信号相对于所述输入信号所占的比例的占有度而生成的数据。
4.根据权利要求1或3所述的雷达装置，其特征在于，所述模板图像数据包括基于关注物标的大小、在基于所述关注物标处反射的回波信号生成图像的情况下的所述图像数据的亮度、以及表示所述图像数据相对于基于所述输入信号生成的图像数据所占的比例的粒度中的至少两个而生成的数据。
5.根据权利要求1或4所述的雷达装置，其特征在于，所述模板图像数据包括基于关注物标的大小、在基于所述关注物标处反射的回波信号生成图像的情况下的所述图像数据的亮度、以及表示所述图像数据相对于基于所述输入信号生成的图像数据所占的比例的粒度的组合而生成的数据。
6.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，当所述关注物标为小于指定尺寸的飞行物的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度小于阈值，且使所述图像数据的粒度大于阈值而生成的数据。
7.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，当所述关注物标为小于指定尺寸的动物的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度小于阈值，且使所述图像数据的粒度大于阈值而生成的数据。
8.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，当所述关注物标为不动物体的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度大于阈值，且使所述图像数据的粒度小于阈值而生成的数据。
9.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，当所述关注物标为大于指定尺寸的人工活动物体的情况下，所述模板图像数据包括使所述图像数据的亮度大于阈值，且使所述图像数据的粒度大于阈值而生成的数据。
10.根据权利要求1至9中的任1项所述的雷达装置，其特征在于，还具有从所生成的图像数据中删除所述确定部所确定的区域的删除部。
11.根据权利要求10所述的雷达装置，其特征在于，所述删除部具有对所述确定部所确定的区域的图像数据的辉度进行调整的调整部；和从所述区域减去辉度调整后的图像数据的减去部。
12.根据权利要求11所述的雷达装置，其特征在于，所述删除部还具有使所述确定部所确定的区域的图像数据平滑化的平滑部； 所述调整部对平滑化后的图像数据的辉度进行调整。
13.根据权利要求1至12中的任1项所述的雷达装置，其特征在于，还具有当图案匹配的结果是检测出多个关注物标，在所述确定部所确定的区域内包含多个关注物标的情况下，从所述区域内所包含的多个关注物标中设定代表点的设定部；将所设定的代表点的数量作为群聚度加以测量的测量部；基于该测量部所测量的群聚度生成关注物标的分布数据的分布数据生成部。
14.根据权利要求13所述的雷达装置，其特征在于，还具有生成将所生成的图像数据以及所述分布数据生成部所生成的分布数据合成的图像数据的生成部。
15.根据权利要求13或14所述的雷达装置，其特征在于，所述测量部还具有当所述代表点的数量为阈值以下的情况下将所述群聚度变更成不同值的变更部。
16.根据权利要求13至15中的任1项所述的雷达装置，其特征在于，还具有在所述代表点呈一维状分布的情况下将所述群聚度变更成不同值的变更部。
17.—种从基于含有所发送的信号在物标处反射而成的回波信号的输入信号而生成的图像数据中检测关注物标的雷达装置所执行的关注物标检测方法，其特征在于，具有对基于存储部中所存储的与关注物标相关的回波信号的特性而生成的模板图像数据和所述图像数据进行图案匹配的图案匹配步骤；当图案匹配的结果是从所述图像数据中检测出关注物标的情况下，对在包含与所述模板图像数据相关的关注物标的所述图像数据中的区域进行确定的确定步骤。
18.—种从基于含有所发送的信号在物标处反射而成的回波信号的输入信号而生成的图像数据中检测关注物标的由计算机执行的关注物标检测程序，其特征在于，使计算机所实现的功能包括对基于与关注物标相关的回波信号的特性而生成的模板图像数据进行存储的存储部；对所述图像数据和所述模板图像数据进行图案匹配的图案匹配部；以及当图案匹配的结果是从所述图像数据中检测出关注物标的情况下，对在包含与所述模板图像数据相关的关注物标的所述图像数据中的区域进行确定的确定部。
全文摘要
本发明提供一种能够从图像数据中对确定的关注物标进行精确检测的雷达装置、关注物标检测方法以及关注物标检测程序。将基于鸟回波信号的特性而生成鸟的模板图像数据(14B)存储于存储部(14)。图像处理部(133)对基于所接收的回波信号而生成的图像数据和存储于存储部(14)的模板图像数据(14B)进行图案匹配，从输入图像数据提取含有鸟的区域。
文档编号G01S13/02GK102540174SQ20111038364
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月17日 优先权日2010年11月18日
发明者西山浩二 申请人:古野电气株式会社