特許 5996259 津波検出装置、津波検出方法及び津波検出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5996259

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】津波検出装置、津波検出方法及び津波検出プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 13/00 20060101AFI20160908BHJP

   G01S 13/95 20060101ALI20160908BHJP

   G01V 3/12 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   G01C13/00 W

   G01S13/95

   G01V3/12 A

【請求項の数】14

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-107818(P2012-107818)

(22)【出願日】2012年5月9日

(65)【公開番号】特開2013-234932(P2013-234932A)

(43)【公開日】2013年11月21日

【審査請求日】2015年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000166247

【氏名又は名称】古野電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114306

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 史郎

(72)【発明者】

【氏名】平山 次清

【審査官】 ▲うし▼田 真悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２２９４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 ２００６年度研究実績報告書，２０１６年 １月２７日，https://kaken.nii.ac.jp/d/p/18656255/2006/3/ja.ja.html

【文献】 平山次清,他３名，舶用レーダーの波浪計化−ロバストな新システムの提案・試行−，日本造船学会論文集，社団法人日本船舶海洋工学会，２００２年 ６月，Vol.2002,No.191，pp.51-56

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １３／００

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５

Ｇ０１Ｖ １／００−９９／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁波の反射波を受信するレーダで順次受信した後方散乱を含む反射波に基づいて生成された時系列となる複数の画像データを３次元データとして取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された３次元データを３次元フーリエ変換した結果得られる波数・周波数スペクトルに含まれる直線状のスペクトル成分を津波の先端部である津波フロントに対応する津波固有のスペクトル成分として検出する津波フロント検出手段と
を備えたことを特徴とする津波検出装置。

【請求項2】

前記データ取得手段は、
移動体に搭載され、周囲に対して電磁波を送信し、該電磁波が反射した反射波を受信するレーダと、
前記レーダで順次受信した反射波に基づいて、時系列となる複数の画像データを前記３次元データとして生成する画像データ生成手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の津波検出装置。

【請求項3】

前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルに含まれるスペクトル成分から波浪に対応するスペクトル成分を除去して前記津波固有のスペクトル成分を検出することを特徴とする請求項１に記載の津波検出装置。

【請求項4】

前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルの分散シェルの近傍に分布するスペクトル成分を前記波浪に対応する成分として除去して前記津波固有のスペクトル成分を検出することを特徴とする請求項３に記載の津波検出装置。

【請求項5】

前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルのうち、原点から円錐状に立ち上がる非分散シェルの近傍に分布するスペクトル成分を前記津波固有のスペクトル成分として検出することを特徴とする請求項１に記載の津波検出装置。

【請求項6】

前記津波固有のスペクトル成分から前記津波フロントの進行方向及び進行速度を検出する速度・方向検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の津波検出装置。

【請求項7】

前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルのうち、直線状のスペクトル成分を前記津波固有のスペクトル成分として検出し、
前記速度・方向検出手段は、前記直線状のスペクトル成分の角速度方向の傾きから前記津波フロントの進行速度を検出し、前記直線状のスペクトル成分の波数平面上における傾きから前記津波フロントの進行方向を検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の津波検出装置。

【請求項8】

前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルのうち、時間の経過により位置が変化しない成分を除去することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の津波検出装置。

【請求項9】

前記津波フロント検出手段は、前記津波フロントの進行方向及び進行速度に対し、前記移動体の移動速度及び移動方向に基づく補正を行なうことを特徴とする請求項６に記載の津波検出装置。

【請求項10】

前記津波フロント検出手段により検出された前記津波固有のスペクトル成分に対して３次元逆フーリエ変換を行なう逆変換手段と、
前記逆変換手段の変換結果を表示制御する表示制御手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の津波検出装置。

【請求項11】

前記津波フロントの進行速度に基づいて前記津波フロントの陸地への到達時間を予測する到達予測手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の津波検出装置。

【請求項12】

前記到達予測手段は、海底までの距離並びに前記海底の地形に基づいて前記到達時間を補正することを特徴とする請求項１１に記載の津波検出装置。

【請求項13】

電磁波の反射波を受信するレーダで順次受信した後方散乱を含む反射波に基づいて生成された時系列となる複数の画像データを３次元データとして取得するデータ取得工程と、
前記データ取得工程により取得された３次元データを３次元フーリエ変換した結果得られる波数・周波数スペクトルに含まれる直線状のスペクトル成分を津波の先端部である津波フロントに対応する津波固有のスペクトル成分として検出する津波フロント検出工程と
を含んだことを特徴とする津波検出方法。

【請求項14】

電磁波の反射波を受信するレーダで順次受信した後方散乱を含む反射波に基づいて生成された時系列となる複数の画像データを３次元データとして取得するデータ取得手順と、
前記データ取得手順により取得された３次元データを３次元フーリエ変換した結果得られる波数・周波数スペクトルに含まれる直線状のスペクトル成分を津波の先端部である津波フロントに対応する津波固有のスペクトル成分として検出する津波フロント検出手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする津波検出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、津波を検出する津波検出装置、津波検出方法及び津波検出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、海上に生ずる波浪を観測する技術が知られており、例えば、特許文献１には、船舶に設けたレーダから波浪観測海面に電磁波を照射して反射波を受信し、この受信信号から波浪に対応するスペクトルを算出し、算出したスペクトルに基づいて波浪の波高・波向・周期を算出する波浪観測装置が開示されている。

【0003】

この特許文献１によれば、海上に生ずる波浪を検出することができるが、甚大な被害をもたらす津波についても波浪の一部として検出されてしまうため、津波の発生を効率良く予測することができない。

【0004】

このため、沿岸部に固定されたレーダを用いて津波の存在及び到達時刻を予測して、津波による被害を抑制しようとする技術が知られている。例えば、特許文献２には、監視海域における海面流の平面分布および波浪特性の平面分布を沿岸部に固定された２台のレーダ装置により観測し、該沿岸部に固定された２台のレーダ装置で観測された各平面分布データを合成して、津波の存在の有無、津波の特性及び沿岸部への津波の到達時刻を監視予測する監視予測装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平４−３６１１８８号公報

【特許文献2】特開平８−２９２２７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献２のものは、レーダが沿岸部に固定されているため、津波を監視できる海域が固定されてしまい、あらかじめ想定された海域以外に津波が発生した場合に柔軟に対応することができないという問題がある。また、上記特許文献２のものは、短波レーダを使用して表面流を捉えるものであり、津波検出も地震発生から予想される時刻での異常流れを検出するので、津波の発生時刻が予想されていなければ津波を検知することができない。

【0007】

さらに、かかる特許文献２のように沿岸部にレーダ装置を設置するためには、レーダ装置の設置施設等を整備しなければならないため、レーダ装置の設置施設を増やせば増やすほど、国又は地方の財政的な負担が累増するという問題もある。さらに、短波レーダを用いるため、アンテナも含めて大掛かりな装置が必要となる。

【0008】

これらのことから、いかにして様々な海域から到来する津波の存在を早期かつ効率的・経済的に検出するか、いかにして沿岸部に居住する住民等が津波対策を講ずる時間的余裕を確保できるようにするかが極めて重要な課題となっている。

【0009】

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、様々な海域から到来する津波の存在を早期かつ効率的・経済的に検出でき、もって沿岸部に居住する住民等が津波対策を講ずる時間的余裕を確保できるようにする津波検出装置、津波検出方法及び津波検出プログラム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】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、電磁波の反射波を受信するレーダで順次受信した後方散乱を含む反射波に基づいて生成された時系列となる複数の画像データを３次元データとして取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段により取得された３次元データを３次元フーリエ変換した結果得られる波数・周波数スペクトルに含まれる直線状のスペクトル成分を津波の先端部である津波フロントに対応する津波固有のスペクトル成分として検出する津波フロント検出手段とを備えたことを特徴とする。

【0011】

また、本発明は、上記発明において、前記データ取得手段は、移動体に搭載され、周囲に対して電磁波を送信し、該電磁波が反射した反射波を受信するレーダと、前記レーダで順次受信した反射波に基づいて、時系列となる複数の画像データを前記３次元データとして生成する画像データ生成手段とを備えたことを特徴とする。なお、レーダが受信する反射波は、海面による反射と後方散乱とのうち少なくとも一方を含む。以降の説明においても、海面による反射に言及する場合には、後方散乱を含むことができるものである。また、津波フロントとは、具体的には、津波の先端部付近における海面の急激な立ち上がり、先端部付近の波崩れ若しくは漣発生等により反射が大きい部分である。

【0013】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルに含まれるスペクトル成分から波浪に対応するスペクトル成分を除去して前記津波固有のスペクトル成分を検出することを特徴とする。なお、ここで波浪に対応するスペクトル成分とは、風による風浪、風域から抜け出したウネリ等、津波以外の波に対応するスペクトル成分である。

【0014】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルの分散シェルの近傍に分布するスペクトル成分を前記波浪に対応する成分として除去して前記津波固有のスペクトル成分を検出することを特徴とする。

【0015】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルのうち、原点から円錐状に立ち上がる非分散シェルの近傍に分布するスペクトル成分を前記津波固有のスペクトル成分として検出することを特徴とする。

【0016】

ここで、津波スペクトル成分は、例えば、震源からリング状に広がる津波フロントを検出する場合には、一般的な分散関係を有する波のスペクトル成分とは異なる分布をとる。具体的には、一般的な分散関係を有する波は、スペクトルの波数ｋと角周波数ωがラッパ状の２次曲面の分散シェルを形成するのに対し、津波スペクトル成分は原点、もしくは原点近傍から立ち上がる概略円錐面状のスペクトル曲面上、およびその近傍に分布する。この原点、もしくは原点近傍から立ち上がる概略円錐面状のスペクトル曲面を非分散シェルという。また、津波発生域が細長い場合には、直線状の津波フロントを検出するが、この場合には上記非分散シェルの局所であって、原点もしくはその近傍を通過する直線状に分布するスペクトルとなる。従って、非分散シェルの近傍に分布するスペクトル成分を検出することで、津波固有のスペクトル成分を得ることができる。

【0017】

また、本発明は、上記発明において、前記津波固有のスペクトル成分から前記津波フロントの進行方向及び進行速度を検出する速度・方向検出手段をさらに備えたことを特徴とする。

【0018】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルのうち、直線状のスペクトル成分を前記津波固有のスペクトル成分として検出し、前記速度・方向検出手段は、前記直線状のスペクトル成分の角速度方向の傾きから前記津波フロントの進行方向を検出し、前記直線状のスペクトル成分の波数平面上における傾きから前記津波フロントの進行速度を検出することを特徴とする。

【0019】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロント検出手段は、前記波数・周波数スペクトルのうち、時間の経過により位置が変化しない成分を除去することを特徴とする。

【0020】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロント検出手段は、前記津波フロントの進行方向及び進行速度に対し、前記移動体の移動速度及び移動方向に基づく補正を行なうことを特徴とする。

【0021】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロント検出手段により検出された前記津波固有のスペクトル成分に対して３次元逆フーリエ変換を行なう逆変換手段と、前記逆変換手段の変換結果を表示制御する表示制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

【0024】

また、本発明は、上記発明において、前記津波フロントの進行速度に基づいて前記津波フロントの陸地への到達時間を予測する到達予測手段をさらに備えたことを特徴とする。

【0025】

また、本発明は、上記発明において、前記到達予測手段は、海底までの距離並びに前記海底の地形に基づいて前記到達時間を補正することを特徴とする。

【0026】

また、本発明は、電磁波の反射波を受信するレーダで順次受信した後方散乱を含む反射波に基づいて生成された時系列となる複数の画像データを３次元データとして取得するデータ取得工程と、前記データ取得工程により取得された３次元データを３次元フーリエ変換した結果得られる波数・周波数スペクトルに含まれる直線状のスペクトル成分を津波の先端部である津波フロントに対応する津波固有のスペクトル成分として検出する津波フロント検出工程とを含んだことを特徴とする。

【0027】

また、本発明は、電磁波の反射波を受信するレーダで順次受信した後方散乱を含む反射波に基づいて生成された時系列となる複数の画像データを３次元データとして取得するデータ取得手順と、前記データ取得手順により取得された３次元データを３次元フーリエ変換した結果得られる波数・周波数スペクトルに含まれる直線状のスペクトル成分を津波の先端部である津波フロントに対応する津波固有のスペクトル成分として検出する津波フロント検出手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、電磁波の反射波を受信するレーダで順次受信した後方散乱を含む反射波に基づいて生成された時系列となる複数の画像データを３次元データとして取得し、該３次元データを３次元フーリエ変換した結果得られる波数・周波数スペクトルに含まれる直線状のスペクトル成分を津波の先端部である津波フロントに対応する津波固有のスペクトル成分として検出するよう構成したので、様々な海域から到来する津波の存在を早期かつ効率的・経済的に検出でき、もって沿岸部に居住する住民や船舶等が津波対策を講ずる時間的余裕を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、実施例１に係るレーダ送受信機の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、ＰＰＩ画像生成部により生成されるＰＰＩ画像データを説明するための説明図である。

【図3】図３は、波浪スペクトルが分布する分散シェルと呼ばれる曲面を説明するための説明図である。

【図4】図４は、ノイズにより厚みを有する波浪スペクトルの具体例を示す図である。

【図5】図５は、津波スペクトルが分布する非分散シェルを説明するための説明図である。

【図6】図６は、ノイズにより厚みを有する津波スペクトルの具体例を示す図である。

【図7】図７は、波浪スペクトルと津波スペクトルとが混在したスペクトルの存在範囲の説明図である。

【図8】図８は、フーリエ逆変換により得られた津波フロントを説明するための説明図である。

【図9】図９は、実施例１に係るレーダ送受信機の処理手順を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、実施例２に係るレーダ送受信機の構成を示すブロック図である。

【図11】図１１は、津波フロント検出部が画像処理の対象とするＰＰＩ画像データを説明するための説明図である。

【図12】図１２は、ノイズ除去部によりノイズが除去されたＰＰＩ画像データの説明図である。

【図13】図１３は、微分画像データの説明図である。

【図14】図１４は、線分検出部により検出された線分を説明するための説明図である。

【図15】図１５は、実施例２に係るレーダ送受信機の処理手順を示すフローチャートである。

【図16】図１６は、実施例３に係る津波検出方法を説明するための説明図である。

【図17】図１７は、実施例３に係るレーダ送受信機の構成を示すブロック図である。

【図18】図１８は、通知制御部の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る津波検出装置、津波検出方法及び津波検出プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、本実施例では、海上を航行する船舶に対して本発明に係るレーダ送受信機を搭載した場合について説明するが、本発明に係るレーダ送受信機を航空機・人工衛星又は潜水艦等の他の移動体に搭載することもできる。

【実施例1】

【0031】

まず、本実施例１に係るレーダ送受信機１０の構成について説明する。図１は、実施例１に係るレーダ送受信機１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、このレーダ送受信機１０は、アンテナ部１１と、サーキュレータ１２と、送信機１３と、レーダ波送信処理部１４と、受信機１５と、記憶部１６と、表示器１７と、制御部２０とを有する。

【0032】

アンテナ部１１は、サーキュレータ１２から出力されたレーダ波を送信するとともに、反射波を受信してサーキュレータ１２に出力する。本実施例１では、このアンテナ部１１を用いて送信及び受信を行っているが、送信用アンテナ部と受信用アンテナ部を別体とすることもできる。また、アンテナ部１１は、回転しつつ周囲３６０度に対してレーダ波を送信するとともに、回転しつつ周囲３６０度から反射波を受信する。この反射波には、自船舶の周囲の海面による反射及び後方散乱が含まれる。

【0033】

サーキュレータ１２は、送信機１３、アンテナ部１１及び受信機１５に接続された３ポートサーキュレータである。このサーキュレータ１２により、送信機１３から出力されたレーダ波がアンテナ部１１に出力され、アンテナ部１１から出力された反射波が受信機１５に出力される。

【0034】

送信機１３は、レーダ波送信処理部１４により生成された送信波形を所定のＲＦ（Radio Frequency）周波数帯にアップコンバートして増幅することでレーダ波を生成し、該レーダ波をサーキュレータ１２に出力する装置である。レーダ波送信処理部１４は、周波数変調等がなされた変調パルスからなるレーダパルスの送信波形を生成し、この送信波形を送信機１３に出力する。

【0035】

受信機１５は、アンテナ部１１より出力された反射波を増幅して、制御部２０に出力する装置である。記憶部１６は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等の記憶デバイスであり、ＰＰＩ（Plan Position Indicator）画像データ１６ａ、津波データ１６ｂ、陸地地形データ１６ｃ、海底地形データ１６ｄ及び移動履歴データ１６ｅを記憶する。

【0036】

ＰＰＩ画像データ１６ａは、反射波をＸＹ座標系の信号に変換した画像データである。津波データ１６ｂは、ＰＰＩ画像データ１６ａに基づいて検出した津波に関するデータである。津波データ１６ｂは、津波の位置、進行速度及び進行方向等の情報を含む。

【0037】

陸地地形データ１６ｃは、自船舶の周囲の陸地の地形を示すデータである。海底地形データ１６ｄは、自船舶の周囲の海底の地形を示すデータである。移動履歴データ１６ｅは、自船舶の移動に関する履歴を示すデータである。移動履歴データ１６ｅには、自船舶の位置、速度及び針路の履歴が示される。

【0038】

表示器１７は、レーダ映像を表示する装置である。この表示器１７には、円形の表示領域上を回転する走査線によって、対象物の２次元上の所在位置を表示するＰＰＩスコープ等を用いることができる。本実施例１により検出された津波の端部である津波フロントは、１本ないしは数本の筋として表示器１７上に表示される。なお、この表示器１７には、海図を表示することもでき、自船舶の位置を表示器１７に表示した海図上に重畳表示することも可能である。

【0039】

制御部２０は、レーダ送受信機１０を全体制御する制御部であり、ＰＰＩ画像生成部２１、津波フロント検出部２２、津波速度算定部２３及び到達予測部２４を有する。実際には、これらの機能部に対応するプログラムを図示しないＲＯＭや不揮発性メモリに記憶しておき、これらのプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）にロードして実行することにより、ＰＰＩ画像生成部２１、津波フロント検出部２２、津波速度算定部２３及び到達予測部２４にそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。

【0040】

ＰＰＩ画像生成部２１は、受信機１５から出力された反射波に基づいて、ＰＰＩ画像データ１６ａを生成する処理部である。反射波は、レーダ波を反射した海面までのレーダ送受信機１０からの距離Ｒと、レーダ波を反射した海面のレーダ送受信機１０に対する相対方位θとを示すＲθ座標系の信号である。ＰＰＩ画像生成部２１は、このＲθ座標系の信号をＸＹ座標系の信号に変換してＰＰＩ画像データ１６ａを生成する。

【0041】

ＰＰＩ画像生成部２１は、生成したＰＰＩ画像データ１６ａを表示器１７に表示制御するとともに、記憶部１６に格納する。なお、ＰＰＩ画像生成部２１は、ＰＰＩ画像データ１６ａを生成する度に記憶部１６に格納されるため、記憶部１６には時系列で生成された複数のＰＰＩ画像データ１６ａが格納されることとなる。

【0042】

津波フロント検出部２２は、記憶部１６に格納された複数のＰＰＩ画像データ１６ａに基づいて、津波の端部である津波フロントを検出する処理部である。津波フロント検出部２２は、フーリエ変換部２２ａ、固定成分除去部２２ｂ、直線成分抽出部２２ｃ、津波データ判定部２２ｄ及びフーリエ逆変換部２２ｅを有する。

【0043】

フーリエ変換部２２ａは、複数のＰＰＩ画像データ１６ａにより示されるＰＰＩ画面強度η（ｘ，ｙ，ｔ）に対して３次元フーリエ変換を行なってパワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）を算出する処理部である。

【0044】

固定成分除去部２２ｂは、フーリエ変換部２２ａにより算出されたパワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）から、周波数「０」付近の値を減算する処理部である。海岸線等の位置が移動しない部分については、その周波数が「０」若しくは「０」に極めて近い値となるためである。

【0045】

直線成分抽出部２２ｃは、パワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）から直線成分を抽出する処理部である。パワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）は、風等によって海面に生じた波である波浪に由来するスペクトルと、津波フロントに生じた波に由来するスペクトルとが含まれ、このうち津波フロントに生じた波に由来するスペクトルがパワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）上で直線状の部分に現れることとなるため、この直線成分を抽出する。

【0046】

この点を具体的に説明すると、波浪に由来する波浪スペクトルは、波の分散性により、（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）空間において所定の曲面（分散シェル）上及びその近傍に現れる。一方、津波フロントに生じた波に由来する津波スペクトルは、津波の波長が水深に比べて長いために分散性を有さず、（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）空間において分散シェルとは異なる非分散シェル上及びその近傍に現れる。

【0047】

非分散シェルは、（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）空間の原点、もしくは原点近傍から立ち上がる概略円錐面状のスペクトル曲面となる。震源からリング状に広がる津波フロントを検出して３次元フーリエ変換すると、津波スペクトルは非分散シェル上及びその近傍に現れる。船舶に搭載したレーダ送受信機１０により検出できる津波フロントは、震源からリング状に広がる津波フロントの一部であり、非分散シェルの局所に対応する。具体的には、非分散シェルのうち、原点若しくはその近傍を通過する直線状に分布するスペクトルに対応する。したがって、直線成分抽出部２２ｃがパワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）から直線成分を抽出することで、津波スペクトルを選択的に抽出することができる。

【0048】

津波データ判定部２２ｄは、直線成分抽出部２２ｃにより抽出された直線成分から津波の進行方向及び進行速度を判定する処理部である。この津波データ判定部２２ｄによって判定された津波の進行方向及び進行速度は、津波データ１６ｂとして記憶部１６に格納される。かかる津波の進行方向は、直線成分抽出部２２ｃにより抽出された直線成分を（Ｋｘ，Ｋｙ）平面に投影して得られる角度θに対応する。また、津波の進行速度は、直線成分抽出部２２ｃにより抽出された直線成分の（Ｋｘ，Ｋｙ）平面に対する角度Ｃに対応する正接（タンジェント）により求められる。なお、角度Ｃの正接により求めた津波の進行速度は、レーダ送受信機１０に対する相対的な速度である。このため、自船舶の船速がゼロで無い場合は、角度Ｃの正接により求めた津波の進行速度に対し、移動履歴データ１６ｅに示された自船舶の船速分を補正することで、津波の陸地に対する進行速度（対地速度）を求める。

【0049】

フーリエ逆変換部２２ｅは、直線成分抽出部２２ｃにより抽出された直線成分である津波スペクトルをフーリエ逆変換する処理部である。ここでは説明の便宜上、直線成分である津波スペクトルの一時記憶についての説明は省略するが、直線成分抽出部２２ｃが抽出した直線成分は、記憶部１６に一時記憶すれば良い。かかるフーリエ逆変換を行うことにより、津波フロントがＸＹ平面上の線分として得られることとなる。制御部２０の図示しない表示制御部が、この津波フロントを表示器１７に表示制御する。また、ＸＹ平面上の津波フロントの位置は、津波データ１６ｂに対応付けて記憶部１６に格納される。

【0050】

津波速度算定部２３は、記憶部１６内に複数の津波データ１６ｂが存在する場合に、該複数の津波データ１６ｂに含まれる津波フロントの位置の差に基づいて津波フロントの進行速度を算定する処理部である。かかる津波フロントの進行速度は、津波データ１６ｂに対応付けて記憶部１６に格納される。

【0051】

すでに説明したように、津波データ判定部２２ｄによって津波フロントの進行速度が算出されるわけであるが、かかる津波速度算定部２３が、津波フロントの位置の差に基づいて津波フロントの進行速度を算定し、両方の進行速度のずれをチェックすることで、進行速度を精度良く求めることができる。

【0052】

到達予測部２４は、津波フロントの位置及び進行速度と陸地地形データ１６ｃとを用いて、津波の陸地への到達を予測する処理部である。具体的には、陸地地形データ１６ｃにより津波の進行方向に所在する陸地までの距離Ｌを求め、距離Ｌを津波の進行速度で除算して到達予測時間を予測する。津波の進行速度は、陸地に近づき水深が浅くなると遅くなるため、算定した到達予測時間は、実際に津波が到達するまでに要する時間よりも短くなる。したがって、算定した到達予測時間に基づいて警報を発すれば、実際の到達時間よりも早めに警報を行なうことができる。

【0053】

また、海底地形データ１６ｄにより、津波フロントの現在位置から陸地までの水深及び海底地形が得られる場合には、水深及び海底地形による津波フロントの速度変化を予測し、到達予測時間をより高精度に求めることが可能となる。

【0054】

次に、図１に示したＰＰＩ画像生成部２１により生成されるＰＰＩ画像データ１６ａについて説明する。図２は、ＰＰＩ画像生成部２１により生成されるＰＰＩ画像データ１６ａを説明するための説明図である。

【0055】

図２に示すように、ＰＰＩ画像データ１６ａは、自船舶を中心とした反射波の強度分布となる。このＰＰＩ画像データ１６ａには、風等によって海面に生じた波浪からの反射波と、津波フロントに生じた波からの反射波とが含まれる。

【0056】

ここで、津波フロントは、ＰＰＩ画像データ１６ａでは１本ないしは数本の筋として現れる。図２では、津波フロント３１及び３２の２本の筋が現れた場合を示している。津波フロントは、必ずしも厳密な直線ではなく海底勾配や海岸形状によっては曲線状になるが、船舶近傍では細切れのノイズ状になる風浪に比べてほぼ直線状の筋となる。津波フロントの進行方向は、その峰に対して直角方向となる。

【0057】

この津波フロントからの反射波と波浪からの反射波とを識別するため、津波フロント検出部２２は、フーリエ変換部２２ａによる３次元フーリエ変換を用いる。波浪からの反射波を３次元フーリエ変換すると、波浪スペクトルは（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）空間において所定の曲面（分散シェル）上に現れる。

【0058】

図３は、波浪スペクトルが分布する分散シェルを説明するための説明図である。図３に示すように、分散シェルは、波数Ｋｘ（ｒａｄ／ｍ）、波数Ｋｙ（ｒａｄ／ｍ）及び角速度波数ω（ｒａｄ／ｓｅｃ）の周波数空間において、所定の曲面を形成する。この曲面は、原点に凹部を有する曲面である。

【0059】

水深に比して波長の短い波浪は、進行速度が波長に依存する分散性を有するため、この分散シェル上に分布することとなる。実際には、ノイズにより分散シェル付近で厚みをもった分布となる。

【0060】

図４は、ノイズにより厚みを有する波浪スペクトルの具体例を示す図である。図４に示すように、波浪スペクトルは厚みを有するものの、図３に示した分散シェルの曲面に沿って分布することとなる。

【0061】

このように波浪からの反射波を３次元フーリエ変換した波浪スペクトルが分散シェル上及びその近傍に現れるのに対し、津波フロントからの反射波を３次元フーリエ変換した津波スペクトルは、（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）空間において非分散シェル上及びその近傍に分布する。その理由は、津波の波長が水深に比べて長いために分散性を有さないからである。

【0062】

図５は、津波スペクトルが分布する非分散シェルを説明するための説明図である。図５に示すように、非分散シェルは、波数Ｋｘ（ｒａｄ／ｍ）、波数Ｋｙ（ｒａｄ／ｍ）及び角速度波数ω（ｒａｄ／ｓｅｃ）の周波数空間において、所定の曲面を形成する。この曲面は、原点にから立ち上がる概略円錐面状のスペクトル曲面である。

【0063】

船舶に搭載したレーダ送受信機１０により検出できる津波フロントは、震源からリング状に広がる津波フロントの一部であり、非分散シェルの局所に対応する。具体的には、津波スペクトルは、原点若しくはその近傍を通過する直線状に分布することとなる。実際には、ノイズにより非分散シェル付近で厚みをもった分布となる。

【0064】

図６は、ノイズにより厚みを有する津波スペクトルの具体例を示す図である。図６に示すように、津波スペクトルは厚みを有するものの、図５に示した非分散シェルの曲面に沿って直線状に分布することとなる。

【0065】

したがって、時系列に取得した複数のＰＰＩ画像データ１６ａから得られるＰＰＩ画面強度η（ｘ，ｙ，ｔ）に対し、３次元フーリエ変換を行なってパワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）を求めると、分散シェルにしたがう波数スペクトルと直線状の部分に現れる津波スペクトルとが混在したスペクトルとなる。

【0066】

図７は、波浪スペクトルと津波スペクトルとが混在したスペクトルの存在範囲の説明図である。図７に示すパワースペクトルでは、津波スペクトル４１は、（Ｋｘ，Ｋｙ）平面上において傾きθを有し、角速度ω方向において傾きＣを有する直線である。θは、自船舶の針路を基準とした場合の津波フロントの進行方向を示し、Ｃの正接（タンジェント）は、津波フロントの進行速度を示している。なお、津波フロントの峰に曲がりがあれば、津波スペクトル４１は、峰の曲がりに対応した太さをもって分布することとなる。また、津波フロントに非線形性があればｋによらずに速度が一様にならない場合があり、この場合には、津波スペクトルは４１厳密な直線でなく、曲がりが生じる。

【0067】

直線成分抽出部２２ｃは、図７に示したパワースペクトルから直線成分を抽出する。具体的には、直線成分抽出部２２ｃは、分散シェル上に分布する波浪スペクトルをパワースペクトルから除去することで、津波スペクトルに対応する直線成分を抽出する。また、パワースペクトル内に存在する直線を画像処理技術を用いて検出することで、津波スペクトルに対応する直線成分を抽出することもできる。

【0068】

このようにして抽出した津波スペクトルをフーリエ逆変換部２２ｅによりフーリエ逆変換することで、津波フロントがＸＹ平面上の線分として得られる。図８は、フーリエ逆変換により得られた津波フロントを説明するための説明図である。

【0069】

図８に示すように、フーリエ逆変換により得られた津波フロントを表示器１７に表示することにより、操作者が津波の位置を簡易に視認することが可能となる。また、津波の進行方向や進行速度を合わせて表示することもできる。また、図２に示したＰＰＩ画像データ１６ａと重畳表示するようにしてもよい。

【0070】

次に、レーダ送受信機１０の処理手順について説明する。図９は、レーダ送受信機１０の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、レーダ送受信機１０は、まず、送信機１３が生成したレーダ波をアンテナ部１１より送信する（ステップＳ１０１）。その後、海面で反射した反射波をアンテナ部１１により受信し（ステップＳ１０２）、受信機１５により増幅して制御部２０に出力する。

【0071】

制御部２０は、受信した反射波に基づいて、ＰＰＩ画像データ１６ａを生成し（ステップＳ１０３）、生成したＰＰＩ画像データ１６ａを記憶部１６に格納制御するとともに表示器１７に表示制御する（ステップＳ１０４）。

【0072】

フーリエ変換部２２ａは、記憶部１６に所定数のＰＰＩ画像データ１６ａが蓄積されたかを判定する（ステップＳ１０５）。記憶部１６に蓄積されたＰＰＩ画像データ１６ａが所定数未満である場合には（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、レーダ送受信機１０はステップＳ１０１に移行し、レーダ波を送信する。

【0073】

所定数のＰＰＩ画像データ１６ａが蓄積されたならば（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、フーリエ変換部２２ａは、所定数のＰＰＩ画像データ１６ａにより示されるＰＰＩ画面強度η（ｘ，ｙ，ｔ）に対して３次元フーリエ変換を行なってパワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）を求める（ステップＳ１０６）。直線成分抽出部２２ｃは、パワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）から、津波スペクトルに対応する直線成分を抽出する（ステップＳ１０７）。

【0074】

津波データ判定部２２ｄは、直線成分抽出部２２ｃにより抽出された直線成分の傾きから、津波フロントの進行速度及び進行方向を判定する（ステップＳ１０８）。また、フーリエ逆変換部２２ｅは、直線成分抽出部２２ｃにより抽出された直線成分をフーリエ逆変換する（ステップＳ１０９）。フーリエ逆変換により得られた津波フロントは、表示器１７に表示制御される（ステップＳ１１０）。

【0075】

到達予測部２４は、津波フロントの位置及び進行速度と陸地地形データ１６ｃとを用いて、津波の陸地への到達を予測する（ステップＳ１１１）。予測結果は、表示器１７への表示制御や、音声出力による報知、通信による他船舶や陸上基地への通知に用いられる。

【0076】

上述してきたように、本実施例１では、自船舶周囲の海面から反射波を取得してＰＰＩ画像データ１６ａを作成する処理を繰り返し、時系列のＰＰＩ画像データ１６ａにより示されるＰＰＩ画面強度η（ｘ，ｙ，ｔ）を３次元フーリエ変換してパワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）を算出し、パワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）から直線成分を抽出することで津波フロントを検出するよう構成したので、船舶に搭載したレーダを用いて津波を検出することができる。

【0077】

また、パワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）から抽出した直線成分に対してフーリエ逆変換を行なって表示器１７に表示制御することで、津波フロントの自船舶に対する相対位置を視認可能とすることができる。

【0078】

さらに、パワースペクトルＰ（Ｋｘ，Ｋｙ，ω）から抽出した直線成分の傾きから津波フロントの進行方向及び進行速度を求めることができるので、津波の陸地への到達を予測して、警報を発することができる。

【0079】

なお、上記実施例１では、説明の便宜上、画像処理技術を用いてパワースペクトル内に存在する直線を検出する場合についての説明を省略したが、例えば周知の微分処理技術（例えば、ＳＯＢＥＬオペレータ等）を適用して各画素位置におけるエッジの方向と強度を算出し、所定値以上のエッジ値及びエッジ方向を持つ画素が所定の画素数以上連続する場合には、直線を形成する複数の画素を取り出し、これらの画素から回帰直線を推定することにより、直線を抽出することが可能となる。

【実施例2】

【0080】

ところで、上記実施例１では３次元フーリエ変換を用いてＰＰＩ画像データ１６ａから津波フロントを検出する場合について説明したが、画像処理技術を用いてＰＰＩ画像データ１６ａから津波フロントを検出することもできる。そこで、本実施例２では、画像処理技術を用いてＰＰＩ画像データ１６ａから津波フロントを検出する場合について説明する。

【0081】

まず、実施例２に係るレーダ送受信機１１０の構成について説明する。図１０は、実施例２に係るレーダ送受信機１１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、レーダ送受信機１１０は、津波フロント検出部１２０が画像処理技術を用いて津波フロントを検出する点が図１に示したレーダ送受信機１０と異なる。その他の構成及び動作については図１に示したレーダ送受信機１０と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0082】

津波フロント検出部１２０は、ノイズ除去部１２１、エッジ検出部１２２及び線分検出部１２３を有する。ノイズ除去部１２１は、ＰＰＩ画像生成部２１により生成されたＰＰＩ画像データ１６ａを記憶部１６から読み出し、ノイズの除去を行なう処理部である。具体的には、メディアンフィルタ等の周知の積分オペレータをＰＰＩ画像データ１６ａに適用することで、ＰＰＩ画像データ１６ａに存在する孤立点等を除去する。

【0083】

エッジ検出部１２２は、ノイズ除去部１２１によりノイズが除去されたＰＰＩ画像データ１６ａに対して、エッジ検出処理を行なう処理部である。このエッジ検出処理としては、ＳＯＢＥＬオペレータなどの任意の画像処理技術を用いることができ、このＳＯＢＥＬオペレータを適用することで、画素毎のエッジ強度とエッジ方向を取得することができる。

【0084】

線分検出部１２３は、エッジ検出部１２２により抽出されたエッジを用いて、ＰＰＩ画像データ１６ａ内の線分を検出する処理部である。例えば、上述したＳＯＢＥＬオペレータによりエッジを検出した場合には、各エッジのエッジ強度とエッジ方向が得られるため、この微分画像データを所定のしきい値で２値化することにより所定値以上のエッジ強度を持つ画素を抽出することができる。この２値画像を形成する各画素のうち、所定の画素数連続しない画素を除去すると、津波フロントを形成する各画素のみを残すことができる。その後、これらの画素を用いて回帰曲線による曲線推定を行うことで、津波フロントをなす線分を検出することができる。なお、本実施例２では、積分オペレータ、微分オペレータ及び回帰曲線の推定技術を用いることとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、線分を抽出する各種の画像処理技術を用いることができる。なお、この線分検出部１２３により検出された津波フロントを示す線分は、津波データ１６ｂとして記憶部１６に格納される。

【0085】

次に、津波フロント検出部１２０による画像処理技術についてさらに詳細に説明する。図１１は、津波フロント検出部１２０が画像処理の対象とするＰＰＩ画像データ１６ａを説明するための説明図である。

【0086】

図１１に示すＰＰＩ画像データ１６ａは、実施例１と同様に、ＰＰＩ画像生成部２１により生成される。ＰＰＩ画像データ１６ａは、自船舶を中心とした反射波の強度分布となる。このＰＰＩ画像データ１６ａには、風等によって海面に生じた波浪からの反射波と、津波フロントに生じた波からの反射波とが含まれる。

【0087】

波浪からの反射波と津波フロントに生じた波からの反射波とを識別するため、津波フロント検出部１２０は、画像処理技術によりノイズ除去、エッジ検出及び線分検出を行う。

【0088】

具体的には、図１１に示したＰＰＩ画像データ１６ａに対してノイズ除去部１２１がメディアンフィルタ等の積分オペレータを適用すると、ＰＰＩ画像データ１６ａ上の孤立点が除去されるため、図１２に示す画面データが得られる。例えば、３×３のメディアンフィルタを用いた場合には、たとえ注目画素の画素値が高くとも、注目画素に隣接する隣接画素の画素値が低い場合には、注目画素の画素値が低くなり、周囲の画素によっては孤立画素が完全に除去される。

【0089】

図１２に示したノイズ除去後のＰＰＩ画像データに対してエッジ検出部１２２によりＳＯＢＬＥオペレータを適用すると、各画素のエッジ強度及びエッジ方向が得られる。ここで、所定のしきい値を用いて微分画像データを２値化すると、図１３に示すような微分画像データが得られる。図１３に示すように、この微分画像データには、津波フロントを形成する画素と、比較的大きな波浪を形成する画素が含まれている。

【0090】

ここで、この微分画像データを形成する画素のうち、所定の画素数連続しない画素を除外すると、波浪を形成する画素を除外することができるため、結果的に図１４に示すように、津波フロントを形成する画素のみを残すことが可能となる。このため、この画素を用いて回帰曲線による曲線近似を行うことで、津波フロントを形成する曲線（線分）を抽出することができる。なお、かかる線分検出部１２３により検出された線分は、津波データ１６ｂとして記憶部１６に格納されるとともに、表示器１７に表示される。

【0091】

このように、津波フロント検出部１２０は、１枚のＰＰＩ画像データ１６ａから津波フロントを検出する。このため、津波フロントの進行速度及び進行方向については、津波速度算定部２３により行うこととなる。具体的には、津波速度算定部２３は、津波フロント検出部１２０により複数回津波フロントが検出された場合に、津波フロントの位置の差に基づいて津波フロントの進行速度及び進行方向を算定する。

【0092】

次に、レーダ送受信機１１０の処理手順について説明する。図１５は、レーダ送受信機１１０の処理手順を示すフローチャートである。図１５に示すように、レーダ送受信機１１０は、まず、送信機１３が生成したレーダ波をアンテナ部１１より送信する（ステップＳ２０１）。その後、海面で反射した反射波をアンテナ部１１により受信し（ステップＳ２０２）、受信機１５により増幅して制御部２０に出力する。

【0093】

制御部２０は、受信した反射波に基づいて、ＰＰＩ画像データ１６ａを生成する（ステップＳ２０３）。制御部２０は、生成したＰＰＩ画像データ１６ａを記憶部１６に格納制御するとともに表示器１７に表示制御する（ステップＳ２０４）。

【0094】

ノイズ除去部１２１は、生成されたＰＰＩ画像データ１６ａに対し、ノイズ除去を行う（ステップＳ２０５）。エッジ検出部１２２は、ノイズ除去部１２１によりノイズが除去されたＰＰＩ画像データ１６ａからエッジを検出する処理を行う（ステップＳ２０６）。線分検出部１２３は、エッジ検出部１２２により抽出されたエッジを用いて、ＰＰＩ画像データ１６ａ内の線分を検出する（ステップＳ２０７）。

【0095】

制御部２０は、線分検出部１２３により検出された線分を津波フロントとして表示器１７に表示制御する（ステップＳ２０８）とともに、記憶部１６に津波データ１６ｂとして格納する。津波速度算定部２３は、記憶部１６に過去の津波データが格納されているか否かを判定する（ステップＳ２０９）。記憶部１６に過去の津波データが格納されていなければ（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、レーダ送受信機１１０はステップＳ２０１に移行し、レーダ波を送信する。

【0096】

記憶部１６に過去の津波データが格納されていたならば（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、津波速度算定部２３は、過去の津波データに示された津波フロントの位置と、新たに検出した津波フロントの位置を比較し、津波の進行速度及び進行方向を算定する（ステップＳ２１０）。

【0097】

到達予測部２４は、津波フロントの位置及び進行速度と陸地地形データ１６ｃとを用いて、津波の陸地への到達を予測する（ステップＳ２１１）。予測結果は、表示器１７への表示制御や、音声出力による報知、通信による他船舶や陸上基地への通知に用いられる。

【0098】

上述してきたように、本実施例２では、自船舶周囲の海面から反射波を取得してＰＰＩ画像データ１６ａを作成し、ＰＰＩ画像データ１６ａに対する画像処理によって津波フロントを検出するよう構成したので、船舶に搭載したレーダを用いて津波を検出することができる。

【0099】

また、１枚のＰＰＩ画像データ１６ａから津波フロントを検出することができるので、複数枚のＰＰＩ画像データ１６ａを用いて３次元フーリエ変換により津波フロントを検出する構成に比して処理負荷が小さく、高速に津波フロントの検出を行うことができる。

【実施例3】

【0100】

上記実施例１及び２では、津波フロントを検出した場合に表示器１７に表示制御する場合について説明したが、津波フロントを検出した場合に他の船舶等に通知して警告を行うようにしてもよい。本実施例３では津波フロントの検出時に通信による警告を行う場合について説明を行う。

【0101】

まず、実施例３に係る津波検出方法の概念について説明する。図１６は、実施例３に係る津波検出方法を説明するための説明図である。図１６に示す船舶５１〜５３は、互いに通信可能である。また、船舶５１〜５３は、それぞれがレーダ送受信機２１０を搭載しており、津波を検出可能である。

【0102】

船舶５１〜５３のいずれかが津波を検出した場合には、津波を検出した船舶は、他の船舶等と通信し、津波の検出を通知する。また、津波の検出を通知された船舶は、該通知を他の船舶等に転送する。

【0103】

図１６は、船舶５１が津波７０を検出し、船舶５２及び船舶５３に津波の検出を通知した場合を示している。船舶５２は、船舶５１から通知された津波の検出結果を陸上に設けられた陸上基地６０に転送している。同様に、船舶５３は、船舶５１から通知された津波の検出結果を陸上に設けられた陸上基地６０に転送している。

【0104】

このように、津波を検出可能な複数の船舶により通信ネットワークを形成し、いずれかの船舶が津波を検出した場合に他の船舶や基地に通知するよう構成することで、津波の発生を効率よく検出することができる。

【0105】

次に、実施例３に係るレーダ送受信機２１０の構成について説明する。図１７は、実施例３に係るレーダ送受信機２１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、レーダ送受信機２１０は、通信部１８をさらに備え、制御部２０が通知制御部２５をさらに備える点が図１に示したレーダ送受信機１０と異なる。その他の構成及び動作については図１に示したレーダ送受信機１０と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【0106】

通信部１８は、他の船舶に搭載されたレーダ送受信機や陸上基地等と通信するインタフェースである。また、通知制御部２５は、通信部１８による通信を制御する処理部である。具体的には、通知制御部２５は、津波フロント検出部２２により津波フロントが検出され、津波データ１６ｂが生成された場合には、津波データ１６ｂを他の船舶や陸上基地に送信し、他の船舶から津波データ１６ｂを受信した場合には、受信した津波データ１６ｂについて自船舶内で報知するとともに、受信した津波データ１６ｂを転送する処理を行う。

【0107】

図１８は、通知制御部２５の処理手順を示すフローチャートである。図１８に示すように、通知制御部２５は、津波フロント検出部２２により津波フロントが検出されたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

【0108】

津波フロント検出部２２により津波フロントが検出されたならば（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、通知制御部２５は、津波フロント検出部２２により生成された津波データ１６ｂを通信部１８によって他の船舶や陸上基地等に送信し（ステップＳ３０５）、処理を終了する。

【0109】

津波フロント検出部２２により津波フロントが検出されていなければ（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、通知制御部２５は、通信部１８が他の船舶や陸上基地から津波データを受信したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。通信部１８が津波データを受信していなければ（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、通知制御部２５は処理を終了する。

【0110】

一方、通信部１８が他の船舶や陸上基地から津波データを受信したならば（ステップ３０２；Ｙｅｓ）、通知制御部２５は、受信した津波データについて自船舶内で報知する（ステップＳ３０３）。自船舶内の報知は、表示器１７への表示制御や、音声による警報等を用いればよい。自船舶内での報知を行った後、通知制御部２５は、受信した津波データを通信部１８によって他の船舶や陸上基地等に送信し（ステップＳ３０４）、処理を終了する。

【0111】

上述してきたように、本実施例３では、津波を検出した場合には他の船舶や陸上基地に津波データを送信し、他の船舶や陸上基地から津波データを受信した場合には自船舶内で報知するとともに受信した津波データを転送するよう構成したので、津波の発生を効率よく検出することができる。

【0112】

なお、本実施例３では、実施例１と同様の津波フロント検出部２２により３次元フーリエ変換を用いて津波フロントを検出する場合を例に説明を行ったが、実施例２と同様の津波フロント検出部１２０により画像処理技術を用いて津波フロントを検出するように構成してもよい。

【0113】

また、上記実施例１〜３では、自船舶が停止した状態でＰＰＩ画像データ１６ａを生成し、津波フロントを検出する場合について説明したが、自船舶が移動や針路変更を行なった場合には、かかる自船舶の移動や針路変更について補正を行なう。

【0114】

具体的には、時刻ｔから時刻（ｔ＋１）の間に自船舶が移動したならば、時刻ｔに生成したＰＰＩ画像データ１６ａを自船舶の移動分だけずらすことで、時刻（ｔ＋１）における自船舶の位置を基準とした時刻ｔのＰＰＩ画像データ１６ａが得られる。また、時刻ｔから時刻（ｔ＋１）の間に自船舶が変針したならば、時刻ｔに生成したＰＰＩ画像データ１６ａを自船舶の変針分だけ回転させることで、時刻（ｔ＋１）における自船舶の方向を基準とした時刻ｔのＰＰＩ画像データ１６ａが得られる。

【0115】

自船舶の移動及び変針の履歴は、移動履歴データ１６ｅとして記憶部１６に格納されているので、移動履歴データ１６ｅに基づいて複数のＰＰＩ画像データ１６ａを補正することで、自船舶の移動及び変針の影響を除去したＰＰＩ画面強度η（ｘ，ｙ，ｔ）が得られる。したがって、このＰＰＩ画面強度η（ｘ，ｙ，ｔ）を３次元フーリエ変換すれば、自船舶の移動及び変針の影響を受けずにパワースペクトルを算定することができる。

【0116】

また、上記実施例１〜３では、レーダの反射波から画像データを生成し、該画像データに基づいて津波フロントを検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、海面の状態を示す任意の多次元データを津波フロントの検出に使用することができる。また、実施例１では、３次元フーリエ変換を用いる場合について説明したが、本発明は３次元フーリエ変換に限定されるものではなく、任意の多次元信号処理を使用可能である。

【0117】

また、上記実施例１〜３で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部または一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、制御部２０が有する機能の一部又は全てをＡＳＩＣやＰＧＬＡ等の回路によって実現するよう構成してもよい。

【0118】

また、上記実施例１〜３では、本発明を船舶用レーダ送受信機に適用した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、航空機用レーダ送受信機や潜水艦用レーダ送受信機、人工衛星搭載レーダ等の他のレーダ送受信機に適用することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0119】

以上のように、本発明に係る津波検出装置、津波検出方法及び津波検出プログラムは、津波の検出に適している。

【符号の説明】

【0120】

１０、１１０、２１０ レーダ送受信機
１１ アンテナ部
１２ サーキュレータ
１３ 送信機
１４ レーダ波送信処理部
１５ 受信機
１６ 記憶部
１６ａ ＰＰＩ画像データ
１６ｂ 津波データ
１６ｃ 陸地地形データ
１６ｄ 海底地形データ
１６ｅ 移動履歴データ
１７ 表示器
１８ 通信部
２０ 制御部
２１ ＰＰＩ画像生成部
２２、１２０ 津波フロント検出部
２２ａ フーリエ変換部
２２ｂ 固定成分除去部
２２ｃ 直線成分抽出部
２２ｄ 津波データ判定部
２２ｅ フーリエ逆変換部
２３ 津波速度算定部
２４ 到達予測部
２５ 通知制御部
３１、３２、７０ 津波フロント
４１ 津波スペクトル
５１〜５３ 船舶
６０ 陸上基地
１２１ ノイズ除去部
１２２ エッジ検出部
１２３ 線分検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】