DE3005823A1

DE3005823A1 - Einrichtung und verfahren zum umsetzen bzw. abbilden von winkeln zugeordneten daten in ein kartesisches koordinatensystem

Info

Publication number: DE3005823A1
Application number: DE19803005823
Authority: DE
Inventors: Allan L Swain
Original assignee: Diasonics Inc
Current assignee: Diasonics Inc
Priority date: 1979-03-16
Filing date: 1980-02-16
Publication date: 1980-09-25
Also published as: US4241412A; JPS55125463A; GB2044498B; GB2044498A; DE3005823C2

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 4300 ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02_01) 412687 Seite'

DIASONICS, INC. 185 San Gabriel Drive, Sunnyvale, Kalifornien 94086, V.St.A.

Einrichtung und Verfahren zum Umsetzen bzw. Abbilden von Winkeln zugeordneten Daten in ein kartesisches Koordinatensystem

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zum Umsetzen von Winkeln, insbesondere Polarwinkeln zugeordneten' Daten in ein kartesisches Koordinatensystem.

Auf vielen Gebieten, so z.B. auf den Gebieten der Radar- und Ultraschalltechnik, werden Parameter bei einer Vielzahl von Polarwinkeln abgetastet und aufgenommen. In einigen Anwendungsfällen ist es erwünscht, die aufgenommene bzw. abgetastete Information in kartesischer Form wiederzugeben, da die Information bei der Wiedergabe in Orthogonalkoordinaten übersichtlicher und verständlicher ist. Dies gilt vor allen Dingen dann, wenn eine Orthogonal transformation zur Interpretation der Information, z.B. einer Fourier-Transformation verwendet wird. In anderen Fällen wird ein kartesisches Koordinatensystem bevorzugt, da es auf üblicherweise verfügbaren Rasterabtastanzeigen geeignet wiedergegeben werden kann. Bekannt sind zahlreiche Einrichtungen und Methoden zum Umsetzen von Polarkoordinatendaten in kartesische Koordinatendaten. Einige dieser bekannten

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Z/ko.

Systeme sind extrem kompliziert und erfordern zu viele Rechenvorgänge, um eine praktische Echtzeitwidergabe verfügbar zu machen. Andere Systeme rufen Verzerrungen und uneinheitliche Anzeigen und Wiedergaben hervor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gleichmäßige und verzerrungsfreie Wiedergabe bei relativ geringem baulichen und gerätetechnischen Aufwand zu schaffen. Bei der Lösung dieser Aufgabe bedient s.ich die Erfindung der Tangens- und Secansfunktionen für die Koordinatenumsetzung und Datenauswahl.

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung und ein Verfahren zum Umsetzen und Abbilden von mehreren Polarwinkeln zugeordnete Daten, in ein kartesisches Koordinatensystem . mit einer ersten.und einer zweiten Achse angegeben. Die Daten werden in einer für eine Darstellung mit einer Rasterabtastanzeige geeigneten Form abgebildet. Eine trigonometrische Funktionseinrichtung dient zur Erzeugung von Signalen, die sowohl die Tangensfunktion als auch die Secansfunktion der Polarwinkel darstellen. Eine erste Differentialeinrichtung liefert die Orte entlang der ersten und zweiten Achsen als Funktion des Tangenssignals. Eine zweite Differentialeinrichtung dient zur Steuerung der Auswahl von Daten für jeden der Orte auf den ersten und zweiten Achsen als eine Funktion des Secanssignals. Auf diese Weise werden sowohl die X- als die Y-Orte für Daten bei jedem der Winkel zusammen mit den zu speichernden oder für jeden Ort anzuzeigenden Daten bestimmt.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Schaltung zur Bestimmung der X- und Y-Orte für die Daten unter Verwendung der Tangensfunktion;

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Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Schaltung zur Auswahl und Verarbeitung von Datenabtastwerten für jeden der X- und Y-Orte unter Verwendung der Secansfunktion;

Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung

der Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Graphik zur Darstellung der Funktionsweise der Schaltungen gemäß den Figuren 1, und 5;

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Schaltung zum "Streuen" von Daten für die Schaffung einer einheitlichen und gleichmäßigen Wiedergabe;

Fig. 6 ein Blockdiagramm zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 7 ein Schaubild zur Erläuterung der Entwicklung der Oktantenidentifikation;

Fig. 8 eine Tabelle zur Korrelation der Oktanten zu den X- und Y-Vorzeichen in den Oktanten und anderer Information; und

Fig. 9 ein Blockschaltbild der Schaltung zur Seitenstrahlkompensation in ,einem Ultraschallgerät.

Im folgenden wird eine Einrichtung und ein Verfahren zur Abbildung von Polarwinkeln zugeordneten Daten in einem kartesischen Koordinatensystem beschrieben. Dabei wird in der folgenden Beschreibung auf die Abbildung von Rückkehrsignalen bzw. Echos von einem Ultraschallwandler Bezug genommen, da auf diesem Gebiet das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung realisiert ist. Für den Fachmann ist jedoch klar, daß Einrichtung und Verfahren nach der Erfindung auf anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden können. In der

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folgenden Beschreibung werden zahlreiche Einzelheiten, so z.B. besondere Wortlängen, Speicherkapazitäten usw. angegeben, um die Erfindung besser verständlich zu machen. Diese besonderen Einzelheiten sind jedoch zur Ausführung der Erfindung, wie der Fachmann weiß, nicht notwendig. In anderen Fällen werden bekannte Schaltungen in Blockdiagrammform gezeigt und beschrieben, um die Erfindung nicht mit unnötigen Detailangaben zu belasten.

Im folgenden wird zunächst auf Fig. 6 Bezug genommen, in der das Verfahren zur Abbildung und Umsetzung von Daten in Polarkoordinatenform in kartesische Koordinatenform veranschaulicht ist. Wie durch den Block 10 dargestellt ist, werden die Daten an einer Vielzahl von bekannten Polarwinkeln abgetastet. Diese Daten bestehen bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Ultraschallechos. Der Tangens und Secans jedes der Winkel, an denen die Daten abgetastet werden, werden gemäß Block·12 bestimmt. Der Tangens des Winkels dient zur Berechnung der X-Y-Koordinaten der Daten (Block 18). Die Einrichtung zur Bestimmung der X- und Y-Koordinaten ist in Fig. 1 gezeigt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Daten für jeden Winkel in einer Vielzahl gleicher Zeitintervalle abgetastet (Block 14). Jede Abtastung wird dann zwischengespeichert, wie dargestellt durch Block 16. Die Abtastwerte werden dann als Funktion des Secans des Winkels ausgewählt« (Anstelle dieser Auswahl kann die Abtastgeschwindigkeit

1
als — 5- oder cos θ geändert werden; dies ist jedoch

schwieriger durchzuführen.) Ein Daten-Abtastwert wird für jeden der X-Y-Orte im Speicher ausgewählt. Die Verwendung der Secansfunktion verringert wesentlichen die Verzerrung, welche anderenfalls bei der Abbildung bzw. Umsetzung der Zirculardaten in orthogonale Daten bei Verwendung der Tangensfunktion allein auftreten würde. Ferner dient eine lineare Interpolation zur weiteren Verringerung von Ver-

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Zerrungen bzw. Verzeichnungen. Die Einrichtung zur Durchführung der durch die Blöcke 14,.16 und 20 veranschaulichten Verfahrensschritte ist in Fig. 2 dargestellt.

In Fig. 1 werden Ultraschallechos vom Wandler 22 abgetastet. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der Wandler mehrere rotierende Ultraschallwandler, welche sequentiell aktiviert werden. Ein optischer Kodierer, der mit den Wandlern angetrieben wird, liefert eine Winkelinformation in digitaler Form. Dieser Wandler ist in der DE-OS 29 28 560 unter der Bezeichnung "Bildgewinnungsvorrichtung für ein Ultraschall-Abbildungssystem" genauer beschrieben. Zahlreiche andere Wandler, Antennen o.dgl. können anstelle des oben bezeichneten Wandlers verwendet werden.

Die Echos oder Signalrückläufe,welche vom Wandler 22 abgetastet werden, werden an eine Signalverarbeitungseinrichtung 30 angelegt. Diejenigen Teile der Signalverarbeitungseinrichtung, welche Bestandteil der Erfindung darstellen, werden in Verbindung mit den Figuren 2 und 9 genauer beschrieben. Die Ausgangsdaten der Signalverarbeitungseinrichtung 30 werden an einen Speicher mit direktem Zugriff (RAM) 56 angelegt. Der Rest der Schaltung der Figur 1 entwickelt Adressen für den RAM 56, die dafür sorgen, daß die Daten an-den richtigen Stellen bzw. Plätzen gespeichert werden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Speicher 56 ein 512 χ 6-Speicher. 6-Bit-Wörter werden zur Definition der Intensität an jedem Pixel bzw. Bildelement verwendet, wenn die gespeicherten Daten zur Wiedergabe auf einer Rasterabtast-Kathodenstrahlröhre gelesen werden. In der beschriebenen Ausführungsform

verwendet das System 8-Bit-Datenwörter, die vor der Speicheais

rung/6-Bit-Wörter durch bekannte logarithmische Kompressionsmittel komprimiert werden.

Die jeden der Winkel darstellenden digitalen Wörter werden,

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-fi

wie durch den Winkel Θ¹ in Fig. 1 angegeben ist, an eine Brechungskorrekturtabelle 24 angelegt. Wie in der obengenannten DE-OS beschrieben, wird der Ultraschall an der Grenzfläche der Wandleranordnung und dem Körpergewebe gebrochen. Ein korrigierter Winkel wird bei jedem Winkel Θ¹ durch die Brechungs-Korrekturtabelle 24 geschaffen. Daher kann die Tabelle 24 als übliche Nachschlagetabelle in einem Festwertspeicher (ROM) vorgesehen sein, oder der korrigierte Winkel kann berechnet werden. Der korrigierte Winkel θ wird an den Tangens- und Secans-Computer 26 angelegt.

Der Tangens- und Secans-Computer 26 dient zur Berechnung der Tangens- und Secanswerte für jeden der zum Computer übertragenen Winkel. Der Tangenswert wird über eine Leitung 28 an ein Register 34 und der Wert von (see θ - 1) über eine Leitung 27 an die SignalVerarbeitungseinrichtung 30 angelegt. Der Ausdruck "Secanä'odgl. umfaßt im Rahmen der vorliegenden Beschreibung auch den Ausdruck (see θ - 1), der manchmal als !'Exsecans" bezeichnet wird. Die Tangens und Secanswerte können wiederum unter Verwendung eines ROM aus einer Nachschlagetabelle gewonnen oder unter Verwendung bekannter Algorithmen berechnet werden.

Im folgenden wird kurz auf Fig. 7 eingegangen. Die Rotationswinkel des Wandlers sind in Oktanten unterteilt, die in Fig. 7 mit 0 bis 7 bezeichnet sind. Diese Konvention wurde gewählt, da sie die Verwendung von Winkeln kleiner als 45 mit einer Oktanten Nummer ermöglicht. Bei dieser Konvention übersteigen die Werte von tg θ und (see θ - 1) niemals 1. Der Computer 25 liefert in dem beschriebenen Ausführungs— beispiel zwei 16-Bit-Wörter, von denen eines an die Leitung 27 und das andere an die Leitung 28 angelegt werden, um die Exsecans- und Tangenswerte zu entwickeln, und ein an die Leitung 42 angelegtes 3-Bit-Wort, das mit Oktantwort (OW) bezeichnet ist, gibt den zugehörigen Oktanten an.

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-fr.

Bevor der Rest der in Fig. 1 dargestellten Schaltung beschrieben wird, soll zunächst kurz auf Fig. 4 Bezug genommen werden. Bei der Darstellung in Fig. 4 sei angenommen, daß die X- und Y-Wiedergabeachse oder Plätze im RAM 56 durch die Achsen 100 bzw. 101 dargestellt sind. Es wird ferner angenommen, daß die Linie 102 eine Momentanlage des Wandlers unter dem Winkel θ darstellt. Bei dieser Stellung werden mehrere Echos vom Wandler aufgenommen, die im Speicher gespeichert werden-müssen. So ist beispielsweise das Echo vom Punkte 103 mit Bezug auf den Ausgangspunkt X-, Y_n an der Stelle X^, Y^. zu speichern. Die Beziehung zwischen X^ und Y^ ist X. = Y^, tg Θ. Wenn die Echos vom Wandler bei jedem Winkel richtig im Speicher gespeichert sind, kann der Speicher gelesen werden und die Daten können in geeigneter Weise auf einer Rasterabtastanzeige wiedergegeben werden.

Generell schaltet die Schaltung gemäß Fig. 1 da,s Y-Adressregister 58 und berechnet dann die geeignete X-Stelle. Bei einigen Oktanten, z.B. den Oktanten 0 und 3, wird das X-Adressregister geschaltet und die Y-Stelle berechnet, wobei die Beziehung X = Y tg θ Verwendung findet.

Ein digitaler Differentialanalysator der im gestrichelten Block 33 in Fig. 1 dargestellt ist, berechnet die X- und Y-Stellen bzw. -orte. Dieser Analysator weist ein digitales Register 34 auf, das über die Leitung 28 den Tangenswert erhält. Dieses Register ist über eine Leitung 40 mit einem Eingang einer Addierstufe 35 verbunden. Der Ausgang des Addierers 35 ist mit einem Register 36 verbunden. Der Ausgang des Registers 36 ist über eine Leitung 38 mit einem anderen Eingang der Addierstufe 35 verbunden. Der Addierer 35 hat einen Überlauf und entwickelt ein Überlaufsignal auf einer Leitung 39 jedesmal dann, wenn

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der Gesamtwert (Summe) im Addierer den Wert 1 erreicht oder übersteigt. Wenn das Register 36 durch das Signal auf der Leitung 44 getaktet wird,, wird sein Inhalt zum Addierer 35 übertragen und zu dem im Register 34 gespeicherten Wert addiert. Die Summe wird dann an das Register 36 übertragen. Wenn die Summe größer oder gleich 1 ist, tritt ein Überlauf auf, und dem Register 36 wird der Rest zugeführt. Die Register 34 und 36 und die Addierstufe 35 können als herkömmliche Digitaleinheiten ausgebildet sein.

Ein Dekodierer und Multiplexer 45 erhält das 3-Bit-Oktantwort (OW) über eine Leitung 42 sowie ein Taktsignal. Das Taktsignal entspricht den Zeiten, bei denen die Abtastungen der Ultraschallechos bei jedem der Winkel vorgenommen werden. (Zu beachten ist, daß wegen der relativ geringen Drehgeschwindigkeit der Wandler im Vergleich zu der für die Aufnahme der Ultraschallechos erforderlichen Zeit angenommen werden kann, daß die Echos für einen vorgegebenen Impuls bei demselben Winkel empfangen werden. Die trigonometrischen Werte werden jedoch gespeichert und entsprechend den durch Puffer 62a, 62b und 62c eingeführten Verzögerungen verzögert verarbeitet, wie anhand der Fig. 9 noch genauer erläutert werden wird.) Der Dekodierer und Multiplexer 45 bestimmt, ob das X- oder Y-Register erhöht oder verringert werden soll und liefert im Ergebnis die X-Schritt oder Y-Schritt-Signale zur Darstellung von X = Y tg θ und Y = X tg Θ. In Fig:·8 ist für jeden der Oktanten 0 bis 7 das X-Vorzeichen/Y-Vorzeichen angegeben und ferner gezeigt, ob der digitale Differentialanalysator die X- oder Y-Zählwerte verarbeitet. Die Fig. 8 gibt diese Darstellung in Tabellenform wieder. Der Dekodierer und Multiplexer 45 erfüllt die Bedingungen gemäß der Tabelle in Fig. 8. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich der Wandler im zweiten Oktanten befindet.

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Wie in der Tabelle gemäß Fig. 8 angegeben, ist das X-Vorzeichen Plus, das Y-Vorzeichen Plus, und der digitale Differentialanalysator (DDA) schaltet die Y-Zählwerte weiter. Daher wird bei jedem Taktimpuls das Y-Adressregister 58 um einen Zählwert in positiver Richtung mittels eines an der Leitung 53. anstehenden Signals weitergeschaltet. Das Y-Register zählt auch in positivem Sinne, jedoch nur dann, wenn es ein Signal vom DDA erhält. Signale entsprechend den Y-Schritten werden an die Leitung 44 angelegt und dienen zum Takten des DDA 33. Wenn sich andererseits der Wandler im vierten Oktanten befindet, so würde das Register 59 bei jedem Taktsignal erhöht bzw. weitergeschaltet, und das Register 58 würde um <Jie berechneten Werte von Y = tg θ verringert.

Der Überlauf vom Addierer 35 wird zu einem Multiplexer

48 übertragen» der dieses Signal entweder an das, Y-Register

58 oder das X-Register 59 anlegt. Dieses Signal schaltet

den Inhalt des das Signal empfangenden Registers weiter,

d.h. addiert 1 bei jedem Signalschritt. Das Oktantenwort

das

auf der Leitung 42 bestimmt das Register, dem/Signal zugeführt wird. Im Oktanten 1 erhält beispielsweise das X-Register das Signal, während im Oktanten 3 das Signal dem Y-Register zugeführt wird (Fig. 8). Bekannte Schaltungen können für die Multiplexer 45 und 48 verwendet werden.

Das X-Register 59 und Y-Register 58 liefern, wie oben erwähnt, die Adressen für den Speicher 56. Das Erhöhen und Erniedrigen der Werte dieser Register werden von Signalen über die Leitungen 53 und 54 gesteuert; außerdem werden die Register durch über die Leitung 49 und 50 zugeführte Signale weitergeschaltet. Wenn diese Register eine Position im Speicher auswählen, werden die von der SignalVerarbeitungseinrichtung 30 gelieferten Daten an dem ausgewählten bzw. angesteuerten Platz gespeichert. Wie in Verbindung

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mit Fig. 5 noch genauer erläutert werden wird, wird in einigen Fällen ein Einzelwort aus der SignalVerarbeitungs einrichtung 30 in. einer Anzahl von Plätzen gespeichert.

Gemäß Fig. 4 geht die Linie 102 vom Ausgangspunkt X-, Y-. aus. Eine Anzahl von Variablen steuern den Ausgangspunkt für jede der Polarlinien, z.B. der Linie 102. Wenn beispielsweise mehrere Wandler verwendet und sequentiell entsprechend dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aktiviert werden, so wird ein anderer Ursprung für jeden der in gegenseitigem Abstand angeordneten Wandler verwendet.Wenn ein Wandler linear bewegt wird, so wird ein Ausgangspunkt bzw. Ursprung durch die Position des Wandlers festgelegt. Eine Ausgangsposition für .jeden Winkel wird über die Leitung 46 (Fig. 1) dem X-Adressregister 59 und über eine Leitung 47 dem Y-Adressregister 58 mitgeteilt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Werte X« und Y_n bis/einem gewissen Grade von der Bedienungsperson manuell eingestellt, um Positionsänderungen und-Feldgrößenänderungen zu berücksichtigen. Bei einigen Anwendungsfällen, so z.B. wenn der Wandler um einen einzigen Punkt rotiert, werden neue Werte für X^ und Y^ als Funktion des Winkels nicht benötigt.

Es sei zu Erlauterungszwecken angenommen, daß der in den Computer 26 eingegebene Winkel 26 34' ist und daß das Oktantenwort den Oktanten 1 bezeichnet. Das vom Computer an das Register 34 unter dieser Bedingung übertragene Signal ist 0,5 (tg 26° 24' = 0,5). Es sei ferner angenommen, daß ein Wert für X_ und Y_n den Registern 59 bzw. 58 eingegeben und das Register 36 gelöscht ist. Für diese Anfangsbedingungen ist die Startadresse X_n und Y_n; 'der Rest ist gleich 0, und an der Leitung 39 steht kein Überlaufsignal an. Wenn der Dekodierer und Multiplexer 45 getaktet wird, so wird das Y-Adressregister 58 durch ein

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über die Leitung 53 zugeführtes Signal weitergeschaltet, d.h. erhöht. Der Wert im Register 34 wird zum Rest addiert, so daß das Register 36 den Wert von 0,5 enthält. Ein Überlauf tritt jedoch nicht auf. Zu diesem Zeitpunkt ist die neue Adresse Y~ + 1 und X„. Beim Eingang des nächsten Taktimpulses wird der Rest von 0,5 aus dem Register 36 zum Inhalt des Registers 34 addiert, wodurch eine 1,0 erzeugt wird. Dies bewirkt einen Überlauf auf der Leitung 39; das X-Register 59 wird verringert und gleichzeitig das Y-Register erhöht, wodurch die neue Adresse auf Y- + 2, X₀ - 1 gebracht wird. Beim nächsten Taktimpuls wird der Rest von 0 zu 0,5 addiert, wobei jedoch kein Überlauf auftritt. Dagegen;wird das Y-Register erneut erhöht. Die nächste Adresse ist dann Y_Q + 3, X_Q - 1. Diese Adressierung wird bei jedem der Taktimpulse an dem Winkel 26° 34· fortgesetzt.

Auf die zuvor beschriebene Weise werden daher für jeden Winkel die Daten von der SignalVerarbeitungseinrichtung an den richtigen Plätzen innerhalb des Speichers gespeichert. Der digitale Differentialanalysator liefert (in Schrittform) die Ergebnisse von χ = y tg θ oder y = χ tg θ und gewährleistet dadurch die Adressierung der richtigen Speicherplätze.

Wenn nur die Tangensfunktion zur Abbildung bzw. Umsetzung der Polardaten verwendet wird, so werden die Linien unter den korrekten Winkeln aufgetragen, jedoch wird der Dateninhalt dieser Linien verzerrt, da die Echos auf demselben Radius in einem rechteckigen Format und nicht auf einem Bogen aufgetragen würden. So wurden beispielsweise in der Darstellung gemäß -Fig. 4 alle Echos entlang der Linie 106 mit der zuvor beschriebenen Speicher-Adressiereinrichtung entlang den Linien 107 aufgetragen. Die Secansfunktion dient in der Schaltung gemäß Fig. 2

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f Ai^.

zum richtigen Auftragen der Daten entlang jeder Polarlinie.

Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Wandler 22, der auch dort gezeigt ist, überträgt die aufgenommenen Echos bzw. Rücklaufsignale an einen Analog/Digital-Konverter 61. Dieser von einem Taktsignal beaufschlagte Konverter tastet die Echos über eine Vielzahl gleicher Zeitabschnitte bei jedem Winkel ab und entwickelt für jede Abtastung ein 8-Bit-Digitalwort, das zu einem Abtast-Pufferspeicher 62 übertragen wird. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden 768 Abtastungen im Puffer 62 für jeden Winkel gespeichert. Da diese Abtastungen bei gleichen Zeitintervallen stattfinden, stellen sie Echos bei gleichen räumlichen Abständen dar. Die Secansfunktion steuert über den digitalen Differentialanalysator 67 die Auswahlgeschwindigkeit bzw. -rate der im Puffer 62 gespeicherten Abtastungen, wodurch die zuvor beschriebene Verzerrung beseitigt wird.

Der DDA 67 ist ähnlich dem DDA 33 gemäß Fig. 1 aufgebaut und weist ein Register 69 auf, dem über die Leitung 27 die Secansfunktion, insbesondere see θ - 1, zugeführt wird. Der Ausgang des Registers 69 ist mit einem Addierer 71 verbunden. Der andere Eingang des Addierers 71 erhält den Restwert aus dem Register 70. Der Addierer 71 entwickelt einen Überlauf jedesmal dann, wenn sein Inhalt den Wert 1 erreicht oder übersteigt, und dieser Überlauf wird an einen Eingangsanschluß eines ODER-Gatters 65 über eine Leitung 74 angelegt. Der Rest oder das Ausgangssignal des Registers 70 wird ebenfalls für Interpolationszwecke verwendet, wie weiter unten beschreiben werden wird, und wird über eine Leitung 73 zu einem gewichteten bzw. systematischen Linearinterpolator 76 übertragen. Dieser Wert wird außerdem zum Eingang des Addierers 71 übertragen. Der andere Eingangsanschluß des ODER-Gatters 65 erhält

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über die Leitung 44 das X-Schritt/Y-Schrittsignal. Dieses Signal wird auch an das Register 70 angelegt und taktet letzteres in der gleichen Weise wie das Register 36 in Fig. 1.

Zunächst sei der Eingang zum ODER-Gatter 65 über die Leitung 44 betrachtet. Bei jedem X-Schritt oder Y-Schritt bewirkt ein Ausgangssignal des ODER-Gatters 65, daß ein 8-Bit-Wort aus dem Puffer 62 ausgelesen wird. .(Zu beachten ist, daß die Abtastungen aus dem Puffer auf einer "zuerst hinein zuerst hinaus-Basis"ausgelesen werden.) Ohne das Eingangssignal auf der Leitung 74 würden die Abtastungen aus dem Puffer 62 einfach ausgelesen und im Speicher 56 der Fig. 1 eine nach der anderen gespeichert, wodurch die in Verbindung mit Fig. 4 beschriebene Verzerrung hervorgerufen würde. Das über die Leitung 74 an das ODER-Gatter angelegte Eingangssignal sorgt dafür, daß die Abtastungen aus dem Puffer 62 mit zunehmender Geschwindigkeit bzw. Frequenz gelesen werden, wenn der Winkel θ zunimmt, wodurch die Verzerrung kompensiert wird.

Der DDA 67 arbeitet in ähnlicher Weise wie der DDA 33 gemäß Fig. 1. Der (see θ - D-Wert, der im Register 69 gespeichert ist, wird bei jedem Takt dem aus dem Register 70 zugeführten Restwert addiert. Die Summe aus dem Addierer 71, abzüglich des Überlaufs (wenn vorhanden) wird dann in das Register eingegeben. Wenn ein Überlauf vorhanden ist, wird ein weiteres Ausgangssignal vom Gatter 65 abgegeben, das ein Auslesen eines zusätzlichen Worts aus dem Puffer 62 bewirkt. Zu beachten ist, daß sich der Wert von see θ - 1 für Winkel zwischen 0 und 45° zwischen 0 und 0,4142 ändert. Bei Winkeln nahe 0 treten selten Überläufe auf, und die Geschwindigkeit, mit der Worte aus dem Puffer 62 ausgegeben werden, wird im wesentlichen vom Signal auf der Leitung 44 gesteuert. Mit zunehmend größeren Winkeln treten mehr Überläufe auf, und

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die Geschwindigkeit bzw. Folgefrequenz der Wortgabe aus dem Puffer 62 nimmt entsprechend zu. Daher sind für größere Winkel von θ mehr Abtastungen als bei kleineren Winkeln von θ erforderlich.

Um Quantisierungsfehler in der Lage der Datenabtastungen weiter zu korrigieren, verwendet der Interpolator 76 den im Register 70 gespeicherten Rest zur Interpolation zwischen benachbarten Abtastungen. Wenn die Abtastwörter den Puffer 62 verlassen, werden sie über die Leitung 51 zum Interpolator 76 übertragen. Ferner werden sie an einen Puffer

64 angelegt, der eine Verzögerung entsprechend einem Zeitintervall einführt, das vom Ausgangssignal des Gatters

65 bestimmt ist. Das Ausgangssignal des Puffers 64 wird über eine Leitung 52 zum Interpolator 76 übertragen.

Die Arbeitsweise des Interpolators 76 wird am besten bei Bezugnahme auf Fig. 3 verständlich. Ein Echo- oder Rücklaufsignal ist durch die kontinuierliche Kurve 85 veranschaulichet. Die gleichmäßig beabstandeten Daten-Abtastpunkte, gewonnen durch den Analog/Digital-Konverter 6 1, sind durch Rechtecke auf dieser Kurve veranschaulicht. Es sei angenommen, daß der durch die Linie Np dargestellte Wert über die Leitung 51 zum Interpolator 76 übertragen und der Abtastwert N- über die Leitung 52 dem Interpolator zugeführt wird. Es sei ferner angenommen, daß der im Register 70 gespeicherte Rest etwa gleich 0,5 ist. Der Interpolator rechnet einen Wert N im Ergebnis durch Subtraktion des Werts N- vom Wert N- und Multiplikation der Differenz mit dem Rest. Dieses Produkt wird dann zu N- addiert. Der resultierende Wert oder "resample" ist in Fig. 3 durch die Amplitude N_r zusammen mit einer N_ darstellenden Gleichung gezeigt. In der Praxis ist die Schaltung so aufgebaut, daß sie die folgende Gleichung löst:

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N_ = (N, x Rest) + ΓΝλ χ (1-Rest)7

Nach dem Vorstehenden dient der Rest dazu, den Wert der berechneten Daten als Funktion der im Register 70 gespeicherten Werte entweder näher an N_? oder an N, heranzurücken. Der Interpolator wird aus üblichen digitalen Multiplizierern, Addierern, Subtrahierern und Puffern aufgebaut. Wenn auch bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine lineare.Interpolation verwendet wird, können andere Interpolationsformen genutzt werden, die einen vorgegebenen Kurvenverlauf besser annähern.

Wie oben erwähnt sind in Fig. 3 die abgetasteten Datenpunkte auf der Kurve 85 durch Rechtecke und die berechneten Datenpunkte durch Kreise gezeigt. Da die Rechtecke und Kreise einander nicht überlappen, ist 9^0, und der Abstand zwischen, den berechneten Datenpunkten ist größer als der Abstand zwischen den abgetasteten Datenpunkten. Der Wert der Amplitude 111 der berechneten Daten wird aus den benachbarten Abtastdatenamplituden 110 und 112 abgeleitet. Bei normaler Taktgabe (Leitung 44) dienen die Abtastamplituden 112 und 113 zur Berechnung des nächsten Datenpunktes. Der nächste berechnete Datenpunkt 114 fällt jedoch gegenüber der Amplitude 113 ab_f so daß die Amplitude 112 nicht zur Berechnung dieses berechneten Datenpunktes verwendet wird. Stattdessen werden die Amplituden 114 und 115 verwendet. Diese Bedingung zeigt einen Überlauf vom Addierer⁴ 71, der bewirkt, daß ein zusätzliches Wort im Puffer 62 gelesen wird. Die wieder abgetasteten Daten, die im Speicher tatsächlich gespeichert sind, werden daher von zwei Datenabtastungen bei dem wahrscheinlichsten Wert für den berechneten X-Y-Platz abgeleitet. Dadurch wird eine Unstetigkeit beseitigt, die zwischen den Abtastungen 112 und 115 entstehen würde, wenn unverarbeitete Abtastungen ohne Wiederabtastung (resampling) direkt verwendet wurden.

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In der Ultraschallanwendung wird eine andere bekannte Signalverarbeitung, die nicht dargestellt ist, z.B. Zeit/Verstärkungs-Kompensation, logarithmische Kompression o.dgl. verwendet. Ein bei der Ultraschallanwendung auftretendes Problem besteht darin, daß das Ultraschallstrahlbündel am Brennpunkt des Wandlers zunächst konvergiert und danach zur Seite hin divergiert. Im entfernten Feld dieses Strahlbündels erscheinen kleine Ziele aufgrund der Strahldivergenz in einer größeren Seitenausdehnung. Bei dem .beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine besondere Seitenstrahlverarbeitung zur Korrektur dieses Problems verwendet. Diese Verarbeitung erfolgt im Abtastpufferspeicher 62 gemäß Fig. 2.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 werden 3 Puffer verwendet, von denen jeder eine Kapazität von 768 8-Bit-Wörtern hat. Diese Puffer sind als Puffer 62a, 62b und

62c in Fig. 9 bezeichnet. Der Eingang des Puffers 62a ist mit dem Ausgang des Konverters 61 verbunden. Das Ausgangssignal des Puffers 62a wird vom Ausgangssignal des Puffers 62c mit Hilfe einer Summierstufe 77 subtrahiert. Der Absolutwert dieses Differenzsignals wird von einer Absolutwerteinrichtung 78 aufgenommen und in einer MuItipiizierstufe 79 mit dem Faktor K multipliziert. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 79 wird vom Ausgangssignal des Puffers 62b innerhalb einer Summierstufe 80 subtrahiert. Dieses Ausgangssignal wird von einem Begrenzer 82 in einer nachfolgend beschriebenen Weise Null·¹-begrenzt. Der Ausgang des Begrenzers 82 ist mit dem Puffer 64 verbunden. Die Schaltung gemäß Fig. 9 löst die Gleichung S = Sp - K (j S^ - S₃I ), worin S^, S„ und S-, die bei drei aufeinanderfolgenden Winkeln abgetasteten Daten darstellen. Im Ergebnis wird das Strahlbündel aufgrund dieser Verarbeitung geschärft bzw. gebündelt, wodurch die Divergenzeffekte verringert werden.

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Der Faktor K ist eine Funktion der Anzahl von Winkeln, an denen Daten abgetastet werden, d.h. eine Funktion der Anzahl von Strahlen bzw. Strahlbündeln pro Umdrehung. Mit zunehmenden Winkelabstand zwischen den Strahlen bzw. Strahlbündeln (AQ) verringert sich die Notwendigkeit der Korrektur, und der Faktor K wird verringert. Mit zunehmender Zahl der Strahlimpulse pro Umdrehung muß der Faktor K größer werden, um eine äquivalente Verbesserung der wirksamen Strahlbündelbreite zu erzielen; der Faktor K ist daher umgekehrt proportional zum Winkel (Radianten) zwischen aufeinanderfolgenden Strahlen bzw. Strahlimpulsen. Die Werte von K können empirisch bestimmt werden; bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel schwanken sie zwischen 0,5 und 4,0.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden nur positive Digitalzahlen für die Speicherung verwendet. Der Null-Begrenzer 82 begrenzt das Ausgangssignal der Seitenstrahlverarbeitung auf eine untere Grenze von 0.

Es ist klar, daß einer digitalen Speicheranordnung eine endlich Grenze in der kleinsten Winkeldivergenz eines in ihr enthaltenen Linienpaars gesetzt ist. Da der Winkel zwischen Vektoren von Polardaten zunimmt, beginnen Zwischenräume von unadressierten Bildelementen zwischen benachbarten Vektoren aufzutreten. Diese Zwischenräume von fehlenden Daten stellen Bildfehler dar, welche die Information bei der Bildwiedergabe ernsthaft verschlechtern können (teilweise werden diese Fehler als "pixelation" bezeichnet). Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dieses Problem durch selektive Wiederholung von Daten im Speicher ausgeräumt. In Fig. 4 ist eine Anzahl von kleinen Blöcken gezeigt, die mit den Buchstaben A bis E bezeichnet sind. Es sei angenommen, daß jeder dieser Blöcke ein Bildelement auf einer Anzeige oder einen Speicherplatz im RAM 56 gemäß Fig. 1 darstellt. Bei dem relativ kurzen Radius für den Block A übersteigt der

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Winkelabstand nicht die 'Breite eines Bildelements bzw. Pixels. Weiter außen auf der Linie 102 sind zwei durch die Blocks B dargestellte Bildelemente erforderlich, um die Zone zwischen benachbarten Vektoren auszufüllen, und daher werden die Daten wiederholt und an zwei Speicherplätzen gespeichert. Bei dem Radius der Blöcke C werden die Daten an drei Plätzen gespeichert. Noch weiter außen auf der Linie 102 sind die Daten in fünf Plätzen (Blöcke D) und fünf Plätzen (Blöcke E) gespeichert. Die Orte bzw. Plätze sind in solcher Weise angeordnet, daß die Daten in einer Linie generell rechtwinklig zur Strahlachse (Linie 102) angeordnet sind. Dies wird durch die verzahnten Anordnungen der Blöcke entsprechend der Darstellung der Blöcke D und E angenährt.

Die Schaltung zur Wiederholung der Daten im Speicher an geeigneten Plätzen ist in Fig. 5 gezeigt. Diese Schaltung schafft im Ergebnis eine keilförmige Bahn innerhalb des Speichers zur Beseitigung von "Löchern" in der Bildwiedergabe bzw. Anzeige. Für jeden Winkel wird das X-Schritt/Y-Schrittsignal 44 an einen "Keilzähler" 96 angelegt. Dieser Zähler, der als gewöhnlicher Digitalzähler ausgebildet ist, liefert die Zählwerte 0, 1, 2, 3, usw. als Funktion der akkumulierten Zahl von X-Schritten oder Y-Schritten bei jedem Winkel. Bezugnehmend auf Fig. 4 ist festzustellen, daß am Block A keine Zählungen am Zähler auftreten. Der Zählwert des Zählers an den Blöcken B ist 1; am Block C ergibt sich ein Zählwert von 2 usw. Der Zähler liefert ein Sperrsignal, das zum X-Adressregister 59 und zum Y-Adressregister 58 über eine Leitung 98 übertragen wird, um zu verhindern, daß sich der -Inhalt dieser Register während der Zeit verändert, in der der Keilzähler zählt. Eine Addierstufe 90 liegt zwischen dem X-Register 58 und dem X-Adresseingang des Speichers 56. In ähnlicher Weise liegt

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ein Addierer 91 zwischen dem Y-Adressregister 58 und dem Y-Adresseingang des Speichers 56. Das Ausgangssignal des Keilzählers 96, d.h. die Zählwerte von 0, 1, 2, 3 usw., wird zu einem Festwertspeicher 93 und einem Festwertspeicher 94 übertragen. Diese Zählwerte dienen als Adressen zusammen mit dem Oktantenwort, das über eine Leitung 42 diesen Speichern zugeführt wird. Über die Leitung 28 wird auch tg θ beiden Speichern zugeführt. (Zu beachten ist, daß der Winkel θ anstelle von tg θ zur.Bildung eines Teils der Adresse verwendet werden könnte.) Der Ausgang des ROM 93 ist mit dem Addierer 90 und der Ausgang des ROM 94 mit dem Addierer 91 verbunden.

Generell sperrt der Keilzähler Adressenänderungen in den Registern 58 und 59 für die zur Datenwiederholung erforderliche £ahl von Zählungen, worauf eine neue Adresse eingegeben und der Prozeß wiederholt wird.

Es sei angenommen, daß Daten im, Block 115 der Fig. 4 zum Speicher 56 der Fig. 1 übertragen werden, woraufhin das X-Adressregister 59 und das Y-Adressregister 58 die dem Ort dieses Blockes entsprechende Adresse enthalten. Der Keilzähler, der die Gesamtanzahl von X-Schritten oder Y-Schritten aufgenommen hat, liefert einen Zählwert von 2s Während der Bildung dieses Zählwerts wird die Adresse des Blocks 115 in den Registern 58 und 59 mit Hilfe des Sperrsignals auf der Leitung erhalten. Der Zählwert bewirkt zusammen mit dem Oktantenwort auf der Leitung 42 und dem tg θ auf der Leitung bei Anlegen an den ROM 93, daß letzterer zunächst ein Signal von +1 und danach von -1 an die Addierstufe 90 anlegt. Dadurch wird die erforderliche Versetzung für die Wiederholung der Daten von Block 115 an den beiden benachbarten Plätzen entsprechend der Darstellung in Fig. 4 geschaffen. Zu beachten ist, daß bei dieser Lage in

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Bezug auf die Linie 102 keine Y-Versetzung erforderlich ist. . Weiter auf der Linie 102 nach außen, z.B. an den Blöcken D und E, entwickelt auch der Y-ROM 94 geeignete Signale und gibt diese an die Addierstufe 91, die gleichzeitig mit den Versetzungen in der X-Richtung eine Versetzung in der Y-Richtung erzeugt. Dies ist beispielsweise bei der Datenwiederholung an der Stelle des Blocks 116 erforderlich. Selbstverständlich wird der Keilzähler 96 bei jedem neuen Winkel, an dem Daten abgetastet werden, gelöscht. Zu beachten ist, daß die Schaltung zur Realisierung dieser "Keil"-Funktion in "hardware"-Form entsprechend Fig. 5 erfolgen kann oder unter Umständen auch durch software gelöst werden kann. :

Die auf die zuvor beschreibene Weise durchgeführte Wiederholung von Daten kann zu UnvollJsommenheiten in der Wiedergabe bzw. Anzeige führen, da Daten von einem Punkt tatsächlich auf andere Zonen gestreut werden. Diese Unvollkommenheiten können durch Interpolation zwischen den Linien in ähnlicher Weise minimalisiert werden, wie dies mit Hilfe des Interpolators 76 und der zugehörigen Schaltungskomponenten gemäß Fig. 2 beim "resampling",also bei der Wiederabtastung erläutert wurde. So kann beispielsweise unter Bezugnahme auf Fig. 4 der Zeichnung und die Linie 118 anstelle der Wiederholung der Daten in Block F an der Stelle 119 eine Interpolation an den Daten "F" und "C" durchgeführt und die interpolierten Daten können für die Blöcke 119 und 120 verwendet werden. Diese Interpolation kann selbstverständlich bei allen wiederholten Daten verwendet werden. Es ist relativ einfach, diese Interpolation zu realisieren, da die notwendigen Daten in den Registern 62a, 62b und 62c der Schaltung gemäß Fig. 9 gespeichert sind.

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Vorstehend wurden ein Verfahren und eine Einrichtung zur Abbildung bzw. Umsetzung von Polardaten in kartesischer Koordinatenform beschrieben. Besondere Schaltungen wurden ebenfalls beschrieben, welche für die Ultraschallanwendung besonders geeignet sind, so z.B. die Seitenstrahlverarbeitung, die in Verbindung mit Fig. 9 erläutert worden ist.

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ZUSAMMENFASSUNG

Beschrieben werden eine Einrichtung und ein Verfahren zur Abbildung von speziellen Polarwinkeln zugeordneten Daten in einem kartesischen Koordinatensystem. In der beschriebenen Anwendung werden Ultraschallechos von einem rotierenden Wandler in einem Speicher aufgezeichnet, um ihre Darstellung in einer Raster-Abtastanzeige zu ermöglichen. Eine Tangensfunktion dient zur Berechnung der X- und Y-Plätze in einem digitalen Differentialanalysator. Die Auswahl der Daten aus diesen Plätzen wird von einer in einem zweiten digitalen Differentialanalysator entwickelten Secansfunktion gesteuert, um Quantisierungsfehler zu minimieren.

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L e e r s e i t e

Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 4300 ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 ■ TEL.: (02 01) 412687 D 969 DIASONICS, INC. Patentansprüche

1.)Einrichtung zum Umsetzen bzw. Abbilden von mehreren Winkeln zugeordneten Daten in ein kartesisches Koordinatensystem mit einer ersten und einer zweiten Achse, dadurch gekennzeichnet , daß einem trigonometrischen Funktionsgeber (26), der den Tangens der Winkel (Θ) darstellende Tangenssignale und den Secans der Winkel (Θ) darstellende Secanssignale entwickelt, eine erste Differentialeinrichtung (33, 45) zur Erzeugung von Stellen auf der ersten Achse (X) als Funktion von Stellen auf der zweiten Achse (Y) und dem Tangenssignal (tg Θ) und eine zweite Differentialeinrichtung (67, 65) zum Steuern der Auswahl der Daten für jede der Stellen auf den ersten und zweiten Achsenais Funktion des Secanssignals (see θ - 1) nachgeschaltet sind, wobei die zweite Differentialeinrichtung den Datenfluß steuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differentialeinrichtung (33) einen Addierer (35) und ein Register (36) aufweist und daß der Ausgang des Registers mit dem Eingang des Addierers (35) verbunden ist, an den das Tangenssignal (tg Θ) angelegt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (35) einen Überlaufausgang (39) aufweist und an dem Überlaufausgang ein Überlauf-

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z/ko.

signal jedesmal dann entwickelt, wenn sein Inhalt einen vorgegebenen Wert übersteigt, wobei das Überlaufsignal zum Weiterschalten der Stellen bzw. Plätze entlang der zweiten Achse dient.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Differentialeinrichtung (67) einen Addierer (71) und ein Register (70) aufweist, dessen Ausgang mit dem Eingang des .Addierers (71) verbunden ist, wobei dem Eingang des Addierers das Secanssignal (see θ - 1) zuführbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (71) mit einem Überlaufausgang (74) versehen ist, an dem ein Überlaufsignal entwickelbar ist, wenn der Inhalt des Addierers (71) einen vorgegebenen Wert übersteigt, wobei das Überlaufsignal zur Steuerung der relativen Folgefrequenz bzw. Geschwindigkeit der Daten dient.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Register (70) der zweiten Differentialeinrichtung (67) ein Interpolator (76) zur Entwicklung eines zwischen zwei Datenabtastungen liegenden Interpolationswerts riachgeschaltet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der trigonometrische Funktionsgeber (26) so ausgebildet ist, daß er ein eingegebenes Winkelsignal in Exsecanswerte (see θ — 1) umsetzt und daß der die Exsecanswerte führende Ausgang des trigonometrischen Funktionsgebers (26) mit dem Eingang der zweiten Differentialeinrichtung (67) gekoppelt ist.

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8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wiederholungseinrichtung (Fig. 5) zum Wiederholen von Daten mit der ersten Differentialeinrichtung (33, 45, 48) gekoppelt und derart ausgebildet ist, daß sie Daten als Funktion der Stellen bzw« Plätze entlang der ersten und zweiten Achsen (X, Y) wiederholt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein X-Register _;(59) zum Identifizieren der Stellen bzw. Plätze entlang der ersten Achse (X) und ein Y-Register (58) zum Speichern von die Stellen bzw. Plätze entlang der zweiten Achse (Y) darstellenden Signalen mit der ersten Differentialeinrichtung (33, 45, 48) gekoppelt sind und daß_v die erste Differentialeinrichtung so ausgebildet ist, daß sie das Erhöhen oder Erniedrigen eines der X- und Y-Register (59 und 58) als Funktion des Erhöhens und Erniedrigens des anderen Registers und als Funktion des Tangenssignals (tg Θ) steuert.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Differentialeinrichtung (67, 65) so ausgebildet ist, daß sie die Auswahl von Abtastungen der umzusetzenden Daten aus einem Abtastpufferspeicher (62) als Funktion von den Secans der Winkel darstellenden Digitalsignalen steuert.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differentialeinrichtung so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie X = Y tg θ und Y = X tg θ als Funktion eines Abtastsignals erzeugt.

12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholungseinrichtung einen Digitalzähler (96) zur Erzeugung vorgegebener Zählsignale als Funktion der

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Lage der Daten entlang der ersten und zweiten Achsen (X, Y) aufweist.

13. Verfahren zum Umsetzen von einer Mehrzahl von Polarwinkeln zugeordneten Daten in ein kartesisches Koordinatensystem, dadurch gekennzeichnet, daß der Tangens und der Secans für jeden der Polarwinkel (Θ) bestimmt wird (12, Fig. 6), daß die X- und Y-Plätze bzw. Orte für diese Daten als Funktion des Tangens der zugehörigen Polarwinkel bestimmt werden und daß die Auswahl der Daten für die Ortsbestimmung als Funktion des Secans der Polarwinkel gesteuert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten (S.*, Sp und S₃) für wenigstens drei aufeinanderfolgende Polarwinkel akkumuliert bzw. gespeichert werden (16, Fig. 6) und vor der Datenauswahl eine Verarbeitung der Daten nach der folgenden Bedingung erfolgt:

s = S₂ - κ (|s_a - S₃I),

wobei S die verarbeiteten Daten und K einen Faktor bedeuten, der umgekehrt proportional zur Differenz zwischen den aufeinanderfolgenden Winkeln ist.

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