JP2000065920A - レーダー装置及び類似装置並びに受信データの書込方法 - Google Patents
レーダー装置及び類似装置並びに受信データの書込方法Info
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Abstract
している時に、これと並行して画像データのレベルを小
さくしていくことにより、従来のような調整を行わなく
てもクラッターの中から物標の映像を容易に識別表示す
ることのできる、レーダー装置及び類似装置並びに受信
データの書込方法を提供する。 【解決手段】スイープ回転に伴って受信データを順次極
座標から直交座標に座標変換して記憶する画像メモリ6
と、前記座標変換によるデータの書き込みがFIRST
検出時にだけ行われるようFIRSTを検出するFIR
ST検出部8と、FIRST以外の期間に画像メモリ6
上に減算領域指定部14で指定された領域の画素データ
から一定値を減算していく減算データ発生部9と、を備
える。
Description
等、例えば、極座標系で受信される探知信号を全周囲に
渡り直交座標で配列された画像メモリに記憶した後、ラ
スター走査方式の表示器に表示する装置に関し、特に、
クラッターの中から物標の映像を識別可能に表示するこ
とのできるレーダー装置及びソナー等の類似装置並びに
受信データの書込方法に関する。
示している。
を回転しながら別の周期でパルス状電波を発射すると同
時に、物標で反射した電波を受信する。受信回路2はレ
ーダーアンテナ1による受信信号を検波し増幅する。A
/Dコンバータ3は、受信回路2で得られたアナログ信
号をデジタル信号に変換する。一次メモリ4は、A/D
変換された1スイープ分のデータを実時間で記憶し、次
の送信により得られるデータが再び書き込まれるまで
に、その1スイープ分のデータを後段の画像メモリ6に
書き込む際のバッファとして用いられる。
て、中心から周辺に向かって、たとえば船首方向を基準
としてアンテナの角度θと、一次メモリ4の読み出し位
置とから、対応する直交座標で配列された画像メモリの
画素を示す番地を作成する。座標変換部5は、具体的に
は次式を実現するハードウェアにより構成される。 X=Xs+r・sinθ Y=Ys+r・cosθ ただし、 X、Y:画像メモリの画素を示す番地 Xs、Ys:中心番地 r:中心からの距離 θ:座標変換の角度 表示用の画像メモリ6は、アンテナ1回転で得られる受
信データを記憶する容量を持つ。図示しない表示制御部
によって表示器7がラスター走査され、ラスター走査に
同期して画像メモリ6の内容が高速で読み出され、受信
信号の強度に応じた輝度または色で識別された画像が表
示される。
等のクラッターの中から物標の映像を識別表示するため
には、GAIN、STC、FTC等の調整を適正に行う
必要がある。特に、クラッターとの信号強度に差が少な
い場合には微妙な調整が要求され、調整の前後での映像
の違いを比較しながら調整量を加減し、最適値を探す操
作を行う。
の装置では、映像の更新はアンテナの方向のスイープラ
イン上でのみ行われるため、調整結果の確認は、回転す
るスイープラインが観測点の方向に来た時以降となり、
且つ、アンテナ1回転に要する時間は通常2、3秒を要
するために、調整操作が完了するまでに時間がかかると
いう問題があった。また、別の物標で最適な調整値が異
なる場合にはその都度調整する必要があり、その結果、
頻繁な調整操作を繰り返しながら映像観測するというこ
とになり、操作性、応答性の点で非常に使いづらいとい
う問題があった。このような問題は、レーダーに限らず
スイープ回転に伴って受信データを順次極座標から直交
座標に座標変換して記憶する類似装置(例えば、ソナ
ー)においても同様であった。本発明の目的は、受信デ
ータを座標変換して画像メモリ中に記憶する動作と並行
して画像データのレベルを小さくしていくことにより、
従来のような調整を行わなくてもクラッターの中から物
標の映像を容易に識別表示することのできる、レーダー
装置及び類似装置並びに受信データの書込方法を提供す
ることにある。
ープ回転に伴って受信データを順次極座標から直交座標
に座標変換して記憶する画像メモリと、前記座標変換に
よるデータの書き込みと並行して画像メモリ上に設定さ
れた領域の画素データから一定値を減算していく減算手
段と、を備えてなることを特徴とする。
ータから一定値を減算していくことにより、スイープに
よって描画される画像とは別に、設定された領域内の画
像を徐々に消えていくように見せることができる。従っ
て、同領域内の画像については、従来の装置においてス
イープ1回転の間にゲインを徐々に小さくしていく調整
を行ったのと同じ観測が可能になる。これによって、手
動による微妙な調整を行わなくてもクラッターの中から
物標の映像を容易に識別表示させることが可能になる。
おいて前記座標変換時に画像メモリの画素に最初にアク
セスする場合をFIRSTとして検出するFIRST検
出手段を備え、前記減算手段は、FIRST検出以外の
時に減算することを特徴とする。
心位置が密で、周辺ほど疎となり、中心付近ほど画像メ
モリの同一番地に多くの受信データが対応することにな
る。この場合、画像メモリの1つの画素に書き込むデー
タを複数の受信データから選択することになるが、単に
上書きするのであれば最後のデータが書き込まれ、受信
データ中の中から最大のデータを選んで書き込むのであ
れば、FIRST検出とMAX処理が行われる。FIR
ST検出とは、画像メモリの画素に対するアクセスがス
イープ1周回内において最初であることを検出する動作
であり、MAX処理とは、FIRST検出の時にその時
の受信データをそのまま書き込み、FIRST検出でな
い時(即ち、2番目以降のアクセスの時)には、その時
の受信データと既に書き込まれているデータとの大小比
較をし、大きい方を書き込む動作である。このように、
座標変換時に、受信データを1つの画素に対してそのま
ま上書きする方法やFIRST検出とMAX処理とで最
大値データを書き込む方法があるが、いずれにしても、
画像メモリ中の1つの画素に対しては1つのデータしか
書き込むことができないから、1つの画素に1つのデー
タを書き込むという条件を満足するには最低1回アクセ
スすればよい。そこで、請求項2の発明では、FIRS
T検出時に画像メモリの画素にアクセスして受信データ
を書き込むようにする。そして、FIRST検出しない
時には画像メモリに対する座標変換のアクセスを行わな
い。このようにすると、座標変換の期間内に画像メモリ
に対して座標変換のアクセスを行わない期間ができるか
ら、この間に、減算手段によって上記領域における画素
データの減算処理を行っていく。
おいて前記座標変換時に画像メモリの画素に最後にアク
セスする場合をLASTとして検出するLAST検出手
段を備え、前記減算手段は、LAST検出以外の時に減
算することを特徴とする。
座標変換を行う。従って、1つの画素に対してLAST
検出をしない座標変化の時には、減算手段の動作が行わ
れる。
段によって任意に指定できるようにしたものである。こ
のようにすることで、例えば、カーソル等によって画面
上の注目すべき領域を指定し、この領域内で物標の映像
をクラッターの中から識別表示させることができる。ま
た、スイープの回転が高速になるほどFIRSTアクセ
ス期間やLASTアクセス期間の全体に占める割合が大
きくなるために、結果的に上記領域全体をアクセスして
減算する期間が短くなって、画像の段階的消去を十分に
できなくなるが、このような場合には、上記領域の面積
を小さくして画面内を自由に移動することで対応するこ
とができる。
レーダー装置の構成図である。このレーダー装置は、図
1に示す従来のレーダー装置に対し、FIRST検出部
8、減算データ発生部9、セレクタ10(セレクタ
A)、セレクタ11(セレクタB)、減算タイミング発
生部12、減算領域アドレス発生部13、減算領域指定
部14、減算数値指定部15が追加される。
−11669号公報において詳細に述べられているよう
な構成にある。即ち、通常のアクセス時においては、画
像メモリ6に対するアドレスは、座標変換部5におい
て、極座標においてのスイープ方向θと中心方向からの
距離rに基づいて発生するが、スイープ1回転内におい
て、このアドレスが初めて発生した場合、即ち画像メモ
リ6に画素が初めてアクセスされた場合を検出してFI
RST信号を出力する。画像メモリ6内の画素が初めて
アクセスされたかどうかは、座標変換部5の出力によっ
て容易に知ることができる。
画素へのアクセス時にそのアクセスした画素データから
一定値を減算した値を作成する。このデータは、再び同
じ画素に書き込まれる。なお、この領域に対するアクセ
スを、以下減算アクセスという。また、画像メモリ6上
に設定される上記領域を減算領域、減算領域の画素デー
タから減算していく一定値を減算値、減算を行うかどう
かのしきい値を減算しきい値という。
る。この減算データ発生部9は、比較器9a、減算器9
b、セレクタ9cからなる。比較器9aは、減算領域内
の或る画素から読み出した読出データ(c)が、別に設
定された減算しきい値(a)未満かどうかを比較する。
減算器9bは、読出データ(c)から、別に設定された
減算値(b)を減算する。比較器9aにおいて、c<a
の場合、減算器9bにおいて、d=c−bの減算を行
い、書込データdを得る。但し、減算した結果dが負に
なる場合にはd=0とする。読出データ(c)が減算し
きい値(a)以上の場合には、読出データ(c)と同じ
データを書込データ(d)とする。なお、減算しきい値
(a)と減算値(b)は、減算数値指定部15によって
任意の値に指定することができる。
データを選択する部分で、通常アクセス時のFIRST
の時にのみ、一時メモリ4から読み出したデータを出力
し、減算アクセス時に(FIRST以外の時)は減算デ
ータ発生部9で作成したデータを出力する。
ドレスを選択する部分で、通常アクセス時のFIRST
の場合にのみ座標変換部5で作成したアドレスを出力
し、減算アクセス時(FIRST以外の時)には減算領
域アドレス発生部13で作成したアドレスを出力する。
からFIRSTの期間を除いた期間でのみ動作する。R
クロックは、一次メモリ4に対する読み出しクロックで
ある。すなわち、減算アクセスがFIRST以外の期間
に実行されるように、RクロックとFIRST信号に基
づいて、RクロックからFIRSTの期間を除いた期間
に、減算アクセス用のクロックを発生する。この期間の
クロックをR’とする。図4は、減算タイミング発生部
12の構成図、図5はタイミングチャート、図6は、減
算領域を示している。減算タイミング発生部12は、減
算タイミング発生回路12aと、ゲート12bとからな
り、ゲート12bにおいて、RクロックからFIRST
の期間を除いた期間を判定し、この期間内にR’クロッ
クを発生するとともに、減算タイミング発生回路12a
において減算開始トリガからT1とT2を発生する。
画素、Y方向にB画素の大きさの矩形領域とすると、T
1は、R’クロックA回分の期間に等しく、T2はT1
のB回分の期間に等しい。即ち、T1は減算領域のX方
向1行分の減算期間であり、T2は減算領域の全領域に
対する減算期間である。T2の終了後、再び減算開始ト
リガを発生し、図5に示すタイミング発生動作が繰り返
される。なお、図5から明らかなように、R’クロック
は等間隔でないからT1も厳密には一定ではなく、同様
にT2も一定ではない。
セス時に、減算アクセス用アドレスを発生する。図7に
示すように、この減算領域アドレス発生部13は、カウ
ンタ13aと13bとからなる。カウンタ13aは、減
算領域指定部14から入力される減算開始番地Xsから
X方向にR′クロック毎にXアドレスを進めていき、カ
ウンタ13bは、減算領域指定部14から入力する減算
開始アドレスYsからT1期間毎にYアドレスを進めて
いく。減算開始番地XsからX方向にn回目、減算開始
番地YsからY方向にm行目のアクセス点の座標を(X
n、Ym)とすると、 Xn=Xs+n Ym=Ys+m ただし、 (Xs、Ys):減算開始番地 となる。
トとYアドレス発生タイミングチャートを示している。
また、図9は、減算領域でのアドレスの進み方を示して
いる。
装置本体の操作部に設けられているトラックボールやカ
ーソルキー等を含む入力部で構成され、表示画面上の任
意の領域を減算領域として指定することができる。ま
た、減算数値指定部15は、例えば、数式等を含む入力
部で構成され、減算データ発生部9に対して与える減算
しきい値や減算値を任意の値に設定することができる。
説明する。
モリ6への書き込みが、FIRSTの時には通常アクセ
スによって、FIRSTの時でない時には減算アクセス
によってデータの書き込みが行われる。通常アクセスと
は、一次メモリ4に記憶されている受信データを読み込
む時のアクセスであり、減算アクセスとは減算データ発
生部9の出力を書き込むアクセスである。今、受信デー
タの或る座標変換サイクルにおいてFIRSTが検出さ
れたとすると、その時の一次メモリ4の対応データが座
標変換された画像メモリの位置に記憶される。次の座標
変換サイクルでFIRSTが検出されなかった場合は、
減算アクセスとなり、減算領域アドレス発生部13で発
生した画像メモリの位置に減算データ発生部9で出力さ
れるデータが書き込まれる。この時の減算データ発生部
9で発生するデータは、当該アドレスの読出データから
予め設定した減算値を引いた値である。従って、表示器
7の表示画面上では、減算データを画像メモリ上に書き
込んだ直後にその位置の画像の輝度が低下する(輝度に
よって画像データの大きさを表す場合)。このように、
画像メモリ6のデータの更新は、通常アクセスと減算ア
クセスとによって順次行われていき、通常アクセスにつ
いては、スイープの回転にともなって得られる受信デー
タによる更新が行われ、減算アクセスについては、減算
領域指定部14で設定された減算領域内でのデータの減
算更新が行われる。この結果、通常アクセスによりスイ
ープライン上の画素が更新された後、再びスイープが1
回転して同じ画素を更新するまでの間に、各画素につい
てゲインを連続的に下げる操作をしたと同じように、減
算領域における映像を順次消えていくように表示させる
ことができる。
るための図である。図10は、仮にある画素についてゲ
インを連続的に下げた場合の受信信号と画像データを示
している。また、図11は、減算動作によって変化する
画像データを示し、同図(A)はゲインが図10のG5
の状態で減算処理をした場合を示し、同図(B)はゲイ
ンが図10のG4の状態で減算処理をした場合を示して
いる。なお、この例では、量子化レベルがL4未満の場
合に減算されるよう減算しきい値をL4に設定し、減算
値を1に設定している。また、S0は通常アクセス後の
画像、S1、S2 、S3は減算アクセス後の画像であっ
て、数字は各段階を示している。
算しきい値L4を超えているから、この分を除くレベル
の信号についてのみ減算処理が行われる。したがって、
レベルの強い画像を明確に表示でき、周囲のクラッター
等の相対的に弱いレベルの画像は徐々に消していくこと
ができる。また、図11(B)に示すように、ゲインを
G4に設定しておくと、全部の信号が減算しきい値L4
以下となるから、減算領域内の画像全体を徐々に消して
いくことができる。なお、このような映像の変化中にお
いても、クラッター中から物標の映像を識別できるよう
になる。クラッター中から物標の映像を識別できるよう
にするための適切なゲインの設定は状況により異なり、
図11(A)が好ましいことも、図11(B)が好まし
いこともある。
RST信号を受けてセレクタ10およびセレクタ11
が、それぞれ一次メモリ4からの出力と座標変換部5か
らの出力を選択し、FIRST以外の時に減算データ発
生部9と減算領域アドレス発生部13の出力をそれぞれ
選択するとともに、減算タイミング発生部12は、FI
RST検出以外の期間にR’クロックによってT1、T
2を発生して減算領域アドレス発生部13に出力する。
また、減算領域指定部14による減算開始アドレスX
s、Ysの指定は任意の時に行うことができ、減算数値
指定部15による減算しきい値と減算値の設定も任意の
時に行うことができる。
すような表示を得ることができる。図の表示領域のう
ち、Aは雨を原因とするクラッター領域、Bは雨の中の
物標、Cは減算領域を示している。この例では、物標B
の輝度が図11(A)に示すような適当な大きさに設定
されている。即ち、画面全体が1回更新される間に減算
領域C内の物標Bを除く領域の映像が徐々に輝度低下し
ていく。また、減算領域指定部14で、この減算領域C
を任意の位置に移動可能なため、通常アクセスによって
画像データの更新中にこの減算領域Cを移動すれば、移
動した新たな位置で同じような順次消える映像を得るこ
とができる。
全体をアクセスする周期T2は、スイープ1回転の周期
Tと関係する。即ち、スイープ回転周期Tが速くなれ
ば、スイープ1回転中に確保できる減算期間はそれだけ
短くなるから、周期T2の繰り返し回数も少なくなる。
今、スイープ回転周期=T、減算領域Cでの全ての画素
データの値が0になるまでの(図3の書込データ(d)
が0になる)減算回数=N、減算領域C全体を1回アク
セスするに要する時間=tとすると、 T=N・t が成立するよう、減算領域Cの大きさが設定されること
が理想的である。なぜなら、減算される途中経過を表示
器上で観測する余裕があることが必要であるからであ
る。しかし、上記の式が成立しない場合には効果がない
わけではなく、実際には、これにできるだけ近くなるよ
うな大きさの減算領域に設定すればよい。従って、スイ
ープの回転、すなわちアンテナの回転が高速になるほ
ど、観測のしやすさの点から減算領域Cの大きさが制限
されるが、減算領域の大きさに制限が生じた場合には、
これを表示画面内で移動させることにより、減算領域を
大きくした場合と同等の効果を得ることが可能である。
クセスを行い、FIRST以外の時に減算アクセスを行
うようにしたが、画像メモリの画素への最後のアクセス
をLASTとして検出し、このLAST時に通常アクセ
スを行い、LAST以外の時に減算アクセスを行うよう
にしてもよい。
図2と相違する点は、Wデータ発生部20(スキャン相
関用)、画像メモリ(スキャン相関用)、座標変換部2
2(スキャン相関用)、FIRST検出部23(スキャ
ン相関用)を新たに追加した点である。
回転毎の相関処理のことを言う。すなわち、連続したス
イープ回転毎のデータ間(メモリ上のデータと新データ
間)で相関処理を行う処理であり、通常アクセスにおい
て、アンテナ1回転前の画像メモリ上のデータと、今回
転で新たに得られたデータの両者から今回書き込むデー
タを、例えば平均処理等により決定する処理であって、
従来から実施されている。このスキャン相関処理は、ス
イープ1回転毎に同一画素について1回のみ書き換える
処理であるのに対し、減算処理は画素データを常時減算
する処理であるから、同じ画像メモリを使用した場合、
減算処理とスキャン相関処理は両立出来ない。そこで、
スキャン相関処理用のメモリを表示用画像メモリとは別
に設け、前段でスキャン相関処理を実行し、スキャン相
関処理した結果を表示用画像メモリに対する通常アクセ
ス用の書込みデータとすることにより、スキャン相関処
理と減算処理を両立させることが出来る。図13は、そ
のための具体的な構成を示す図である。
スキャン相関処理用に設けられるセレクタであり、FI
RST検出部23でFIRSTが検出されたときに一次
メモリ4からの新データとスキャン相関用のために設け
られた画像メモリ21のデータとを相関処理して、同画
像メモリ21に再記憶する。また、そのデータはセレク
タ10を介して表示用の画像メモリ6に記憶される。F
IRSTでないときには、Wデータ発生部20は画像メ
モリ21から読み出したデータをそのまま出力する。し
たがって、画像メモリ21には、スキャン相関処理され
たデータが記憶される。スキャン相関処理用の座標変換
部22は、画像メモリ21の座標変換アアドレスを作成
する。この座標変換部22を表示メモリ用の座標変換部
5と別に設けているのは、スキャン相関用の画像メモリ
21では真運動座標モードで記憶しているのに対し、表
示用の画像メモリ6では相対運動モードのヘッドアッ
プ、コースアップ、ノースアップ、または、真運動座標
モードの中から選ばれたモードで記憶するようにしてい
るからである。なお、図示はしていないが、コンパス、
船速情報が各々の座標変換部5、22に入力するように
なっている。
たデータを表示用の画像メモリ6に対する通常アクセス
用の書込みデータとすることが出来る。
数のデータが対応したときに、これらのデータの内最大
値を選択して再書込みするMAX処理を前段で行い、そ
の結果を表示用の画像メモリ6に対する通常アクセス用
の書込みデータとすることにより、MAX処理と減算処
理を行うことが出来る。
域の画素データから一定値を減算していくことにより、
設定された領域内のゲインを常時調整しながら観測した
と同じ効果が得られるから、手動による微妙な調整を行
わなくてもクラッターの中から物標の映像を容易に識別
表示させることが可能になる。
して座標変換のアクセスを行わない期間に、減算手段に
よって上記領域における画素データの減算処理を行って
いくため、スイープ回転による画像表示を行いながら、
設定された領域において順次消えていく画像を表示させ
ることが出来る。
段を設けた場合においても減算処理を行うことが出来、
また、請求項4の発明によれば、前記領域を領域指定手
段によって任意に指定できるから、例えば、カーソル等
によって画面上の注目すべき領域を指定し、この領域内
で物標の映像をクラッターの中から識別表示させること
ができる。また、スイープの回転が高速であるときに
は、上記領域の面積が制限されるようになるが、この面
積を小さくして画面内を自由に移動することで対応する
ことができる。
子化後の画像データ
Claims (6)
- 【請求項1】 スイープ回転に伴って受信データを順次
極座標から直交座標に座標変換して記憶する画像メモリ
と、 前記座標変換によるデータの書き込みと並行して画像メ
モリ上に設定された領域の画素データから一定値を減算
していく減算手段と、を備えてなるレーダー装置及び類
似装置。 - 【請求項2】 スイープの1周回内において前記座標変
換時に画像メモリの画素に最初にアクセスする場合をF
IRSTとして検出するFIRST検出手段を備え、前
記減算手段は、FIRST検出以外の時に減算すること
を特徴とする、請求項1記載のレーダー装置及び類似装
置。 - 【請求項3】 スイープの1周回内において前記座標変
換時に画像メモリの画素に最後にアクセスする場合をL
ASTとして検出するLAST検出手段を備え、前記減
算手段は、LAST検出以外の時に減算することを特徴
とする、請求項1記載のレーダー装置及び類似装置。 - 【請求項4】 前記領域を指定する領域指定手段を備え
た、請求項1〜3のいずれかに記載のレーダー装置及び
類似装置 - 【請求項5】 前記一定値を複数の候補から選択する手
段を設けた、請求項1〜4のいずれかに記載のレーダー
装置及び類似装置。 - 【請求項6】 受信データを極座標から直交座標に座標
変換して1周回毎に画像メモリに更新しながら記憶する
ステップと、 前記座標変換によるデータの書き込みと並行して画像メ
モリ上に設定された領域の画素データから一定値を減算
していく減算ステップと、を備え、 1周回の期間内に前記領域内のデータを順次減算してい
くようにした、受信データの書込方法。
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