JP2001264418A - 探知装置及びその受信信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイープメモリ等のバッファメモリをなく
す。 【解決手段】 Ａ／Ｄ変換回路２における量子化動作を
座標変換回路７の制御下に置く。Ａ／Ｄ変換回路２と信
号処理回路４との間にスイープメモリを設けることなし
に、信号処理回路４における信号処理を正確に実行する
ことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、探知装置及びその
信号処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周囲に存する物体（以下「物標」）の存
否、位置、性状、動向等を探知するための装置として
は、レーダ、ソナーその他の装置が知られている。例え
ば船舶用レーダ装置は、図２に示すように、搭載に係る
船舶（以下「自船」）上の見晴らしの良い箇所に設置し
た空中線１を用い、送信方向を略水平面内で回転させな
がら自船周囲に探知信号を無線送信し、周囲の物標例え
ば他船や陸地からの反射波を受信する構成を有してい
る。空中線１からの探知信号の送信、空中線１による反
射波の受信、空中線１からの探知信号送信方向の回転
（空中線１の輻射部を回転させるモータの駆動）等に関
連する動作は、ＣＰＵ回路１４の制御の下に送受信制御
回路１３が制御する。

【０００３】空中線１により受信された信号は、Ａ／Ｄ
変換回路２において所定速度のサンプリングクロックに
従いサンプリングされ、その結果得られた現在データ即
ち物標からの反射波（エコー）を示す最新のデータは、
一旦、スイープメモリ３によりバファリングされる。信
号処理回路４は、ＣＲＴ表示器１０の画面に対応した記
憶空間を提供するフレームメモリであるレーダ表示メモ
リ８から、過去の処理データである過去データを入力
し、スイープメモリ３上の現在データをこの過去データ
に基づき処理し、その結果得られた処理データをレーダ
表示メモリ８に書き込む。レーダ表示メモリ８上のデー
タは、ＣＲＴ表示器１０の画面走査に同期してＣＰＵ回
路１４が発生させる表示用アドレスの指定により、ＰＰ
Ｉ表示データとして読み出され、Ｄ／Ａ変換回路９によ
りグラフィック表示データと共にアナログの映像信号に
変換される。ＣＲＴ表示器１０の画面には、この映像信
号に応じてレーダ映像がＰＰＩ表示されかつ各種のグラ
フィクスが表示される。なお、グラフィック表示データ
はグラフィックフレームメモリ１６上に展開されている
データであり、ＣＰＵ回路１４による制御の下にグラフ
ィック制御回路１５がグラフィックフレームメモリ１６
上に展開する。

【０００４】レーダ表示メモリ８からの過去データの読
出及び処理データの書込は、座標変換回路７による書込
用アドレスの指定に応じて行われる。まず、空中線回転
信号発生回路５は、空中線１の輻射部が所定角度回転す
る毎に空中線回転信号例えばパルス信号を発生させ、角
度信号制御回路６に供給する。また、ジャイロインター
フェース回路１１は、ＣＰＵ回路１４による制御の下に
図示しないジャイロ等の装置から角度信号制御回路６へ
と自船針路を示す信号を入力するためのインターフェー
スである。空中線回転信号から例えば自船船首方向に対
する探知信号送信方向を知ることができ、ジャイロイン
ターフェース回路１１を介し入力される信号から例えば
北に対する自船針路を知ることができ、更にＣＰＵ回路
１４からはコースリセット時における自船針路や表示モ
ード等に関する情報・指令を得ることができるため、こ
れに応じ、角度信号制御回路６は変換時角度θを生成す
る。変換時角度θの生成式や、表示モードに応じたその
切替については、従来周知であるため説明を省略する。
座標変換回路７は、角度信号制御回路６から変換時角度
θを入力する一方で、ＣＰＵ回路１４による制御の下に
速度情報入力回路１２を介してログ等から入力され自船
速度を示す信号並びにＣＰＵ回路１４から与えられる表
示モードの指令に基づき、変換開始座標（ＸＣ，ＹＣ）
を決定し、これらに基づき次の式

【数１】Ｘ＝ＸＣ＋Ｒ・ｓｉｎθ Ｙ＝ＹＣ＋Ｒ・ｃｏｓθ を用いて書込用アドレス（Ｘ，Ｙ）を発生させる。な
お、Ｒは自船から物標までの距離に相当しており、探知
信号の送信から反射波の受信までに要した時間から定め
ることができる。

【０００５】従って、書込用アドレス（Ｘ，Ｙ）は、現
在データに係る反射波が得られた自船周囲空間における
二次元位置に対応するアドレスである。また、信号処理
回路４における信号処理に際し用いられる過去データ
は、この書込用アドレス（Ｘ，Ｙ）の指定によりレーダ
表示メモリ８から読み出されたデータである。従って、
スイープメモリ３を設け信号処理回路４への供給タイミ
ングを一致させることにより、信号処理回路４における
処理の対象である現在データとこの処理に使用される過
去データとを、互いに同じ二次元位置に係るデータにす
ることができる（但し、自船固定の座標系で同一位置で
あるのか、それとも地球表面固定の座標系で同一位置で
あるのか、という点、即ち「同一位置」の意味合いにつ
いては、どのような表示モードが指定されているのかに
より異なる）。このようにして得られ互いに同一位置に
係る現在データと過去データとを用いることにより、信
号処理回路４においては、現在データと過去データとの
相関性を利用して他船等からの反射波を強調し海面等か
らの反射波を抑圧する相関処理や、自船に対する他船等
の移動の軌跡を求める移動軌跡生成処理等を行うことが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在デ
ータをバッファメモリ（図２の例ではスイープメモリ
３）により一時格納する構成では、バッファメモリへの
書込及びバッファメモリからの読出にある程度の時間が
必要である。これは、反射波を受信してからメモリ（図
２の例ではレーダ表示メモリ８）への書込までの時間を
短縮する上で、支障・制限となっていた。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、探知結果を示す受
信信号をメモリに書き込むまでの時間を従来より短縮す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る受信信号処理方法は、物標の探知
結果を与える受信信号をＡ／Ｄ変換回路により量子化し
てメモリに書き込む際に、Ａ／Ｄ変換回路における量子
化動作のタイミング及び速度を決定するサンプリング信
号を、量子化された受信信号をメモリに書き込むための
アドレス指定と同期して発生させることを特徴とする。
或いは、物標の探知結果を与える受信信号をＡ／Ｄ変換
回路により量子化して信号処理回路に入力し、信号処理
回路にて処理された受信信号をメモリに書き込む際に、
Ａ／Ｄ変換回路における量子化動作のタイミング及び速
度を決定するサンプリング信号を、処理された受信信号
をメモリに書き込むためのアドレス指定と同期して発生
させることを特徴とする。或いは、物標の探知結果を与
える受信信号をＡ／Ｄ変換回路により量子化して信号処
理回路に入力し、信号処理回路ではメモリ上に書き込ま
れている信号に基づきこの受信信号を処理し、信号処理
回路にて処理された受信信号をメモリに書き込む際に、
Ａ／Ｄ変換回路における量子化動作のタイミング及び速
度を決定するサンプリング信号を、信号処理回路におけ
る処理に使用する信号をメモリから読み出すため及び処
理された受信信号をメモリに書き込むためのアドレス指
定と同期して発生させることを特徴とする。

【０００９】このように、本発明においては、Ａ／Ｄ変
換回路における量子化動作を、メモリへの書込アドレス
を発生させる処理・手段の制御下に置くことにより、受
信信号をＡ／Ｄ変換回路からメモリに供給する経路或い
は受信信号をＡ／Ｄ変換回路からメモリ前段の信号処理
回路に供給する経路上にバッファメモリを設けることな
しに、量子化された受信信号又はそれを信号処理した結
果得られる信号を、その受信信号に係る物標の位置に対
応したアドレスに、書き込むことができる。そのため、
バッファメモリを設けていたことにより従来生じていた
問題点、例えば受信からメモリ書込までに要する時間の
短縮上の制約という問題点を緩和できる。

【００１０】従って、従来であればバッファメモリへの
書込及びバッファメモリからの読出に費やされていた時
間をメモリ書込前の他種の動作例えば相関処理や移動軌
跡生成処理等の処理に割り振ることが可能になる。ま
た、受信からメモリ書込までに必要とされる時間を従来
に比べ短くすることができるため、単位時間当たりでの
探知結果入力頻度を向上させることができる。例えば、
物標の探知結果を与える受信信号を得るために探知信号
を周囲に無線送信し周囲に存する物標からの反射波を受
信する装置においては、単位時間当たりの探知信号送信
回数を向上させることができるため、物標の検出確率を
向上させることができる。加えて、バッファメモリが必
要でない分は、装置規模・装置コストの低減になる。

【００１１】なお、本発明は、現在データを一旦格納す
るためのバッファメモリなしで実現された探知装置とし
ても、表現できる。即ち、本発明に係る探知装置は、探
知信号を周囲に無線送信し周囲に存する物標からの反射
波を受信する送受信部材（例えば空中線）と、送受信部
材による受信により得られる受信信号を量子化して現在
データとして出力するＡ／Ｄ変換回路と、過去データに
基づき現在データに処理を施すことにより処理データを
生成しこの処理データをメモリに書き込む信号処理回路
と、処理データを格納する上記メモリと、少なくとも探
知信号の送信方向及び探知信号の送信から反射波の受信
までの時間に基づきメモリへの書込用アドレスを指定す
る座標変換回路とを備え、書込用アドレスの指定に応
じ、以前にその書込用アドレスに処理データとして書き
込まれたデータの過去データとしての読出及びその書込
用アドレスへの処理データの書込を行うことにより、メ
モリ上に、物標の探知結果を示しかつ信号処理回路によ
る処理を経た処理データを、その処理データに係る反射
波が得られた物標の位置に対応付けて格納する探知装置
において、座標変換回路が、Ａ／Ｄ変換回路における量
子化動作のタイミング及び速度を決定するサンプリング
信号を、メモリへの書込用アドレスの指定と同期して発
生させることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、図２に示した従来技
術と対応する又は同一の部材については同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。

【００１３】図１に、本発明の一実施形態に係る船舶用
レーダ装置の構成を示す。本実施形態においては、座標
変換回路７がＡ／Ｄ変換回路２に対しサンプリング信号
（座標変換開始信号）を供給し、受信信号の量子化によ
り得られる現在データを量子化後直ちに信号処理回路４
に供給することによって、バッファメモリたるスイープ
メモリ３を不要にしている。即ち、座標変換回路７は、
角度情報制御回路６から得られる変換時角度θ、速度情
報入力回路１２から得られる自船速度、ＣＰＵ回路１４
が使用者による選択等に応じて指定する表示モード等に
応じて、レーダ表示メモリ８に係る書込用アドレス（過
去データの読出元及び処理データの書込先を特定するア
ドレス）を指定する一方で、過去データとして読み出さ
れるデータと同じ二次元位置に係る現在データが信号処
理回路４に対して当該過去データと実質的に同時に供給
されるよう、Ａ／Ｄ変換回路２における量子化動作の開
始・実行タイミング或いはその速度を制御する。

【００１４】このように、本実施形態においては、Ａ／
Ｄ変換回路２における量子化動作を座標変換回路７の制
御下においている。そのため、スイープメモリ３を設け
ることなしに、現在データをその現在データと同一の二
次元位置に係る過去データと共に信号処理回路４に供給
することができ、また信号処理回路４により得られる処
理データを当該二次元位置に係るアドレスに書き込むこ
とができる。そのため、信号処理回路４にて使用・占有
できる時間を長くすること、即ち信号処理回路４にて信
号処理に費やすことができる時間を長くすることが可能
になり、より付加価値的な処理を実行可能になる。ま
た、受信から処理データの書込までに必要な時間を短縮
できるため、単位時間当たりの探知信号送信回数を向上
させ物標の検出確率を向上させることができる。加え
て、スイープメモリ３が必要でない分は、装置規模・装
置コストの低減になる。

【００１５】なお、図中破線で示したように、ジャイロ
インターフェース回路１１や速度情報入力回路１２から
の信号入力タイミングをも座標変換回路７の制御下にお
くことにより、量子化動作と書込用アドレス生成動作と
をより正確に同期させること、ひいては処理データを
（スイープメモリ３なしで）適切なアドレスに書き込ま
せることが、可能になる。また、本発明は、船舶用レー
ダ装置以外の探知装置、例えば船舶以外に搭載されるも
のやレーダ以外のものにも適用できる。更に、信号処理
回路４における処理の内容や信号処理回路４の有無によ
る限定解釈は不要である。レーダ表示メモリ８、より一
般的に表現すれば二次元的な記憶空間を提供するフレー
ムメモリについては、上述の実施形態では、レーダ映像
のＰＰＩ表示のために使用しているが、映像表示以外の
用途に使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るレーダ装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】 一従来技術に係るレーダ装置の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 空中線、２ Ａ／Ｄ変換回路、４ 信号処理回路、
７ 座標変換回路、８レーダ表示メモリ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物標の探知結果を与える受信信号をＡ／
   Ｄ変換回路により量子化してメモリに書き込む際に、Ａ
   ／Ｄ変換回路における量子化動作のタイミング及び速度
   を決定するサンプリング信号を、量子化された受信信号
   をメモリに書き込むためのアドレス指定と同期して発生
   させることを特徴とする受信信号処理方法。
2. 【請求項２】 物標の探知結果を与える受信信号をＡ／
   Ｄ変換回路により量子化して信号処理回路に入力し、信
   号処理回路にて処理された受信信号をメモリに書き込む
   際に、Ａ／Ｄ変換回路における量子化動作のタイミング
   及び速度を決定するサンプリング信号を、処理された受
   信信号をメモリに書き込むためのアドレス指定と同期し
   て発生させることを特徴とする受信信号処理方法。
3. 【請求項３】 物標の探知結果を与える受信信号をＡ／
   Ｄ変換回路により量子化して信号処理回路に入力し、信
   号処理回路ではメモリ上に書き込まれている信号に基づ
   きこの受信信号を処理し、信号処理回路にて処理された
   受信信号をメモリに書き込む際に、Ａ／Ｄ変換回路にお
   ける量子化動作のタイミング及び速度を決定するサンプ
   リング信号を、信号処理回路における処理に使用する信
   号をメモリから読み出すため及び処理された受信信号を
   メモリに書き込むためのアドレス指定と同期して発生さ
   せることを特徴とする受信信号処理方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか記載の受信信
   号処理方法において、探知信号を周囲に無線送信し周囲
   に存する物標からの反射波を受信することにより、物標
   の探知結果を与える受信信号を得ることを特徴とする受
   信信号処理方法。
5. 【請求項５】 探知信号を周囲に無線送信し周囲に存す
   る物標からの反射波を受信する送受信部材と、送受信部
   材による受信により得られる受信信号を量子化して現在
   データとして出力するＡ／Ｄ変換回路と、過去データに
   基づき現在データに処理を施すことにより処理データを
   生成しこの処理データをメモリに書き込む信号処理回路
   と、処理データを格納する上記メモリと、少なくとも探
   知信号の送信方向及び探知信号の送信から反射波の受信
   までの時間に基づきメモリへの書込用アドレスを指定す
   る座標変換回路とを備え、書込用アドレスの指定に応
   じ、以前にその書込用アドレスに処理データとして書き
   込まれたデータの過去データとしての読出及びその書込
   用アドレスへの処理データの書込を行うことにより、メ
   モリ上に、物標の探知結果を示しかつ信号処理回路によ
   る処理を経た処理データを、その処理データに係る反射
   波が得られた物標の位置に対応付けて格納する探知装置
   において、座標変換回路が、Ａ／Ｄ変換回路における量
   子化動作のタイミング及び速度を決定するサンプリング
   信号を、メモリへの書込用アドレスの指定と同期して発
   生させることを特徴とする探知装置。