JP2004361126A

JP2004361126A - Radar device and analogous device

Info

Publication number: JP2004361126A
Application number: JP2003156955A
Authority: JP
Inventors: Takumi Fujikawa; 巧冨士川; Takehiro Yamashita; 武広山下; Ayakinu Shibata; 彩衣柴田
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: JP4145724B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radar device capable of acquiring at once track image data corresponding to a changed track time even if the track time is changed. <P>SOLUTION: This radar device is equipped with a memory 12 for a track image for detecting a target based on received data and storing the track image data including the track of the detected target, and a track image data conversion part 15 for converting the track image data outputted from the memory 12 for the track image into the track length corresponding to a set track time and outputting the result. When the track time is changed by a track time setting part 9, the track image data acquired by subtracting each pixel data in a subtraction period based on the maximum track time corresponding to the maximum track time are converted by the track image data conversion part 15 in response to the changed track time, and are outputted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、極座標系で受信される探知信号を直交座標系に変換して表示器に出力するレーダ装置やソナー装置、特に、航跡表示を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
舶用のレーダ装置には、他船の位置、進行方向、および船速を把握する方法として、レーダアンテナで受信した探知信号を所定時間分蓄積しておき、表示器に尾引状に表示することで、航跡表示を行う装置がある。また、ソナー装置では、魚群の動向を知る方法として、トランスデューサで受信した探知信号を蓄積しておき表示器に表示する装置がある。
【０００３】
このような航跡表示を行う機能を有するレーダ装置の従来の構造について図８を参照して説明する。
【０００４】
図８は従来の航跡表示機能付きレーダ装置の主要部を表すブロック図である。
【０００５】
レーダアンテナ１は、所定回転周期で水平面を回転しながら、所定送受信周期でパルス状電波を外部に送信するとともに、物標で反射した電波を極座標系で受信し、受信部２に受信信号を出力し、描画アドレス発生部５にスイープ角度データを出力する。受信部２はレーダアンテナ１からの受信信号を検波して増幅し、ＡＤ変換部３に出力する。ＡＤ変換部３は、このアナログ形式の受信信号を複数ビットからなるディジタル信号（受信データ）に変換する。スイープメモリ４は、ディジタル変換された１スイープ分の受信データを実時間で記憶し、次の送信により得られる受信データが再び書き込まれるまでに、この１スイープ分のデータを現在画像用メモリ６と物標データ検出部７とに出力する。
【０００６】
描画アドレス発生部５は、スイープの中心を開始番地として、中心から周囲に向かって、所定方向（例えば船首方向）を基準としたアンテナの角度θとスイープメモリ４の読み出し位置ｒとから、対応する直交座標系で配列された画像メモリの画素を指定する番地を作成する。この描画アドレス発生部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。
【０００７】
Ｘ＝Ｘｓ＋ｒ・ｓｉｎθ
Ｙ＝Ｙｓ＋ｒ・ｃｏｓθ
ただし、
Ｘ，Ｙ：画像メモリの画素を指定する番地
Ｘｓ，Ｙｓ：スイープの中心番地
ｒ：中心からの距離
θ：スイープ（アンテナ）の角度
現在画像用メモリ６は、レーダアンテナ１の１回転（１スキャン）で得られる受信データを記憶する容量を備えるメモリである。現在画像用メモリ６は、描画アドレス発生部５からの指定番地に従って、直交座標系で示された各画素に、スイープメモリ４から出力された極座標系の受信データを１回転分、現在画像データとして記憶する。そして、現在画像用メモリ６は、図示していない表示制御部により表示器１４の走査と同期して、記憶されている現在画像データを読み出し、表示出力合成部１３に出力する。
【０００８】
物標データ検出部７は、スイープメモリ４から出力された受信データの内、所定閾値以上の受信データがあれば、物標が存在するとして物標検出データを生成して航跡データ発生部１１に出力する。
【０００９】
ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８は、スイープ（レーダアンテナ１）の１回転内において、それぞれ現在画像用メモリ６および航跡画像用メモリ１２上における描画アドレス発生部５で設定された直交座標系の各画素に、このスイープが最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点を検出し、このいずれかのタイミングを航跡データ発生部１１に与える。これにより、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素に、スイープ１回転に１回のみアクセスすることになる。アクセスするタイミングを、最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点とするのは、これらのタイミングが検出しやすいからである。なお、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素には、極座標系の受信データが複数個対応している（特に、受信データが密集するスイープの中心付近）。
【００１０】
航跡時間設定部９はオペレータにより入力された航跡時間を減算タイミング発生部１０に出力し、減算タイミング発生部１０はこの航跡時間と航跡画像用メモリ１２の構成画素数に応じて減算タイミング信号の周期を決定し、この周期毎に減算タイミング信号をスイープの１回転期間に亘って航跡データ発生部１１に出力する。
【００１１】
航跡データ発生部１１は、物標データ検出部７からの物標検出データと、ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８からのタイミング信号と、減算タイミング発生部１０からの減算タイミング信号と航跡画像用メモリから読み出したデータとに基づいて、次に示す方法で航跡画像用メモリ１２に記憶されているスイープ１回転分の航跡画像データを更新して、再び航跡画像用メモリ１２に出力する。
【００１２】
航跡画像用メモリ１２は、記憶されている航跡画像データを、図示していない表示制御部により表示器１４の走査と同期して航跡画像データを表示出力合成部１３に出力する。
【００１３】
表示出力合成部１３は現在画像データと航跡画像データとを合成して、表示器１４に出力する。
【００１４】
このようなレーダ装置では、航跡を所定時間分だけ表示させる方法として、次に示す方法が用いられている。
【００１５】
航跡時間設定部９で航跡を表示させる時間（Ｔ）を設定すると、減算タイミング発生部１０に出力する。減算タイミング発生部１０は、航跡画像用メモリ１２の階調度（Ｎ）を用いて（階調度（Ｎ）は、画素数で表現できる最大値である。）、（Ｔ／Ｎ）秒毎にスイープを１回転に亘って、減算タイミング信号を航跡データ発生部１１に出力する。航跡データ発生部１１は、航跡画像データの画素毎に物標検出データの有無を判断して、物標検出データがある場合は、その画素の階調を最大値（Ｎ）に設定し、減算タイミング信号が入力されるタイミングで物標検出データがない画素の階調を１段階減算する。
【００１６】
これにより、物標の移動等により物標検出データがない画素は、航跡時間（Ｔ秒）後に階調値が「０」となり、航跡時間よりも長い（過去の）航跡が消え、現時点から以前の航跡時間（Ｔ時間）分の航跡画像データのみが表示される、さらに、各画素の階調度に比例して輝度を設定することにより、新しい航跡から古い航跡に段階的に輝度が変化する表示を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭６４−５０９８１号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の従来の航跡表示機能を有するレーダ装置では、設定された航跡時間に応じて、上記の減算タイミング（周期）が決定される。そして、この減算タイミングにより航跡画像データの各画素データの階調が減算されていくため、航跡時間に応じて階調の変化率が異なる。例えば、航跡時間が３分の場合の減算周期ｔ’は航跡時間が３０分の場合の減算周期ｔよりも短い。このため、航跡時間を変更した場合、変更前の航跡画像データを利用することができない。
【００１９】
また、航跡時間を長時間方向に変更した場合、それまでに蓄積された航跡画像データをそのまま利用すると、前回設定された航跡時間と今回設定した航跡時間との間の航跡画像データが蓄積されていないため、表示することができない。航跡時間を短時間方向に変更したい場合には、（必要以上の）長時間分のデータが記憶されているけれども、不必要なデータのみを消去するのは困難である。このため、航跡時間の設定を変更する毎に最初から再度航跡画像データを航跡時間分蓄積しなおして形成しているが、このようにすると、その蓄積のための時間を待たなければならず、その間、所望の画像が蓄積されるまで待たなければならないという問題があった。
【００２０】
例えば、航跡時間を３分から３０分に変更した場合、この航跡時間が３０分に設定された航跡画像データを得るには最低３０分は必要となり、その間の物標（他船等）の動きを観測できなくなる。また、逆に、航跡時間を３０分から３分に変更した場合、最低３分は所望の画像が蓄積されるまで待たなければならない。
【００２１】
この発明の目的は、航跡時間を変更しても、変更された航跡時間に応じた航跡画像データを即座に形成して表示することができるレーダ装置および類似装置を構成することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明のレーダ装置および類似装置は、スイープが１回転して得られる受信データに基づく現在画像データと、前記受信データに基づいて得られる航跡画像データとを合成して、現在の物標の位置と物標の航跡とを同時に出力するレーダ装置および類似装置において、
前記現在画像データを記憶する現在画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを記憶する航跡画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを構成する各画素データを所定周期で変化させながら前記航跡画像データ記憶手段に出力する航跡画像データ生成手段と、
前記航跡画像データの航跡を時間で任意に設定する航跡時間設定手段と、
設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データ記憶手段に記憶されている航跡画像データの航跡の長さを変換して、表示出力合成手段に出力する航跡画像データ変換手段と、
前記現在画像データと航跡の長さが変換された前記航跡画像データとを合成して出力する表示出力合成手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成では、設定された航跡時間に関係なく、航跡画像データ生成手段において、所定（一定）のタイミングで航跡画像データを構成している各画素の値を変化させる。そして、このタイミングを、航跡画像データ記憶手段の画素数で決まる、設定し得る最長の航跡時間に対応させる。これにより、航跡画像データは、常に、設定し得る最長の航跡時間分だけ航跡画像データ記憶手段に記憶される。そして、航跡時間設定手段で、所定の航跡時間が入力されると、航跡画像データ記憶手段に記憶されている航跡画像データは、航跡画像データ変換手段により該入力された航跡時間に応じた分の航跡画像表示データに変換される。この変換された航跡画像表示データと現在画像データとが表示出力合成手段で合成出力されることにより、表示器には所望の航跡時間に応じた航跡が表示される。このように、画素データを変化させるタイミングと航跡時間とが無関係であるので、航跡時間を変更しても即座に航跡時間に応じた航跡表示が行われる。
【００２４】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、スイープが１回転して得られる受信データに基づく現在画像データと、前記受信データに基づいて得られる航跡画像データとを合成して、現在の物標の位置と物標の航跡とを同時に出力するレーダ装置および類似装置において、
前記航跡画像データを記憶する航跡画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを構成する各画素データを所定周期で変化させながら前記航跡画像データ記憶手段に出力する航跡画像データ生成手段と、
前記航跡画像データの航跡を時間で任意に設定する航跡時間設定手段と、
設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データ生成手段から出力される航跡画像データの航跡の長さを変換して、合成画像記憶手段に出力する航跡画像データ変換手段と、
前記航跡画像データ変換手段で変換された航跡画像データと受信データとを合成して記憶する合成画像記憶手段とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
この構成では、設定された航跡時間に関係なく、航跡画像データ生成手段において、所定（一定）のタイミングで航跡画像データを構成している各画素の値を変化させる。そして、このタイミングを、航跡画像データ記憶手段の画素数で決まる、設定し得る最長の航跡時間に対応させる。これにより、常に、設定し得る最長の航跡時間分だけ航跡画像データ記憶手段に記憶される。
【００２６】
そして、航跡時間設定手段で、所定の航跡時間が入力されると、航跡画像データ記憶手段に記憶されている航跡画像データは、航跡画像データ変換手段により該入力された航跡時間に応じた分の航跡画像表示データに変換される。この変換された航跡画像表示データと受信（現在）データとが合成されて航跡を含む合成画像データが形成され、合成画像記憶手段に記憶される。そして、この記憶された合成画像データは表示器の表示形式に変換されて表示器に出力される。このように、予め航跡を含む合成画像データを形成して記憶した後に出力することで、通常処理速度の遅い合成画像記憶手段の入力側に航跡画像データ変換手段を配置することができる。このため、航跡画像データ変換手段の処理速度を遅くでき、比較的低い処理能力で低価格の回路部品で装置を構成することができる。
【００２７】
また、この発明のレーダ装置および類似装置においては、前記画素データは、前記所定周期で一段階ずつ減算することで、所定段階数に階調化されていることを特徴としている。
【００２８】
この構成では、航跡画像データ生成手段は、減算処理により航跡画像データの各画素データを階調化させて変化させることができる。すなわち、減算という簡素な演算処理で各画素データ間の変化をつけるので、航跡画像データ生成手段の構成が簡素となる。また、減算することで、最新の位置から古い位置に向けて徐々に階調値が減少していく。このような画素データで構成された航跡画像データを出力することで、オペレータは容易に航跡を確認することができる。
【００２９】
なお、航跡画像データの演算は減算に限らず、加算、乗算等の他の演算で行っても良い。
【００３０】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、画素データの値に応じてそれぞれ異なる輝度または色を出力することを特徴としている。
【００３１】
この構成では、合成画像データの各画素データの値に応じて異なる輝度または色が関連付けされて出力されるので、オペレータは出力された画像の輝度関係や配色を見ることで容易に航跡を確認することができる。
【００３２】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、航跡画像データ変換手段で、設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データの各画素データの階調値の比率を変換することを特徴としている。
【００３３】
この構成では、航跡画像データ変換手段は、各画素が表現し得る階調度と設定された航跡時間とに基づいて現在から航跡時間に近づくに従い、物標が存在した画素の階調を低下させる方向に変化させる。すなわち、設定された航跡時間が短ければ航跡時間に対する階調度の変化率を大きくし、設定された航跡時間が長ければ航跡時間に対する階調度の変化率を小さくする。これにより、変換された航跡画像データが現在位置から設定航跡時間（過去）に向かって、設定航跡時間に応じた階調値変化をするので、航跡時間を変更後の航跡表示は、変更前の航跡表示の影響を受けない。すなわち、長い航跡時間から短い航跡時間に変更した場合における航跡時間の時点までの階調が殆ど変化しなくなることや、短い航跡時間から長い航跡時間に変更した場合における変更前の航跡時間の時点での階調値の変化が連続的でなくなる（現在から変更前の航跡時間までの階調値変化が変更前の航跡時間で変換された航跡画像データからなり、これ以降の階調値変化が航跡画像データ記憶手段に記憶されている画像データとなる）ことが防止される。
【００３４】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、航跡画像データ変換手段で、変換された航跡画像データを、元の階調度よりも低い階調度に変換することを特徴としている。
【００３５】
この構成では、航跡画像データ変換手段は、装置仕様に応じた階調度に航跡画像データの各画素データの階調値を変換する。これにより、装置仕様により表示し得る階調度（最大階調値）に応じが画像データを即座に表示出力できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置について、図１〜図６を参照して説明する。
【００３７】
図１は本実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【００３８】
レーダアンテナ１は、所定回転周期で水平面を回転しながら、所定送受信周期でパルス状電波を外部に送信するとともに、物標で反射した電波を極座標系で受信し、受信部２に受信信号を出力し、描画アドレス発生部５にスイープ角度データを出力する。受信部２はレーダアンテナ１からの受信信号を検波して増幅し、ＡＤ変換部３に出力する。ＡＤ変換部３は、このアナログ形式の受信信号をディジタル信号（受信データ）に変換する。スイープメモリ４は、ディジタル変換された１スイープ分の受信データを実時間で記憶し、次の送信により得られる受信データが再び書き込まれるまでに、この１スイープ分のデータを現在画像用メモリ６と物標データ検出部７とに出力する。
【００３９】
描画アドレス発生部５は、スイープの中心を開始番地として、中心から周囲に向かって、所定方向（例えば船首方向）を基準としたアンテナの角度θとスイープメモリ４の読み出し位置ｒとから、対応する直交座標系で配列された画像メモリの画素を指定する番地を作成する。この描画アドレス発生部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。
【００４０】
Ｘ＝Ｘｓ＋ｒ・ｓｉｎθ
Ｙ＝Ｙｓ＋ｒ・ｃｏｓθ
ただし、
Ｘ，Ｙ：画像メモリの画素を指定する番地
Ｘｓ，Ｙｓ：スイープの中心番地
ｒ：中心からの距離
θ：スイープ（アンテナ）の角度
現在画像用メモリ６は、レーダアンテナ１の１回転（１スキャン）で得られる受信データを記憶する容量を備えるメモリである。現在画像用メモリ６は、描画アドレス発生部５からの指定番地に従って、直交座標系で示された各画素に、スイープメモリ４から出力された極座標系の受信データを１回転分、現在画像データとして記憶する。そして、現在画像用メモリ６は、図示していない表示制御部により表示器１４の走査と同期して、記憶されている現在画像データを読み出し、表示出力合成部１３に出力する。
【００４１】
物標データ検出部７は、スイープメモリ４から出力された受信データの内、所定閾値以上の受信データがあれば、物標が存在するとして物標検出データを生成して航跡データ発生部１１に出力する。
【００４２】
ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８は、スイープ（レーダアンテナ１）の１回転内において、それぞれ現在画像用メモリ６および航跡画像用メモリ１２上における描画アドレス発生部５で設定された直交座標系の各画素に、このスイープが最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点を検出し、このいずれかのタイミングを航跡データ発生部１１に与える。これにより、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素に、スイープ１回転に１回のみアクセスすることになる。アクセスするタイミングを、最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点とするのは、これらのタイミングが検出しやすいからである。なお、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素には、極座標系の受信データが複数個対応している（特に、受信データが密集するスイープの中心付近）。
【００４３】
航跡時間設定部９は、オペレータにより入力された航跡時間を航跡画像データ変換部１５に出力する。
【００４４】
減算タイミング発生部１０は、予め設定された時間（例えば、航跡表示を行う最長時間）と航跡画像用メモリ１２の各画素データの階調度に応じて減算周期を決定し、この周期毎に減算タイミング信号をスイープの１回転期間に亘って航跡データ発生部１１に出力する。
【００４５】
航跡データ発生部１１は、物標データ検出部７からの物標検出データと、ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８からのタイミング信号と、減算タイミング発生部１０からの減算タイミング信号と、航跡画像用メモリ１２から読み出された以前の航跡画像データとに基づいて、次に示す方法で航跡画像用メモリ１２に記憶されているスイープ１回転分の航跡画像データを更新して、再び航跡画像用メモリ１２に出力する。
【００４６】
図２は、図１に示す航跡データ発生部１１の動作を説明するための概略ブロック図であり、図３は航跡画像データの変移状態を表す概要図である。なお、この説明では、航跡画像用メモリ１２の各画素の記憶ビットを８ビットとし、２５６階調（０〜２５５）で画像データが記憶されるものとする。
【００４７】
図１に示す航跡データ発生部１１は、ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されなければ（図２におけるＣ＝０の場合）、航跡画像用メモリ１２から入力された航跡画像データの各画素データは更新されない。
【００４８】
一方、ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されれば（図２におけるＣ＝１の場合）、次の処理が行われる。
【００４９】
（１）物標検出データが存在する場合（図２におけるＡ＝１）
ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されるとともに物標検出データが入力されると、航跡データ発生部１１は物標検出データが入力された位置に対応する画素の階調値を最大値「２５５」に設定して、航跡画像用メモリ１２に書き込み、航跡画像データを更新する。
【００５０】
（２）物標検出データが存在しない場合（図２におけるＡ＝０）
（２−１）減算タイミング信号が入力されない場合（図２におけるＤ＝０）
ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されるとともに、物標検出データが入力されず、さらに減算タイミング信号が入力されないと、航跡データ発生部１１は、航跡画像用メモリ１２から入力された航跡画像データの画素データに変換を加えず、航跡画像用メモリ１２に書き込む。
【００５１】
（２−２）減算タイミング信号が入力される場合（図２におけるＤ＝１）
ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されるとともに、物標検出データが入力されず、さらに減算タイミング信号が入力されると、航跡データ発生部１１は、航跡画像用メモリ１２から入力された航跡画像データの画素データの階調値から所定値（この場合は「１」）を減算して航跡画像用メモリ１２に書き込み更新する。ここで、減算前の階調値が「０」の場合には、階調値をそのまま「０」とする。
【００５２】
これらの動作を船の航跡と画素データとで具体的に表すと、図３に示すようになる。ここでは、ＦＩＲＳＴ信号を基準にした場合を説明する。ある時点（ＦＩＲＳＴ信号入力時点）でＡ船が画素１に対応する位置にある場合、物標検出データが入力され、この画素１の画素データ（階調値）は「２５５」となる。
【００５３】
Ａ船が進行し、次のＦＩＲＳＴ信号入力時点で、Ａ船が画素２に達して物標検出データが入力されると、画素２の画素データは「２５５」になるとともに、減算タイミング信号が入力されていないので、画素１もそのまま「２５５」となる。
【００５４】
そして、次のＦＩＲＳＴ信号入力時点でＡ船が画素３に対応する位置に達して物標検出データが入力されるとともに、減算タイミング信号が入力されると、画素３の画素データは「２５５」となるが、画素１，２の画素データは、すでにＡ船が通過しており対応位置に存在しないので、「２５４」に減算される。
【００５５】
このような処理を、予め設定された航跡表示を行う最長時間まで行うことで、この最長時間に対する航跡画像データを形成して、航跡画像用メモリ１２に記憶する。この処理は時間の進行に応じて随時更新され続け、その時点から過去に対して最長時間分の画像データからなる最新の航跡画像データを航跡画像用メモリ１２に随時記憶する。
【００５６】
航跡画像用メモリ１２は、前述のように更新される航跡画像データを記憶し、図示していない表示制御部により表示器１４の走査に同期して航跡画像データを読み出し、航跡画像データ変換部１５に出力する。
【００５７】
航跡画像データ変換部１５は、入力された航跡画像データに基づいて次に示す処理を行う。
【００５８】
図４は航跡画像データ変換部１５の動作を説明するための概略ブロック図である。また、図５は変換処理の内容を説明するための階調値と減算周期と航跡時間との関係を示した図である。
【００５９】
図４において、ｎは変換前の画素データの階調値、Ｔは航跡時間、ｄは変換出力値である。航跡画像データ変換部１５には、入力値ｎ，Ｔに対する出力値ｄとの関係を表すテーブルが備えられている。
ｄ＝Ｄ−（Ｄ・（Ｎ−ｎ）・ｔ／Ｔ） −（１）
（１）式はテーブルを求めるための関係式であり、Ｄは変換後の最大階調値、Ｎは予め設定された変換前の最大階調値であり、ｔは減算タイミング周期で、設定し得る最長航跡時間Ｔｍａｘと、変更前の最大階調値Ｎとから（２）式により決まる。
ｔ＝Ｔｍａｘ／Ｎ −（２）
ここで、階調値ｄが「０」よりも小さくなる場合にはｄ＝０とする。また、階調値ｄを正の整数とするため、算出したｄを近似して整数化する。
【００６０】
この変換を行うことで、図５に示すように、航跡時間を変更すると、これに応じた階調値の変化率で、航跡画像データ変換部１５に入力された各画素データが変換される。すなわち、変換前の最大階調値である画素データは変換後の最大階調値に変換され、他の画素データは図５に示す直線に沿って段階的（離散的）に変換される。
【００６１】
ここで、具体例として、変換前の最大階調値（航跡画像用メモリ１２の各画素データのビット数に依存）を「２５５」とし、変換後の最大階調値（要求される装置仕様に依存）を「１５」（４ビット）とし、また、航跡時間を最長航跡時間Ｔｍａｘとした３０分から３分に変更する場合について説明する。
【００６２】
この場合、航跡画像データ変換部１５は、変換前の最大階調値「２５５」である画素データを変換後の最大階調値「１５」に変換し、これ以外の階調値「１４以下」を、次の（２）式で表されるａ直線に準じた階調値の変化率から、（３）式で表されるｂ直線に準じた階調値の変換率に変換する。
【００６３】
ここで、変換前の航跡時間が３０分であるので、ｄは、

で表されており、
変換後の航跡時間が３分であるので、ｄは、

で表される。
【００６４】
ここで、各画素データの階調値は、整数とするため、（３）式に従い算出された階調値ｄは四捨五入等を用いて整数化される。これにより変換後の各画素データの階調値は、現時点から３分前までが「１５」から「１」までの所定値（整数値）に変換され、３分以前が全て「０」に変換される。
【００６５】
一方、航跡時間を３０分に変更した場合には、現時点から３０分前までが「１５」から「１」までの所定値（整数値）に変換され、３０分以前が全て「０」に変換される。
【００６６】
このような構成とすることにより、航跡時間に対応した変化率で現時点から過去に向けて徐々に階調値が低くなる航跡画像データを形成することができる。
【００６７】
また、航跡画像データは、前述のように航跡画像データを変換する航跡画像データ変換部１５よりも前段の航跡画像データ用メモリ１２により、最長航跡時間に応じて記憶されている。このため、航跡時間を変更しても、航跡画像用メモリ１２に記憶されている航跡画像データは変化しない。これにより、航跡時間を変更しても、即座に航跡時間に応じた航跡の長さの航跡画像表示データを形成することができる。
【００６８】
本発明の表示出力合成手段に対応する表示出力合成部１３は、このように航跡画像データ変換部１５で形成された航跡画像表示データと、現在画像用メモリ６から出力された現在画像データとを合成して、この合成データの各画素データの階調値に応じて輝度を変化させたり、現在映像データと航跡画像データとの色を区別して表示器１４に出力する。これにより、図６に示すように、航跡時間（トレイル時間）に応じた航跡の長さの表示画像を得ることができる。すなわち、航跡時間が長ければ、これに応じて長い航跡で表示され、設定された航跡時間内で古い航跡ほど輝度が低く表示される。
【００６９】
このような構成とすることで、航跡時間を変更しても、即座にこの航跡時間に応じた航跡の長さの航跡画像データを表示することができる。さらに、航跡時間に応じて航跡の階調値（輝度）が変化するので、航跡における時間関係（古い航跡と新しい航跡）とを明確に表示することができ、オペレータは他船等の物標の動きおよび移動速度を正確に把握することができる。
【００７０】
また、航跡時間の変更による階調度の変換とともに、各画素データの階調値を大きな階調度から小さな階調度に変換することで、即座に表示を行うことができる。
【００７１】
なお、本実施形態の説明では、現在画像用メモリと航跡画像用メモリとを別の物理メモリで構成したが、これらを同じ物理メモリ内に構成してもよい。これにより、レーダ装置の構成部品を削減することができ、装置のコストダウンを計ることができる。
【００７２】
次に、第２の実施形態に係るレーダ装置について、図７を参照して説明する。
【００７３】
図７は本実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図であり、図１と同じ構成部分には同じ記号を付し、説明は省略する。
【００７４】
図７に示すレーダ装置は、航跡画像データ変換部１５が航跡画像用メモリ１２の書き込み側と合成部１６との間に配置され、航跡画像用メモリ１２に書き込むデータを変換して合成部１６に入力する。合成部１６において変換後の航跡画像表示データと、スイープメモリ４からの現在画像用入力である受信データとを合成し、合成したデータを表示用画像メモリ１７に書き込む。
【００７５】
合成された合成画像データは表示用画像メモリ１７に書き込まれるとともに、表示器１４の走査と同期して読み出される。読み出された合成画像データは、表示出力変換部１８で、各画素データの階調値に応じて輝度を変化させたり、現在画像データと航跡画像データとの表示色を変化させて表示器１４に出力する。
【００７６】
このように、表示用画像メモリからの読み出し速度より通常遅い表示用画像メモリへの書き込み側（表示用画像メモリの入力側）に航跡画像データ変換部を配置することにより、航跡画像データ変換部の処理速度を遅くすることができ、この部分を比較的低い処理能力で低価格の回路部品で構成することができる。これにより、レーダ装置を安価に構成できる。
【００７７】
なお、本実施形態では、表示用画像メモリと航跡画像用メモリとを別の物理メモリで構成したが、これらを同じ物理メモリ内に構成してもよい。これにより、レーダ装置の構成部品を削減することができ、装置のコストダウンを計ることができる。
【００７８】
また、前述の各実施形態ではレーダ装置について説明したが、極座標系で得られる受信データを直交座標系で表示する装置について、前述の構成は適用でき、これによる効果を期待することができる。
【００７９】
【発明の効果】
この発明によれば、航跡画像データの各画素データを、予め設定した周期で変化させていき、航跡時間を別途設定することで、航跡時間の設定変更を行った直後でも航跡画像データを得ることができる。すなわち、所望の航跡画像データを即座に表示することができる。
【００８０】
また、この発明によれば、航跡画像データの各画素データを減算処理や乗算処理に階調化することで、最近の位置から古い位置に向けて徐々に階調値が減少していく航跡画像データを形成できる。この階調値に応じて輝度を変化させることにより、オペレータは容易に航跡を確認することができる。
【００８１】
また、この発明によれば、設定した航跡時間に応じて航跡画像データの各画素データ間の階調差が決定されるので、どの航跡時間であっても、最近の航跡から航跡時間分前の航跡まで、最適に階調度を変化させることができる。これにより、航跡時間に関わらず、航跡を正確に表示出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図
【図２】航跡データ発生部の動作を説明するための概要ブロック図
【図３】航跡画像データの変移状態を表す概要図
【図４】航跡画像データ変換部の動作を説明するための概要ブロック図
【図５】本実施形態の航跡画像データの階調値と航跡時間との関係を表す図
【図６】航跡時間毎の航跡（トレイル）の様子を表す図
【図７】第２の実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図
【図８】従来のレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図
【符号の説明】
１−レーダアンテナ
２−受信部
３−ＡＤ変換部
４−スイープメモリ
５−描画アドレス発生部
６−現在画像用メモリ
７−物標データ検出部
８−ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部
９−航跡時間設定部
１０−減算タイミング発生部
１１−航跡データ発生部
１２−航跡画像用メモリ
１３−表示出力合成部
１４−表示器
１５−航跡画像データ変換部
１６−合成部
１７−表示用画像メモリ
１８−表示出力変換部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radar device and a sonar device for converting a detection signal received in a polar coordinate system into a rectangular coordinate system and outputting the converted signal to a display, and more particularly to a device for displaying a wake.
[0002]
[Prior art]
As a method of ascertaining the position, traveling direction, and speed of another ship, the radar signal for the marine vessel should accumulate the detection signals received by the radar antenna for a predetermined period of time and display it in a tailed form on the display. There is a device that displays a wake. In the sonar device, as a method of knowing the movement of a school of fish, there is a device that accumulates a detection signal received by a transducer and displays it on a display.
[0003]
A conventional structure of a radar apparatus having such a function of displaying a wake will be described with reference to FIG.
[0004]
FIG. 8 is a block diagram showing a main part of a conventional radar apparatus having a track display function.
[0005]
The radar antenna 1 transmits a pulsed radio wave to the outside at a predetermined transmission / reception cycle while rotating a horizontal plane at a predetermined rotation cycle, receives the radio wave reflected by the target in a polar coordinate system, and outputs a reception signal to the reception unit 2 Then, sweep angle data is output to the drawing address generator 5. The receiving unit 2 detects and amplifies a signal received from the radar antenna 1 and outputs the amplified signal to the AD converter 3. The AD converter 3 converts the analog received signal into a digital signal (received data) composed of a plurality of bits. The sweep memory 4 stores the digitally-received one-sweep reception data in real time, and stores the one-sweep data in the current image memory 6 until the reception data obtained by the next transmission is written again. The data is output to the target data detection unit 7.
[0006]
The drawing address generation unit 5 starts from the center of the sweep and starts from the center toward the periphery, and corresponds to the antenna angle θ with respect to a predetermined direction (for example, the bow direction) and the read position r of the sweep memory 4. An address for designating pixels of the image memory arranged in the rectangular coordinate system is created. The drawing address generator 5 is specifically configured by hardware that realizes the following equation.
[0007]
X = Xs + r · sin θ
Y = Ys + r · cos θ
However,
X, Y: addresses specifying pixels in the image memory
Xs, Ys: Central address of sweep
r: distance from the center
θ: Sweep (antenna) angle
The current image memory 6 is a memory having a capacity to store reception data obtained by one rotation (one scan) of the radar antenna 1. The current image memory 6 converts the received data of the polar coordinate system output from the sweep memory 4 for one rotation into each pixel indicated by the rectangular coordinate system according to the designated address from the drawing address generator 5 as current image data. Remember. The current image memory 6 reads out the stored current image data from the display control unit (not shown) in synchronization with the scanning of the display unit 14 and outputs the read current image data to the display output synthesizing unit 13.
[0008]
The target data detection unit 7 generates target detection data assuming that a target exists, and outputs the target detection data to the wake data generation unit 11 if there is reception data equal to or greater than a predetermined threshold among the reception data output from the sweep memory 4. Output.
[0009]
The FIRST / LAST detection unit 8 applies each pixel of the orthogonal coordinate system set by the drawing address generation unit 5 on the current image memory 6 and the wake image memory 12 within one rotation of the sweep (radar antenna 1). , The time at which the sweep accesses first or the time at which the sweep accesses last is given to the wake data generator 11. As a result, each pixel of the memory (wake image memory) 12, which is an orthogonal coordinate system, is accessed only once in one sweep rotation. The access timing is set to the first access time or the last access time because these timings are easily detected. Each pixel of the memory (wake image memory) 12 which is an orthogonal coordinate system has a plurality of pieces of received data in the polar coordinate system (particularly, near the center of the sweep where the received data is dense).
[0010]
The wake time setting unit 9 outputs the wake time input by the operator to the subtraction timing generation unit 10, and the subtraction timing generation unit 10 determines the cycle of the subtraction timing signal according to the wake time and the number of pixels constituting the wake image memory 12. Is determined, and a subtraction timing signal is output to the wake data generating unit 11 over one rotation period of the sweep in each cycle.
[0011]
The wake data generation unit 11 reads the target detection data from the target data detection unit 7, the timing signal from the FIRST / LAST detection unit 8, the subtraction timing signal from the subtraction timing generation unit 10, and the wake image memory. Based on the acquired data, the wake image data for one sweep of rotation stored in the wake image memory 12 is updated by the following method, and is output to the wake image memory 12 again.
[0012]
The wake image memory 12 outputs the stored wake image data to the display output synthesizing unit 13 in synchronization with the scanning of the display unit 14 by the display control unit (not shown).
[0013]
The display output synthesizing unit 13 synthesizes the current image data and the wake image data, and outputs the synthesized image data to the display 14.
[0014]
In such a radar device, the following method is used as a method of displaying a wake for a predetermined time.
[0015]
When the time (T) for displaying the wake is set by the wake time setting unit 9, it is output to the subtraction timing generation unit 10. The subtraction timing generator 10 uses the gradient (N) of the wake image memory 12 (the gradient (N) is the maximum value that can be represented by the number of pixels) and sweeps every (T / N) seconds. Is output to the wake data generation unit 11 over one rotation. The wake data generation unit 11 determines the presence or absence of target detection data for each pixel of the wake image data, and if there is target detection data, sets the gradation of the pixel to the maximum value (N) and subtracts At the timing when the timing signal is input, the gradation of a pixel having no target detection data is subtracted by one step.
[0016]
As a result, for a pixel having no target detection data due to movement of the target or the like, the gradation value becomes “0” after the wake time (T seconds), the wake longer than the wake time (in the past) disappears, Only the wake image data for the wake time (T time) is displayed. Further, by setting the luminance in proportion to the gradient of each pixel, the luminance changes stepwise from the new wake to the old wake. (For example, see Patent Document 1).
[0017]
[Patent Document 1]
JP-A-64-50981
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described radar device having the conventional track display function, the above-described subtraction timing (cycle) is determined according to the set track time. Since the gradation of each pixel data of the wake image data is subtracted by the subtraction timing, the rate of change of the gradation differs according to the wake time. For example, the subtraction cycle t 'when the wake time is 3 minutes is shorter than the subtraction cycle t when the wake time is 30 minutes. Therefore, when the track time is changed, the track image data before the change cannot be used.
[0019]
When the track time is changed to a longer time, if the track image data accumulated so far is used as it is, the track image data between the previously set track time and the currently set track time is accumulated. Cannot be displayed. When it is desired to change the wake time in a short time direction, it is difficult to erase only unnecessary data although data for a long time (more than necessary) is stored. For this reason, every time the setting of the wake time is changed, the wake image data is accumulated again for the wake time from the beginning, and is formed. In this case, it is necessary to wait for the time for the accumulation. In the meantime, there is a problem that it is necessary to wait until a desired image is accumulated.
[0020]
For example, if the track time is changed from 3 minutes to 30 minutes, it takes at least 30 minutes to obtain track image data in which the track time is set to 30 minutes, and the movement of the target (such as another ship) during that time is required. It becomes unobservable. Conversely, when the wake time is changed from 30 minutes to 3 minutes, it is necessary to wait at least 3 minutes until a desired image is accumulated.
[0021]
An object of the present invention is to configure a radar device and a similar device capable of immediately forming and displaying wake image data according to the changed wake time even when the wake time is changed.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
A radar apparatus and a similar apparatus according to the present invention combine current image data based on received data obtained by one rotation of a sweep with wake image data obtained based on the received data to obtain the current position of the target. Radar and similar devices that simultaneously output the track of the target and
Current image data storage means for storing the current image data;
Track image data storage means for storing the track image data,
Wake image data generating means for outputting to the wake image data storage means while changing each pixel data constituting the wake image data at a predetermined cycle,
Track time setting means for arbitrarily setting the track of the track image data by time,
A wake image data conversion unit that converts the length of the wake of the wake image data stored in the wake image data storage unit according to the set wake time, and outputs the wake image data to the display output synthesis unit.
Display output combining means for combining and outputting the current image data and the wake image data whose wake length has been converted,
It is characterized by having.
[0023]
In this configuration, the value of each pixel constituting the wake image data is changed at a predetermined (constant) timing by the wake image data generating means regardless of the set wake time. Then, this timing is made to correspond to the longest settable wake time determined by the number of pixels of the wake image data storage means. Thus, the wake image data is always stored in the wake image data storage means for the longest wake time that can be set. When a predetermined wake time is input by the wake time setting means, the wake image data stored in the wake image data storage means is converted by the wake image data conversion means into a minute corresponding to the input wake time. Converted to wake image display data. The converted wake image display data and the current image data are synthesized and output by the display output synthesizing means, so that a wake according to a desired wake time is displayed on the display. As described above, since the timing at which the pixel data is changed and the wake time are irrelevant, the wake display according to the wake time is immediately performed even if the wake time is changed.
[0024]
Further, the radar device and the similar device of the present invention combine current image data based on received data obtained by one rotation of a sweep with wake image data obtained based on the received data to obtain a current target. Radar and similar devices that simultaneously output the position of the target and the wake of the target,
Track image data storage means for storing the track image data,
Wake image data generating means for outputting to the wake image data storage means while changing each pixel data constituting the wake image data at a predetermined cycle,
Track time setting means for arbitrarily setting the track of the track image data by time,
A wake image data converting means for converting the wake length of the wake image data output from the wake image data generating means in accordance with the set wake time, and outputting to the synthesized image storage means,
The image processing apparatus further includes a combined image storage unit that combines and stores the wake image data converted by the wake image data conversion unit and the received data.
[0025]
In this configuration, the value of each pixel constituting the wake image data is changed at a predetermined (constant) timing by the wake image data generating means regardless of the set wake time. Then, this timing is made to correspond to the longest settable wake time determined by the number of pixels of the wake image data storage means. As a result, the track image data is always stored in the track image data storage unit for the longest track time that can be set.
[0026]
When a predetermined wake time is input by the wake time setting means, the wake image data stored in the wake image data storage means is converted by the wake image data conversion means into a minute corresponding to the input wake time. Converted to wake image display data. The converted wake image display data and the received (current) data are combined to form combined image data including the wake and stored in the combined image storage means. Then, the stored synthesized image data is converted into a display format of the display and output to the display. In this way, by forming and storing the synthesized image data including the wake in advance and outputting the synthesized image data, the wake image data conversion means can be arranged on the input side of the synthesized image storage means that normally has a slow processing speed. For this reason, the processing speed of the wake image data conversion means can be reduced, and the apparatus can be configured with relatively low processing capacity and low-cost circuit components.
[0027]
Further, in the radar device and the similar device according to the present invention, the pixel data is gradation-converted into a predetermined number of steps by subtracting one step at a time in the predetermined cycle.
[0028]
In this configuration, the wake image data generation unit can change each pixel data of the wake image data by performing gradation processing by subtraction processing. That is, since the change between the respective pixel data is made by a simple arithmetic process of subtraction, the configuration of the wake image data generating means is simplified. In addition, the gradation value gradually decreases from the latest position to the old position by the subtraction. By outputting the wake image data composed of such pixel data, the operator can easily confirm the wake.
[0029]
The calculation of the wake image data is not limited to the subtraction, but may be performed by another calculation such as addition or multiplication.
[0030]
Further, the radar device and the similar device according to the present invention are characterized by outputting different luminances or colors according to the values of the pixel data.
[0031]
In this configuration, different luminances or colors are output in association with each other according to the value of each pixel data of the composite image data, so that the operator can easily confirm the wake by looking at the luminance relation and color arrangement of the output image. be able to.
[0032]
Further, the radar device and the similar device according to the present invention are characterized in that the wake image data conversion means converts the ratio of the gradation value of each pixel data of the wake image data according to the set wake time. .
[0033]
In this configuration, the wake image data conversion means reduces the gradation of the pixel in which the target exists as the wake time approaches from the present based on the gradation that can be expressed by each pixel and the set wake time. To change. That is, if the set wake time is short, the change rate of the gradient with respect to the wake time is increased, and if the set wake time is long, the change rate of the gradient with respect to the wake time is reduced. As a result, the converted track image data changes gradation values according to the set track time from the current position toward the set track time (past), so that the track display after changing the track time is the same as the track display before the change. Unaffected by track display. That is, the gradation from the long wake time to the short wake time when changing to the short wake time hardly changes, or at the wake time before the change when the short wake time is changed to the long wake time. The gradation value change is not continuous (the gradation value change from the current time to the wake time before change consists of the wake image data converted by the wake time before the change, and the subsequent gradation value change is the wake Image data stored in the image data storage means).
[0034]
Further, the radar device and the similar device according to the present invention are characterized in that the wake image data conversion means converts the converted wake image data into a gradation lower than the original gradation.
[0035]
In this configuration, the wake image data conversion means converts the gradation value of each pixel data of the wake image data to a gradation corresponding to the device specifications. This makes it possible to immediately display and output image data according to the gradation (maximum gradation value) that can be displayed according to the device specifications.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A radar device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0037]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the radar device according to the present embodiment.
[0038]
The radar antenna 1 transmits a pulsed radio wave to the outside at a predetermined transmission / reception cycle while rotating a horizontal plane at a predetermined rotation cycle, receives the radio wave reflected by the target in a polar coordinate system, and outputs a reception signal to the reception unit 2 Then, sweep angle data is output to the drawing address generator 5. The receiving unit 2 detects and amplifies a signal received from the radar antenna 1 and outputs the amplified signal to the AD converter 3. The AD converter 3 converts the received signal in the analog format into a digital signal (received data). The sweep memory 4 stores the digitally-received one-sweep reception data in real time, and stores the one-sweep data in the current image memory 6 until the reception data obtained by the next transmission is written again. The data is output to the target data detection unit 7.
[0039]
The drawing address generation unit 5 starts from the center of the sweep and starts from the center toward the periphery, and corresponds to the antenna angle θ with respect to a predetermined direction (for example, the bow direction) and the read position r of the sweep memory 4. An address for designating pixels of the image memory arranged in the rectangular coordinate system is created. The drawing address generator 5 is specifically configured by hardware that realizes the following equation.
[0040]
X = Xs + r · sin θ
Y = Ys + r · cos θ
However,
X, Y: addresses specifying pixels in the image memory
Xs, Ys: Central address of sweep
r: distance from the center
θ: Sweep (antenna) angle
The current image memory 6 is a memory having a capacity to store reception data obtained by one rotation (one scan) of the radar antenna 1. The current image memory 6 converts the received data of the polar coordinate system output from the sweep memory 4 for one rotation into each pixel indicated by the rectangular coordinate system according to the designated address from the drawing address generator 5 as current image data. Remember. The current image memory 6 reads out the stored current image data from the display control unit (not shown) in synchronization with the scanning of the display unit 14 and outputs the read current image data to the display output synthesizing unit 13.
[0041]
The target data detection unit 7 generates target detection data assuming that a target exists, and outputs the target detection data to the wake data generation unit 11 if there is reception data equal to or greater than a predetermined threshold among the reception data output from the sweep memory 4. Output.
[0042]
The FIRST / LAST detection unit 8 applies each pixel of the orthogonal coordinate system set by the drawing address generation unit 5 on the current image memory 6 and the wake image memory 12 within one rotation of the sweep (radar antenna 1). , The time at which the sweep accesses first or the time at which the sweep accesses last is given to the wake data generator 11. As a result, each pixel of the memory (wake image memory) 12, which is an orthogonal coordinate system, is accessed only once in one sweep rotation. The access timing is set to the first access time or the last access time because these timings are easily detected. Each pixel of the memory (wake image memory) 12 which is an orthogonal coordinate system has a plurality of pieces of received data in the polar coordinate system (particularly, near the center of the sweep where the received data is dense).
[0043]
The wake time setting unit 9 outputs the wake time input by the operator to the wake image data conversion unit 15.
[0044]
The subtraction timing generator 10 determines a subtraction period according to a preset time (for example, the longest time for performing wake display) and the gradient of each pixel data in the wake image memory 12, and the subtraction timing is determined for each period. The signal is output to the wake data generator 11 over one rotation period of the sweep.
[0045]
The wake data generator 11 includes target detection data from the target data detector 7, a timing signal from the FIRST / LAST detector 8, a subtraction timing signal from the subtraction timing generator 10, and a wake image memory 12. The wake image data for one sweep stored in the wake image memory 12 is updated by the following method on the basis of the previous wake image data read from the Output.
[0046]
FIG. 2 is a schematic block diagram for explaining the operation of the wake data generation unit 11 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a transition state of the wake image data. In this description, it is assumed that the storage bits of each pixel of the wake image memory 12 are 8 bits and image data is stored in 256 gradations (0 to 255).
[0047]
When the FIRST signal (or the LAST signal) is not input (when C = 0 in FIG. 2), the wake data generation unit 11 shown in FIG. 1 outputs each pixel data of the wake image data input from the wake image memory 12. Is not updated.
[0048]
On the other hand, when the FIRST signal (or the LAST signal) is input (when C = 1 in FIG. 2), the following processing is performed.
[0049]
(1) When there is target detection data (A = 1 in FIG. 2)
When the FIRST signal (or the LAST signal) is input and the target detection data is input, the wake data generation unit 11 sets the gradation value of the pixel corresponding to the position where the target detection data is input to the maximum value “255”. ”Is written in the wake image memory 12 to update the wake image data.
[0050]
(2) When there is no target detection data (A = 0 in FIG. 2)
(2-1) When no subtraction timing signal is input (D = 0 in FIG. 2)
When the FIRST signal (or the LAST signal) is input, the target detection data is not input, and the subtraction timing signal is not input, the wake data generation unit 11 outputs the wake image data input from the wake image memory 12. Is written to the wake image memory 12 without conversion.
[0051]
(2-2) When a subtraction timing signal is input (D = 1 in FIG. 2)
When the FIRST signal (or the LAST signal) is input, the target detection data is not input, and the subtraction timing signal is input, the wake data generation unit 11 outputs the wake image input from the wake image memory 12. A predetermined value (in this case, “1”) is subtracted from the gradation value of the pixel data, and the result is written to the wake image memory 12 and updated. Here, when the gradation value before the subtraction is “0”, the gradation value is set to “0” as it is.
[0052]
These operations are specifically shown by the wake of the ship and the pixel data as shown in FIG. Here, the case where the FIRST signal is used as a reference will be described. If Vessel A is at a position corresponding to pixel 1 at a certain time (FIRST signal input time), target detection data is input, and the pixel data (gradation value) of this pixel 1 is “255”.
[0053]
When Vessel A advances and, at the time of the next FIRST signal input, Vessel A reaches pixel 2 and receives target detection data, the pixel data of pixel 2 becomes “255” and a subtraction timing signal is input. Since it is not performed, the pixel 1 also becomes “255” as it is.
[0054]
Then, at the time of the next FIRST signal input, when the ship A reaches the position corresponding to the pixel 3 and the target detection data is input, and the subtraction timing signal is input, the pixel data of the pixel 3 becomes “255”. However, the pixel data of the

pixels

1 and 2 is subtracted to “254” because Vessel A has already passed and does not exist at the corresponding position.
[0055]
By performing such a process up to the longest time for performing a predetermined wake display, wake image data for the longest time is formed and stored in the wake image memory 12. This process is continuously updated as time progresses, and the latest wake image data including the longest image data for the past from that time is stored in the wake image memory 12 as needed.
[0056]
The wake image memory 12 stores the wake image data updated as described above, reads out the wake image data in synchronization with the scanning of the display 14 by a display control unit (not shown), and outputs the wake image data conversion unit 15. Output to
[0057]
The track image data conversion unit 15 performs the following processing based on the input track image data.
[0058]
FIG. 4 is a schematic block diagram for explaining the operation of the wake image data conversion unit 15. FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the gradation value, the subtraction cycle, and the wake time for explaining the contents of the conversion process.
[0059]
In FIG. 4, n is the gradation value of the pixel data before conversion, T is the wake time, and d is the converted output value. The wake image data conversion unit 15 is provided with a table representing the relationship between the input values n and T and the output value d.
d = D− (D · (N−n) · t / T) − (1)
Expression (1) is a relational expression for obtaining a table, where D is the maximum gradation value after conversion, N is the maximum gradation value before conversion, and t is the subtraction timing cycle. The maximum wake time Tmax to be obtained and the maximum gradation value N before the change are determined by Expression (2).
t = Tmax / N− (2)
Here, when the gradation value d becomes smaller than “0”, d = 0. Further, in order to make the gradation value d a positive integer, the calculated d is approximated and converted to an integer.
[0060]
By performing this conversion, as shown in FIG. 5, when the wake time is changed, each pixel data input to the wake image data conversion unit 15 is converted at a corresponding change rate of the gradation value. That is, the pixel data which is the maximum gradation value before the conversion is converted into the maximum gradation value after the conversion, and the other pixel data is converted stepwise (discretely) along the straight line shown in FIG.
[0061]
Here, as a specific example, the maximum gradation value before conversion (depending on the number of bits of each pixel data of the wake image memory 12) is set to “255”, and the maximum gradation value after conversion (to the required device specifications). (Dependency) is set to "15" (4 bits), and the track time is changed from 30 minutes, which is the longest track time Tmax, to 3 minutes.
[0062]
In this case, the wake image data conversion unit 15 converts the pixel data having the maximum gradation value “255” before the conversion into the maximum gradation value “15” after the conversion, and the other gradation values “14 or less”. Is converted from the rate of change of the gradation value according to the straight line a represented by the following equation (2) to the conversion rate of the gradation value according to the straight line b represented by the following equation (3).
[0063]
Here, since the wake time before conversion is 30 minutes, d is

Is represented by
Since the track time after conversion is 3 minutes, d is

Is represented by
[0064]
Here, since the gradation value of each pixel data is an integer, the gradation value d calculated according to the equation (3) is converted to an integer using rounding or the like. As a result, the gradation value of each pixel data after the conversion is converted into a predetermined value (integer value) from "15" to "1" three minutes before the current time, and all converted to "0" before three minutes. Is done.
[0065]
On the other hand, if the wake time is changed to 30 minutes, the value from the present time to 30 minutes before is converted to a predetermined value (integer value) from "15" to "1", and all values before 30 minutes are converted to "0". Is done.
[0066]
With such a configuration, it is possible to form wake image data in which the gradation value gradually decreases from the present time to the past at a change rate corresponding to the wake time.
[0067]
Further, the wake image data is stored according to the longest wake time by the wake image data memory 12 preceding the wake image data conversion unit 15 for converting the wake image data as described above. For this reason, even if the wake time is changed, the wake image data stored in the wake image memory 12 does not change. Thus, even when the track time is changed, the track image display data having the track length corresponding to the track time can be immediately formed.
[0068]
The display output synthesizing unit 13 corresponding to the display output synthesizing unit of the present invention converts the wake image display data thus formed by the wake image data conversion unit 15 and the current image data output from the current image memory 6. The image data is synthesized and the luminance is changed according to the gradation value of each pixel data of the synthesized data, or the colors of the current video data and the wake image data are distinguished and output to the display 14. As a result, as shown in FIG. 6, a display image having a wake length corresponding to the wake time (trail time) can be obtained. That is, if the wake time is long, the wake is displayed in accordance with the long wake, and the older the wake within the set wake time, the lower the brightness is displayed.
[0069]
With such a configuration, even when the track time is changed, the track image data having the track length corresponding to the track time can be immediately displayed. Further, since the gradation value (brightness) of the wake changes according to the wake time, the time relationship (old wake and new wake) in the wake can be clearly displayed, and the operator can check the target of another ship or the like. The movement and the moving speed can be accurately grasped.
[0070]
Further, by changing the gradation value by changing the wake time and by converting the gradation value of each pixel data from a large gradation to a small gradation, it is possible to immediately display.
[0071]
In the description of the present embodiment, the current image memory and the wake image memory are configured by different physical memories, but they may be configured in the same physical memory. Thus, the number of components of the radar device can be reduced, and the cost of the device can be reduced.
[0072]
Next, a radar device according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
[0073]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the radar device according to the present embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0074]
In the radar device shown in FIG. 7, the wake image data conversion unit 15 is arranged between the writing side of the wake image memory 12 and the synthesis unit 16, and converts the data to be written in the wake image memory 12 to the synthesis unit 16. input. The combining unit 16 combines the converted wake image display data with the received data that is the current image input from the sweep memory 4, and writes the combined data to the display image memory 17.
[0075]
The synthesized image data is written into the display image memory 17 and read out in synchronization with the scanning of the display 14. The read composite image data is displayed by the display output conversion unit 18 by changing the luminance according to the gradation value of each pixel data, or by changing the display colors of the current image data and the wake image data. Output to
[0076]
In this way, by arranging the wake image data conversion unit on the writing side (input side of the display image memory) to the display image memory that is usually slower than the reading speed from the display image memory, the wake image data conversion unit The processing speed can be reduced, and this part can be composed of low-cost circuit components with relatively low processing capacity. Thus, the radar device can be configured at low cost.
[0077]
In this embodiment, the display image memory and the wake image memory are configured by different physical memories, but they may be configured in the same physical memory. Thus, the number of components of the radar device can be reduced, and the cost of the device can be reduced.
[0078]
In each of the embodiments described above, the radar device is described. However, the above-described configuration can be applied to a device that displays received data obtained in a polar coordinate system in a rectangular coordinate system, and the effects of the configuration can be expected.
[0079]
【The invention's effect】
According to the present invention, by changing each pixel data of the wake image data at a preset cycle and separately setting the wake time, it is possible to obtain the wake image data even immediately after changing the setting of the wake time. Can be. That is, desired wake image data can be immediately displayed.
[0080]
Further, according to the present invention, by gradation-converting each pixel data of the wake image data into a subtraction process or a multiplication process, the wake image in which the gradation value gradually decreases from the latest position toward the old position. Can form data. By changing the luminance according to the gradation value, the operator can easily check the wake.
[0081]
Further, according to the present invention, since the gradation difference between the pixel data of the wake image data is determined according to the set wake time, the wake time of the latest wake from the latest wake is obtained regardless of the wake time. The gradient can be optimally changed up to the wake. Thus, the wake can be accurately displayed and output regardless of the wake time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a radar device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic block diagram for explaining the operation of a wake data generation unit;
FIG. 3 is a schematic diagram showing a transition state of wake image data.
FIG. 4 is a schematic block diagram for explaining the operation of a wake image data conversion unit;
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a gradation value of wake image data and a wake time according to the embodiment;
FIG. 6 is a diagram showing a state of a wake (trail) for each wake time.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a radar device according to a second embodiment.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a conventional radar device.
[Explanation of symbols]
1-Radar antenna
2-Receiver
3-AD converter
4-sweep memory
5-Drawing address generator
6-Current image memory
7-Target data detector
8-FIRST / LAST detector
9-Wake time setting section
10-subtraction timing generator
11-Track data generator
12-Track image memory
13-Display output synthesis unit
14-Display
15-Track image data conversion unit
16-Synthesis unit
17-Image memory for display
18-Display output conversion unit

Claims

The current image data based on the received data obtained by one rotation of the sweep and the wake image data obtained based on the received data are combined to simultaneously output the current position of the target and the wake of the target. In radar and similar devices,
Current image data storage means for storing the current image data;
Track image data storage means for storing the track image data,
Wake image data generating means for outputting to the wake image data storage means while changing each pixel data constituting the wake image data at a predetermined cycle,
Track time setting means for arbitrarily setting the track of the track image data by time,
A wake image data conversion unit that converts the length of the wake of the wake image data stored in the wake image data storage unit according to the set wake time, and outputs the wake image data to the display output synthesis unit.
Display output combining means for combining and outputting the current image data and the wake image data whose wake length has been converted,
And a similar device.

2. The radar device and the similar device according to claim 1, wherein the display output synthesizing unit outputs different luminances or colors depending on the values of the pixel data. 3.

The current image data based on the received data obtained by one rotation of the sweep and the wake image data obtained based on the received data are combined to simultaneously output the current position of the target and the wake of the target. In radar and similar devices,
Track image data storage means for storing the track image data,
Wake image data generating means for outputting to the wake image data storage means while changing each pixel data constituting the wake image data at a predetermined cycle,
Track time setting means for arbitrarily setting the track of the track image data by time,
A wake image data converting means for converting the wake length of the wake image data output from the wake image data generating means in accordance with the set wake time, and outputting to the synthesized image storage means,
A radar apparatus and a similar apparatus, comprising: synthesized image storage means for synthesizing and storing the wake image data converted by the wake image data conversion means and the received data.

4. The radar device and the similar device according to claim 3, wherein the wake image data output from the composite image storage unit is output with different luminances or colors according to values of respective pixel data constituting the wake image data.

The radar device and the similar device according to any one of claims 1 to 4, wherein the pixel data is gradation-converted into a predetermined number of steps by subtracting one step at a time in the predetermined cycle.

The radar device and the similar device according to any one of claims 1 to 5, wherein the track image data conversion unit converts a gradation ratio of each pixel data of the track image data according to a set track time.

The radar device and the similar device according to any one of claims 1 to 6, wherein the wake image data conversion means converts the wake image data to a gradation lower than the original gradation.