JP2006112973A - レーダ装置および類似装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】挙動データ検出部11はスイープメモリ4から出力される探知データx(n)からWデータ発生部7で取り扱う探知画像データX(n)のレベル挙動を検出して今回のレベル検出データを生成する。挙動データメモリ12には過去数スキャン分のレベル検出データからなる前回の挙動データが記憶されており、挙動検出部11はこの前回の挙動データを今回のレベル検出データで更新し、Wデータ発生部7に出力する。Wデータ発生部7はこの挙動データから該当する画素の探知画像データの特徴を検出して、フィルタ演算データW(n)か、今回の探知画像データX(n)か、特定フィルタ演算データZ(n)のいずれかを選択して書込画像データY(n)として出力する。
【選択図】 図1
Description
ここで、α,βは予め設定された係数であり、スキャン相関処理の目的、用途毎に設定されている。
図1は本実施形態のレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。
受信部2は、レーダアンテナ1からの探知信号を増幅、検波し、STC処理等を行って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探知信号を所定周期でサンプリングしてディジタル形式の探知データに変換する。
スイープメモリ4は、ディジタル変換された1スイープ分の探知データを実時間で書き込み、次の送信により得られる探知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x(n)をWデータ発生部7および挙動データ生成部10の挙動データ検出部11に出力する。
描画アドレス発生部5は、スイープの回転中心を開始番地として、中心から周囲に向かって、所定方向を基準としたアンテナ角度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8の画素およびこの画素に対応する挙動データ生成部10の挙動データメモリ12の画素を指定する番地を作成して画像メモリ8および挙動データメモリ12に出力する。
なお、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。
X=Xs+r・sinθ
Y=Ys+r・cosθ
ただし、
X,Y:画像メモリ8(挙動データメモリ12)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
FIRST/LAST検出部6は、スイープの1回転内において、画像メモリ8および挙動データメモリ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、スイープが最初にアクセスしたタイミング、または最後にアクセスしたタイミングを検出し、FIRST信号またはLAST信号としてWデータ発生部9および挙動データ生成部10の挙動データ検出部11に与える。ここで、スイープが最初に画素にアクセスするタイミングとは、スイープ上のサンプル点、すなわち探知データが存在する点が初めて該当画素にアクセスするタイミングをいう。一方、スイープが最後に画素にアクセスするタイミングとは、スイープ上のサンプル点、すなわち探知データが存在する点が最後に該当画素にアクセスするタイミングをいう。スキャン相関処理による画像メモリの更新はアンテナ1回転に1回のみであることが必要であるから、FIRSTまたはLASTのどちらか一方のみを検出した場合に画像メモリを更新する。そして、FIRST/LAST信号は、極座標系データを直交座標系データに変換する演算処理過程で生成する信号を基に検出される。
挙動データ検出部11は、スイープメモリ4から入力される探知データに対して、前記FIRST信号またはLAST信号のタイミング、すなわち、前記探知画像データの抽出タイミングでレベルを検出する。この検出結果は2値で行われ、予め設定された閾値よりも探知データ(探知画像データ)のレベルが高ければ「1」のレベル検出データを出力し、前記閾値よりも探知データのレベルが低ければ「0」のレベル検出データを出力する。ここで、この閾値は、物標として検知すべき探知データのレベルにより設定される。
Wデータ発生部7は、探知画像データ抽出部70、第1フィルタ71、特徴抽出部72、特徴別選択信号発生部73、第2フィルタ74、およびセレクタ75,76を備える。
W(n)=α・X(n)+β・Y(n−1) (但し、α<β、α+β=1) −(2)
ここで、α、βは予め決定した定数か、存在度および不安定度により可変にした変数であり、本実施形態ではこれらの値により海面反射と海面反射中の小物標との識別能力を向上させる値にそれぞれ設定されている。
存在度検出部721はカウンタ回路等からなり、挙動データが更新されるFIRSTまたはLASTのタイミングで挙動データB(n)に含まれるレベル検出データの「1」の数を算出する。言い換えれば、存在度検出部721は今回を含む過去の複数スキャン分のレベル検出データにより構成される該当画素の挙動データB(n)から、物標が検知された事を示す「1」のレベル検出データの割合を示す存在度E(n)を算出する。例えば、前記8ビット(8個)中に4ビット(4個)で「1」が存在すれば、存在度E(n)は「4」となる。
図4は所定の状態における挙動データメモリの各ビット内容変化を示す概念図であり、(A)〜(M)はそれぞれ異なる状態を示す。なお、以下の説明では8ビットの挙動データを用いて処理を行う場合を示す。
図4(A)〜(J)は、注目する1画素上を船が通過する前から船の通過後6スキャン経過した状態を表し、(A)から(J)に順に時間が遷移する。なお、以下の説明では、今回のエコーに対応する今回の探知画像データX(n)=15とする。また、特徴別選択信号発生部73が今回の探知画像データX(n)を出力するセレクト信号sを発生する条件を、
X(n)>W(n),E(n)>4,U(n)<3 −(St1)
とする。
W(n)=0.1×X(n)+0.9×Y(n−1) −(2)
とする。
図4(H)状態:Y(7)=W(7)=9.9
図4(I)状態:Y(8)=W(8)=8.9
次に、図4(J)は船が通過し終わって6スキャン時間経過した状態であり、挙動データB(9)の最新側6ビットであるビット(0)〜ビット(5)が「0」であり、ここから過去を示す2ビット(最過去2ビット)である、ビット(6),ビット(7)が「1」である。この場合、挙動識別部723から出力される分類コードR(9)は前述の仕様に応じて「4」となるので、第2フィルタ74から特定フィルタ演算データZ(9)=0が出力される。この際、セレクタ76には分類コードR(9)=4が入力されるので、セレクタ76は特定フィルタ演算データZ(9)=0を出力する。これにより、書込探知画像データY(9)は強制的に「0」となる。
図4(K)は、なにも存在しない状態から1スキャンのみエコーが存在して再度消えた直後の状態を示す。この状態は前述の図4(A)の状態、図4(B)の状態のちに起こった状態である。ここで、図4(A)、図4(B)の状態については前述しているので説明を省略する。
図4(K)の状態では、挙動データBは、最新側から2番目のビットbit(1)のみが「1」である。この場合、挙動識別部723から出力される分類コードRは前述の仕様に応じて「4」となるので、第2フィルタ74から特定フィルタ演算データZ=0が出力される。この際、セレクタ76には分類コードR=4が入力されるので、セレクタ76は特定フィルタ演算データZ=0を出力する。これにより、書込探知画像データYは「0」となる。
この状態は、ゲインを上げることにより、反射が強い大きな固定物標のエコーが同一画素に連続して捉えられる場合を示す。
図4(L)の状態では、挙動データBは、全てのビットbit(0)〜bit(7)が「1」である。この場合、挙動識別部723から出力される分類コードRは前述の仕様に応じて「0」となるので、第2フィルタ74から出力される特定フィルタ演算データZはセレクタ76により選択されない。
図4(M)は図4(L)に示したように連続してエコーが得られた状態からエコーが消滅し始めた状態を示す。なお、図4(L)に示す状態については前述しているので説明は省略する。
ゲイン、またはSTCを用いて海面反射除去の処理を適切に調整した場合には、海面反射のエコーが毎スキャン同じ画素位置に存在する確率は非常に低くなる。したがって、挙動データとしては、移動する船や安定した物標の場合よりも「0」、「1」が規則的に発生する確率は低くなる。これにより、挙動識別部723から出力される分類コードは、規則的な挙動を示す分類コード1〜4以外の「0」となり、選択条件St1により決まる第1フィルタ演算データW(n)または、今回の探知画像データX(n)のいずれかが書込探知画像データY(n)となる。不安定度U(n)が大である海面反射の場合は、選択条件St1により第1フィルタ演算データW(n)が書込探知画像データY(n)となり抑圧されて表示される。不安定度が大きい物標の場合も、海面反射と同様に第1フィルタ演算データW(n)が書込探知画像データY(n)となるが、探知画像データX(n)の入力頻度、レベルに差があれば、その差が第1フィルタ演算データW(n)に現れる。この結果、海面反射にくらべて探知信号の入力頻度、入力レベルが大きい物標の場合は海面反射に比べて物標の第1フィルタ演算データW(n)が大きくなり、物標が識別し易い映像となる。
2,102−受信部
3,103−AD変換部
4,104−スイープメモリ
5,105−描画アドレス発生部
6,106−FIRST/LAST検出部
7,107−Wデータ発生部
8,108−画像メモリ
9,109−表示器
10−挙動データ生成部
11−挙動データ検出部
12−挙動データメモリ
70−探知画像データ生成部
71−第1フィルタ
711a〜711d−メモリ
712a〜712d−1/4倍乗算器
713−加算器
72−特徴抽出部
721−存在度検出部
722−不安定度検出部
723−挙動識別部
73−特徴別選択信号発生部
74−第2フィルタ
75,76−セレクタ
Claims (4)
- 受信した探知データから画像メモリの各画素に対応する探知画像データを抽出し、抽出された探知画像データと画像メモリに記憶されている前回の書込探知画像データとに基づき前記画像メモリへの今回の書込探知画像データを生成する探知画像データ生成手段と、
前記書込探知画像データを1スキャン分記憶する画像メモリと、を備え、前記今回の書込探知画像データに基づく表示画像データを出力するレーダ装置および類似装置において、
前記抽出された探知画像データのスキャン毎のレベル変化の挙動を検出する挙動データ検出手段と、前記画素毎に前記挙動データを所定スキャン回数分記憶する挙動データ記憶手段とを含み、前記挙動データを更新しながら前記探知画像データ生成手段に出力する挙動データ生成手段を備え、
前記探知画像データ生成手段は、前記挙動データ生成手段から入力した時系列の挙動データに基づき該当する画素の探知画像データの特徴を識別し、識別結果に応じたフィルタ処理および選択処理により前記画素毎への前記書込探知画像データを生成することを特徴とするレーダ装置および類似装置。 - 前記探知画像データ生成手段は、前記挙動データから、所定期間内での前記探知画像データの存在度と前記探知画像データの変化回数で示される不安定度とを検知し、前記存在度および前記不安定度に基づき前記フィルタ処理および選択処理を行う請求項1に記載のレーダ装置および類似装置。
- 前記探知画像データ生成手段は、前記存在度および前記不安定度に基づき前記フィルタ処理の係数を可変する請求項2に記載のレーダ装置および類似装置。
- 前記探知画像データ生成手段は、前記挙動データが予め設定した所定数の特定パターンとなる場合に、該特定パターンに応じた特定フィルタ処理を行う請求項1〜3のいずれかに記載のレーダ装置および類似装置。
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