JP2008134224A5

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Info

Publication number: JP2008134224A5
Application number: JP2007224360A
Authority: JP
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2010-10-14

Claims

航空機で使用するためのレーダー画像ディスプレイを有するレーダーシステムにおいて、該画像ディスプレイ上に地形表面の三次元描画画像を生成するための方法であって：
地形表面の領域を照射するために該レーダーシステムから送信されるレーダービームによって該地形表面を走査すること；
照射された各領域から、各照射された領域の方位、高度、及び距離を示すデータを有するレーダーエコー信号を受信すること；
前記エコー信号中のデータをＸ,Ｙ,Ｚ座標を有するデカルト座標系に変換するために該エコー信号のデータを処理すること；
前記地形表面を表す三角形であって、各々が頂点の３つの組によって規定される三角形のメッシュを生成するために照射された各領域に対応するＸ及びＹ座標を三角測量によって測量すること；
前記地形表面の３Ｄ描画画像を形成するために、前記３つの組の各頂点によって表される座標からのレーダーエコー信号の振幅及び前記３つの組の各頂点Ｚ座標の値に基づいて、グレースケール陰影情報及びカラーリング情報のうちの少なくとも１つから成る群から選択される３Ｄ画像情報を前記メッシュの各三角形に加えること；及び、
前記３Ｄ描画画像を前記画像ディスプレイ上に表示することのステップを含む方法。
前記処理ステップが特定の時間間隔にわたって異なった周波数でされた送信からのレーダーエコー信号の振幅を平均化することを含む、請求項１に記載の方法。
前記レーダーエコー信号が振幅に基づいて対応する範囲ビンに割り当てられており、前記処理ステップが無視できるエコーの振幅を表す範囲ビンに割り当てられたエコー信号を無視すること、及び長距離及び低高度の角度を示す振幅に対応する範囲ビンに対応する振幅を組み合わせることを含む、請求項１に記載の方法。
前記三角形のメッシュが地形表面を特徴付け、前記レーダービームによって前記地形表面上で検出された対象物のリストを生成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
三角測量ステップが各頂点におけるレーダーエコー信号の振幅に基づいて二次元画像を含む地形画像輝度マップを生成する、請求項１に記載の方法。
前記三角形のメッシュが地形表面の幾何学的配置を画定し、前記３Ｄ画像情報が色情報であり、前記３Ｄ画像情報を加えるステップが前記三角形の各々に対する色及び輝度を規定するためにテクスチャーマップを使用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記三角形のメッシュが地形表面の幾何学的配置を画定し、前記３Ｄ画像情報がグレースケール情報であり、前記３Ｄ画像情報を加えるステップが前記三角形の各々に対するグレースケール及び輝度を規定するためにテクスチャーマップを使用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記３Ｄ描画を表示するステップが高さ及び距離のうちの少なくとも１つから成る群から選択されるパラメーターに基づいて各三角形を色付けまたは陰影付けすること、各三角形内の表示輝度を調節すること、及び予め定義された参照位置から画像を提示することのステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記３Ｄ情報を加えるステップが各三角形を画定する頂点に割り当てられる座標の値を融合すること、及びレーダーエコー信号の振幅を示す輝度の値を与えることを含む、請求項１に記載の方法。
所望の視点からの距離に基づいて各三角形に対する３Ｄ画像情報を重み付けするステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
地形表面を照射するためにレーダービームを送信し、該地形表面からレーダーエコー信号を受信するレーダーシステムにおいて、
該地形表面の幾何学的配置を表す全体的な形状上に画定される隣接する三角形の配置を備える、二次元画像ディスプレイ上に表示される前記地形表面の３Ｄ描画レーダー画像であって、該三角形の各々が色及びグレースケール陰影のうちの少なくとも１つから成る群から選択される視覚上の３Ｄ画像情報を含み、そして
各三角形の該３Ｄ画像情報がレーダーエコー信号の振幅を示す輝度とともに表示される３Ｄ描画画像。
前記三角形の各々が３つの頂点によって画定され、該三角形の各々が地形表面上の幾何学的点に対応する座標の固有な組を表す、請求項１１に記載の３Ｄ描画画像。
前記３Ｄ画像情報が前記地形表面上の垂直方向の対象物を示す情報を含む、請求項１１に記載の３Ｄ描画画像。
各三角形の前記３Ｄ画像情報が各三角形の頂点の位置から抽出されるパラメーターに基づいている、請求項１２に記載の３Ｄ描画画像。
前記パラメーターが前記レーダービームによって走査された地形表面に対する距離、方位、及び高度を含む、請求項１４に記載の３Ｄ描画画像。
前記三角形の前記３Ｄ画像情報が前記レーダーエコー信号によって決定される地形表面の幾何学的配置に基づいている、請求項１１に記載の３Ｄ描画画像。
前記３Ｄ画像情報の輝度が前記レーダーエコー信号の振幅の二次元画像面への投射を示し、各三角形の前記３Ｄ画像情報の輝度を調節するテクスチャーマップを生成するためにエコー信号の振幅を示すデータが使用される、請求項１１に記載の３Ｄ描画画像。
各三角形の前記３Ｄ画像情報の輝度が地形表面に対する所望の視点からの距離を表す、請求項１１に記載の３Ｄ描画画像。
請求項１に記載の方法によって作成された３Ｄ画像情報。
画像ディスプレイ上に地形表面の画像を３Ｄ描画するためのシステムであって：
アナログレーダーエコー信号を処理されたデジタルエコー信号に変換するエコー信号処理サブシステム；
該処理されたデジタルエコー信号を受信し、レーダーの視野内で地形表面の空間配置を特徴付ける三角形であって各々が３Ｄ画像情報を含む三角形の３Ｄメッシュを画定するデータを生成する地形幾何学的配置計算サブシステム；
該処理されたデジタルエコー信号を受信し、該処理されたデジタルエコー信号の振幅に基づいて地形画像の輝度マップを生成する地形画像輝度マップ生成サブシステム；及び、
三角形の前記３Ｄメッシュを画定するデータ及び前記地形画像の輝度マップから３Ｄ画像レンダリングを生成するグラフィックライブラリーサブシステムを備え、
各三角形の３Ｄ画像データが前記デジタルレーダーエコー信号の振幅を示す値から得られる輝度を有する３Ｄレンダリングシステム。
前記エコー信号処理サブシステムが：
アナログのレーダーエコー信号をデジタルエコー信号に変換するＡ／Ｄ変換機能；
異なったレーダー周波数からのデジタルエコー信号データを平均化する信号平均化機能；及び、
該平均化機能から受信された最大のエコー信号を選択するデータ抹消機能を備える、請求項２０に記載の３Ｄレンダリングシステム。
前記地形幾何学的配置サブシステムが前記レーダー信号処理サブシステムからデータを受信し、前記地形幾何学的配置サブシステムが：
地形までの距離の推定計算を実施する距離推定機能；
推定された距離の値と地形表面上の選択された点の距離の予想値を組み合わせる距離フィルター機能；
三次元地形モデル座標システム内の航空機の位置を計算し、テクスチャーマップのＵ,Ｖ座標を計算することによって地形モデル座標を画像面に投射する地形モデル座標変換機能；
対象物を表す点のサブセットを分離するために３Ｄ点の組を走査し、三角形の頂点及び対象物データのリストを出力する地形試験機能；
該地形試験サブシステムからの入力として地形の点を受信し、三角形を形成するために隣接する点を接続することによって地形モデル座標を操作し、そして各三角形の３つの頂点を特定する頂点リストを出力する三角測量機能；
ナビゲーションによって供給される現在の位置を座標変換サブシステムによって供給される地形モデルに組み合わせる距離予想機能；及び、
頂点リストから受信された地球固定式座標の地形幾何学的配置モデルを変換する座標変換機能を備える、請求項２０に記載の３Ｄレンダリングシステム。
前記地形輝度マップサブシステムが：
移動するレーダー座標システムからの各デジタルレーダーエコー信号の位置データを地球固定式フレームに変換し、そして該位置データを地球固定式座標システムの水平方向領域に投射する画像変換機能；
グラフィックライブラリーサブシステムによって使用されるテクスチャーマップを形成する振幅加算機能；及び、
グラフィックライブラリーモジュールによって使用されるテクスチャーマップを形成する輝度マッピングモジュールを備える、請求項２０に記載の３Ｄレンダリングシステム。
ＧＰＳ／ＩＮＳナビゲーションシステムによって供給された位置データに遠近法におけるオフセットを加える加算機能をさらに備える、請求項２０に記載の３Ｄレンダリングシステム。
前記グラフィックライブラリーサブシステムが地形幾何学的配置サブシステム及び地形画像輝度マップサブシステムによって対象物リスト、頂点リスト、三角形リスト、テクスチャーマップ、及び遠近法におけるオフセットの形式で供給されるデータを使用して画像のレンダリングを実施し、それにより、各三角形にわたって三角形の頂点に割り当てられた値を融合することによって前記三角形に前記３Ｄ画像情報が加えられる、請求項２０に記載の３Ｄレンダリングシステム。
レーダーエコー信号を用いて画像を作成するための方法であって:
レーダーエコー信号を用いて表面のメッシュ表現を生成し、該メッシュ表現は三次元中の位置情報を決定する頂点を有しており；
前記レーダーエコー信号の振幅の情報を用いて、前記メッシュ表現のためのテクスチャーマップを作成し；
前記メッシュ表現及び前記テクスチャーマップを用いて所望の視点からの前記表面の画像をレンダリングし；並びに
前記画像を表示する、方法。
前記頂点が、前記メッシュ表現中において三角形を規定する請求項２６に記載の方法。
さらに、前記三角形の少なくとも前記幾つかを規定する前記頂点の少なくとも幾つかの前記位置情報に基づいて少なくとも幾つかの前記三角形の色情報を決定することを含む、請求項２７に記載の方法。
さらに、前記所望の視点からの、前記三角形の少なくとも前記幾つかの距離に基づいて前記三角形の少なくとも前記幾つかに関する前記色情報を重み付けすることを含む、請求項２８に記載の方法。
前記レーダーエコー信号が異なった周波数で生成された送信からのレーダーエコー信号を含む、請求項２６に記載の方法。
さらに、異なった周波数で生成された送信からの前記レーダーエコー信号の前記振幅を平均化し、複数の範囲ビンにわたって振幅を結合して、平均化及び抹消化された範囲サンプルを形成することを含み、レーダーエコー信号の振幅の情報を用いて前記メッシュ表現のための前記テクスチャーマップを作成することが平均化及び抹消化された範囲サンプルを用いて前記メッシュ表現のための前記テクスチャーマップを作成することを含む、請求項２９に記載の方法。
前記レーダーエコー信号が航空機のレーダー送信機システムによって受信される、請求項２６に記載の方法。
前記所望の視点が前記航空機のパイロットの視点である、請求項３２に記載の方法。
さらに、前記画像が数十サイクル／秒で更新されることを含む請求項２６に記載の方法。
前記所望の視点がＩＮＳナビゲーションシステムによって決定される、請求項２６に記載の方法。
前記所望の視点がＧＰＳによって決定される、請求項２６に記載の方法。
航空機中のディスプレイのための地形の画像を形成する方法であって：
レーダーエコー信号を受信し；
前記レーダーエコー信号の情報を使用して前記地形のメッシュ表現を作成し、前記３Ｄメッシュ表現は頂点によって規定される複数の三角形を含み、各前記頂点は３次元中の位置情報と関連し；
前記レーダーエコー信号の振幅の情報に基づいて前記三角形の輝度を決定し；及び
位置及び視野方向の情報を受信し；並びに
前記メッシュ表現、前記三角形の前記輝度、及び前記位置及び前記視野方向を用いて前記地形の画像を形成することを含む方法。
前記レーダーエコー信号が異なった周波数で生成された送信からのレーダーエコー信号である、請求項３７に記載の方法。
前記レーダーエコー信号の振幅の前記情報が平均化及び抹消化されたレーダーエコー信号を含む、請求項３８に記載の方法。
前記位置がナビゲーションシステムによって決定される、請求項３７に記載の方法。