JP2836684B2

JP2836684B2 - レーダ信号表示装置

Info

Publication number: JP2836684B2
Application number: JP4208576A
Authority: JP
Inventors: 義幸加藤; 正俊亀山; 茂吉肥後
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JPH0634748A; US5339085A; FR2694411A1; FR2694411B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、航空管制システムに
おいてレーダ装置からのレーダ信号をＣＲＴ等の表示部
に表示させるレーダ信号表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーダ・アンテナからのレーダ信
号をＣＲＴ等の表示部に表示する方式として、ＰＰＩ(P
lan Position Indicater）表示方式がある。図８は、例
えば特開平３−５６９９４号公報等に示された従来の一
般的なＰＰＩ表示方式を用いたレーダ信号表示装置の構
成を示したブロック線図、図９は表示部に表示された画
面を示す図である。図において、(1)はレーダアンテ
ナ、(2)はこのレーダアンテナ(1)からのレーダ信号を処
理してレーダ信号の振幅を示す振幅情報と、距離ｒ及び
方向θを示す極座標情報とを出力するレーダ装置、(3)
はこのレーダ信号の極座標情報を２次元の直交座標情報
へ変換する極座標変換部、(4)はこの極座標変換部(3)か
ら出力される極座標情報のｘｙ成分をアドレスとしてレ
ーダ信号の振幅情報を輝度情報として記憶するためのフ
レームメモリ、(5)はこのフレームメモリ(4)から出力さ
れる輝度情報を減衰させて、１フレーム後に再びフレー
ムメモリ(4)へ書き込む減衰回路、(6)は上記フレームメ
モリ(4)から出力される輝度情報をデジタルアナログ
（以下Ｄ／Ａという）変換するＤ／Ａコンバータ、(7)
はＣＲＴからなる表示部である。

【０００３】ＰＰＩ表示方式を用いたレーダ信号表示装
置は上記のように構成され、レーダアンテナ(1)が１回
転する間に受信された全反射体からの反射波信号である
レーダ信号から、レーダ装置(2)により各反射体のレー
ダアンテナ(1)の位置を中心とした距離ｒ及び方向θを
示す極座標の位置情報と、その反射体からの反射信号の
振幅情報とが得られ、これらの情報が極座標変換部(3)
により直交座標に変換されて、フレームメモリ(4)の各
反射体の位置を示すアドレスに振幅を示す輝度情報が記
憶される。そして、１フレーム前の輝度情報が減衰回路
(5)により減衰されて反射体の前の位置に対応するアド
レスに書込まれる。このフレームメモリ(4)の記憶情報
がＤ／Ａコンバータ(6)でＤ／Ａ変換され、表示部(7)の
フレームメモリ(4)のアドレスに対応する位置に輝度情
報に対応する輝度で図６に示すように表示される。図９
において径線Ｓはレーダアンテナ(1)の１送信波による
全反射波を、点Ｆは特定飛行体の航跡を、円Ｃは最遠反
射波の軌跡を示している。このようにＰＰＩ表示方式で
は視点を真上においたときに確認できる状況が表示部
(7)の画面に表示される。この時の航跡Ｆの高度情報は
タグ表示によって表示されるのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のＰ
ＰＩ表示方式を用いたレーダ信号表示装置は、レーダ信
号による全反射波及び特定飛行体の航跡の位置情報を２
次元平面上に表示するだけで、航跡の高度情報について
はタグ表示などにたよっていた。そのため、オペレータ
が航跡相互及び他の反射体との３次元的な位置関係を即
座に把握しづらいという問題点があった。また、オペレ
ータが特定飛行体の航跡とレーダ信号による全反射波及
びその背景となる地形などの位置関係を区別して３次元
的に認識することはほとんど不可能であった。

【０００５】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、請求項１記載の発明では、レーダ
信号による全反射波と、特定飛行体の航跡及び背景とな
る地形などの位置情報を合成して３次元的に認識するこ
とができるレーダ信号表示装置を得ることを目的とす
る。

【０００６】請求項２及び３記載の発明では、レーダ信
号による全反射波と、特定飛行体の航跡及び背景となる
地形などの遠近関係を３次元的に認識することができる
レーダ信号表示装置を得ることを目的とする。

【０００７】請求項４記載の発明では、レーダ信号によ
る全反射波による表示と特定飛行体の航跡及び背景とな
る地形の表示とを区別して３次元的に認識することがで
きるレーダ信号表示装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明に係るレーダ信号表示装置は、レーダ装置からの
レーダ信号をディジタル情報である極座標情報と振幅情
報に変換するレーダ極座標情報入力部、このレーダ極座
標情報入力部からの極座標情報を直交座標に変換し、マ
トリクス演算により所定視点から見たＸ(横)、Ｙ(縦)、
Ｚ(遠近)成分の３次元に座標変換する３次元レーダ画像
情報生成部、この３次元レーダ画像情報生成部からの直
交座標のＸ、Ｙ成分をアドレスとし、上記レーダ信号の
振幅情報を輝度情報として記憶するレーダ画像フレーム
メモリ部、上記レーダ装置のレーダ信号から特定飛行体
の航跡の位置情報を求める航跡情報入力部、地形情報を
入力する地形情報入力部、上記航跡情報入力部及び地形
情報入力部からの航跡地形情報から上記Ｘ、Ｙ、Ｚ成分
の３次元画像情報を生成する３次元航跡地形画像情報生
成部、この３次元航跡地形画像情報生成部からの直交座
標のＸ、Ｙ成分をアドレスとした画像情報を記憶する航
跡地形画像フレームメモリ部、上記レーダ画像フレーム
メモリ部及び航跡地形画像フレームメモリ部からの表示
データを合成する表示ビデオ合成部、及びこの表示ビデ
オ合成部からのＸ、Ｙアドレス情報位置に輝度情報に応
じた輝度で画像を表示する表示部とを備えたことを特徴
とするものである。

【０００９】この発明の請求項２記載の発明に係るレー
ダ信号表示装置は、レーダ装置からのレーダ信号をディ
ジタル情報である極座標情報と振幅情報に変換するレー
ダ極座標情報入力部、このレーダ極座標情報入力部から
の極座標情報を直交座標に変換し、マトリクス演算によ
り所定視点から見たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３
次元に座標変換する３次元レーダ画像情報生成部、上記
レーダ装置のレーダ信号から特定飛行体の航跡の位置情
報を求める航跡情報入力部、地形情報を入力する地形情
報入力部、上記航跡情報入力部及び地形情報入力部から
の航跡地形情報から上記Ｘ、Ｙ、Ｚ成分の３次元画情報
を生成する３次元航跡地形画像情報生成部、この３次元
航跡地形画像情報生成部からのＸ、Ｙ成分をアドレスと
したＺ成分情報を一時記憶する航跡地形Ｚ情報バッフ
ァ、上記３次元レーダ画像情報生成部からの直交座標の
Ｘ、Ｙ成分をアドレスとし、各Ｘ、Ｙアドレス位置にお
けるＺ値が上記航跡地形Ｚ情報バッファからのＺ値より
小さい位置の振幅情報のみを輝度情報として記憶するレ
ーダ画像フレームメモリ部、上記３次元航跡地形画像情
報生成部からの直交座標のＸ、Ｙ成分をアドレスとした
画像情報を記憶する航跡地形画像フレームメモリ部、上
記レーダ画像フレームメモリ部及び航跡地形画像フレー
ムメモリ部からの表示データを合成する表示ビデオ合成
部、及びこの表示ビデオ合成部からのＸ、Ｙアドレス情
報位置に輝度情報に応じた輝度で画像を表示する表示部
とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】この発明の請求項３記載の発明に係るレー
ダ信号表示装置は、請求項１又は２記載の発明におい
て、３次元レーダ画像情報生成部を、レーダ極座標情報
入力部からの極座標情報を直交座標に変換し、マトリク
ス演算及び透視投影変換を行なうことにより、所定視点
から見た遠近を加味したＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分
の３次元に座標変換するものとしたことを特徴とするも
のである。

【００１１】この発明の請求項４記載の発明に係るレー
ダ信号表示装置は、請求項１、２又は３記載の発明にお
いて、表示ビデオ合成部に、レーダ画像フレームメモリ
部からの輝度情報と航跡地形画像フレームメモリ部から
の輝度情報との各輝度の大きさの組合わせに対する出力
合成画像の輝度の大きさの割合いを予め定めたルックア
ップテーブルを備え、このルックアップテーブルによっ
て入力される上記レーダ画像フレームメモリ部及び航跡
地形画像フレームメモリ部からの各輝度情報から、アナ
ログ変換されて表示部に出力される合成輝度信号を得る
ようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】この発明の請求項１記載の発明においては、レ
ーダ装置からのレーダ信号が、レーダ極座標情報入力部
によりディジタル情報である極座標情報と振幅情報に変
換され、３次元レーダ画像情報生成部により直交座標に
変換され、さらにマトリクス演算により、予め定められ
た視点から見たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３次元
に座標変換され、この座標変換されたＸ、Ｙ成分をアド
レスとし、上記振幅情報を輝度情報としてレーダ画像フ
レームメモリ部に記憶される。一方、航跡情報入力部に
より上記レーダ装置のレーダ信号から特定飛行体の航跡
の位置情報が求められ、この航跡の位置情報と地形情報
入力部により入力される予め登録されてある地形情報と
から、３次元航跡地形画像情報生成部により上記Ｘ、
Ｙ、Ｚ成分の３次元画像情報が生成され、この３次元画
像情報のＸ、Ｙ成分をアドレスとし、振幅情報を輝度情
報として航跡地形画像フレームメモリ部に記憶される。
そして、これらレーダ画像フレームメモリ部及び航跡地
形画像フレームメモリ部からの表示データが表示ビデオ
合成部により合成され、この合成された画像情報によ
り、表示手段の上記Ｘ、Ｙアドレスに対応する位置に上
記輝度情報に応じた輝度で３次元合成レーダ画像が表示
される。

【００１３】この発明の請求項２記載の発明において
は、レーダ装置からのレーダ信号が、レーダ極座標情報
入力部によりディジタル情報である極座標情報と振幅情
報に変換され、３次元レーダ画像情報生成部により直交
座標に変換され、さらにマトリクス演算により、予め定
められた視点からから見たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成
分の３次元に座標変換される。一方、航跡情報入力部に
より上記レーダ装置のレーダ信号から特定飛行体の航跡
の位置情報が求められ、この航跡の位置情報と地形情報
入力部により入力される予め登録されてある地形情報と
から、３次元航跡地形画像情報生成部により上記Ｘ、
Ｙ、Ｚ成分の３次元画像情報が生成される。この３次元
航跡地形画像情報生成部からのＸ、Ｙ成分をアドレスと
したＺ成分情報が航跡地形Ｚ情報バッファに一時記憶さ
れ、このＺ成分情報と上記３次元レーダ画像情報生成部
からの同じＸ、Ｙ座標位置のＺ値とが比較され、この３
次元レーダ画像情報生成部からのＺ値の方が小さい（近
い）Ｘ、Ｙアドレス位置の振幅情報のみがレーダ画像フ
レームメモリ部に記憶される。このレーダ画像フレーム
メモリ部に記憶された航跡地形より遠い反射波が消去
（隠面消去）されたレーダ画像の表示データと、上記航
跡地形の３次元画像情報のＸ、Ｙ成分をアドレスとし、
振幅情報を輝度情報とした航跡地形画像フレームメモリ
部に記憶された航跡地形画像の表示データとが表示ビデ
オ合成部により合成され、この合成された画像情報によ
り、表示手段の上記Ｘ、Ｙアドレスに対応する位置に上
記輝度情報に応じた輝度で３次元隠面消去合成レーダ画
像が表示される。

【００１４】この発明の請求項３記載の発明において
は、請求項１又は２記載の発明において、３次元レーダ
画像情報生成部で、レーダ極座標情報入力部からのレー
ダ信号が直交座標に変換され、マトリクス演算により所
定視角に座標変換され、さらに透視投影変換により、
横、縦成分が遠近成分により補正されて、所定視点から
見た遠近を加味したＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３
次元に座標変換される。

【００１５】この発明の請求項４記載の発明において
は、請求項１、２又は３記載の発明において、レーダ画
像フレームメモリ部からの輝度情報と、航跡地形画像フ
レームメモリ部からの輝度情報とを、表示ビデオ合成部
によって、これら輝度情報の大きさの組合わせに対する
出力合成画像の輝度の大きさの割合いを予め定めたルッ
クアップテーブルにより求められた割合いで合成され
る。

【００１６】

【実施例】実施例１．図１〜図６はこの発明の一実施例を示し、図１はこの発
明の一実施例の概略構成を示すブロック線図、図２はこ
の実施例の３次元レーダ画像情報生成部の一例を示すブ
ロック線図、図３はこの実施例のレーダ画像フレームメ
モリ部の一例を示すブロック線図、図４はこの実施例の
表示ビデオ合成部の一例を示すブロック線図、図５はこ
の実施例における極座標と直交座標の関係を示す図、図
６はこの実施例の表示部における表示例を示す図であ
る。

【００１７】図１において、(1)はレーダアンテナ、(2)
はこのレーダアンテナ(1)からの反射波信号を処理して
反射波信号の振幅を示す振幅情報と、反射体の距離ｒ及
び方向θを示す極座標情報を含むレーダ信号を出力する
レーダ装置、(8)はレーダ装置(2)からのレーダ信号をデ
ィジタル情報である距離Ｒ、方位角Ａ及び仰角Ｅを示す
極座標情報と振幅情報へ変換するレーダ極座標情報入力
部、(9)はレーダ極座標情報入力部(8)から出力される極
座標情報を直交座標へ変換し、マトリクス演算により所
定視点から見たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３次元
に座標変換する３次元レーダ画像情報生成部、(10)はレ
ーダ装置(2)の特定飛行体からの反射波信号や高度情報
（以下航跡という）からそれの位置情報を求める航跡情
報入力部、(11)は予め作成され地形データベースに記憶
されている背景となる地形の位置情報を読出し入力する
地形情報入力部、(12)は航跡情報入力部(10)及び地形情
報入力部(11)からの航跡地形情報から上記Ｘ、Ｙ、Ｚ成
分の３次元画像情報を生成する３次元航跡地形画像情報
生成部、(13)は航跡情報入力部(10)及び地形情報入力部
(11)からの航跡地形情報をバス(14)を介して３次元航跡
地形画像情報生成部(12)へ転送するＣＰＵ部である。

【００１８】(15)は３次元航跡地形画像情報生成部(12)
からのＸ、Ｙ成分をアドレスとしたＺ成分情報を一時記
憶する航跡地形Ｚ情報バッファ、(16)は３次元レーダ画
像情報生成部(9)からの直交座標のＸ、Ｙ成分をアドレ
スとし、各Ｘ、Ｙアドレス位置におけるＺ値が航跡地形
Ｚ情報バッファ(15)からのＺ値より小さい位置の振幅情
報のみを輝度情報として記憶するレーダ画像フレームメ
モリ部、(17)は３次元航跡地形画像情報生成部(12)から
の直交座標のＸ、Ｙ成分をアドレスとした画像情報を記
憶する航跡地形画像フレームメモリ部、(18)はレーダ画
像フレームメモリ部(16)及び航跡地形画像フレームメモ
リ部(17)からの表示データを合成するための表示ビデオ
合成部、表示ビデオ合成部(18)からのＸ、Ｙアドレス情
報位置に輝度情報に応じた輝度で画像を表示するＣＲＴ
等の表示部である。

【００１９】なお、レーダ極座標情報入力部(8)及び航
跡情報入力部(10)は請求項１記載の発明の極座標情報入
力手段を、３次元レーダ画像情報生成部(9)及び３次元
航跡地形画像情報生成部(12)は３次元画像情報生成手段
を、レーダ画像フレームメモリ部(16)及び航跡地形画像
フレームメモリ部(17)は画像フレーム記憶手段を、表示
部(19)は表示手段をそれぞれ構成している。

【００２０】図２において、(20)(22)は余弦テーブルを
内蔵した余弦ＲＯＭ、(21)(23)は正弦テーブルを内蔵し
た正弦ＲＯＭ、(24)(25)(26)(27)は乗算器、(28)は選択
器、(29)(30)(31)は積和演算器、(32)はレジスタファイ
ル、(33a)〜(33e)はパイプラインレジスタ、(34a)〜(34
d)はラッチである。

【００２１】図３において、(36)は航跡地形Ｚ情報バッ
ファ(15)からの航跡地形画像Ｚ値と３次元レーダ画像情
報生成部(9)からのレーダ画像Ｚ値を各Ｘ，Ｙアドレス
毎に比較し、レーダ画像Ｚ値が航跡地形画像Ｚ値より小
さい時イネーブル信号を出力するＺ情報比較部、(37)は
レーダ極座標情報入力部(8)から３次元レーダ画像情報
生成部(9)をへて入力される各Ｘ，Ｙアドレス毎の振幅
情報が輝度情報として書込まれ、各Ｘ，Ｙアドレスの輝
度情報を表示データとして出力するレーダ画像フレーム
メモリ、(38)はＺ情報比較部(36)からのイネーブル信号
に応じレーダ画像フレームメモリ(37)へ振幅情報を書込
む書込み回路、(39)はレーダ画像フレームメモリ(37)か
ら出力される輝度情報を減衰させて、１フレーム後に再
びレーダ画像フレームメモリ(37)へ書込む減衰回路であ
る。

【００２２】図４において、(40)はレーダ画像フレーム
メモリ部(16)からの各Ｘ，Ｙアドレス毎のレーダ画像の
表示データが格納される８ビットのレーダ表示データレ
ジスタ、(41)は航跡地形画像フレームメモリ部(17)から
の各Ｘ，Ｙアドレス毎の航跡地形画像の表示データが格
納される８ビットの航跡地形表示データレジスタ、(42)
はこれら両レジスタ(40)(41)からの各表示データを合成
する合成表示データレジスタ、(43)は合成表示データレ
ジスタ(42)からの１６ビットの合成表示データを予め定
めた８ビットの合成画像表示情報に変換するルックアッ
プテーブル、(44)はルックアップテーブルからの合成画
像表示情報をアナログ変換して表示輝度信号として表示
部(19)に出力するＤ／Ａコンバータである。

【００２３】図５において、ｘ、ｙ、ｚは直交座標で、
ｘは横方向座標、ｙは縦方向座標、ｚは遠近方向座標、
Ｒ、Ｅ、Ａはレーダ極座標情報入力部(8)から出力され
る反射体の極座標情報で、Ｒはレーダアンテナ(1)から
の距離、Ｅは地平面（ｘｚ面）となす仰角、Ａは横
（ｘ）方向となす方位角である。

【００２４】図６において、(45)はレーダ画像フレーム
メモリ部(16)により得られるレーダ画像表示、(46)は航
跡地形フレームメモリ部(17)により得られる航跡地形画
像表示、(47)はこれらを合成した表示部画面、Ｓはレー
ダ信号の内１送信波による全反射波の表示、Ｓ’は隠面
消去され合成された全反射波表示、Ｃは最遠反射波の軌
跡の表示、Ｃ’は隠面消去され合成された最遠反射波軌
跡の表示、Ｆは特定飛行体の航跡の表示、Ｍは地形の表
示である。

【００２５】次に図１によりこの実施例の全体の動作を
説明する。レーダ装置(2)からのレーダ信号はレーダ極
座標情報入力部(8)によりディジタル情報である極座標
情報(Ｒ,Ｅ,Ａ)と振幅情報に変換され、その極座標情報
が３次元レーダ画像情報生成部(9)により直交座標(ｘ,
ｙ,ｚ)へ変換され、さらに、特定の視点から見た３次元
座標(Ｘ,Ｙ,Ｚ)変換のためのマトリクス演算が行なわれ
る。一方、航跡情報入力部(10)によりレーダ信号から特
定飛行体の航跡情報が求められ、地形情報入力部(11)に
より地形データベースから背景となる地形の位置情報が
読出され、これらの航跡情報及び地形情報がＣＰＵ部(1
3)によりバス(14)を介して３次元航跡地形画像情報生成
部(12)へ転送され、ここでも、３次元レーダ画像情報生
成部(9)と同様に処理されて、特定の視点から見た３次
元座標(Ｘ,Ｙ,Ｚ)に変換される。この３次元航跡地形画
像情報生成部(12)からのＸ、Ｙ成分をアドレスとしたＺ
成分情報が航跡地形Ｚ情報バッファ(15)に一時記憶され
る。

【００２６】それから、３次元レーダ画像情報生成部
(9)からの直交座標のＸ、Ｙ成分をアドレスとしたレー
ダ極座標情報入力部(8)からの振幅情報が輝度情報とし
てレーダ画像フレームメモリ部(16)に書込まれ、３次元
航跡地形画像情報生成部(12)からの直交座標のＸ、Ｙ成
分をアドレスとした航跡地形画像情報が航跡地形画像フ
レームメモリ部(17)に書込まれるが、航跡地形Ｚ情報バ
ッファ(15)からの航跡地形画像のＺ値と３次元レーダ画
像情報生成部(9)からレーダ画像のＺ値とを比較するこ
とにより、レーダ画像フレームメモリ部(16)には航跡地
形画像より近い（Ｚ値が小さい）レーダ画像の振幅情報
のみが書込まれ、隠面消去が行なわれる。最後に、表示
ビデオ合成部(18)においてレーダ画像フレームメモリ部
(16)と航跡地形画像フレームメモリ部(17)からの表示デ
ータとが合成されアナログ信号に変換されて表示部(19)
へ送られる。そして、表示部(19)のＣＲＴには図６の(4
7)に示すように、特定の視点から見た隠面消去されたレ
ーダ画像と航跡地形画像との合成画像が表示される。

【００２７】次に図２により３次元レーダ画像情報生成
部(9)の動作を説明する。レーダ極座標情報入力部(8)か
ら図５に示すようなＥ(仰角)、Ａ(方位角)、Ｒ(距離)の
極座標情報が入力される。これらの極座標情報は非常に
速い周期（例えば３００ｎｓ）で入力されるので、その
速度に対応するため以後の演算処理はパイプライン処理
により行なわれる。まず、最初のステージで、Ｅが余弦
ＲＯＭ(20)および正弦ＲＯＭ(21)によって処理され、co
sＥおよびsinＥが求められ、Ａが余弦ＲＯＭ(22)及び正
弦ＲＯＭ(23)によって処理され、cosＡおよびsinＡが求
められる。次の第２ステージで、余弦ＲＯＭ(20)からの
出力情報と、パイプラインレジスタ(33a)に入力されて
いるＲの値とが乗算器(24)により乗算され、ＲcosＥが
出力される。

【００２８】次の第３ステージで、乗算器(24)からの出
力情報とパイプラインレジスタ(33c)に入力されている
余弦ＲＯＭ(22)からの出力情報とが乗算器(25)により乗
算され、ｘの値であるＲcosＥcosＡが出力される。同様
にして、パイプラインレジスタ(33b)に入力されている
正弦ＲＯＭ(21)からの出力情報とパイプラインレジスタ
(33e)に入力されているＲの値とが乗算器(26)により乗
算され、ｙの値であるＲsinＥが求められ、乗算器(24)
からの出力情報とパイプラインレジスタ(33d)に入力さ
れている正弦ＲＯＭ(23)からの出力情報とが乗算器(27)
により乗算されｚの値であるＲcosＥsinＡが求められ
る。このようにして、第３ステージ目で図５に示す極座
標情報Ｒ，Ｅ，Ａは直交座標情報ｘ，ｙ，ｚへ変換され
ることになる。ｘ＝ＲcosＥcosＡ (1) ｙ＝ＲsinＥ (2) ｚ＝ＲcosＥsinＡ (3)

【００２９】直交座標情報へ変換されたｘ，ｙ，ｚの各
値と１の値が、ラッチ(34a)〜(34d)に一時格納される。
そして、選択器(28)によりｘ，ｙ，ｚ,ｌの各値が順番
に取り出され、これらの値とレジスタファイル(32)に格
納されている行列の要素値（ｍ_x1,ｍ_x2…ｍ_z3,ｍ_z4）と
の次式(4)(5)(6)(7)に示す３×４のマトリクス演算が、
積和演算器(29)(30)(31)により行なわれる。

【００３０】

【数１】

【００３１】このように、３次元レーダ画像情報生成部
(9)により、レーダ画像信号が極座標から直交座標へ変
換され、さらにマトリクス演算が行なわれることによ
り、特定の視点から見た３次元座標に変換され、それの
Ｘ成分（横方向）、Ｙ成分（縦方向）及びＺ成分（遠近
方向）が得られる。上記マトリクス演算に使用される行
列の要素値（ｍ_x1,ｍ_x2…ｍ_z3,ｍ_z4）を適当に変えるこ
とにより視点の位置を変更することができる。また、こ
の行列の要素値を連続して変えることによってズームア
ップ効果を出すこともできる。

【００３２】また、３次元航跡地形画像情報生成部(12)
においても上記３次元レーダ画像情報生成部(9)での演
算処理と同等な処理が行なわれることにより、特定の視
点から見た航跡地形の３次元座標のＸ成分（横方向）、
Ｙ成分（縦方向）及びＺ成分（遠近方向）が得られる。
なお、３次元航跡地形画像情報生成部(12)では航跡や地
形を立体的に表現するために色分け、濃度変化等により
シェーディング（隠影付け）が行なわれる。

【００３３】次に、図３によりレーダ画像フレームメモ
リ部(16)の動作を説明する。まず最初にＺ情報比較部(3
6)により、３次元レーダ画像情報生成部(9)から出力さ
れる各ＸＹ座標位置におけるレーダ画像のＺ値と、航跡
地形Ｚ情報バッファ部(15)に格納されている同じＸＹ座
標位置における航跡地形画像のＺ値との比較が行なわ
れ、３次元レーダ画像情報生成部(9)からのＺ値のほう
が小さい場合、すなわちレーダ信号が航跡地形よりも手
前にある場合、書込みイネーブル信号が書込み回路(38)
に出力される。この書込みイネーブル信号に応じ書込み
回路(38)により、レーダ画像フレームメモリ(37)の、３
次元レーダ画像情報生成部(9)から出力されるＸＹアド
レスの番地に、レーダ極座標情報入力部(8)からの振幅
情報が輝度情報として書込まれる。このようにして航跡
地形の手前にあるレーダ画像、即ち隠面消去されたレー
ダ画像がレーダ画像フレームメモリ(37)に書込まれる。

【００３４】レーダ画像フレームメモリ(37)に書込まれ
た情報は表示のために読出されると同時に、減衰回路(3
9)により減算されて再びレーダ画像フレームメモリ(37)
に書込まれる。このようにレーダ画像フレームメモリ(3
7)中に記憶されている輝度情報はフレーム毎に減衰し、
これに新しい輝度情報が書込まれる。この減衰のための
減算値をユーザが自由に設定でき、数フレーム（表示レ
フレッシュ）に１回減衰を行なうことも可能である。

【００３５】ここで、減衰された前の輝度情報が書込ま
れているレーダ画像フレームメモリ(37)に新たな輝度情
報を書込む場合、情報が密集する座標の中心部付近では
無条件で書込みを行なうと輝度情報が重なり合って情報
が損失されるおそれが発生する。これを防ぐため、前の
情報を新しい情報に書換える更新モード、前の情報より
大きい新しい情報のみを書換える比較モード、前の情報
と新しい情報との割合いを演算してその演算結果の大き
さで書込む演算モードの内最も適したモードを選択でき
るものとする。

【００３６】次に、図４により表示ビデオ合成部(18)の
動作を説明する。ここでは説明の都合上、レーダ画像フ
レームメモリ部(16)からの輝度情報を示す表示データを
８ビット、航跡地形画像フレームメモリ部(17)からの表
示データを８ビットとする。これら表示データが各レジ
スタ(40)(41)に一時格納されて、１６ビットの合成表示
データレジスタ(42)の上位８ビットにレーダ画像表示デ
ータが、下位８ビットに航跡地形画像表示データが格納
される。そして、この１６ビットの合成表示データがル
ックアップテーブル(43)に入力される。ルックアップテ
ーブル(43)は、各々が８ビットで表わされるレーダ画像
表示データと航跡地形画像表示データとの大きさの２¹⁶
組の組合わせの入力値に対応して、次の半透明の式(8)
によって予め計算によって求められた８ビットのテーブ
ル値が合成画像表示情報として読出されるよう構成され
ている。

【００３７】即ち、Ｖをレーダ画像表示データ値、Ｇを
航跡地形画像表示データ値、Ｄは合成画像表示情報値、
ｖ＝Ｖ／２⁸、ｇ＝Ｇ／２⁸、ｄ＝Ｄ／２⁸とし、ｄ＝ｖ＋(１−ｖ)ｇ (8) このルックアップテーブル(43)によって読出された合成
画像表示情報がＤ／Ａコンバータ(44)によりアナログ変
換されて表示輝度信号として表示部(19)に出力される。

【００３８】このようにして、レーダ画像と航跡地形画
像が合成されることにより、レーダ画像が半透明に表示
される。つまり、航跡と背景である地形の上に霧がかか
ったようにレーダ画像が表示される。したがって、背景
となる地形表示の画像情報がレーダ表示によって損なわ
れる現象を防ぐことができる。また、ルックアップテー
ブル(43)で相互の表示データの合成を行なっているた
め、ガンマ補正をかけることもルックアップテーブル(4
3)の情報の内容を変更するだけで簡単に行なうことがで
きる。

【００３９】実施例２．上述の実施例１では、３次元レーダ画像情報生成部(9)
において、直交座標変換とマトリックス演算のみ行ない
Ｘ、Ｙ成分、即ち横縦成分をＺの大小、即ち遠近に関係
のない大きさとしたが、これに透視投影変換を行なうこ
とにより、近くを大きく遠くを小さくした遠近を加味し
たＸ、Ｙ成分に補正して、更に立体観を持たせた３次元
画像情報が得られる。

【００４０】図７はこの実施例における３次元レーダ画
像情報生成部(50)の一部を示すブロック線図で、図２の
右側に接続され、図２に示す回路とともに３次元レーダ
画像情報生成部(50)を構成するものである。図におい
て、(51a)〜(51c)はラッチ、(52)は逆数テーブルを内蔵
した逆数ＲＯＭ、(53)(57)はレジスタファイル、(54a)
〜(54d)は選択器、(55)(56)は積和演算器、(58)(59)は
乗算器である。

【００４１】次にこの実施例における３次元レーダ画像
情報生成部(50)の動作を説明する。レーダ画像信号が極
座標から直交座標へ変換され、さらにマトリクス演算が
行なわれ、特定の視点から見たＸ（横）、Ｙ（縦）、Ｚ
（遠近）成分が得られる迄は図２により説明されたのと
同様である。図２の積和演算器(29)(30)(31)で得られた
Ｘ、Ｙ、Ｚ成分はそれぞれラッチ(51a)〜(51c)に一時格
納され、Ｘ、Ｙ成分はそれぞれ選択器(54a)(54c)の一方
の端子に入力され、Ｚ成分は逆数ＲＯＭ(52)に入力され
てそこで処理されて１／Ｚが求められる。逆数ＲＯＭ(5
2)の出力１／Ｚは選択器(54b)(54d)の一方の端子に入力
され、レジスタファイル(53)に格納されている視点座標
に対応する定数Ａ、Ｂがそれぞれ選択器(54b)(54d)の他
方の端子に入力される。また、選択器(54a)(54c)の他方
の端子には数値１が入力される。これらＸ、Ｙ、１／Ｚ
及び１が選択器(54a)〜(54d)により切換えられてそれぞ
れ積和演算器(55)(56)に印加され、そこで次式(9)(10)
の積算と加算が行なわれＸ'、Ｙ'が得られる。

【００４２】

【数２】

【００４３】次に、これらＸ'、Ｙ'がレジスタファイル
(57)に格納されている倍率に対応する定数ａ、ｂととも
にそれぞれ乗算器(58)(59)に印加され次式(11)(12)の演
算が行なわれる。Ｘ"＝ａＸ' (11) Ｙ"＝ｂＹ' (12)

【００４４】このように、図２で得られたＸ、Ｙ成分に
上記の式(9)〜(12)の演算を行なうことにより、遠近成
分Ｚにより遠くの成分は小さく、近くの成分を大きくな
るよう補正され、所謂透視投影変換されたＸ'、Ｙ'が、
さらにこれに適当な定数を掛けて遠近を加味した横縦成
分Ｘ"、Ｙ"が得られる。上記定数Ａ、Ｂを変えることに
より視点位置が、定数ａ、ｂを連続して変えることによ
りさらにズームアップ効果を出すこともできる。しかし
ながら、これら定数Ａ、Ｂ、ａ、ｂは３次元地形航跡画
像情報生成部(12)と整合をとって選ばれることはもちろ
んである。

【００４５】なお、上記実施例では上述の各手段をハー
ドウエア構成で示したが、これらの機能をプログラムで
実行するソフトウエア構成とすることもできる。

【００４６】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１記載の
発明によれば、レーダ装置からのレーダ信号をディジタ
ル情報である極座標情報と振幅情報に変換するレーダ極
座標情報入力部、このレーダ極座標情報入力部からの極
座標情報を直交座標に変換し、マトリクス演算により所
定視点から見たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３次元
に座標変換する３次元レーダ画像情報生成部、この３次
元レーダ画像情報生成部からの直交座標のＸ、Ｙ成分を
アドレスとし、上記レーダ信号の振幅情報を輝度情報と
して記憶するレーダ画像フレームメモリ部、上記レーダ
装置のレーダ信号から特定飛行体の航跡の位置情報を求
める航跡情報入力部、地形情報を入力する地形情報入力
部、上記航跡情報入力部及び地形情報入力部からの航跡
地形情報から上記Ｘ、Ｙ、Ｚ成分の３次元画像情報を生
成する３次元航跡地形画像情報生成部、この３次元航跡
地形画像情報生成部からの直交座標のＸ、Ｙ成分をアド
レスとした画像情報を記憶する航跡地形画像フレームメ
モリ部、上記レーダ画像フレームメモリ部及び航跡地形
画像フレームメモリ部からの表示データを合成する表示
ビデオ合成部、及びこの表示ビデオ合成部からのＸ、Ｙ
アドレス情報位置に輝度情報に応じた輝度で画像を表示
する表示部とを備えたので、レーダ信号による全反射波
と、特定飛行体の航跡及び背景となる地形などの位置情
報を合成して３次元的に認識することができる効果があ
る。

【００４７】この発明の請求項２記載の発明によれば、
レーダ装置からのレーダ信号をディジタル情報である極
座標情報と振幅情報に変換するレーダ極座標情報入力
部、このレーダ極座標情報入力部からの極座標情報を直
交座標に変換し、マトリクス演算により所定視点から見
たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３次元に座標変換す
る３次元レーダ画像情報生成部、上記レーダ装置のレー
ダ信号から特定飛行体の航跡の位置情報を求める航跡情
報入力部、地形情報を入力する地形情報入力部、上記航
跡情報入力部及び地形情報入力部からの航跡地形情報か
ら上記Ｘ、Ｙ、Ｚ成分の３次元画情報を生成する３次元
航跡地形画像情報生成部、この３次元航跡地形画像情報
生成部からのＸ、Ｙ成分をアドレスとしたＺ成分情報を
一時記憶する航跡地形Ｚ情報バッファ、上記３次元レー
ダ画像情報生成部からの直交座標のＸ、Ｙ成分をアドレ
スとし、各Ｘ、Ｙアドレス位置におけるＺ値が上記航跡
地形Ｚ情報バッファからのＺ値より小さい位置の振幅情
報のみを輝度情報として記憶するレーダ画像フレームメ
モリ部、上記３次元航跡地形画像情報生成部からの直交
座標のＸ、Ｙ成分をアドレスとした画像情報を記憶する
航跡地形画像フレームメモリ部、上記レーダ画像フレー
ムメモリ部及び航跡地形画像フレームメモリ部からの表
示データを合成する表示ビデオ合成部、及びこの表示ビ
デオ合成部からのＸ、Ｙアドレス情報位置に輝度情報に
応じた輝度で画像を表示する表示部とを備えたので、レ
ーダ信号による全反射波と、特定飛行体の航跡及び背景
となる地形などの遠近関係を３次元的に認識することが
できる効果がある。

【００４８】この発明の請求項３記載の発明によれば、
請求項１又は２記載の発明において、３次元レーダ画像
情報生成部を、レーダ極座標情報入力部からの極座標情
報を直交座標に変換し、マトリクス演算及び透視投影変
換を行なうことにより、所定視点から見た遠近を加味し
たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３次元に座標変換す
るものとしたので、レーダ信号による画像を更に立体的
に認識することができる効果がある。

【００４９】この発明の請求項４記載の発明によれば、
請求項１、２又は３記載の発明において、表示ビデオ合
成部に、レーダ画像フレームメモリ部からの輝度情報と
航跡地形画像フレームメモリ部からの輝度情報との各輝
度の大きさの組合わせに対する出力合成画像の輝度の大
きさの割合いを予め定めたピックアップテーブルを備
え、このピックアップテーブルによって入力される上記
レーダ画像フレームメモリ部及び航跡地形画像フレーム
メモリ部からの各輝度情報から、アナログ変換されて表
示部に出力される合成輝度信号を得るようにしたので、
レーダ信号による全反射波による表示と特定飛行体の航
跡及び背景となる地形の表示とを区別し、航跡地形画像
がレーダ画形により消されることなく３次元的に認識す
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の概略構成を示すブロック
線図。

【図２】この実施例の３次元レーダ画像情報生成部の一
例を示すブロック線図。

【図３】この実施例のレーダ画像フレームメモリ部の一
例を示すブロック線図。

【図４】この実施例の表示ビデオ合成部の一例を示すブ
ロック線図。

【図５】この実施例における極座標と直交座標の関係を
示す図。

【図６】この実施例の表示部における表示例を示す図。

【図７】この発明の他の実施例における３次元レーダ画
像情報生成部の一部を示すブロック線図。

【図８】従来のレーダ信号表示装置の構成を示したブロ
ック線図。

【図９】従来例の表示部に表示された画面を示す図。

【符号の説明】

２レーダ装置８レーダ極座標情報入力部（極座標情報入力手段）９３次元レーダ画像情報生成部（３次元画像情報生成
手段）１０航跡情報入力部（極座標情報入力手段）１１地形情報入力部１２３次元航跡地形画像情報生成部（３次元画像情報
生成手段）１５航跡地形Ｚ情報バッファ部１６レーダ画像フレームメモリ部（画像フレーム記憶
手段）１７航跡地形画像フレームメモリ部（画像フレーム記
憶手段）１８表示ビデオ合成部１９表示部（表示手段）４３ルックアップテーブル５０３次元レーダ画像情報生成部（３次元画像情報生
成手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０９Ｇ 5/10 Ｇ０９Ｇ 5/10 Ｚ (56)参考文献特開平２−154183（ＪＰ，Ａ) 特開平３−269284（ＪＰ，Ａ) 特開平２−254492（ＪＰ，Ａ) 特開平５−126937（ＪＰ，Ａ) 特開平５−134029（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/40 G09G 1/00 - 5/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーダ装置からのレーダ信号をディジタ
ル情報である極座標情報と振幅情報に変換するレーダ極
座標情報入力部、このレーダ極座標情報入力部からの極
座標情報を直交座標に変換し、マトリクス演算により所
定視点から見たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３次元
に座標変換する３次元レーダ画像情報生成部、この３次
元レーダ画像情報生成部からの直交座標のＸ、Ｙ成分を
アドレスとし、上記レーダ信号の振幅情報を輝度情報と
して記憶するレーダ画像フレームメモリ部、上記レーダ
装置のレーダ信号から特定飛行体の航跡の位置情報を求
める航跡情報入力部、地形情報を入力する地形情報入力
部、上記航跡情報入力部及び地形情報入力部からの航跡
地形情報から上記Ｘ、Ｙ、Ｚ成分の３次元画像情報を生
成する３次元航跡地形画像情報生成部、この３次元航跡
地形画像情報生成部からの直交座標のＸ、Ｙ成分をアド
レスとした画像情報を記憶する航跡地形画像フレームメ
モリ部、上記レーダ画像フレームメモリ部及び航跡地形
画像フレームメモリ部からの表示データを合成する表示
ビデオ合成部、及びこの表示ビデオ合成部からのＸ、Ｙ
アドレス情報位置に輝度情報に応じた輝度で画像を表示
する表示部とを備えたことを特徴とするレーダ信号表示
装置。
【請求項２】レーダ装置からのレーダ信号をディジタ
ル情報である極座標情報と振幅情報に変換するレーダ極
座標情報入力部、このレーダ極座標情報入力部からの極
座標情報を直交座標に変換し、マトリクス演算により所
定視点から見たＸ(横)、Ｙ(縦)、Ｚ(遠近)成分の３次元
に座標変換する３次元レーダ画像情報生成部、上記レー
ダ装置のレーダ信号から特定飛行体の航跡の位置情報を
求める航跡情報入力部、地形情報を入力する地形情報入
力部、上記航跡情報入力部及び地形情報入力部からの航
跡地形情報から上記Ｘ、Ｙ、Ｚ成分の３次元画像情報を
生成する３次元航跡地形画像情報生成部、この３次元航
跡地形画像情報生成部からのＸ、Ｙ成分をアドレスとし
たＺ成分情報を一時記憶する航跡地形Ｚ情報バッファ、
上記３次元レーダ画像情報生成部からの直交座標のＸ、
Ｙ成分をアドレスとし、各Ｘ、Ｙアドレス位置における
Ｚ値が上記航跡地形Ｚ情報バッファからのＺ値より小さ
い位置の振幅情報のみを輝度情報として記憶するレーダ
画像フレームメモリ部、上記３次元航跡地形画像情報生
成部からの直交座標のＸ、Ｙ成分をアドレスとした画像
情報を記憶する航跡地形画像フレームメモリ部、上記レ
ーダ画像フレームメモリ部及び航跡地形画像フレームメ
モリ部からの表示データを合成する表示ビデオ合成部、
及びこの表示ビデオ合成部からのＸ、Ｙアドレス情報位
置に輝度情報に応じた輝度で画像を表示する表示部とを
備えたことを特徴とするレーダ信号表示装置。
【請求項３】３次元レーダ画像情報生成部を、レーダ
極座標情報入力部からの極座標情報を直交座標に変換
し、マトリクス演算及び透視投影変換を行なうことによ
り、所定視点から見た遠近を加味したＸ(横)、Ｙ(縦)、
Ｚ(遠近)成分の３次元に座標変換するもとしたことを特
徴とする請求項１又は２記載のレーダ信号表示装置。
【請求項４】表示ビデオ合成部に、レーダ画像フレー
ムメモリ部からの輝度情報と航跡地形画像フレームメモ
リ部からの輝度情報との各輝度の大きさの組合わせに対
する出力合成画像の輝度の大きさの割合いを予め定めた
ルックアップテーブルを備え、このルックアップテーブ
ルによって入力される上記レーダ画像フレームメモリ部
及び航跡地形画像フレームメモリ部からの各輝度情報か
ら、アナログ変換されて表示部に出力される合成輝度信
号を得るようにしたことを特徴とする請求項１、２又は
３の何れかに記載のレーダ信号表示装置。