JP2987348B2 - Ｃｐｕ負荷の少ないレーダプロット表示装置 - Google Patents

Ｃｐｕ負荷の少ないレーダプロット表示装置

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JP2987348B2
JP2987348B2 JP9174883A JP17488397A JP2987348B2 JP 2987348 B2 JP2987348 B2 JP 2987348B2 JP 9174883 A JP9174883 A JP 9174883A JP 17488397 A JP17488397 A JP 17488397A JP 2987348 B2 JP2987348 B2 JP 2987348B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプロット表示装置に
関し、特に、CPU の負荷が少ない“ウォーキングワー
ム”表示装置を利用するプロット表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明に対して好ましい適用は、防空地
上警戒・管制組織（ADGE）のレーダプロット表示装置シ
ステムにおいてである。これらのシステムは、１つ以上
のレーダデータリンクからのレーダデータを処理する。
表示装置の要求は、特定の適用の要求に応じて変化する
が、一般的にADGEシステムは3,000 以上の最新のレーダ
反射信号プラス最新の反射信号のそれぞれに対して６つ
までの過去の反射信号の連続した表示を必要とし、総計
で21,000個以上のプロットシンボルとなる。“ウォーキ
ングワーム（walking worm）”として知られている表示
技術は、レーダデータのオペレータへの表示を動画化す
る。“ウォーキングワーム”は周期的な方法で実行さ
れ、最も古い過去のものから最新のものまで、一定の割
合の時間で処理される。“ウォーキングワーム”によ
り、オペレータが、レーダ雑音反射信号を表している非
コヒーレントな動きパターンを形成しているデータか
ら、航空機を表しているコヒーレントな動きパターンを
形成しているデータを識別できるようになる。
【０００３】“ウォーキングワーム”の表示周期は、一
般的に１秒から３秒までの間で変化する。一定間隔でレ
ーダデータがクリアされ、最も古い過去の反射信号から
最新の反射信号まで再描画される。従来の表示システム
では、プロット表示周期は非常にＣＰＵ（コンピュータ
処理装置）集約的であり、CPU のリソースを過度に消費
する結果となり、時には、レーダ表示装置が軌道の定ま
らない（跳躍的な）動きをする。従来の表示アルゴリズ
ムは、“ウォーキングワーム”を表示する際に一般的に
以下のステップを実行する。すなわち、（１）表示装置
をクリアし、（２）バックグランド表示メモリに最も古
い可視レーダ反射信号を描画し、（３）バックグランド
メモリを画面と交換し、（４）バックグランド表示メモ
リに次に最も古い可視レーダ反射信号を追加（描画）
し、そして、（５）バックグランドメモリを画面と交換
し、過去のすべてのプロットと最新のプロットが描画さ
れるまでこれを繰り返す。すべての可視シンボルは（一
般的に３秒の）更新周期毎に再描画され、この間隔の
間、表示装置の負荷（CPU 利用率）が最高点に達する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、表示シス
テムのCPU の負荷を実質的に低減するシステムを提供す
ることは技術的な進歩を表す。これにより、市販の表示
コンソール装置を使用できるようになり、特殊な種類の
装置に対する必要性がなくなる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】特定のターゲットに対す
る最新と過去のレーダ反射信号データのウォーキングワ
ーム動画を達成するように表示コンソール上にレーダデ
ータを表示する方法を説明する。表示コンソールが、カ
ラーマップテーブル位置に対するインデックス値を規定
する表示画素値を含む表示リフレッシュデータを記憶す
るフレームバッファを備え、前記カラーマップテーブル
位置が、対応する画素位置に対して前記表示コンソール
上で表示されるカラーを決定する。この方法は以下のス
テップを含んでいる。
【０００６】連続するレーダフレームにわたって特定の
ターゲットに対するレーダ反射信号データを収集し、最
新のプロットデータグループにおける最新の時間フレー
ムで収集されたターゲットに対するレーダ反射信号デー
タを関連させ、１つ以上の対応する過去プロットデータ
グループにおける１つ以上の先行するレーダフレームに
おいて収集されたターゲットに対するレーダ反射信号デ
ータを関連させ、前記最新のデータグループと前記１つ
以上の対応する過去のデータグループとを使用して、最
新のプロットカラーマップテーブルと１つ以上の過去の
プロットカラーマップテーブルとを形成し、前記カラー
マップテーブルはそれぞれ、前記最新のプロットと前記
１つ以上の過去のプロットとに割り当てられたテーブル
位置を持ち、最新のプロットと過去のすべてのプロット
に対する前記最新のプロットカラーマップテーブル位置
が対応する可視カラーデータを含み、前記１つ以上の過
去プロットカラーマップテーブルが前記最新のプロット
位置に不可視カラーを割り当て、表示描画周期の間、前
記フレームバッファの内容を再描画することなく、前記
フレームバッファと使用するために前記過去プロットカ
ラーマップテーブルの最古のものを選択し、予め定めら
れた時間間隔に対して前記フレームバッファの内容と前
記最古の過去カラーマップテーブルとを使用して前記表
示コンソールをリフレッシュし、その後、前記フレーム
バッファと使用するために前記過去のプロットカラーマ
ップテーブルの次に最古のものを選択し、予め定められ
た時間間隔に対して前記フレームバッファの内容と前記
次に最古の過去のプロットカラーマップテーブルとを使
用して前記表示コンソールをリフレッシュし、順次さら
に最新の過去プロットカラーマップテーブルを使用し
て、前記表示の前記選択と前記リフレッシュを繰り返
し、その後、前記フレームバッファと使用するために前
記最新のプロットカラーマップテーブルを選択し、予め
定められた時間間隔に対して前記フレームバッファの内
容と前記最新のプロットカラーマップテーブルとを使用
して前記表示コンソールをリフレッシュし、前記周期を
終了する。
【０００７】本発明の別の観点にしたがうと、特定のタ
ーゲットに対する最新と過去のレーダ反射信号データの
ウォーキングワーム動画を達成するように表示コンソー
ル上にレーダデータを表示するレーダ表示システムが説
明される。このシステムは、カラーマップテーブル位置
に対するインデックス値を規定する表示画素値を含む表
示リフレッシュデータを記憶するフレームバッファを備
えた表示コンソールを具備している。カラーマップテー
ブル位置が、表示リフレッシュの間に、対応する画素位
置に対して表示コンソール上で表示されるカラーを決定
する。本発明のシステムは、連続するレーダフレームに
わたって特定のターゲットに対するレーダ反射信号デー
タを収集する手段と、最新のプロットデータグループに
おける最新の時間フレームで収集されたターゲットに対
するレーダ反射信号データを関連させる手段と、１つ以
上の対応する過去プロットデータグループにおける１つ
以上の先行するレーダフレームにおいて収集されたター
ゲットに対するレーダ反射信号データを関連させる手段
とをさらに備えている。
【０００８】レーダ反射信号データから、最新のプロッ
トカラーマップテーブルと１つ以上の過去のプロットカ
ラーマップテーブルとを形成し、前記カラーマップテー
ブルはそれぞれ、前記最新のプロットと前記１つ以上の
過去のプロットとに割り当てられたテーブル位置を持
つ。最新のプロットと過去のすべてのプロットに対する
前記最新のプロットカラーマップテーブル位置が対応す
る可視カラーデータを含む。前記１つ以上の過去プロッ
トカラーマップテーブルが前記最新のプロット位置に不
可視カラーを割り当てる。本発明のシステムは、表示描
画周期の間、前記フレームバッファと使用するために前
記過去プロットカラーマップテーブルの最古から前記最
新のプロットカラーマップテーブルまで順次、カラーマ
ップテーブルの１つ選択し、予め定められた時間間隔に
対して前記フレームバッファの内容と前記選択されたカ
ラーマップテーブルのそれぞれとを使用して前記表示コ
ンソールをリフレッシュし、周期を終了させる手段を備
えている。表示描画周期の間、フレームバッファの内容
は変化しないままであり、動画を達成しながら表示プロ
セッサの負荷を減少させる。
【０００９】本発明の他の特徴および効果は、添付した
図面を考慮に入れると、以下の本発明の例示的な実施形
態の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は空域管理システム20を概略
的しており、これに本発明の表示システムを効果的に使
用することができる。ここにおける監視下の領域30に
は、１つ以上のレーダヘッドすなわちセンサ22がある。
レーダヘッドにおいて検出されたレーダデータは航空作
戦センタ24にルーティングされる。この施設において、
レーダからのデータが処理されて、オペレータ表示コン
ソール26上で航空管制官に対して表示され、空域画像の
“鳥観図”を提供する。オペレータに対して表示される
レーダデータは、最新の反射信号（例えば例示的な適用
において、これらの反射信号は最後の12秒間に受信され
たものである）と過去の反射信号（これらの反射信号は
先行する６つの12秒間隔の間に受信されたものである）
から構成される。一般的な空域管理表示能力は、毎秒ご
とに受信され、処理され、そして表示される250 から40
0+のレーダ報告の範囲内で変動する。これは、3,000 か
ら5,000 個の最新のプロットシンボルプラス18,000から
30,000個の過去のプロットシンボルに言い換えることが
できる。
【００１１】図２は、空域管理システム20のさまざまな
要素を通るデータの流れを表している。レーダセンサ22
は、監視下の領域30内の空中“ターゲット”（航空機）
の距離（間隔）、高度、および方位（方向）を検出す
る。この情報はプロトコル変換器に供給され、プロトコ
ル変換器はデータをローカルエリアネットワーク（LA
N）34に導く。空防コンピュータ36はLAN に接続されて
おり、同様に数台のオペレータ表示コンソール26もLAN
に接続されている。レーダ反射信号は空防コンピュータ
36において処理され、表示コンソール26を通して航空管
制官に表示される。空域状態の正確な描写を確実にする
ためには、オペレータへのレーダデータの表示（プロッ
ト）は非常に重大である。この発明は、レーダデータを
オペレータに表示する効率的な方法を提供する。
【００１２】図３は、本発明の観点にしたがったオペレ
ータ表示コンソールプロセスアーキテクチャーを簡単に
表した図である。この例示的な実施態様におけるオペレ
ータ表示コンソール26は、市販のＵＮＩＸ（登録商標）
ベースの高性能ワークステーション40を備えており、こ
れは例えば、ヒューレッド・パッカード（登録商標）社
の８プレーンCRX 、256 色、1280×1024解像度表示発生
器、モデル番号ICD 774 のバルコ29インチ高解像度モニ
タのようなラスター走査CRT 表示モニタ48を備えたヒュ
ーレッド・パッカード社のモデル735/125 ワークステー
ション（125MHz,PA-RESC CPU）である。本発明のこの観
点にしたがった表示アルゴリズムは単一のUNIXプロセ
ス、すなわち“ターボプロット表示”プロセス42にカプ
セル化されており、これはオペレータ制御アプリケーシ
ョンプロセス44からレーダデータと表示制御情報を受け
取る。表示アルゴリズムは、レーダデータの表示をオペ
レータに示して、これを管理するＸウンドウズサーバ46
とインターフェイスしている。Ｘウンドウズサーバ46
は、マサチューセッツ工科大学により開発され市販され
ているグラフィックウインドウエンジンである。ここに
おける説明は、いくつかのＸウインドウズサービスに関
係している。
【００１３】表示コンソール26を介するレーダデータの
オペレータへ表示は、技術的に“ウォーキングワーム”
動画として知られている技術を通してなされる。レーダ
データは、Ｘウンドウズサーバ46にロードされるユーザ
定義フォントからのシンボルを使用して描画される。空
中ターゲットの速度と飛行方向を描写するために、最も
古い過去の位置から最新のレーダ反射信号まで、レーダ
シンボルが周期的に（一般的に３秒毎）描画される。す
なわち適合された周期において、すべてのレーダプロッ
トシンボルが表示装置からクリアされ、すべての過去グ
ループプラス最新のグループが表示されるまで、正確な
時間間隔（通常は100 ミリ秒）で、過去のグループ全体
を含むレーダ反射信号が描写される。これにより、レー
ダ雑音（クラッタ）の多く集中している領域においてさ
え、航空機の速度と飛行方向を正確に描写するプロット
データの“動き”が実現される。一般的に21,000から3
5,000個までの範囲内で最新と過去のレーダ反射信号が
変動する典型的なシステム要求の大きさを仮定した場
合、本発明にしたがったアルゴリズムプロセスは、レー
ダデータに関係する必要な表示要求に対して安価で効率
的な解法を提供し、これは、他の既知のシステムにより
要求される高価で特別設計の装置の代わりに、比較的安
価な市販のワークステーション装置によって達成するこ
とができる。
【００１４】表示装置48に関係する表示ハードウェアは
通常のフレームバッファメモリ48Aを備え、この中に表
示情報のフレームを表しているデータがロードされ、そ
の結果、対応する表示フレームを描写（表示）するため
に検索されることは当業者に理解されるところである。
この例示的な実施形態は、先に説明したように８プレー
ン表示発生装置を使用するので、フレームバッファ中の
８プレーンのデータは、フレームの各画素位置に対する
画素値を集合的に規定し、各画素値は、カラーマップと
して知られているカラールックアップテーブル中の特定
のカラーセルを識別する。カラーセルは、原色値に対す
る輝度値を含んでいる。この場合では、輝度値は８ビッ
トにより表されるので、この例示的な実施形態には最大
256 の値すなわちカラーがある。動作中、ウインドウの
可視部分における各画素値はフレームバッファから連続
的に読み出され、カラーマップにおいて参照される。ル
ックアップテーブル／カラーマップ中の特定のカラーセ
ルにおけるＲＧＢ値は、３原色の輝度を制御し、表示ス
クリーンに表示される色を決定する。例えば、エイドリ
アン・ニー氏著、Xlibプログラミングマニュアル、オレ
リー＆アソシエーツ、Inc.，1988年、第174 頁を参照。
８ビットプレーンは階層で構成され、カラー値を規定す
る８ビットの最下位ビットから最上位ビットの範囲で変
動するビット値を提供することも分かる。
【００１５】オフスクリーンメモリ66はフレームバッフ
ァ48A をエミュレートし、これは、表示情報のフレーム
を表すために８プレーンの画素データの表示を集めて記
憶するためのものである。オフスクリーンメモリ66を使
用すると、フリッカーを防ぐことにより表示の品質が向
上する。フリッカーは、データがフレームバッファに直
接書き込まれる場合に生じるが、オフスクリーンメモリ
をバイパスする。本発明の観点にしたがうと、各画素位
置に対するカラーセルを規定する下位５ビットを表して
いる５プレーンは、非プロット表示情報専用である。各
画素位置に対するカラーセルを規定する上位３ビットを
表している上３つのプレーンはプロットデータ専用であ
る。したがって、非プロット表示情報は総計で最大32の
カラー値を持ち、プロット表示情報は総計で最大224 の
カラー値を持つ。市販のワークステーションを使用して
“ウォーキングワーム”動画を達成するために、以下の
方法を使用する。描写される先行する過去の数のような
この方法の特定の詳細は、特定の適用の要求にしたがっ
て変化することを認識すべきである。この例では、８つ
の異なるＸウインドウズカラーマップ50-64 （図４）が
生成され、１つのカラーマップ50はすべてのプロットグ
ループを“クリア”するためのものであり、カラーマッ
プ52-62 は６つの過去のプロットグループのそれぞれに
対するものであり、１つのカラーマップ64は最新のプロ
ットグループの対するものである。これらのカラーマッ
プ50-64 は、“ウォーキングワーム”の描写中にどのカ
ラーがアクティブであるかを規定する。さらに、オフス
クリーンメモリ66（ＸウインドウズPIXMAP）は、新しい
プロットシンボル（最新）を描画し、表示装置から最古
の過去プロットシンボルを消去するのに利用される。
【００１６】初期化プロセスの間、オフスクリーンメモ
リ66には、非プロットデータはもちろん、所定のターゲ
ットに対する最新と過去のデータ値をそれぞれ表してい
るデータ、すなわち最新と過去のグループがロードされ
る。
【００１７】“ウォーキングワーム”を描写するため
に、最初に、クリアカラーマップ50がオフスクリーンメ
モリ66にロードされ、そしてメモリ内容（PIXMAP）が表
示装置48のフレームバッファにコピーされる。この時点
において、最新および過去のプロットシンボルすべてが
表示装置上に表される（描画される）が、それらのカラ
ーは、プロットシンボルに対するカラーを設定するクリ
アカラーマップ50を使用して、クリア（黒、不可視）に
設定されている。そして、図５に示されているように、
“ウォーキングワーム”動画が開始される。アクティブ
カラーマップ46Aとして表示に使用するために、カラー
マップ52（過去６）を単にロードすることにより、過去
グループ６を構成するプロットシンボルが現れる。これ
は、カラーマップ52が、過去グループ６に対応している
画素位置に可視カラーを割り当て、また過去グループ５
と最新のデータグループを含むさらに新しいものに対応
している画素位置に“クリア”（黒）を割り当てるから
である。したがって、図７（Ｂ）に示されているよう
に、アドレス位置32,64,96,128,160,192はカラーとして
黒が割り当てられ、アドレス位置224-256 はカラーとし
て過去グループ６カラー（H6カラー）が割り当てられ
る。100 ミリ秒の遅延の後、フレームバッファ動作によ
りアクセスされるカラーを規定するために用いられるア
クティブカラーマップ46A として使用するために、カラ
ーマップ54（過去５）がロードされる。この時点におい
て、過去グループ５と過去グループ６を構成するすべて
のプロットシンボルが現れる。これは、図７（Ｃ）に示
されているように、カラーマップ54が、過去グループ５
（H5カラー、アドレス位置192-223 ）と過去グループ６
（H6カラー、アドレス位置224-256 ）に対応している画
素位置に可視カラーを割り当て、過去グループ４とさら
に新しいものに対応している画素位置32-191に割り当て
られているカラーをクリアのままにしておくからであ
る。このプロセスは、最新と過去のプロットシンボルの
すべてがカラーマップ64を使用して可視的に表示される
まで、各画素位置に対するカラー値を確立するように、
カラーマップ56,58,60,62,64を順番に使用して継続され
る。
【００１８】図６（Ａ）を参照すると、ターボプロット
表示プロセス42のトップレベルのフロー図が示されてお
り、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）と図７から図１１のフロ
ー図において使用されるシンボルの凡例である。この例
示的な実施形態では、プロセス42が、“初期化”サブル
ーチン70、“何かすることを待つ”サブルーチン72、
“プロット更新”サブルーチン74、“プロットプロセス
修正”サブルーチン76、“ワームを歩かせる”サブルー
チン78として識別される５つのサブルーチンを含んでい
る。
【００１９】初期化サブルーチン70は以下のステップを
含んでいる。最初に、このサブルーチンは、オペレータ
コンソールアプリケーションプロセス44からユーザパラ
メータを得る。これらのパラメータは、フォント、過去
の数、更新周期、カテゴリーの数、カテゴリーシンボル
を含んでいる。プロットカテゴリーは、レーダ反射信号
の属性を規定する。一般的に３つのカテゴリーが規定さ
れる。第１のカテゴリーは、“相関されたもの”と“相
関されていないもの”である。相関されたプロットは、
このプロット報告が既知の空中ターゲットに関係してい
ることを意味している。相関されていないプロットは、
レーダ報告が空中ターゲットに関係を持っておらず、通
常、悪天候や海の波や妨害敵機や追跡回避敵機や大気の
状態のようなレーダ雑音に関係している。次のカテゴリ
ーは、“サーチまたはビーコン”である。サーチプロッ
トは、レーダからの正に生の反射信号である。すなわ
ち、レーダは信号を送信し、照会されるべき航空機によ
り提供される助けを受けずに反射された反射信号を捕ら
える。ビーコンプロットは、航空機自体によって、例え
ば、航空機を識別し、その高度を報告するトランスポン
ダによって、増強されたレーダ反射信号を含んでいる。
第３のカテゴリーは、レーダヘッドカテゴリーであり、
プロット報告を送信したレーダヘッドを識別する。プロ
ットカテゴリーは表示フィルタ処理、すなわち、航空管
制官がどのプロットデータを可視状態にするかを選択で
きるようなこの方法でプロットを類別するために使用さ
れる。例えばオペレータは、レーダヘッドアルファ、ブ
ラボー、デルタからの相関されたビーコン反射信号だけ
を見ようと選択するかもしれない。
【００２０】次に、プロットの過去グループを管理する
ために必要なデータ構造が、割り当てられ、初期化され
る。すなわち、これらのデータ構造は、最新のグループ
から過去グループ１まで、過去グループ２までなどのレ
ーダデータを“古くする”ために使用される。Ｘウンド
ウズサーバ46への接続が開かれる。Ｘグラフィックコン
テキストが生成され、各過去グループに対して１つ、現
在のプロットグループに対して１つ、表示装置をクリア
するために１つの、フォント、カラー、プレーンマスク
を規定する。グラフィック動作は、描画可能なビットプ
レーンのサブセットのみに影響を与えるように制限する
ことができる。プレーンマスクは、どのプレーンが修正
されるべきであるかを記述しているビットマスクであ
る。プレーンマスクは、状況表示装置上の飛跡や飛行計
画やマップなど他の対象物からレーダデータの処理を分
離するために、プロット処理において使用される。プレ
ーンマスクを使用すると、ターボプロット表示プロセス
が、他の対象物（例えば飛跡）に関係する処理（描画）
に影響に与えることなく、表示装置上にレーダデータを
独立的に描画できるようになる。すなわち、プレーンマ
スクが使用されると、飛跡やマップ線のような他の対象
物を表示装置上に描画することなく、プロットを描画す
ることができる。
【００２１】次に、それぞれの過去グループに対して１
つのカラーマップ52-62 、現在のグループに対して１つ
のカラーマップ64、表示装置をクリアするために１つの
カラーマップ50のカラーマップ50-64 が生成されて、Ｘ
ウンドウズサーバ46にロードされる。初期化サブルーチ
ン70における最後のステップは、ワールド座標ウインド
ウサービスを初期化することである。この実施形態にお
けるオペレータ表示コンソール26において受け取られた
空防コンピュータ36からの表示データは、デカルトワー
ルド座標系を使用して、所定の対象物の位置を規定す
る。Ｘウインドウズ46はデカルトワールド座標を使用せ
ず、Ｙ軸方向が反転されていることを除いてデカルトワ
ールド座標と類似する装置座標を使用する。したがっ
て、初期化されるべきサービスは、ワールド座標からＸ
ウインドウ装置座標に変換する必要があるものである。
【００２２】図７（Ａ）から図７（Ｅ）は、１つのシン
ボルに対する異なるカラーマップの内容を図示してい
る。すなわち、これらのカラーマップは、描画されるべ
き他のシンボルのそれぞれに対して拡張される。この例
に対して、総数で８つのカラーマップが規定される。こ
れらのカラーマップは、“ウォーキングワーム”動画を
達成する表示描画周期の間に、マップ52からマップ64ま
で順番にトグル状に切り換えられる。図７（Ａ）はクリ
アカラーマップ50を図示しており、すべてのプロットシ
ンボルカラーセルの位置32-255は、黒色に割り当てられ
ている。図７（Ｂ）のカラーマップ52は、第６の過去カ
ラーマップである。図７（Ｃ）のカラーマップ54は、第
５の過去カラーマップであり、第４、第３、第２のカラ
ーマップは図７には示されていない。図７（Ｄ）におけ
るカラーマップ62は第１の過去カラーマップであり、図
７（Ｅ）は、最新のカラーマップ64を示している。
【００２３】この例では、カラーマップ50-64 はアドレ
ス位置0-255 を含んでおり、特定のカラーデータが、対
応するメモリ位置すなわちカラーセルに記憶されてい
る。アドレス位置0-31は、非プロットシンボルデータの
ために予約されている。各カラーマップ50-64 中のアド
レス位置32,64,96,128,160,192,224は、シンボルに対す
る対応する最新、第１、第２、第３、第４、第５および
第６の過去データ値のデータを記憶している。さらに、
特定の過去グループがアクティブ（可視状態）である場
合、間にあるRGB 値も関連する過去カラーに設定され
る。例えば、図７（Ｅ）は、最新の過去グループに対し
て使用されるカラーマップを示しており、最新のカラー
（H0カラー）の最新のプロットシンボルだけでなく、対
応する可視カラー（H0カラー−H6カラー）の先行する６
つの過去プロット値のそれぞれも描画する。図７（Ｅ）
において、RGB 値は32-63,64-95,96-127,128-159,160-1
91,192-223,224-256の範囲内で変化し、最新、第１、第
２、第３、第４、第５、および第６の過去グループに対
応している。レーダデータを描画する時に、ターボプロ
ット表示プロセス42がプレーンマスクを使用することか
ら、特定の過去グループに対するRGB 値は、カラーマッ
プアドレスの範囲に対して広がる。すなわち、プロット
シンボル（ターゲット反射信号）が、表示装置上の非プ
ロット対象物（例えばマップ線）と交差する時、プロッ
トシンボルのカラーは、非プロット対象物のカラーにと
って代わる。カラーマップがこのような方法でロードさ
れない場合、交差点において可視状態であるカラーは未
規定となり、所望のプロットカラーにならない。非プロ
ットデータの他の例は、飛跡、街／ランドマーク、緯度
と経度の線を含む。
【００２４】表示装置を“クリア”し、バックグランド
表示メモリ（X PIXMAP）を可視ウインドウに、すなわち
表示フレームバッファにコピーすることにより、プロッ
ト描画が開始する。表示装置を“クリア”するために、
フレームバッファと使用するクリアカラーマップ50をロ
ードするように、Ｘウンドウズサーバ46は命令を受け
る。プロットシンボルに関係するすべてのカラーは、黒
（すなわちクリア）に設定されたことになる。次に、プ
ロットプロセス42は、図５に示されているように、正確
な期間（一般的に100 ミリ秒）の間停止する（この停止
期間の間、その通常のリフレッシュ速度、一般的に60Hz
で表示装置をリフレッシュする）。この時、プロットプ
ロセス42はＸウンドウズサーバ46に対して、フレームバ
ッファと使用するための第６の過去カラーマップ52（図
７（Ｂ））をロードするように命令し、第６の過去に関
係するプロットシンボルを可視状態にする。プロットプ
ロセス42は、再度正確な期間の間停止し、その後、第５
の過去に関係するカラーマップ54（図７（Ｃ））をロー
ドし、第５と第６の過去に対する両プロットシンボルを
可視状態にする。このプロセスは、残りの過去グループ
と最新のプロットグループのすべてが可視状態になるま
で継続する。単に正確な間隔で、表示フレームバッファ
によって使用されるカラーマップをトグル状に切り換え
ることにより、動画化された“ウォーキングワーム”が
生じる。
【００２５】描画周期の間、Ｘ描画プリミティブは発行
されない。Ｘウインドウズシステムは、アプリケーショ
ンプログラマに対して、表示装置を操作するサブルーチ
ンの（Xlibと呼ばれる）実行時ライブラリを提供する。
Xlibは、35以上の機能グループに分けられる300 以上の
ルーチンから構成されている。１つの機能グループは
“プリミティブ描画”であり、弧を描画する（XDrawAr
c）、線を描画する（XDrawLine ）、矩形をエリアフィ
ルする（XFillRectangle）、シンボルを描画する（XDra
wText ）ようなことをする実行時ルーチンを含んでい
る。描画周期の間、ターボプロット表示プロセス42は、
XDrawText のようなXlib描画プリミティブを使用しない
ので、描画周期の間、CPU の負荷を大幅に減少させるこ
とができる。
【００２６】図８は、“何かすることを待つ”サブルー
チン72を図示している簡単なフロー図である。最初のス
テップは“アラーム設定”ステップ72A であり、ここで
ユーザが“ウォーキングワーム”周期を設定する。これ
は一般的に３秒である。次に、UNIX“セレクト”システ
ムサービスを使用して、サブルーチンが入力または“ア
ラーム”（周期の終了）を待つ（ステップ72B ）。“セ
レクト”は、共有のUNIX実行時サービスであり、処理に
対してデータが利用可能であるようなイベントが生じる
まで、または時間期間が終了（アラーム）するまで、処
理を停止（中止）させることができる。その後サブルー
チンは、新しいプロットデータ、新しい制御情報、また
はリフレッシュ表示が受信されたか否かを決定し（ステ
ップ72C）、この情報をターボプロット表示プロセス42
に返す。
【００２７】図９は、“プロット更新”サブルーチン74
をさらに詳細に図示したものである。このサブルーチン
は、次のような方法でプロットを更新する。６つの過去
プロットと１つの最新プロットの例に対して、84セット
のすなわちプロットデータの“バケット”が規定され
る。すなわち、12個の７つのグループである。各データ
の“バケット”は、システムを構成しているすべてのレ
ーダセンサヘッド22により１秒間で集められたレーダ反
射信号データを表している。この実施形態では、レーダ
システムは12秒のフレーム時間を持っている。すなわち
このシステムは、監視下の領域30をカバーしているレー
ダデータの全フレームを、レーダ走査時間と類似してい
る12秒毎に集める。したがって、レーダデータの各フレ
ームはデータの12個の“バケット”を含んでいる。ま
た、シンボル毎に７つのプロットがあるので、総計で84
個のデータの“バケット”がある。“プロット更新”サ
ブルーチン74は、先行する１秒の間の受信の後に、プロ
ットの新しい“バケット”のそれぞれを処理する。最も
古い“バケット”（#84 ）は、寿命が尽きたので消去さ
れる。（#72 が#73 になるような）１つの過去グループ
から別の過去グループへ変移しているすべての“バケッ
ト”は、そのカラーを変化するように再描画される。最
後に、最新の“バケット”が円形バッファ構造に追加さ
れ、描画される。したがって、3,000 個の最新のプロッ
トプラス18,000個の過去のプロットの典型的な負荷と、
１秒毎に１“バケット”の更新速度（250 プロット報
告）の下、84個の“バケット”のうち８つだけを更新す
るだけでよい。
【００２８】最初のステップ74A （図９）は、新しいデ
ータを読取り、UNIXのシステムコール“リード”関数を
実行する。新しいプロットデータまたは最後のデータが
受け取られ（ステップ74B ）、ワールド座標から装置座
標に変換され、新しいプロットとして保存される（ステ
ップ74C ）。次に、最後のデータにおいて（ステップ74
D ）、最も古いプロットが消去され、１つの過去グルー
プから別の過去グループへ変移するすべてのプロットが
再描画され（すなわち、カラーを変更し）、新しいプロ
ットのこのグループが、オフスクリーンメモリ66のみに
描画される。
【００２９】図１０は、図６の“プロット修正プロセ
ス”サブルーチン76をさらに詳細に図示したものであ
る。このサブルーチンにより、ユーザがプロットプロセ
スのパラメータを修正することができるようになる。最
初のステップ（ステップ76A ）は、制御データを読取
り、UNIXシステムコール“リード”関数を実行する。ユ
ーザは、カテゴリー（ステップ76B ）、ワールド座標画
面（ステップ76C ）、表示されるべき過去の数（ステッ
プ76D ）を選択して修正することができる。その後、修
正されたプロットプロセス制御データは保存される（ス
テップ76E ）。
【００３０】図１１は、“ワームを歩かせる”サブルー
チン78をさらに詳細に図示したものである。最初のステ
ップ（78A ）は、制御データの修正されたセットを使用
し、プロットプロセスが変更された場合（例えば、オペ
レータが表示するプロットの新しいカテゴリーを選択し
た場合）のみ、視野のすべてをオフスクリーンメモリ66
（PIXMAP）のみに描画することにより、プロット表示を
リフレッシュする（78B ）。次のステップ78C は、オフ
スクリーンメモリ66の内容PIXMAPをウインドウと交換す
ることである。すなわち、オフスクリーンメモリ66に記
憶されているPIXMAPを表示ハードウェアフレームバッフ
ァにコピーし、カラーマップをクリアカラーマップ50に
設定することである。この実施形態では、２つのＸウイ
ンドウズ実行時ルーチン、“XCopyArea ”と“XInstall
Colormap”を実行することによりこのことを行う。“XC
opyArea ”はオフスクリーンメモリ66の内容をフレーム
バッファ（可視表示）にコピー（交換）する。“XInsta
llColormap”は、Ｘウンドウズサーバ46に対して異なる
カラーマップ（50）を使用するように命令し、これによ
りすべてのプロットシンボルは不可視状態（クリア）と
なる。次の２つのステップは、最も古い過去カラーマッ
プから最新のカラーマップへ反対向きに、ループで実行
される。ステップ78D において、カラーマップは、Ｘウ
インドウ関数“XInstallColormap”を実行することによ
り、過去（ｉ）に設定される。ステップ78E において、
UNIX関数システムコール“セレクト”を実行することに
より、正確な時間間隔（一般的に100 ミリ秒）の間、過
去（ｉ）に対するプロセスが停止される。このプロセス
はステップ78D にループバックし、カラーマップを次の
過去グループに設定する。そしてこのようなことが繰り
返される。
【００３１】先に説明した実施形態は、単に、本発明の
原理を表している可能性ある特定の実施形態を図示する
ためだけのものであることが分かる。本発明の技術的範
囲を逸脱することなく、当業者はこれらの原理にしたが
って容易に他の構成を得ることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、効果的に使用ができる本発明の表示シ
ステムを備えた空域管理システムを示している。
【図２】図２は、空域管理システムのさまざまな要素を
通るデータの流れを表している。
【図３】図３は、本発明の１つの観点にしたがったオペ
レータ表示コンソールのプロセスアーキテクチャーを簡
単に図示したものである。
【図４】図４は、本発明を実現した表示システムの図で
ある。
【図５】図５は、本発明にしたがって実行される“ウォ
ーキングワーム”動画の概略図である。
【図６】図６は、本発明にしたがったプロット表示アル
ゴリズムのトップレベルのフロー図である。
【図７】図７（Ａ）から図７（Ｅ）は、１つのシンボル
に対する異なるカラーマップを図示している。
【図８】図８は、図６のアルゴリズムを構成する“何か
することを待つ”サブルーチンの簡単なフロー図であ
る。
【図９】図９は、図６のアルゴリズムを構成する“プロ
ット更新”サブルーチンを図示している。
【図１０】図１０は、図６のアルゴリズムを構成する
“プロット修正プロセス”サブルーチンのさらに詳細を
図示している。
【図１１】図１１は、図６のアルゴリズムを構成する
“ウォーキングワーム”サブルーチンを図示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−102346（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51053（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−318730（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−2959（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333135（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−52583（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−257389（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−230300（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 G08G 5/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示コンソールが、カラーマップテーブ
    ル位置に対するインデックス値を規定する表示画素値を
    含む表示リフレッシュデータを記憶するフレームバッフ
    ァを備え、前記カラーマップテーブル位置が、対応する
    画素位置に対して前記表示コンソール上で表示されるカ
    ラーを決定する、特定のターゲットに対する最新と過去
    のレーダ反射信号データのウォーキングワーム動画を達
    成するように表示コンソール上にレーダデータを表示す
    る方法において、 連続するレーダフレームにわたって特定のターゲットに
    対するレーダ反射信号データを収集し、最新のプロット
    データグループにおける最新の時間フレームで収集され
    たターゲットに対するレーダ反射信号データを関連さ
    せ、１つ以上の対応する過去プロットデータグループに
    おける１つ以上の先行するレーダフレームにおいて収集
    されたターゲットに対するレーダ反射信号データを関連
    させ、 前記最新のデータグループと前記１つ以上の対応する過
    去のデータグループとを使用して、最新のプロットカラ
    ーマップテーブルと１つ以上の過去プロットカラーマッ
    プテーブルとを形成し、前記カラーマップテーブルはそ
    れぞれ、前記最新のプロットと前記１つ以上の過去のプ
    ロットとに割り当てられたテーブル位置を持ち、最新の
    プロットと過去のすべてのプロットに対する前記最新の
    プロットカラーマップテーブル位置が対応する可視カラ
    ーデータを含み、前記１つ以上の過去プロットカラーマ
    ップテーブルが前記最新のプロット位置に不可視カラー
    を割り当て、 表示描画周期の間、前記フレームバッファの内容を再描
    画することなく、前記フレームバッファと使用するため
    に前記過去プロットカラーマップテーブルの最古のもの
    を選択し、予め定められた時間間隔に対して前記フレー
    ムバッファの内容と前記最古の過去カラーマップテーブ
    ルとを使用して前記表示コンソールをリフレッシュし、
    その後、前記フレームバッファと使用するために前記過
    去プロットカラーマップテーブルの次に最古のものを選
    択し、予め定められた時間間隔に対して前記フレームバ
    ッファの内容と前記次に最古の過去プロットカラーマッ
    プテーブルとを使用して前記表示コンソールをリフレッ
    シュし、順次さらに最新の過去プロットカラーマップテ
    ーブルを使用して、前記表示の前記選択と前記リフレッ
    シュを繰り返し、その後、前記フレームバッファと使用
    するために前記最新のプロットカラーマップテーブルを
    選択し、予め定められた時間間隔に対して前記フレーム
    バッファの内容と前記最新のプロットカラーマップテー
    ブルとを使用して前記表示コンソールをリフレッシュ
    し、前記周期を終了するステップを含むことを特徴する
    レーダデータを表示する方法。
  2. 【請求項２】 不可視カラーが最新のターゲットプロッ
    トまたは過去のターゲットプロットに対応するそれぞれ
    の画素位置に割り当てられるクリアカラーマップテーブ
    ルを準備し、前記表示描画周期の開始前に前記表示コン
    ソールを初期化するステップをさらに含み、前記初期化
    するステップは、前記フレームバッファの内容と使用す
    るために前記クリアカラーマップテーブルを選択し、前
    記フレームバッファの内容と前記クリアカラーマップテ
    ーブルとを使用して、前記表示描画周期が開始する前の
    時間間隔の間に前記表示コンソールをリフレッシュする
    ステップを含み、最新のターゲットプロットシンボルと
    過去のターゲットプロットシンボルのすべてが不可視カ
    ラーで描画されることを特徴とする請求項１記載のレー
    ダデータを表示する方法。
  3. 【請求項３】 前記不可視カラーが黒を含んでいること
    を特徴とする請求項２記載のレーダデータを表示する方
    法。
  4. 【請求項４】 少なくとも２つの先行するフレームが使
    用され、少なくとも２つの対応する過去のプロットカラ
    ーマップテーブルが形成され、前記先行するレーダフレ
    ームの最古のものに対応する前記過去プロットカラーマ
    ップテーブルの最古のものが、前記最古の過去のプロッ
    トに対応する前記画素位置に対する可視カラーデータ
    と、最新の過去プロットと最新のプロットに対応する前
    記画素位置に対する不可視カラーデータとを含み、前記
    最古の過去カラーマップテーブルの使用により、最古の
    過去プロットが可視描画され、より新しい過去プロット
    と最新プロットが不可視描画され、先行するレーダフレ
    ームの最新のものに対応する前記過去カラーマップテー
    ブルの最新のものが、すべての過去プロットに対応する
    画素位置に対する可視カラーデータと、前記最新プロッ
    トに対応する画素位置に対する不可視カラーデータとを
    含み、前記最新の過去カラーマップテーブルの使用によ
    り、すべての過去プロットが可視描画され、すべての最
    新プロットが不可視描画されることを特徴とする請求項
    １ないし請求項３のいずれか１項記載のレーダデータを
    表示する方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも６つの先行するレーダフレー
    ムに対応する少なくとも６つの過去カラーマップテーブ
    ルが形成されることを特徴とする請求項４記載のレーダ
    データを表示する方法。
  6. 【請求項６】 特定のターゲットに対する最新と過去の
    レーダ反射信号データのウォーキングワーム動画を達成
    するように表示コンソール上にレーダデータを表示する
    レーダ表示システムにおいて、 カラーマップテーブル位置が、表示リフレッシュの間
    に、対応する画素位置に対して表示コンソール上で表示
    されるカラーを決定し、カラーマップテーブル位置に対
    するインデックス値を規定する表示画素値を含む表示リ
    フレッシュデータを記憶するフレームバッファを備えた
    表示コンソールと、 連続するレーダフレームにわたって特定のターゲットに
    対するレーダ反射信号データを収集し、最新のプロット
    データグループにおける最新の時間フレームで収集され
    たターゲットに対するレーダ反射信号データを関連さ
    せ、１つ以上の対応する過去プロットデータグループに
    おける１つ以上の先行するレーダフレームにおいて収集
    されたターゲットに対するレーダ反射信号データを関連
    させる手段と、 それぞれ前記最新のプロットと前記１つ以上の過去のプ
    ロットとに割り当てられたテーブル位置を持ち、最新の
    プロットと過去のすべてのプロットに対する前記最新の
    プロットカラーマップテーブル位置が対応する可視カラ
    ーデータを含み、前記１つ以上の過去プロットカラーマ
    ップテーブルが前記最新のプロット位置に不可視カラー
    を割り当てる、最新のプロットカラーマップテーブルと
    １つ以上の過去のプロットカラーマップテーブルと、 表示描画周期の間、前記フレームバッファと使用するた
    めに前記過去プロットカラーマップテーブルの最古のも
    のから最新のプロットカラーマップテーブルまで順次、
    前記プロットカラーマップテーブルの１つを選択し、予
    め定められた時間間隔に対して前記フレームバッファの
    内容と前記選択されたカラーマップテーブルのそれぞれ
    とを使用して前記表示コンソールをリフレッシュし、前
    記周期を終了する手段とを具備し、表示描画周期の間、
    フレームバッファの内容は変化しないままであり、動画
    を達成しながら表示プロセッサの負荷を減少させること
    を特徴するレーダ表示システム。
  7. 【請求項７】 不可視カラーが最新のターゲットプロッ
    トまたは過去のターゲットプロットに対応するそれぞれ
    の画素位置に割り当てられるクリアカラーマップテーブ
    ルと、前記フレームバッファの内容と使用するために前
    記クリアカラーマップテーブルを選択し、前記表示描画
    周期が開始する前の時間間隔の間に前記表示コンソール
    をリフレッシュするように、前記表示描画周期の開始前
    に前記表示コンソールを初期化する手段とをさらに具備
    し、前記表示描画周期が開始する前に、最新のターゲッ
    トプロットシンボルと過去のターゲットプロットシンボ
    ルのすべてが不可視カラーで描画されることを特徴する
    請求項６記載のレーダ表示システム。
  8. 【請求項８】 少なくとも２つの先行するフレームが使
    用され、少なくとも２つの対応する過去のプロットカラ
    ーマップテーブルを具備し、前記先行するレーダフレー
    ムの最古のものに対応する前記過去プロットカラーマッ
    プテーブルの最古のものが、前記最古の過去のプロット
    に対応する前記画素位置に対する可視カラーデータと、
    最新の過去プロットと最新のプロットに対応する前記画
    素位置に対する不可視カラーデータとを含み、前記最古
    の過去カラーマップテーブルの使用により、最古の過去
    プロットが可視描画され、より新しい過去プロットと最
    新プロットが不可視描画され、先行するレーダフレーム
    の最新のものに対応する前記過去カラーマップテーブル
    の最新のものが、すべての過去プロットに対応する画素
    位置に対する可視カラーデータと、前記最新プロットに
    対応する画素位置に対する不可視カラーデータとを含
    み、前記最新の過去カラーマップテーブルの使用によ
    り、すべての過去プロットが可視描画され、すべての最
    新プロットが不可視描画されることを特徴する請求項６
    または請求項７記載のレーダ表示システム。
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