JP3853976B2 - レーダー装置及び類似装置並びに画像データ書込方法 - Google Patents
レーダー装置及び類似装置並びに画像データ書込方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダー装置、ソナー装置など、極座標系で受信される探知信号を一旦直交座標に変換して画像メモリに記憶した後、ラスター走査方式の表示器に表示する装置、並びに同画像メモリに対しての画像データの書込方法に関する。
【従来の技術】
極座標形で受信される探知信号を直交座標に変換してラスター表示する装置においては、探知信号は幾何学上、図13に示すように中心付近が密で周辺ほど粗となる。従って、直交座標(X−Y座標)に座標変換する時、画像メモリの中心付近の画素になるほど、同一画素に対して多くの受信データが対応することになる。この場合、1つの画素に対して単に受信データを順次上書きするだけでは、常に、最後に書き込まれたデータのみがその画素のデータとなるために、より信号レベルの大きなデータが途中で受信された場合に、その情報が残らないという不都合を生じる。この不都合を解決するために、例えば、同一画素に対応するすべての受信データのうち、1番大きなデータを書き込む処理(以下、この処理をMAX処理と称する。)が従来から実施されている。MAX処理については、例えば特公平3−11669号や特公平3−582号公報に示されているが、この方法では、画像メモリに受信データを書き込む際に、同一画素に対しての初めてのアクセスを検出する回路(以下、この回路をFIRST回路という)を設け、FIRST回路がFIRSTを検出した場合には今回受信された新データを書込み、そうでない場合(2度目以降の場合)には、既に書き込まれているデータと今回受信された新データとの大小を比較し、大きい方のデータを再書込する。その結果、同一画素に対応するすべてのデータを常時参照し、最終的に最大値データが抽出されて記憶されることになる。
【0002】
一方、レーダー装置においては、上記MAX処理とは別に、海面反射などの不要波を抑制するための処理として連続したアンテナ1回転毎の相関処理(以下、この処理をスキャン相関処理という)が実施されることがある。このスキャン相関処理は、連続したアンテナ1回転毎のデータ間で相関処理するものであり、アンテナ回転により前回転までに記憶されたデータと、今回転で新たに得られた新データの両者から今回書き込むデータを決定するものである。相関処理の1つの方法としては、前回転までに記憶されたデータと、新データの両者の平均値を求め、これを今回書き込むデータとして決定する。このスキャン相関処理については、例えば特公平3−12266号公報に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に示されるような従来のスキャン相関処理を行う装置では、MAX処理と併用することができない。すなわち、MAX処理とスキャン相関処理は、同一画素に対応するデータを対比して処理するという点で各々回路構成は類似したものとなるが、これらの処理を単一の回路で同時に実行することはできず、また、2つの処理を同時に実行しようとして2つの独立した処理回路をシリーズにつなげても、FIRSTの検出のみではMAX処理の結果得られたデータでスキャン相関処理を実行することができない。
【0004】
その理由は以下の(1)(2)のとおりである。
【0005】
(1)MAX処理とスキャン相関処理は、両者とも既に記憶されているデータと新データから今回書き込むデータを決定する処理であるが、MAX処理は例えばレーダー装置においてはアンテナ1回転内において同一画素について何度も実行される処理であるのに対し、スキャン相関処理はアンテナ1回転毎に同一画素について1回のみ実行する処理であるから、単一の回路構成で2つの処理を同時に実行することはできない。
【0006】
(2)MAX処理回路とスキャン相関処理回路とを個別に設け、MAX処理とスキャン相関処理をシリーズにつないだ場合は以下の問題がある。
【0007】
スキャン相関処理はアンテナ1回転に個々の画素について1回きりの処理であるから、スキャン相関処理で使用する新たな書込データは、MAX処理が完了した結果得られたデータ、すなわちある画素が最後にアクセスされた時点でのみ得られるデータでなければならないが、従来のMAX処理では、結果としてMAX処理が行われているが、その過程においてMAX処理が完了するタイミングを知る必要がないため、MAX処理とスキャン相関処理を別々の回路で処理するとしてもMAX処理の結果得られたデータでスキャン相関処理を実行することは出来ない。また、MAX処理に高価な画像メモリを使用した場合に、MAX処理とスキャン相関処理を独立させるために2つの画像メモリが必要になり、不経済な構成となる。
【0008】
本発明の目的は、簡易な構成でスキャン相関処理とMAX処理の同時実行を可能にするレーダー装置および類似装置並びに画像データ書込方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
図1は、請求項1に係る発明の構成を示す。なお、ここではレーダー装置を例示しているが、他のスキャンニングソナー装置等、極座標を直交座標に変換して表示する類似装置でも同様である。
【0010】
θn はアンテナ方向のスイープを示し、ここではこのスイープを先行スイープという。また、先行スイープの1つ前のスイープを後行スイープといい、θn-1 で表す。各スイープ上のサンプル点に対する処理はスイープライン方向に順番にRクロック毎に行われていく。同図において、LAST検出部3は後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iがLASTであるかどうかを検出し、LASTである場合に、同サンプル点iにおける書込みデータを書込データ発生部2にスキャン相関処理用のデータとして送る。LASTであるということは、そのサンプル点が対応画素へ最後にアクセスするサンプル点であることを意味し、その結果、その画素へのスキャン相関処理が可能になる。
【0011】
今、後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iをB点とし、後行スイープθn-1 上のスイープライン下流方向の隣接サンプル点をC点とし、先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点をD点、E点、F点とする。この近接サンプル点は、B点に対して先行スイープθn 上の同じサンプル位置のサンプル点(E点)とその前後の先行スイープθn 上の2つのサンプル点(すなわちD点とF点)である。後述のように、B点をLASTサンプル点かどうかを検出する場合、このC点、D点、E点、F点の4サンプル点とB点との対比判断を行うことが必要十分な条件となる。すなわち、B点がLASTサンプル点として検出される必要十分条件は、B点の対応画素がC〜F点の各対応画素のすべてと一致しない場合である。この判断は、アンテナが先行スイープθn 上を向いた段階で行われる。もし、この時にB点が、C〜F点の各サンプル点の対応画素のすべてと一致しない場合、B点はLASTサンプル点と検出することができるから、この段階でB点のデータを相関処理(スキャン相関処理)の対象となる新たな書込データとして処理できるようになる。すなわち、アンテナのスイープ方向がθn を向いている時、1つ前の後行スイープθn-1 上でB点と他のサンプル点との対比を行うために、B点がLASTサンプル点であるかどうかを判断でき、もし、B点がLASTサンプル点であれば、そのB点においての書込データをスキャン相関処理の対象となる新たな書込データとして処理できるようになる。
【0012】
図1において、LAST検出部3は、このように、後行スイープθn-1 上の各サンプル点についてLASTサンプル点かどうかの検出を行い、その結果を書込データ発生部2に対して送る。書込データ発生部2は、例えば、B点がLASTサンプル点であることを検出すると、そのB点のデータを相関処理のための新たな書込データとして画像メモリ1内の記憶データと相関処理を行い、その結果を画像メモリ1内に書き込む。書込データ発生部2は、B点がLASTサンプル点でない時は、画像メモリ1内の記憶データと同じデータを再書込みすることになり、記憶内容は変化しない。
【0013】
なお、図1において、B点がLASTサンプル点かどうかを検出する時、周囲の適当な数の近接サンプル点と対比をしてもよいが、図1に示すように、C〜Fの合計4個の各サンプル点との対比が必要十分条件となる。なぜなら、同一スイープ上では各サンプル点の対比が当然にスイープライン下流方向に行われるから、後行スイープθn-1 上では1つ前の近接サンプル点であるA点との対比を行う必要がなく、また、C点よりも更に下流方向のサンプル点との対比を行う必要がない。C点との対比でそれぞれの対応画素が一致していなければ当然にC点以降のサンプル点の対応画素とも一致していないからである。また、先行スイープθn 上では、D点、F点のスイープライン上流方向、下流方向のサンプル点との対比を行う必要がない。F点の対応画素とB点の対応画素が一致していなければ、F点よりも下流方向のサンプル点とB点との対応画素が一致しないし、同様にB点とD点の各対応画素が一致していなければ、D点よりも上流側のサンプル点とB点の各対応画素も当然に一致しないからである。このように、B点については後行スイープθn-1 上の下流方向の隣接サンプル点であるC点と、先行スイープθn 上のB点と同じサンプル位置のサンプル点E点及びその前後の2つのサンプル点であるD点とF点の合計4サンプル点が、B点がLASTサンプル点であるかどうかを検出する時の必要十分な比較サンプル点である。
【0014】
図1に示す構成により、各サンプル点に対するLAST検出を行うことができるため、LASTサンプル点においての書込データを新たな書込データとして相関処理することができる。従って、アンテナの方向がθn-1 の方向になるとき、即ち、当該サンプル点がアンテナ方向上にある時に当該サンプル点に対するMAX処理、すなわち当該サンプル点の対応画素の最大値データを求める処理を行って、アンテナの方向がθn の方向にあるとき、即ち当該LASTサンプル点がθn-1 にあるときLASTを検出し、その最大値データをLASTサンプル点においての書込データとして相関処理に使用することができる。すなわち、先行スイープθn 上でMAX処理を行い、後行スイープθn-1 上で相関処理を行うことができる。
【0015】
MAX処理を先行スイープθn 上で行う構成について説明する。
【0016】
図2は、MAX処理部の構成について示している。
【0017】
MAX処理部はFIRST検出部5とMAX抽出部6とで構成されている。FIRST検出部5は、先行スイープθn 上の任意のサンプル点jがそのサンプル点jが対応する画素に最初にアクセスするかどうかを検出する。この検出は、先行スイープθn 上のE点について注目すると、同じ先行スイープθn 上の上流側の隣接のサンプル点Dと後行スイープθn-1 上のA〜Cのサンプル点との対応画素に対してE点の対応画素が一致するかどうかで行う。一致しない場合はE点がFIRSTサンプル点として検出し、一致する場合はFIRSTサンプル点として検出しない。図1に示すLASTサンプル点の検出と同様に、FIRSTサンプル点の検出においても、図2のA〜Dの合計4サンプル点との比較が必要十分条件である。MAX抽出部6は、先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを求めて抽出メモリ6aに記憶する。抽出メモリ6aは1スイープ分の記憶容量を持ち、アンテナが先行スイープθn を向いている時には、抽出メモリ6aは先行スイープθn の各サンプル点での最大値データを記憶する。また、抽出メモリ6aは、θn からθn-1 までの1スイープ分の遅延バッファでもあって、先行スイープθn の各サンプル点の最大値データは各サンプル点が図1のLAST検出部3でLASTサンプル点として検出されるまで記憶する。
【0018】
E点がFIRSTサンプル点として検出された時には、そのE点の新入力データが抽出メモリ6aに記憶されるが、E点がFIRSTサンプル点でない場合には、それよりも前に同一画素にアクセスされたサンプル点のデータ(抽出メモリに記憶してあるデータ)と比較され、大きい方が抽出メモリ6aに記憶される。この動作の繰り返しにより、先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データは抽出メモリ6a上に記憶される。
【0019】
上記のように、先行スイープθn 上でMAX処理を実行し、同時に後行スイープθn-1 上でLAST検出部により各サンプル点のLASTを検出出来るからスキャン相関処理が可能である。
【0020】
【発明の実施の形態】
図3は本発明の実施形態であるレーダー装置の制御部のブロック図である。
【0021】
アンテナ10からの探知アナログ信号はA/D変換器11でディジタル値に変換され、探知レンジに対応した周期のクロックでサンプリング回路12によりサンプルされる。サンプルされた1スイープ分のデータは実時間で一次メモリ13に記憶される。この一次メモリ13は、サンプル速度が高速なために設けられるものであり、一旦、入力データを記憶し、その後、同一次メモリ13に記憶したデータを読み出して後段の画像メモリに書き込むための時間を稼ぐ、時間変換用バッファを構成している。探知信号は極座標系で得られるが、画像メモリは直交座標系であるために、極座標から直交座標(X−Y座標)に変換するための座標変換回路14が設けられる。座標変換の変換式は、X=R・sinθとY=R・cosθで表される。FIRST検出部15は、図2において説明したように、あるサンプル点が対応画素を初めてアクセスしたのか、2度目以降のアクセスであるのかを検出する回路であって、座標変換回路14で作成されるキャリーパルスに基づいて検出動作を行う。MAX抽出部16は、図2において説明したように、先行スイープθn 上での各サンプル点での最大値データを記憶する抽出メモリを持ち、LASTサンプル点検出時にその最大値データを出力する。画像メモリ17は1画面分の表示用データを記憶し、スキャン相関処理時に既に記憶しているデータを読み出して前段の書込データ発生部(以下、Wデータ発生部という)20に出力する。なお、画像メモリ17をアクセスする座標は座標変換回路14から出力される。表示器18はラスター走査型の表示器からなり、画像メモリ17に記憶されている1画面分のデータを表示する。LAST検出部19は後行スイープθn-1 上の各サンプル点がその対応画素を最後にアクセスしたかどうかを検出する。LASTを検出した時には、Wデータ発生部20においてそのサンプル点における最大値データが抽出メモリから読み込まれ、画像メモリ17の対応画素のデータと比較され、相関処理が行われて同画素に対して再書込処理される。
【0022】
以上の構成において、MAX抽出部16において、先行スイープθn 上で各サンプル点のMAX処理が行われ、同時にLAST検出部19において後行スイープθn-1 上の各サンプル点のLAST検出が行われる。そしてLAST検出が行われた時にはWデータ発生部20においてスキャン相関処理が行われ、画像メモリ17にその処理後のデータが再書込処理される。また、表示器18は、これらの動作とは別の高速リフレッシュサイクルによって画像メモリ17の記憶データを読み出して表示する。なお、Wデータ発生部20でのスキャン相関処理は、1つの画素のデータについてみれば、アンテナが1回転する毎に1回行われることになり、ここでは、画像メモリに記憶されているデータとMAX抽出部16から出力される最大値データとの平均データを得るようにしている。スキャン相関処理には、平均処理に代えて、そのほかの任意の処理を行うことができる。
【0023】
図4は、同一画素におけるFIRST、LASTの関係を示す。図の画素Iにはサンプル点a、b、cが対応しているが、スイープ回転方向を図のように時計方向(右まわり)とすると、a点がFIRSTサンプル点として検出され、b点が2度目以降のサンプル点、c点がLASTサンプル点として検出される。今、各サンプル点のデータの大きさが、仮にa=3、b=4、c=6とすると、アンテナがスイープラインθn-1 を向いている時にはa点がFIRSTとして検出された時、抽出メモリのa点に対応する位置にはデータ3がまず記憶される。その1サイクル後には、b点が2度目以降のアクセスとして検出されるから、データ3とデータ4とが比較される。この比較の結果、データ4が大きいために、抽出メモリのb点の対応位置にはデータ4が記憶される。続いて、アンテナがスイープラインθn 上を向いた時には、c点がFIRSTがどうか判断されるが、ここではFIRSTではないから2度目以降のアクセスとして判断される。c点のデータは6であるから、b点のデータ4と比較され、4よりも6の方が大きいから、抽出メモリのc点に対応する位置に6が記憶される。この場合、a点のデータ3とは比較する必要がない。なぜなら、b点の対応位置には、a点のデータとb点のデータのより大きい方が記憶されているからである。アンテナがθn 上を向いている時には、同時にa点及びb点がLASTサンプル点かどうかの検出が行われる。しかし、c点があるために、a点及びb点はLASTサンプル点として検出されない。従って、画素Iに対するスキャン相関処理はこの時点(アンテナがθn 上を向いている時)では行われない。アンテナがθn+1 に向いた時には、c点がLASTサンプル点として検出される。この時に、スキャン相関処理が行われる。すなわち、抽出メモリに記憶されているc点の対応位置のデータ6がWデータ発生部20に出力され、更に画像メモリ17の画素Iの記憶データも読み出されてWデータ発生部20に出力され、これらの2つのデータの平均値を求め、当該画素Iに再書込みされる。
【0024】
図5は、座標変換回路14の前段のブロック図を示している。アンテナ駆動部から得られるスイープ角度θn は、sinデータROM30及びcosデータROM31に入力され、この出力はラッチ32〜35に入力されて、それぞれのラッチ出力としてsin(θn )、sin(θn-1 )、cos(θn )、cos(θn-1 )が得られるようにしている。また、それらのデータは1サイクル毎に1パルス発生するRクロックとともにr・sin(θn )を演算する累算部36、r・sin(θn-1 )を演算する累算部37、r・cos(θn )を演算する累算部38、r・cos(θn-1 )を演算する累算部39にそれぞれ入力される。これらの回路は、上記各式を演算する周知の回路であって、座標変換を行う時に、直交座標形の座標が1つ進む毎にキャリーを出力する。累算部36は、先行スイープθn においてのXキャリー、累算部37は後行スイープθn-1 においてのXキャリー、累算部38は先行スイープθn においてのYキャリー、累算部39は後行スイープθn-1 においてのYキャリーをそれぞれ出力する。ラッチ40と41は、スイープ角度θn とθn-1 を記憶するものであって、後述のように、このデータは象限判定とスイープ方向判定に用いられる。
【0025】
ラッチ32〜35および40、41は、1スイープ毎に出るパルスであるスイープトリガT1−ORGに同期して入力データをラッチする。すなわち、先行スイープでのデータを1スイープ分シフトして後行スイープ用のデータとしている。
【0026】
図6は座標変換回路14の後段のブロック図を示している。この回路は象限データ発生部50とアップダウンカウンタ51とからなる。象限データ発生部50はアンテナ1回転の360度を4つの象限に分けたとき、現在処理しているサンプル点が第1〜第4象限のどの象限に位置するかを判断する。アップダウンカウンタ51は、キャリーがある度にXまたはY座標を進めていくカウンタである。このカウンタ51の出力は画像メモリ17のX座標またはY座標を示す。アップダウンカウンタ51に入力するキャリーは、累算部37からの後行スイープXキャリーと累算部39からの後行スイープYキャリーだけである。この理由は、スイープ相関処理が行われるのは、つまり、実際の座標変換が必要になる時は、LAST検出が行われる時だけであるから、LAST検出のためには後行スイープθn-1 のキャリーがあればよいからである。従って、アップダウンカウンタ51は2つ用意され、累算部37と39の出力にそれぞれ別々に接続される。
【0027】 象限データ発生部50は、図7に示すように、第1象限〜第4象限において、アップダウンカウンタ51のカウント方向を決定するための象限データを出力する。例えば、第1象限ではX座標とY座標はともにカウントアップする必要がある。また、第2象限ではX座標はカウントアップ、Y座標はカウントダウンする必要がある。このように、スイープ回転方向と象限によってアップダウンカウンタ51でのアップダウン方向を変える必要があるために、それを決めるための象限データを象限データ発生部50で発生し、アップダウンカウンタ51に出力する。また、アップダウンカウンタ51には、カウントのスタート値となるプリセットデータが入力されている。このプリセットデータは座標変換の開始座標データとなる。
【0028】
図8は、FIRST検出部5の構成図を示す。図5に示す座標変換回路14の累算部37からの後行スイープXキャリーと、累算部39からの後行スイープYキャリーは、それぞれラッチ60に入力し、更にその後段にはラッチ61、ラッチ62が接続され、これらのラッチでシフト回路を構成している。今、図2のE点がFIRSTサンプル点かどうかを検出するタイミングであるとすると、ラッチ60〜62には、それぞれ後行スイープθn-1 上のC〜A点におけるX、Yキャリーが出力されている。同様に、ラッチ63には、図5の累算部36、38からの先行スイープXキャリー、Yキャリーがそれぞれ入力され、その後段にラッチ64、65が接続されている。その結果、ラッチ63〜65のそれぞれは先行スイープθn 上のF、E、D点におけるX、Yキャリーを出力する。
【0029】
なお、E点とその他の点との対応座標が同一かどうかの判定は、それぞれのサンプル点の座標変換後の直交座標を比較してもよいが、この実施形態では、上記ラッチ60〜65で得られるキャリーパルスの数を比較することで座標の同一性を判断するようにしている。すなわち、キャリーパルスの数の差がある時には異なる座標となり、差がない時には同一座標となる。各ラッチ60〜65の出力が入力されるキャリー差検出回路66〜68は、キャリーパルスの数の差がある時にのみカウントするカウンターで構成される。
【0030】
今、図2において先行スイープθn と後行スイープθn-1 を考えた場合、Rクロックに従って各中心Oより各スイープラインの下流方向に向かって処理対象となるサンプル点が1つずつ進んでいくが、各スイープの注目している2つのサンプル点の対応座標が同一である時にはキャリー差はなく、座標が異なればキャリー差が生じる。この場合、例えば、先行スイープθn 上のキャリーがあって、後行スイープθn-1 上のキャリーがない場合にはカウンターを1つ進め、反対に、先行スイープθn 上のキャリーがなく後行スイープθn-1 上のキャリーがある場合にはカウンターを1つ減らす。また、2つのスイープの両方のキャリーがある場合とない場合にはカウンターの計数をしない。この動作を中心OからRクロックに従ってスイープライン進行方向(下流方向)に順次行うことにより、例えば、図2のE点とC点を注目すると、もし、両者のキャリーを入力するカウンターのカウント値が0(初期値)である場合には両者の対応画素が同一であることになり、カウント値が1である場合にはE点の対応画素はC点のそれよりも1つ進んでいることになる。なお、カウンタはアップダウンカウンタで構成され、そのカウント方向は象限によって異なってくる。図9に、各象限1〜4のそれぞれにおけるカウント方向を示す。例えば、スイープ回転方向が時計方向(右まわり)の時には、象限1のXキャリーについては、2つのスイープの注目しているサンプル点のうち、θn 上のサンプル点がθn-1 上のサンプル点よりもキャリーが早く進むから、そのキャリー差が+となるようにするためには、カウント方向をθn については+、θn-1 については−とする。象限1のYキャリーについては、2つのスイープの注目しているサンプル点のうち、θn-1 上のサンプル点がθn 上のサンプル点よりもキャリーが早く進むから、そのキャリー差が+となるようにするためには、カウント方向をθn-1 については+、θn については−とする。
【0031】
図9に示すテーブルの符号は、各象限についてのカウント値(キャリー差)がいつも+となるような符号にしてある。
【0032】
図8において、カウンター66〜68は、それぞれ図2におけるE点を基準とした場合の各サンプル点とのキャリー差を求める。すなわち、カウンター66は、E点とC点とのXキャリー差及びYキャリー差を求め、カウンター67は、E点とB点のXキャリー差及びYキャリー差を求め、カウンター68は、E点とA点のXキャリー差及びYキャリー差を求める。このカウンターにおいて、例えば、E点とC点のXキャリー差を求めるカウンター66では、E点とC点で、中心OからのXキャリーの数が異なっている場合に1となる。なお、同一スイープ上のE点とD点のキャリー差については、もし、D点からE点に進んだ場合にE点にキャリーが発生すればD点とE点の対応画素の座標が異なることを意味するから、この2つのサンプル点のキャリー差を検出する特別の回路を必要としない。従って、ライン69はE点のXキャリー及びYキャリーをそのまま後段のゲート回路に導く。
【0033】
ORゲート70〜73は、カウンタ66〜68及びライン69の信号を論理和し、その出力をANDゲート74に導く。ANDゲート74は、もし、すべての入力が1である場合、すなわち、E点が他の4点(A、B、C、D)とすべて対応座標が異なっている時に1を出力する。ANDゲート74の出力が1の時は、E点がFIRSTサンプル点として検出されたことを意味する。
【0034】
なお、図8、図9を参照した以上の説明は、2つのスイープが同一象限にある場合の説明であるが、2つのスイープが象限をまたぐ場合には処理が少し異なってくる。図10に2つのスイープが象限をまたぐ場合のカウント方向を示す。図において、例えば、スイープ回転方向が右まわりの場合で、先行スイープθn が象限1にあり、後行スイープθn-1 が象限4にある時、Xカウントについては、θn とθn-1 のどちらかにキャリーがあれば同じ方向にカウントする。また、Yカウントについては、θn とθn-1 キャリーに差がある時にカウントし、カウント方向はキャリー差がどちら側にあるかで正方向、逆方向とする。なお、象限をまたぐ場合の処理も図8に示す差カウンタ66〜68が共通に使用される。
【0035】
次に、LAST検出部について説明する。
【0036】
図11はLAST検出部19のブロック図を示している。図1に示すように、LAST検出は、B点対C、D、E、F点となる。そこで、X、Yキャリー差を検出するためのカウンタ80〜82と、ライン83をORゲート84〜87に導き、更にこれらの出力をANDゲート88の入力としANDゲート88の出力でLASTサンプル点であることを検出するゲート回路構成とする。各カウンタ80〜82はFIRST検出部のカウンタ66〜68と同一であり、ライン83もFIRST検出部のラインの69と同じである。すなわち、ANDゲート88は、B点が他の4点(C、D、E、F)と対応画素がすべて異なる時に1を出力し、B点がLASTサンプル点であることを検出する。
【0037】
図12は、MAX抽出部16のブロック図を示している。抽出メモリ100は、先行スイープθn 上の各サンプル点での最大値データを記憶する。図2のE点がFIRSTサンプル点であることを検出された場合には、無条件に一次メモリ13(図3参照)の出力である新データを記憶し、FIRSTサンプル点でない場合には、セレクタ104で選択されたデータと新データの大きい方を記憶する。比較器105は、セレクタ104で選択されたデータと一次メモリ13から出力される新データとを比較し、新データの方が大きければセレクタ106に1を出力する。セレクタ106は、比較器105の出力とFIRSTの論理和が1の時にセレクタ106のB端子を選択し、そうでない場合にはセレクタ104の出力が接続されているA端子を選択する。従って、図2のE点がFIRSTサンプル点であれば新データがセレクタ106によって選択され、抽出メモリ100に出力されるが、E点がFIRSTサンプル点でない場合には、比較器105によってセレクタ104の出力と新データとの比較が行われ、大きい方のデータがセレクタ106によって選択されて抽出メモリ100に出力される。セレクタ106の出力はラッチ107で1サイクル分遅延させることにより、ラッチ107の出力はD点で抽出メモリ100に書き込んだデータ(D点での最大値)を出力する。このラッチ107の出力はD点での最大値データとしてセレクタ104に入力する。
【0038】
抽出メモリ100では、1サイクルの前半で読出を行い、後半で最大値データの書込を行う。抽出メモリ100の出力はラッチ101〜103でシフトされ、後行スイープθn-1 上のA点、B点、C点での最大値を出力する。これらの値はセレクタ104に入力され、また、ラッチ102の出力、すなわちB点のデータはWデータ発生部20へスキャン相関処理のためのデータとして出力される。なお、先に述べたように、ラッチ102の出力であるB点のデータは、LASTサンプル点として検出された時にスキャン相関処理用の書込データとして使用される。
【0039】
セレクタ104は、A〜D点の各データのうち1番大きな値のデータを出力するものであって、E点がFIRSTでない場合のみ有効である。どのデータを出力するかは、プライオリティエンコーダ109で決定される。このプライオリティエンコーダ109は、セレクタ104の選択信号を発生させる機能を持つ。今、E点において、A〜Dのすべてが同一座標になると仮定すると、E点において、一次メモリ13からの新データと、A〜D点の合計5つのデータの中から最大値が決定される。従って、A〜D点のうち1番大きな値は、常に最後に決定されたデータである。決定する順番は、サンプル点の処理の順番であるA、B、C、Dの順番であるから、D点のデータが最後に決定されるデータである。従って、A〜D点のうち1番大きなデータはD点のデータとなる。このことは、比較器105において、新データと他の4つのデータをすべて比較する必要がないことを意味する。そこで、FIRST検出部110からの4つの一致データを、A、B、C、Dの順にプライオリティ(D点が1番のプライオリティを持つ)を持たせたプライオリティエンコーダ109によって、A〜D点のうちE点と同じ画素となる点の中で1番大きなデータを選択する信号をセレクタ104に与えることができる。なお、プライオリティエンコーダ109は、FIRSTでない時にのみ有効であって、FIRSTの時には無条件に新データが最大値として抽出メモリ100に書き込まれる。
【0040】
以上説明したように、LAST検出部19を設けることにより、画像メモリの各画素に対するLASTサンプル点を検出することができるから、そのサンプル点における書込データを用いることによってスキャン相関処理が可能になる。また、同サンプル点における書込データをFIRST検出部15及びMAX抽出部16で最大値データとすることができるからMAX処理も可能である。すなわち、先行スイープθn 上でMAX処理を行い、後行スイープθn-1 上でスキャン相関処理が同時に行うことができる。また、MAX抽出部16に含まれる抽出メモリ100は、1スイープ分の容量があればよいから高価な画像メモリをMAX処理用に別途割り当てる必要がない。
【0041】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、LAST検出手段を設けたことによって、相関処理が簡単にでき、LAST検出を後行スイープθn-1 上で行うようにしているから、先行スイープθn 上でMAX処理を行うことが可能になる。
【0042】
請求項2の発明によれば、一致判断を行う対象となる近接サンプル点の数が最小限でよく回路構成が簡単となる。
【0043】
請求項3の発明によれば、LAST検出時に相関処理を行う新たな書込データを最大値データとすることができるから、相関処理とともにMAX処理をも簡単に行うことができる。
【0044】
請求項4の発明によれば、請求項2と同様に回路構成が簡単になる。
【0045】
請求項5の発明によれば、MAX処理と相関処理を同時に行いながら高価な画像メモリが1個でよい利点がある。
【0046】
請求項6の発明によれば、抽出メモリは1スイープ分だけ遅延させればよいためにその容量が少なくてよい利点がある。
【0047】
請求項7の発明によれば、画素の一致及び不一致をキャリー差の有無によって検出するようにしているため、回路構成が簡単になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】LAST検出部の動作を説明するための図
【図2】FIRST検出部及びMAX抽出部の動作を説明するための図
【図3】本発明の実施形態であるレーダー装置の全体構成図
【図4】レーダー装置の動作概要を説明するための図
【図5】座標変換回路の前段部の構成図
【図6】座標変換回路の後段部の構成図
【図7】象限毎のアップダウンカウンタのカウント方向を説明するための図
【図8】FIRST検出部の構成図
【図9】FIRST検出部における象限毎のカウント方向を説明するための図
【図10】象限をまたぐ場合のカウント方向を説明するための図
【図11】LAST検出部の構成図
【図12】MAX抽出部の構成図
【図13】直交座標の画素と極座標のサンプル点との対応関係を示す図
Claims (12)
- 受信データを極座標から直交座標に座標変換して記憶する画像メモリと、
1周回毎に、画像メモリの記憶データと新たな書込データとを相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データ発生部と、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点iの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点iをLASTサンプル点として検出するLAST検出手段と、を備え、
前記書込データ発生部は、サンプル点iがLASTサンプル点として検出されたときに、サンプル点iにおいての書込データを前記新たな書込データとして書込処理することを特徴とするレーダー装置及び類似装置。 - 後行スイープθn-1 及び先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点は次の4つのサンプル点である、請求項1記載のレーダー装置及び類似装置。
(1)任意のサンプル点iの後方(スイープライン下流方向)の隣接サンプル点
(2)先行スイープθn 上のサンプル点iと同じサンプル位置となるサンプル点
(3)上記(2)のサンプル点の前後の2つのサンプル点 - 先行スイープθn 上の任意のサンプル点jと、先行スイープθn 上および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点jの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点jをFIRSTサンプル点として検出するFIRST検出手段と、
先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを記憶する抽出メモリと、
先行スイープθn 上の任意のサンプル点jがFIRSTサンプル点の場合は該サンプル点の新データを、FIRSTサンプル点でない場合は該サンプル点の新データと該サンプル点の対応する画素と同じ画素に対応するサンプル点の抽出メモリ上のデータのうちで一番大きい値のデータとを比較して大きい方のデータを選択して抽出メモリに書込むことにより、抽出メモリ上の各サンプル点のデータを最大値データとするMAX抽出手段と、を備え、
LASTサンプル点検出時に該サンプル点の抽出メモリ上のデータを前記書込データ発生部の新たな書込データとして書込処理することを特徴とする、請求項1または2記載のレーダー装置及び類似装置。 - 先行スイープθn および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点は次の4つのサンプル点である、請求項3記載のレーダー装置及び類似装置。
(1)任意のサンプル点jの前方(スイープライン上流方向)の隣接サンプル点
(2)後行スイープθn-1 上のサンプル点jと同じサンプル位置となるサンプル点
(3)上記(2)のサンプル点の前後の2つのサンプル点 - 前記抽出メモリは、1スイープ分の記憶容量である、請求項3または4に記載のレーダー装置及び類似装置。
- 前記抽出メモリは、受信データを1スイープ分遅延させるバッファメモリである、請求項5記載のレーダー装置及び類似装置。
- 前記FIRST検出手段は、sinθn 、sinθn-1 、cosθn 、cosθn-1 を各々累算して直交座標値を一つ進める毎にキャリーを出すスイープ累算部と、サンプル点jと複数の近接サンプル点のキャリーの差があるときにカウントするカウンターと、カウント値が初期値と異なる場合に画素が一致しないと判断する画素不一致判断部とを備えてなる、請求項3〜6のいずれかに記載のレーダー装置及び類似装置。
- 受信データを実時間で記憶する一次メモリと、
極座標値を直交座標値に座標変換する座標変換部と、
先行スイープθn 上の任意のサンプル点jと、先行スイープθn 上および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点jの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点jをFIRSTサンプル点として検出するFIRST検出手段と、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点iの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点iをLASTサンプル点として検出するLAST検出手段と、 座標変換部で変換された直交座標値でアクセスされる画像メモリと、
先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを記憶する抽出メモリを備え、先行スイープθn 上の任意のサンプル点jがFIRSTサンプル点の場合は該サンプル点の新データを、FIRSTサンプル点でない場合は該サンプル点の新データと該サンプル点の対応する画素と同じ画素に対応するサンプル点の抽出メモリ上のデータのうちで一番大きい値のデータとを比較して大きい方のデータを選択して抽出メモリに書込むことにより、抽出メモリ上の各サンプル点のデータを最大値データとするMAX抽出手段と、
サンプル点iがLASTサンプル点として検出されたときに、サンプル点iの該当する抽出メモリ上のデータを読み出し、これを新たな書込データとして、画像メモリの記憶データと相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データ発生部と、
画像メモリの記憶データをラスタ表示する表示器と、
を備えてなる、レーダー装置及び類似装置。 - 先行スイープθn がデータの受信を現に行っているスイープである請求項1〜8のいずれかに記載のレーダー装置及び類似装置。
- 受信データを極座標からX−Y座標に座標変換して画像メモリに記憶するステップと、
1周回毎に、画像メモリの記憶データと新たな書込データとを相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データステップと、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点iの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点iをLASTサンプル点として検出するLAST検出ステップと、を備え、
前記書込データステップは、サンプル点iがLASTサンプル点として検出されたときに、サンプル点iの該当する抽出メモリ上のデータを読み出し、これを新たな書込データとして書込処理することを特徴とするレーダー装置及び類似装置での画像データ書込方法。 - 先行スイープθn 上の任意のサンプル点jと、先行スイープθn および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点jの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点jをFIRSTサンプル点として検出するFIRST検出ステップと、
先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを抽出メモリに記憶するステップと、
先行スイープθn 上の任意のサンプル点jがFIRSTサンプル点の場合は該サンプル点の新データを、FIRSTサンプル点でない場合は該サンプル点の新データと該サンプル点の対応する画素と同じ画素に対応するサンプル点の抽出メモリ上のデータのうちで一番大きい値のデータとを比較して大きい方のデータを選択して抽出メモリに書込むことにより、抽出メモリ上の各サンプル点のデータを最大値データとするMAX抽出ステップと、を備え、
LASTサンプル点検出時に該サンプル点の抽出メモリ上のデータを前記書込データステップの新たな書込データとして書込処理することを特徴とする、請求項10記載のレーダ装置及び類似装置での画像データ書込方法。 - 受信データを極座標から直交座標に座標変換して記憶する画像メモリと、
1周回毎に、画像メモリの記憶データと新たな書込データとを相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データ発生部と、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点iの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点iが対応画素へ最後にアクセスするLASTサンプル点であることを検出するLAST検出手段と、を備え、
前記書込データ発生部は、前記LAST検出手段が前記LASTサンプル点を検出したときに、該LASTサンプル点に対応する画素に対して前記相関処理を行うことを特徴とする、レーダー装置及び類似装置。
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