JP4216685B2 - レーダ装置および類似装置 - Google Patents

Description

物標探知領域に送信した信号の反射エコーを探知信号として受信して極座標系の探知データを生成して出力するレーダ装置および類似装置に関するものである。

従来、レーダ装置等の探知装置は、自船を中心とする全周囲方向に所定波形のパルス送信信号を連続して送信し、そのエコーをアンテナを回転させながら順次極座標系で受信する。そして、探知装置は、このエコーから探知信号を検出し、該探知信号をＡＤ変換して探知データを生成して表示器に出力する。表示器は、極座標系の探知データに基づきラスター走査方式等を用いて直交座標系の画素で形成された探知画像データを表示する。探知装置と表示器とでこのような処理を行うことにより、オペレータは自船の周囲の状況や物標の状況を常時監視することができる。

しかしながら、探知信号は連続的に受信されるので、この探知信号から生成される探知データの量は膨大となる。このような膨大な量のデータを外部からの影響を受けずに不具合なく処理するため、従来では探知装置と表示器とを容量の大きい伝送線路で接続したり、この伝送線路の距離を短くすることで対応してきた。

ところで、前述のように探知データは極座標系であり、探知画像データは直交座標系であるので、極座標系の探知データを直交座標系の探知画像データの各画素に変換する場合、極座標系の中心付近に対応する画素ほど同一画素内に多くの探知データが対応することとなる。しかしながら、一つの画素には少なくとも一つの探知データが対応すればよいので、極座標系の中心付近に対応する直交座標系の探知画像データの各画素では、当該画素に対応する探知データの代表データのみが存在すればよい。

このため、従来のレーダ装置では、探知画像データの各画素に対応する探知データで代表となるデータを生成し、このデータを除く各画素内の他のデータを削除することで、探知データ量を圧縮している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３２８１５９公報

ところで、近年では舶用機器であっても機器間を共通の通信回線で接続し、相互にデータを伝送することにより各機器間でのデータを共有したり、必要な情報を選択して表示したり、さらには異種のデータを同時に表示するシステムが実用化されている。このようなシステムの伝送系には汎用性の高いＬＡＮ等が用いられている。

レーダ装置等の探知装置では、前述のように連続してエコーを受信し、このエコーからなる探知信号を探知データに変換して伝送するので、伝送される探知データの量が多い。ところが、ＬＡＮ等の汎用の伝送線路では伝送量に限りがあり、また、前述のようなシステムを用いる場合、探知装置と表示器との距離が短いとは限らない。さらに、伝送線路は複数の機器間で共有されている。このため、レーダ装置等の単一の探知装置から表示器に伝送するデータ量は少ない方が望ましく、従来例に示したようなデータ量の圧縮のみにとどまらず、さらなるデータ量の圧縮が望まれる。さらに、情報を劣化させることなく圧縮し、表示器の表示性能を十分に発揮させることが望まれる。

この発明の目的は、探知データの有する情報を必要十分に伝達し、且つ送信するデータ量を圧縮して少なくすることができるレーダ装置および類似装置を提供することにある。

この発明は、物標探知領域に送信された信号のエコーをスイープを回転させながら受信し、該受信したエコーに基づいて極座標系の探知データを生成して出力するレーダ装置および類似装置において、
探知データをスイープ単位で順次記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されているスイープと次のスイープとのスイープの回転中心から同距離の点の探知データを比較して、探知データの同じ点がスイープ距離方向に連続する場合に、次のスイープの探知データの同じ点がスイープ距離方向に連続する最初の点に探知データに代わり同一探知データを有する点の連続数を与えることでスイープ距離方向の探知データ量を圧縮するスイープ方位方向圧縮手段と、を備えたことを特徴としている。

この構成では、スイープ方位方向圧縮手段は、隣り合うスイープ同士の回転中心から同距離位置の探知データを比較し、探知データ同士が同じ値であれば、後方スイープのデータとして、前方スイープの同距離位置の探知データと同じデータが連続する数を与える。例えば、図４に示すように、隣り合うスイープ同士で距離位置Ｌ５〜Ｌ７の探知データが同じであれば、両スイープのデータの全てに探知データをそれぞれ用いるのではなく、後方スイープのＬ５の位置に前方のスイープのＬ５〜Ｌ７位置とこのスイープのＬ５〜Ｌ７位置の探知データが同じであることを示す連続数を表すデータ「３」を与える。これにより、探知データ量が圧縮される。

また、この発明は、スイープ方位方向圧縮手段で圧縮を行った後、同一スイープ上の隣り合う探知データを比較して、同じ探知データが連続する場合に、探知データが連続する最初の点に探知データを与え、次の点に連続数を与えることで同一スイープ上の探知データを圧縮するスイープ距離方向圧縮手段を備えることを特徴としている。

この構成では、スイープ距離方向圧縮手段は、スイープ方位方向圧縮手段により圧縮されたスイープ上の探知データに対して、同一スイープ上の隣り合う探知データを比較し、同じ値であれば、最初の点の探知データはそのまま与え、次の点のデータには、同一探知データの距離方向の連続数を与える。例えば、図４に示すように、同一スイープ上の距離方向位置Ｌ２〜Ｌ４の探知データが「ｂ」で同じであれば、位置Ｌ２に探知データ「ｂ」を与え、これに続き、同じ探知データが２回続くことを示すデータ「２」を与える。これにより、スイープ方位方向圧縮手段で圧縮された探知データ量がさらに圧縮される。

また、この発明は、直交座標系の探知画像データを構成する各画素に最後にアクセスする点の探知データを、該当する画素内の複数の探知データに基づいた演算値に変換するとともに、画素に最後にアクセスする点の探知データを除く探知データを削除することでスイープ上の探知データ量を圧縮する画素内圧縮手段を備え、該画素内圧縮手段で圧縮したデータを記憶手段に記憶させることを特徴としている。

この構成では、画素内圧縮手段は、直交座標系の探知画像データの各画素に対して一つの探知データを対応させ、同画素内の他の探知データを削除する。削除したデータは、前回のデータと同一とみなされるので、スイープ方位方向圧縮と組み合わせて圧縮することも可能である。

また、この発明は、画素内圧縮手段で、探知画像データを構成する各画素に最後にアクセスする点の探知データと、該最後にアクセスする点を含むスイープ上に存在し、以降のスイープの距離方向に同一位置の探知データが同じ画素内に存在しない点の探知データとを残して、画素内に存在する他の探知データを削除することを特徴としている。

この構成では、探知画像データの画素に対応する、同一スイープ上で距離が異なる探知データを少なくとも２つ残すことで、探知データの圧縮量を意図的に低減させる。これは、極座標系の中心（スイープの回転中心）から離れた、スイープ間の距離が広い位置では、探知データを圧縮しすぎることにより、探知情報を正確に再現できなくなる可能性があるからである。このため、敢えて探知データの圧縮量を抑制し、探知情報を正確に再現できる程度の探知データ量に圧縮する。

また、この発明は、画素内圧縮手段で、スイープの回転中心付近は各画素に最後にアクセスする点の探知データのみを残し、スイープの回転中心から所定距離以上離れた位置は各画素に最後にアクセスする点の探知データと、該最後にアクセスする点を含むスイープ上に存在し、以降のスイープの距離方向に同一位置の探知データが同じ画素内に存在しない点の探知データとを残すことを特徴としている。

この構成では、直交座標系の探知画像データの各画素に対応する探知データ量が多く、スイープ間隔の短い極座標系の中心付近では画素に最後にアクセスした点の探知データのみを残し、送信する探知データ量を少なくする。一方、スイープ間隔が広い極座標系の中心から離れた位置では画素に最後にアクセスする点と同画素内のその直前にアクセスする点の探知データを残し、送信する探知データ量が必要以上に少なくなることを抑制する。これにより、これらの探知データを受信する表示器側で探知情報を再現するに必要十分な探知データ量が得られるとともに、必要以上に探知データ量が増加しない。

この発明のレーダ装置および類似装置によれば、スイープ距離方向に連続する同じ強度の探知データが存在する場合に全ての探知データを用いず、探知データと連続数とを用いて圧縮することができるので、出力する探知データ量を大幅に減らすことができる。また、連続するスイープでスイープ方位方向圧縮後のスイープ上の探知データ同士がスイープ距離方向に連続する場合に、後方スイープのデータに全て探知データを用いず、連続する探知データの開始位置と距離方向の連続数とを用いることで、さらに出力する探知データ量を大幅に減らすことができる。これらの圧縮の結果、送信するデータには表示器側での画質を劣化させることのない十分な情報が存在するので、探知信号に応じた探知画像を正確に表示することができる。すなわち、探知信号の有する情報を探知画像に必要十分に伝達し、且つ送信するデータ量を圧縮して少なくし得るレーダ装置および類似装置を構成することができる。

また、この発明のレーダ装置および類似装置によれば、スイープ回転中心付近では探知画像データの１つの画素に対応する探知データ数を１つにし、スイープ回転中心から離れた位置（周辺部）では探知画像データの１つの画素に対応する探知データ数を少なくとも２つにすることで、スイープ間隔の広い周辺部ではスイープ間を補間するデータの参照データの数が減ることを抑制し、スイープ間隔の狭い中心部付近では探知データ数が必要以上に多くなることを抑制することができる。

本発明の実施形態に係るレーダ装置について図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るレーダ装置の主要部を示すブロック図である。
レーダアンテナ１は、所定回転周期で水平面を回転しながら、所定送信周期でパルス状電波を外部に送信するとともに、探知領域内の物標で反射した電波信号（エコー）を極座標系で受信して、受信部２に出力する。また、レーダアンテナ１はアンテナ相対方位をＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部６に出力する。
受信部２は、レーダアンテナ１からのエコーを検波して増幅し、探知信号を生成してＡＤ変換部３に出力する。
ＡＤ変換部３は、このアナログ形式で極座標系の探知信号をＡ／Ｄ変換して探知データを生成し、探知レンジに応じた書込クロックに応じてスイープメモリ４に出力する。
スイープメモリ４は、１スイープ分の探知データを実時間で記憶し、次の送信により得られるスイープの探知データが再び書き込まれるまでに、この１スイープ分の探知データをＭＡＸ抽出部７に出力する。この動作は書込クロックおよび読出クロックに応じて行われ、書込クロックが入力状態にある時にスイープメモリ４への探知データの書込が行われ、読み出しクロックが入力状態にある時にスイープメモリ４に記憶されている探知データを読み出してＭＡＸ抽出部７に出力する。
セレクタ５は、前述の書込クロックと読出クロックとを入力して、所定のタイミングで選択してスイープメモリ４に出力する。
ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部６は、アンテナ相対方位を入力し、スイープメモリ４から読み出すデータの距離方向に１：１で対応する各画素に極座標系の探知データが最初にアクセスする点（ＦＩＲＳＴ点）、最後にアクセスする点（ＬＡＳＴ点）、およびＬＡＳＴ点の直前にアクセスする点（準ＬＡＳＴ点）を検出する。そして、ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部６は、ＦＩＲＳＴ点にアクセスするタイミングを表すＦＩＳＲＴ信号、ＬＡＳＴ点にアクセスするタイミングを表すＬＡＳＴ信号、および準ＬＡＳＴ点にアクセスするタイミングを表す準ＬＡＳＴ信号を生成し、ＦＩＲＳＴ信号をＭＡＸ抽出部７に出力し、ＬＡＳＴ信号および準ＬＡＳＴ信号をセレクタ８に出力する。また、ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部６はアンテナ相対方位をセレクタ１１に出力する。
ここで、ＦＩＲＳＴ点、ＬＡＳＴ点、および準ＬＡＳＴ点の検出方法を図２を用いて説明する。図２は、極座標系の探知データと直交座標系の探知画像データの各画素との関係を表した図であり、各丸印ｍａ〜ｍｃ，ｎａ〜ｎｃ，ｐａ〜ｐｃ，ｑａ〜ｑｃ，ｒａ〜ｒｃは探知データを表し、碁盤目状に区切られた各正方形部は探知画像データの画素を表す。また、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃはそれぞれ極座標系の中心を中心点とする同心円、すなわち極座標系の中心からの距離を表し、θｍ，θｎ，θｐ，θｑ，θｒはスイープ方位（アンテナ相対方位）を表す。

ここで、破線ハッチングされた画素ＡについてＦＩＲＳＴ点、ＬＡＳＴ点、および準ＬＡＳＴ点を検出する場合について説明する。

ＦＩＲＳＴ点とは次の条件を満たす点を示す。この条件とは、注目する点が同じスイープ上に存在する各探知データの点のなかで初めて該当する画素にアクセスし、且つ以前のスイープ上に存在する点が該当する画素にアクセスしていない場合である。例えば、図２に示すように、画素Ａにスイープ方位θｎのスイープ（以下、単に「スイープθｎ」という。）がアクセスする場合、探知データ点ｎａ，ｎｂ（図２における黒丸印）の順にアクセスする。スイープθｎの直前のスイープ方位θｍのスイープ（以下、単に「スイープθｍ」という。）は画素Ａにアクセスしていないので、探知データ点ｎａがＦＩＲＳＴ点となり、この探知データ点ｎａが画素ＡにアクセスするタイミングがＦＩＲＳＴ信号として出力される。

ＬＡＳＴ点とは、次の条件を満たす点を示す。この条件とは、注目する点が同じスイープ上に存在する各探知データの点のなかで該当する画素に最後にアクセスし、且つ次のスイープ上に存在する点が該当する画素にアクセスしていない場合である。例えば、図２に示すように、画素Ａにスイープ方位θｐのスイープ（以下、単に「スイープθｐ」という。）がアクセスする場合、探知データ点ｐａ，ｐｂの順にアクセスする。スイープθｐの次のスイープ方位θｑのスイープ（以下、単に「スイープθｑ」という。）は画素Ａにアクセスしていないので、探知データ点ｐｂがＬＡＳＴ点となり、この探知データ点ｐｂが画素ＡにアクセスするタイミングがＬＡＳＴ信号として出力される。

準ＬＡＳＴ点とは、次の条件を満たす点を示す。この条件とは、注目する点が同じスイープ上に存在する各探知データの点のなかで該当する画素に最後にアクセスした点（ＬＡＳＴ点）以外でアクセスし、且つ次のスイープ上に存在する点が該当する画素にアクセスしていない場合である。例えば、図２に示すように、画素Ａにスイープθｐがアクセスする場合、探知データ点ｐａ，ｐｂの順にアクセスする。スイープθｑは画素Ａにアクセスしていないので、探知データ点ｐａが準ＬＡＳＴ点となり、この探知データ点ｐａが画素Ａにアクセスするタイミングが準ＬＡＳＴ信号として出力される。なお、以下の説明では、ＬＡＳＴ信号のみを用いた場合について示す。

ＭＡＸ抽出部７は、１スイープ上の各探知データに対応する容量の抽出メモリ７１が備えられており、前記ＦＩＲＳＴ信号のタイミングで、スイープメモリ４から読み出された探知データを抽出メモリ７１に書き込み、ＦＩＲＳＴ信号のタイミング以外の期間で、スイープメモリ４から読み出された、該当する画素に対応する探知データと抽出メモリ７１に記憶されている探知データとを比較して最大値を検出して再度抽出メモリ７１に書き込む。そして、ＬＡＳＴ信号のタイミングでセレクタ８から最大値の探知データ（ＭＡＸデータ）が出力される。

このような処理を行うことで、該当する画素に複数の探知データが対応する場合に、ＬＡＳＴ信号のタイミングでのみ探知データがＬＡＳＴ圧縮データとして出力されるので、全ての探知データを出力するよりも探知データの数が少なくなる。すなわち、スイープ上の探知データ量が圧縮される。

セレクタ８は、ＬＡＳＴ信号のタイミングでＭＡＸ抽出部７で抽出された該当する画素に対するＭＡＸデータ（ＬＡＳＴ圧縮データ）を選択して、リファレンスメモリ９に出力し、ＬＡＳＴ信号のタイミング以外でリファレンスメモリ９に記憶されている探知データを選択して、再度リファレンスメモリ９に出力する。

リファレンスメモリ９は、極座標系の中心からの距離をアドレスにして、１スイープ分の探知データを記憶する容量を備えるメモリであり、セレクタ８から出力される探知データ（ＭＡＸデータ）を記憶する。ここで、各アドレスへのアクセスは、まず、リファレンスメモリ９から記憶されている探知データをセレクタ８に読み出した後、セレクタ８からリファレンスメモリ９に書き込みを行うタイミングで行われる。すなわち、一旦リファレンスメモリ９から読み出された探知データはセレクタ８に全て入力され、ＬＡＳＴ信号のタイミングでセレクタ８にＭＡＸ抽出部７からのＭＡＸデータが入力されると、これをリファレンスメモリ９に書き込み、ＬＡＳＴ信号のタイミング以外でセレクタ８がリファレンスメモリ９から読み込んだ探知データを再度リファレンスメモリ９に書き込む。

これにより、リファレンスメモリ９の各アドレスに最新のＬＡＳＴ信号のタイミングの探知データ（ＬＡＳＴ圧縮データ）、この例の場合、該当する画素内でＭＡＸデータを保持することができる。ここで、これらＭＡＸ抽出部７、セレクタ８、およびリファレンスメモリ９が本発明の「画素内圧縮手段」に相当する。

ＲＬ圧縮部１０は、今回のスイープの探知データであるリファレンスメモリ９に書き込まれる探知データ（以下、「リファレンスメモリ書込データ」という。）と前回迄のスイープの探知データであるリファレンスメモリ９から読み出した探知データ（以下、「リファレンスメモリ読出データ」という。）とを用いて、入力される圧縮モード選択データに応じて、次に示す方法でランレングス圧縮処理を行い、セレクタ１１に出力する。ここで、圧縮モード選択データとは、ＲＬ圧縮部１０で行う圧縮の種類を選択するためのデータであり、同一スイープ上の連続する同一探知データに対してランレングス圧縮処理を行うモード（以下、単に「１段ランレングス圧縮モード」という。）と、隣り合うスイープ間で探知データが連続して一致する場合にランレングス圧縮処理を行った後に、前記同一スイープ上の連続する同一探知データに対してランレングス圧縮処理を行うモード（以下、単に「２段ランレングス圧縮モード」という。）とを選択させる。ここで、隣り合うスイープ間で探知データが連続して一致する場合に行うランレングス圧縮処理をスイープ方位方向圧縮処理といい、同一スイープ上の探知データに対して行うランレングス圧縮処理をスイープ距離方向圧縮処理という。このＲＬ圧縮部１０が、本発明の「スイープ方位方向圧縮手段」および「スイープ距離方向圧縮手段」に相当する。

図３は、ＲＬ圧縮部１０の主要部を表すブロック図である。なお、以下の説明では、２段ランレングス圧縮モードを用いた場合について説明する。

比較器１０１はリファレンス読出データＡ（前回送信バッファに書き込まれたスイープ上の探知データ）と、リファレンス書込データＢ（今回送信バッファに出力されるスイープ上の探知データ）とを入力し、隣り合う２つのスイープで中心から同一距離位置の探知データが同じ（Ａ＝Ｂ）であれば、検出信号「１」をＡＮＤゲート１０４に出力する。
ＡＮＤゲート１０４は、入力される圧縮モード選択データに応じて、カウンタ１０７の動作を制御する信号を出力する。ここで、圧縮モード選択データとして２段ランレングス圧縮モードが入力され、且つ比較器１０１から検出信号「１」が入力されれば、カウンタ１０７にカウント許可信号「１」を出力する。なお、ここで圧縮モード選択データとして１段ランレングス圧縮モードが入力されると、比較器１０１からの検出信号の有無に関わらずカウンタ１０７にカウント許可信号を出力しない。すなわち、カウンタ１０７のカウント禁止を制御する。

カウンタ１０７は、ＡＮＤゲート１０４からカウント許可信号「１」が入力されると、最初にカウント値を「１」にプリセットし、その後、２つのスイープ上の同一距離位置で同じ探知データが連続する回数をカウントアップする。そして、このカウントアップと同時に、後段の各ブロックを介して送信バッファ１２にカウント値を書き込み、連続する同一探知データが終了し、カウントが終了すると、送信バッファ１２のアドレスを「＋１」する。なお、カウント値が送信バッファ１２の１つのアドレスに割り当てられた最大のカウント値を越える場合は、カウンタ１０７はカウント値を「１」にプリセットするとともに、送信バッファ１２のアドレスを「＋１」し、カウント値を書き込む。このような処理を行うことで、送信バッファ１２の所定アドレスには最終的なカウント値が書き込まれる。

シフトレジスタ１０３は、リファレンスメモリ書込データＢをスイープ距離方向の単位距離分遅延させた遅延データＣを生成して比較器１０２に出力する。
比較器１０２は、リファレンス書込データＢと遅延データＣとを入力し、同一スイープ上の隣り合う位置の探知データ同士が同じ（Ｂ＝Ｃ）であれば、検出信号「１」をＡＮＤゲート１０５，１０６に出力する。
ＡＮＤゲート１０５は、ＡＮＤゲート１０４からの信号が反転入力される、すなわち、隣り合うスイープ間の同一距離位置の探知データ同士が異なることを表すデータが入力されるとともに、比較器１０２から検出信号「１」が入力されると、カウント許可信号「１」をカウンタ１０８に出力する。

カウンタ１０８は、ＡＮＤゲート１０５からカウント許可信号「１」が入力されると、同一スイープ上の等しい探知データの最初の点に対応してカウント値を「０」にプリセットし、その後同一スイープ上で同じ探知データが連続する回数をカウントアップする。そして、このカウントアップと同時に、後段の各ブロックを介して送信バッファ１２にカウント値を書き込み、連続する同一探知データが終了し、カウントが終了すると、送信バッファ１２のアドレスを「＋１」する。なお、カウント値が送信バッファ１２の１つのアドレスに割り当てられた最大のカウント値を越える場合は、カウンタ１０８はカウント値を「１」にプリセットするとともに、送信バッファ１２のアドレスを「＋１」し、カウント値を書き込む。このような処理を行うことで、送信バッファ１２の所定アドレスには最終的なカウント値が書き込まれる。

ＡＮＤゲート１０６は、ＡＮＤゲート１０４からの信号の反転入力、すなわち、隣り合うスイープ間の同一距離位置の探知データ同士が異なることを表すデータが入力されるとともに、比較器１０２から検出信号「１」の反転入力、すなわち同一スイープ上の隣り合う探知データが異なることを表す信号が入力されると、セレクタ１１２に探知データをそのまま出力させるための選択信号「１」を出力する。

セレクタ１０９は、カウンタ１０７から出力されるカウント値と、カウンタ１０８から出力されるカウント値とを入力し、ＡＮＤゲート１０４からの出力信号に応じて、隣り合うスイープの同一距離位置の探知データが同じ場合にカウンタ１０７からのカウント値を出力し、それ以外の場合にはカウンタ１０８からのカウント値を出力する。

識別コード付加部１１０は、ＡＮＤゲート１０４からの出力信号に応じて、カウンタ１０７からのカウント値が入力されれば、このカウント値が隣り合うスイープ同士で同一距離位置の探知データが連続して同じになる回数を与える値であることを表す識別データを付加し、カウンタ１０８からのカウント値が入力されれば、このカウント値が同一スイープ上で同じ探知データが連続する回数を与える値であることを表す識別データを付加して、セレクタ１１２に出力する。

識別コード付加部１１１は、リファレンスメモリ書込データＢを入力し、このデータが探知データそのものであることを表す識別データを付加してセレクタ１１２に出力する。

セレクタ１１２は、セレクタ１０９から出力され、所定の識別データが付加されたカウント値と、所定の識別データが付加されたリファレンスメモリ書込データとを入力し、ＡＮＤゲート１０６から入力される選択信号に応じて、隣り合うスイープ同士で同一距離に存在する探知データが異なり、且つ同一スイープ上に隣り合う探知データが異なる場合、リファレンスメモリ書込データＢを選択し、それ以外の場合にセクタ１０９から入力されるカウント値を選択して圧縮探知データとして出力する。

なお、前述の説明では、２段ランレングス圧縮時の動作について説明した。一方、１段ランレングス圧縮の場合には、カウンタ１０７は動作せず、セレクタ１０９にはカウンタ１０８からの出力のみが入力される。この場合には同一スイープ上で同じ探知データが連続する場合にのみ圧縮が行われる。

セレクタ１１は、ＲＬ圧縮部１０から出力される、探知データおよびカウント値からなる圧縮探知データ、送信データ形成時のスイープ方位であるアンテナ相対方位を入力して送信順序を整理し、送信バッファ１２に所定形式で出力する。この際、送信バッファ１２に複数のスイープを同時に書き込む場合には、スイープ本数データをも入力し、同様に所定形式で送信バッファ１２に出力する。

送信バッファ１２は、１回分の送信データを格納する容量を備えるメモリであり、セレクタ１１からの所定量のデータを順次書き込んで所定時間に亘り格納した後、これらのデータを読み出し外部に送信する。これにより、送信データの作成処理と外部への送信処理との時間の調停を行う。なお、送信バッファ１２から出力される送信データの送信先は単一の表示器でも、複数の表示器でもよい。すなわち、単一の表示器にのみ送信データを送信しても、複数の表示器に同時に送信データを送信してもよい。

次に、前述のレーダ装置を用いて形成される圧縮探知データを、データ構成図に基づいて説明する。
図４、図５は、ＲＬ圧縮部１０での探知データのデータ構成図である。
ＲＬ圧縮部１０は、前回スイープの探知データ（リファレンスメモリ読出データ）Ａと、今回スイープの探知データ（リファレンスメモリ書込データ）Ｂとを入力して、隣り合う２つのスイープで中心から同一距離位置で同強度の探知データを検出し、前述のスイープ方位方向圧縮処理を行う。ここで、スイープ方位方向圧縮処理とは、スイープ方位方向に隣り合う探知データが同じで、これが連続する場合に、該当スイープ上の連続する探知データ群を同じ探知データの連続数（カウント値）に変換する処理である（ランレングス処理）。例えば、図４では、Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７の位置の探知データが２つのスイープで一致する。このように探知データが一致した場合、ＲＬ圧縮部１０はこの連続数をカウントし、前記Ｌ５〜Ｌ７の位置の探知データ「ｃ，ｃ，ａ」に代えてカウント値「３」を出力する。このようにスイープ方位方向圧縮処理を行った時点で、今回スイープは、極座標系の中心側から順に探知データ「ａ」，「ｂ」，「ｂ」，「ｂ」、カウント値「３」、探知データ「ｃ」，「ｃ」となる。

次に、ＲＬ圧縮部１０は、前記スイープ方位方向圧縮処理が行われた今回スイープに対して、前述のスイープ距離方向圧縮処理を行う。ここで、スイープ距離方向圧縮処理とは、スイープ上に隣り合う探知データ同士が同じであり、これが連続する場合に、連続数をカウントし、同一探知データの連続開始点のみ探知データを出力し、次に探知データの連続数に相当するカウント値を出力する処理である（ランレングス処理）。例えば、図４では、スイープ方位方向圧縮処理が行われた後の今回スイープにおいて、Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の位置の探知データは「ｂ」であり、Ｌ８，Ｌ９の位置の探知データは「ｃ」である。この場合、ＲＬ圧縮部１０はこの連続数をカウントし、Ｌ２の位置に探知データ「ｂ」を、これに続きカウント値「２」を出力する。そして、Ｌ８の位置（スイープ方位方向圧縮処理後でＬ５の位置）に探知データ「ｃ」を、これに続きカウント値「１」を出力する。

この時点で、今回スイープは、極座標系の中心側から順に探知データ「ａ」，「ｂ」、カウント値「２」，「３」、探知データ「ｃ」、カウント値「１」となる。

このような処理を行うことで、例えば、図４の場合では、今回スイープそのままの時には９つの探知データであってのが、２段階の圧縮処理を行うことで、３つの探知データと３つのカウント値、すなわち、６つのデータに圧縮される。この圧縮処理されたデータは、表示器側で前述の逆の処理を行うことで、元の探知データを容易に再現することができる。

なお、図６に示すデータ構成図は、Ｌ１〜Ｌ７の位置までは図４と同じであり、Ｌ８，Ｌ９の位置の探知データが違うものである。具体的には、前回スイープのＬ８，Ｌ９位置の探知データが「ａ，ａ」から「ｃ，ｃ」に代わり、今回スイープのＬ８，Ｌ９位置の探知データが「ｃ，ｃ」から「ａ，ａ」に代わったものである。この場合、今回スイープはＬ７〜Ｌ９の位置が同じ探知データ「ａ」となる。ここで、Ｌ７の探知データは前回スイープと同じであるので、スイープ方位方向圧縮後にはＬ７の探知データは存在せずカウント値の中に含まれる。この状態でスイープ距離方向圧縮を行うと、Ｌ７〜Ｌ９位置では同一スイープ上で連続する探知データの最初のデータがカウント値に変換されているため、探知データ「ａ」の出力はされず、カウント値「２」のみが出力される。このような変換を行っても、表示器側では、スイープ方位方向圧縮の解凍を先に行うことで、元のスイープの探知データを完全に再現することができる。

次に、送信バッファ１２から出力されるデータの構成について、図５を参照して説明する。
図５は、図４に示したデータを送信バッファから出力する際のデータの構成図である。なお、本図は送信データを８ビット単位で送る場合のデータ構成図である。
送信バッファ１２は、順次書き込まれるデータにアドレス付けをして、表示器等の外部装置に送信する。ここで、各アドレスに対して８ビットが割り当てられており、図６の例では、上位６ビットを探知データやカウント値を記憶するデータビットに設定し、下位２ビットを識別ビットとしている。この識別ビットは前述のＲＬ圧縮処理部１０の識別コード付加部１１０，１１１にて探知データやカウント値に付加されるものである。
ここで、図６の例での識別コードの内容を表１に示す。

表１に示すように識別コード「００」は探知データを示し、識別コード「０１」はスイープ距離方向圧縮処理により得られるカウント値を示し、識別コード「１０」はスイープ方位方向圧縮処理により得られるカウント値を示す。

このような構成とすることで、図の例では、アドレス「０」には上位６ビットに探知データ「ａ」が書き込まれ、下位２ビットに探知データを示す識別ビット「００」が書き込まれる。また、アドレス「２」には上位６ビットにカウント値「２」が書き込まれ、下位２ビットにスイープ距離方向圧縮処理により得られるカウント値を示す識別ビット「０１」が書き込まれる。また、アドレス「３」には上位６ビットにカウント値「３」が書き込まれ、下位２ビットにスイープ方位方向圧縮処理により得られるカウント値を示す識別ビット「１０」が書き込まれる。

このように、各アドレスのデータをデータビットと識別ビットとで構成することで、表示器側（受信器側）では、受信したデータがどのようなデータであるかを識別することができる。そして、このデータを解析することで、圧縮前のスイープを復元することができる。すなわち、送信時に探知データ量を圧縮しても、表示器では元の探知データの情報を再現することができる。

以上のような構成を用いることにより、探知信号に基づく探知データの情報量を必要十分に備えながら、且つ送信データ量を抑制することができる。

なお、前述の説明では、ＬＡＳＴ信号のタイミングを用いて、探知データを出力する例を示した。しかし、ＬＡＳＴ信号とともに準ＬＡＳＴ信号を用いて探知データを出力する場合についても前述の構成を適用することができる。この場合、ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部６からは、ＬＡＳＴ信号ともに準ＬＡＳＴ信号が出力され、セレクタ８はこの２つの信号に応じてリファレンスメモリ９に書き込みを行う。

この構成を用いることで、ＬＡＳＴ点の探知データのみを用いることによる、スイープ間距離が広くなる周辺部での探知データ量の不足を抑制することができる。すなわち、ＬＡＳＴ点の探知データだけでは探知情報量が不足し、表示器側の画質が劣化することを防止することができる。これは、準ＬＡＳＴ点の探知データを追加することにより、表示器側で描画に使用する探知画像データに対する参照点を増やすことができるためであり、これにより表示器に表示される画質の劣化を防止することができる。

さらに、極座標系の中心付近ではＬＡＳＴ信号のみを使用し、極座標系の中心から所定距離離れた周辺部ではＬＡＳＴ信号と準ＬＡＳＴ信号とを使用して前述の処理を行ってもよい。この場合、ＬＡＳＴ信号のみの処理とＬＡＳＴ信号＋準ＬＡＳＴ信号の処理との切り換えのタイミングは、例えば、スイープ距離方向に同一位置にある隣り合うスイープ上の探知データ間が所定画素以上離れた時点で設定する。

この処理を行うことで、スイープ間隔の短い極座標系の中心付近では探知データ量を抑制し、スイープ間隔の広い周辺部では探知画像データを必要十分に再現できる量の探知データを確保することができる。これにより、送信データ量を抑えながらも、より正確、精細に探知データを表示器側で再現させることができる。

なお、前述の実施形態では、２段ランレングス圧縮と１段ランレングス圧縮とを選択して実行しているが、これらを併用してもよい。すなわち、通常は２段ランレングス圧縮を実行し、所定周期毎に１段ランレングス圧縮を実行するようにしてもよい。距離方向圧縮の場合は、該当するスイープ上のデータのみで元の探知データを再現できるので、この処理を行うことで、送信途中で外的要因等でスイープが欠落しても、１段ランレングス圧縮のスイープの探知データから再度復元することができる。これにより、スイープの欠落による表示器側の不具合の影響を極力抑えることができる。

また、前述の実施形態では、スイープ方位方向圧縮処理を行った後にスイープ距離方向圧縮処理を行ったが、これらの順を逆にして、スイープ距離方向圧縮処理を行った後にスイープ方位方向圧縮処理を行ってもよい。

また、前述の実施形態では、画素内圧縮処理を行った後にスイープ方位方向圧縮処理およびスイープ距離方向圧縮処理を行ったが、画素内圧縮処理を行わず、スイープ方位方向圧縮処理とスイープ距離方向圧縮処理とを行った探知データを出力してもよい。この場合、スイープ方位方向に隣り合う探知データ同士は同じ値であることが通常多いため、これらの処理だけでも探知データの圧縮を十分に行うことができる。

また、前述の実施形態では、レーダ装置について説明したが、極座標系の探知データを出力する装置であれば、前述の構成を適用することができ、前述の効果を奏することができる。

本発明のレーダ装置の主要部を表すブロック図 極座標系の探知データと直交座標系の探知画像データの各画素との関係を表した図 ＲＬ圧縮部１０の主要部を表すブロック図 ＲＬ圧縮部１０での探知データのデータ構成図 図４に示したデータを送信バッファから出力する際のデータの構成図 ＲＬ圧縮部１０での探知データの他のデータ構成図

符号の説明

１−アンテナ
２−受信部
３−ＡＤ変換部
４−スイープメモリ
５，８，１１−セレクタ
６−ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部
７−ＭＡＸ抽出部
７１−抽出メモリ
９−リファレンスメモリ
１０−ＲＬ圧縮部
１２−送信バッファ
１０１，１０２−比較器
１０３−シフトレジスタ
１０４，１０５，１０６−ＡＮＤゲート
１０７，１０８−カウンタ
１０９，１１２−セレクタ
１１０，１１１−識別コード付加部

Claims (6)

1. 物標探知領域に送信された信号のエコーをアンテナを回転させながら受信し、該受信したエコーに基づいて極座標系の探知データを生成して出力するレーダ装置および類似装置において、
   前記探知データをスイープ単位で順次記憶する記憶手段と、
   該記憶手段に記憶されているスイープと次のスイープとのスイープの回転中心から同距離の点の探知データを比較して、探知データの同じ点がスイープ距離方向に連続する場合に、前記次のスイープの前記探知データの同じ点がスイープ距離方向に連続する最初の点に探知データに代わり同一探知データを有する点の連続数を与えることでスイープ距離方向の探知データ量を圧縮するスイープ方位方向圧縮手段と、を備えることを特徴とするレーダ装置および類似装置。
2. 前記スイープ方位方向圧縮手段で圧縮を行った後の同一スイープ上の隣り合う探知データを比較して、同じ探知データが連続する場合に、探知データが連続する最初の点に探知データを与え、次の点に連続数を与えることで同一スイープ上の探知データを圧縮するスイープ距離方向圧縮手段を備える請求項１に記載のレーダ装置および類似装置。
3. 前記スイープ距離方向圧縮手段は、
   スイープ方位方向の圧縮処理における連続数に含まれる探知データが、その後のスイープ距離方向の圧縮処理に利用する前記探知データが連続する最初の点の探知データに該当した場合に、前記スイープ方位方向の連続数が与えられた探知データに続くスイープ距離方向の次の探知データに代わり前記スイープ距離方向の連続数を与える、請求項２に記載のレーダ装置および類似装置。
4. 直交座標系の探知画像データを構成する各画素に最後にアクセスする点の探知データを、該当する画素内の複数の探知データに基づいた演算値に変換するとともに、前記最後にアクセスする点の探知データを除く探知データを削除することでスイープ上の探知データ量を圧縮する画素内圧縮手段を備え、
   該画素内圧縮手段で圧縮したデータを前記記憶手段に記憶させる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレーダ装置および類似装置。
5. 前記画素内圧縮手段は、
   前記探知画像データを構成する各画素に最後にアクセスする点の探知データと、該最後にアクセスする点を含むスイープ上に存在し、以降のスイープの距離方向に同一位置の探知データが同じ画素内に存在しない点の探知データとを残して、画素内に存在する他の探知データを削除する請求項４に記載のレーダ装置および類似装置。
6. 前記画素内圧縮手段は、
   前記スイープの回転中心付近では、前記各画素に最後にアクセスする点の探知データのみを残し、前記スイープの回転中心から所定距離以上離れた位置では、前記各画素に最後にアクセスする点の探知データと、該最後にアクセスする点を含むスイープ上に存在し、以降のスイープの距離方向に同一位置の探知データが同じ画素内に存在しない点の探知データとを残す請求項５に記載のレーダ装置および類似装置。

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