JP5398099B2 - レーダ探知装置 - Google Patents

Description

この発明は、レーダを用いた探知装置に関するものである。

従来、レーダにおいては、探知領域内の所定の範囲をより詳細に探知するために、探知領域内の指定箇所を拡大する、いわゆるズーム機能を有している。これは、拡大表示させるべき範囲の中心に十字型のカーソルを移動させ、その状態でズーム機能を実行させるキー操作を行うことによって、そのカーソル位置を中心としてレンジを変えて探知画像を拡大表示させるものである。

ところが、このような機能では、所定範囲を重点的に監視するためには有効であるが、ズーム機能を実行する前後で画面の表示内容の全体が切り替わって表示がなされるため、全体の探知領域内における拡大表示された範囲の相対的な位置関係が把握しにくいという問題があった。

そこで、本願の出願人は特開平９−４９８７４号にて監視領域全体の画像またはその一部の画像をそれぞれ独立に、画面内の複数の区画にそれぞれ表示できるようにした装置について出願している。

発明が解決しようとする課題

このように表示画面内の一部に所定範囲の拡大表示を行うようにした機能は、一般的に、レーダ探知領域内に存在する物標のうち、注目すべき物標を拡大表示して監視するために用いられるので、当然ながら、どの範囲を拡大するかをトラックボールなどの操作によって指定する必要があった。

また、物標と自船との相対的な動き方によっては、物標が拡大表示部からすぐにはみ出してしていまう、という不都合もあった。

この発明の目的は、上記拡大表示機能を利用する目的に合致させて、煩雑な操作を必要とせずに、注目すべき物標を、その拡大表示によって容易に監視できるようにしたレーダ探知装置を提供することにある。

発明が解決しようとする課題

【課題を解決するための手段】
この発明は、レーダ探知領域内に存在する物標などの画像を画面に表示する表示器を備えるレーダ探知装置において、
レーダの探知データから物標の位置を検出し、且つ自船に対する相対位置変化から相対運動量を求めて、物標の位置を捕捉・追尾し、さらにその物標を識別するための物標識別用情報を付加する捕捉追尾手段を備え、
前記表示器は、前記捕捉追尾手段によって捕捉・追尾されている物標の位置とその位置の近辺にその物標を識別するための物標識別用情報とを表示し、
さらに、前記捕捉追尾手段による捕捉・追尾中の物標のうち、所定の物標を前記表示器に表示されている前記物標識別用情報により指定する物標指定手段と、
前記探知データから生成される探知領域全体および前記物標識別用情報の画像を形成する手段とは別に、前記探知データおよび前記物標識別用情報から当該物標識別用情報で指定される物標の拡大画像を形成する手段を備え、前記物標指定手段からの前記物標識別用情報により指定された物標の位置を含む領域の拡大画像と前記探知領域全体および前記物標識別用情報の画像とをレーダ探知時に継続的に単一表示画面に同時に表示する表示手段とを備えて構成する。

これにより、あらかじめ注目すべき物標として捕捉追尾されている複数の物標の中から選択するという簡単な方法で、その物標およびその周辺の監視を容易に行えるようにする。

また、この発明は、前記物標の位置を中心とした領域を拡大表示する。これにより、指定物標の位置を中心として、その周囲の所定範囲を拡大表示する。

また、この発明は、前記物標指定手段により指定された物標の位置を、前記捕捉追尾手段による捕捉追尾により周期的に更新する。これにより、注目すべき物標が自船に対して相対変位しても、その物標およびその周辺の拡大表示範囲を常に表示させる。

また、この発明は、前記指定された物標が前記拡大表示部の端に達するまでは、拡大領域を固定し、前記物標が前記拡大表示部の端に達したときに、当該端から離れた位置に前記物標が表示されるように、前記拡大領域を変更する手段を備える。これにより、拡大表示されている物標の相対的な動きが分かり、且つ、拡大表示部から物標がはみ出るのを防止する。

この発明の第１の実施形態に係るレーダ探知装置の構成を図１〜図４を参照して説明する。この実施形態では、捕捉追尾手段を、例えばＡＲＰＡ（自動衝突予防援助装置）として説明する。
図１はレーダ探知装置のブロック図である。図１において空中線部１は、レーダアンテナと送受信部を備えている。ＡＤコンバータ２は、空中線部１からの送信トリガ信号に同期して、距離クロックのタイミングでビデオ信号をサンプリングするとともにディジタルデータに変換する。１次メモリ３は、１スイープ分のデータを蓄積する。描画アドレス発生回路４は、空中線部１からアンテナの方位信号および船首線信号を入力して、１次メモリ３の内容を極座標から直交座標へ変換するとともに表示メモリ５へ書き込むためのアドレス信号を発生する。セレクタ１６は表示メモリ５に対するアドレス信号の切り替えを行う。

ＡＲＰＡユニット８は、空中線部１から方位信号、船首線信号、トリガ信号、ビデオ信号をそれぞれ入力し、またジャイロコンパスなどから、船首方位である方位基準信号を入力して、レーダエコーから物標の位置を抽出、捕捉、追尾する。

ＣＰＵ９は、ＡＲＰＡユニット８によって捕捉・追尾されている物標の位置データを基に、その捕捉・追尾中の物標を示すマークを表示するためのデータをマーカ画面用メモリ１３に書き込む。セレクタ１８はマーカー画面用メモリ１３に対するアドレス信号の切り替えを行う。またＣＰＵ９は、トラックボールやタッチパネルなどの操作子１０の操作を読み取り、レンジの切り替えや表示モードの切り替えなど各種処理を行う。

拡大領域アドレス発生回路１４は表示メモリ５に書き込まれている表示データのうち拡大すべき領域のアドレスを順次発生する。拡大表示アドレス発生回路７は、拡大領域アドレス発生回路１４によってアドレス指定された表示メモリ５のデータを拡大表示領域用メモリ６のどの位置に書き込むかのアドレスを発生する。この拡大領域アドレス発生回路１４と拡大表示アドレス発生回路７のアドレス発生によって、表示メモリ５内の所定領域が拡大表示領域用メモリ６へ拡大コピーされる。なお、セレクタ１７は拡大表示領域用メモリ６に対するアドレス信号の切り替えを行う。

表示アドレス発生回路１５は、セレクタ１６を介して、表示メモリ５へ表示のために読み出すべきアドレス信号を発生し、セレクタ１７を介して拡大表示領域用メモリ６に対して表示のためのアドレス信号を発生し、同様に、セレクタ１８を介してマーカー画面用メモリ１３に対して表示のためのアドレス信号を発生する。

ビデオ合成回路１１は、表示メモリ５、拡大表示領域用メモリ６およびマーカ画面用メモリ１３からそれぞれ読み出されたデータを合成して、表示器１２へ表示信号として出力する。表示器１２は、この表示信号を基に１つの画面表示を行う。

図２はレーダ探知装置における表示器の表示画面の表示例を示す図である。図２の（Ａ）に示す状態は、ＡＲＰＡ機能により捕捉・追尾されている物標のうち、どの物標の付近を拡大するかを指定する状態である。ここで、Ａはレーダ探知領域全体の表示部、Ｔはそのレーダ探知領域中に表示されている１つのターゲットである。この例では、物標のエコーとともに、その物標を捕捉・追尾中であることを示す矩形マーク、物標番号およびその物標の移動方向と速度を示すベクトルである線分を物標マークとして表示している。Ｓは、どの物標を拡大表示するかを番号で指定するための区画（ウィンドウ）であり、その中に物標番号「１０」を指定した状態を表示している。

図２の（Ｂ）は、上記物標番号「１０」の指定を行った後の表示例である。ここで、Ｚは拡大表示部である。また、Ｃは拡大表示を行うべき拡大領域を示す円形のマークである。拡大表示部Ｚには、物標番号「１０」の物標のエコーが拡大表示されている。

次に、図１に示したＣＰＵ９の処理手順を、図３および図４に示すフローチャートを基に説明する。

図３は入力操作処理に関する処理手順である。まず、トラックボールやキー入力部などの操作子の操作を読み取る。この操作子の操作によって物標番号の指定のための操作が行われたなら、図２の（Ａ）に示したように、物標番号指定用表示部Ｓをウインドウ表示する。その後、操作子による物標番号の入力操作を読み取り、その番号を記憶する。図３における「その他の処理」では、拡大率の設定（選択）等を行う。

図４は、ＡＲＰＡ表示に関する処理と、指定物標付近の拡大表示に関する処理とについて示している。ＡＲＰＡ表示では、まずＡＲＰＡユニットより、現在捕捉・追尾中の各物標の位置データを読み取る。続いて、その現在捕捉・追尾中の物標位置に物標マークを表示する。この処理を繰り返すことによって、自船に対する各物標の相対位置変化に応じて物標マークの表示位置を移動させていく。

指定物標付近拡大表示処理では、まず、既に述べた操作子の操作によって指定された物標番号に応じて、該当する物標の位置を含む所定の拡大領域を求め、それを設定する。具体的には、図１に示した拡大領域アドレス発生回路１４に対して基準点と拡大率を設定する。続いて、拡大表示アドレス発生回路７の動作を有効にして、表示メモリ５内の拡大領域の内容を拡大表示領域用メモリ６へ拡大コピー方式で書き込む。これにより図２の（Ｂ）に示したように表示画面内の拡大表示部Ｚに指定物標の拡大表示を行う。その後、操作子の操作による指定物標の変更がなければ、その指定物標の現在位置に応じて再び拡大領域の設定を行う。以上の処理を繰り返すことによって、指定物標の相対移動があっても、常に指定物標の位置を含む領域を拡大表示部に表示させる。もし、操作子の操作による指定物標の変更があれば、その変更後の指定物標の位置に応じて拡大領域を求め、それを設定する。これにより、その変更後の指定物標について拡大表示を行う。

以上に示した例では、図１に示した表示メモリ５に一旦書き込まれた内容を拡大コピー方式で拡大表示領域用メモリ６へ書き写すものであったので、データ上での分解能は拡大によっても変化しない。しかし、表示メモリ５に書き込まれる縦横の画素数を、表示器１２の表示画面上のレゾリューションより予め細かく設定しておけば、レーダ探知領域表示部Ａより高分解能の画像を拡大表示部Ｓに表示させることができる。

次に、第２の実施形態に係るレーダ探知装置の構成を図５および図６を参照して説明する。
第１の実施形態では、拡大すべき物標を指定すれば、その物標が常に拡大表示部の中央に表示されるようにしたが、この第２の実施形態では、指定した物標が前記拡大表示部の端に達するまでは、拡大領域を固定し、物標が前記拡大表示部の端に達したときに、物標の位置が拡大表示部からはみ出ないように制御する。

図５は拡大表示部Ｚの表示変化の例を示している。初めに拡大すべき物標を指定すると、図２の（Ｂ）に示したように、その物標Ｔ′が拡大表示部Ｚの中央に表示されるが、その物標Ｔ′が拡大表示部Ｚの端に達するまでは、拡大領域を固定しておく。図５の（Ａ）に示すように、物標が拡大表示部Ｚの端に達したときに、図５の（Ｂ）のように、物標Ｔ′が拡大表示領域の中央に表示されるように、拡大領域を変化させる。または、（Ｃ）に示すように、はみ出そうとした端の反対側（拡大表示部Ｚの中心を対称点とする対称位置）に物標Ｔ′が表示されるように、拡大領域を変化させる。

図６は上記拡大表示のための処理手順を示すフローチャートである。
まず、既に述べた操作子の操作によって指定された物標番号に応じて、該当する物標の位置を含む所定の拡大領域を求め、それを設定する。具体的には、図１に示した拡大領域アドレス発生回路１４に対して基準点と拡大率を設定する。続いて、拡大表示アドレス発生回路７の動作を有効にして、表示メモリ５内の拡大領域の内容を拡大表示領域用メモリ６へ拡大コピー方式で書き込む。

その後、指定物標が拡大表示部Ｚの端に達するまでは、上記拡大領域の拡大コピーを繰り返し行う。すなわち、拡大領域を固定したままにする。指定物標が拡大表示部Ｚの端に達っすれば、拡大領域の再設定を行う。すなわち、図５の（Ｂ）または（Ｃ）に示したように、物標が拡大表示部Ｚの中央または上述した反対側の端部に表示されるように、拡大領域を設定する。

以上の処理を繰り返すことにより、物標が拡大表示部Ｚの端に達するまでは、拡大領域内を物標が移動するように表示され、物標が拡大表示部Ｚの端に達したときには、その物標が拡大表示領域の中央または反対側の端部に表示される、という動作を繰り返す。

なお、以上に示した第１・第２の実施形態では、１つの表示器の表示画面内の一部を拡大表示部としたが、レーダ探知領域全体の表示を行う表示器とは別に、拡大表示を行うための表示器を別に設けてもよい。

また、図１に示した表示メモリ５に一旦書き込まれた内容を拡大コピー方式で拡大表示領域用メモリ６へ書き写す、という方法以外に、空中線部から出力されるビデオ信号のサンプリング系以降を、通常表示のための信号処理と拡大表示のための信号処理とに分離して２系統にしてもよい。

さらに、レーダ探知画像の表示モードとしては、ヘッドアップモード、ノースアップモード、コースアップモード等があるが、レーダ探知領域全体の表示モードと、拡大領域部における表示モードとを独立に設定できるようにしてもよい。

発明の効果

この発明によれば、レーダの探知データから複数の物標の位置を検出し、且つ自船に対する相対位置変化から相対運動量を求めて、各物標の位置を捕捉・追尾する捕捉追尾手段と、前記捕捉追尾手段による捕捉・追尾中の物標のうち、所定の物標を指定する物標指定手段と、前記物標指定手段により指定された物標の位置を含む領域を前記画面内の一部の区画に拡大表示する手段とを備えたことにより、あらかじめ注目すべき物標として捕捉追尾されている複数の物標の中から選択するという簡単な方法で、その物標およびその周辺の監視を容易に行える。

また、この発明によれば、前記物標の位置を中心とした領域を拡大表示することにより、指定物標とその周囲の様子を確実に拡大表示することができる。

また、この発明によれば、前記物標指定手段により指定された物標の位置が、前記捕捉追尾手段による捕捉追尾により周期的に更新されることにより、注目すべき物標が自船に対して相対変位しても、その物標およびその周辺の拡大表示範囲が常に表示される。そのため、注目すべき物標が相対変位する毎に拡大領域を指定し直す必要がなく、継続的な監視が確実に行える。

また、この発明によれば、前記指定された物標が前記拡大表示部の端に達するまでは、拡大領域を固定し、前記物標が前記拡大表示部の端に達したときに、当該端から離れた位置に前記物標が表示されるように、前記拡大領域を変更する手段を備えたことにより、拡大表示部から物標がはみ出ることなく、拡大表示されている物標の相対的な動きが分かるようになる。

第１の実施形態に係るレーダ探知装置のブロック図 同レーダ探知装置の表示器における表示画面の表示例を示す図 同レーダ探知装置におけるＣＰＵの処理手順を示すフローチャート 同レーダ探知装置におけるＣＰＵの処理手順を示すフローチャート 第２の実施形態に係るレーダ探知装置の表示器における表示画面の表示例を示す図 同レーダ探知装置におけるＣＰＵの処理手順を示すフローチャート

Ａ−レーダ探知領域表示部
Ｃ−拡大領域
Ｚ−拡大表示部
Ｓ−物標番号指定用表示部
Ｔ−物標マーク

Claims (4)

1. レーダ探知領域内に存在する物標などの画像を画面に表示する表示器を備えるレーダ探知装置において、
   レーダの探知データから物標の位置を検出し、且つ自船に対する相対位置変化から相対運動量を求めて、物標の位置を捕捉・追尾し、さらにその物標を識別するための物標識別用情報を付加する捕捉追尾手段を備え、
   前記表示器は、前記捕捉追尾手段によって捕捉・追尾されている物標の位置とその位置の近辺にその物標を識別するための物標識別用情報とを表示し、
   さらに、前記捕捉追尾手段による捕捉・追尾中の物標のうち、所定の物標を前記表示器に表示されている前記物標識別用情報により指定する物標指定手段と、
   前記探知データから生成される探知領域全体および前記物標識別用情報の画像を形成する手段とは別に、前記探知データおよび前記物標識別用情報から当該物標識別用情報で指定される物標の拡大画像を形成する手段を備え、前記物標指定手段からの前記物標識別用情報により指定された物標の位置を含む領域の拡大画像と前記探知領域全体および前記物標識別用情報の画像とをレーダ探知時に継続的に単一表示画面に同時に表示する表示手段と、を備えたレーダ探知装置。
   
2. 前記表示手段は、前記物標の位置を中心とした領域を拡大表示するものである、請求項１に記載のレーダ探知装置。
   
3. 前記物標指定手段により指定された物標の位置は、前記捕捉追尾手段による捕捉追尾により周期的に更新されるものである請求項１または２に記載のレーダ探知装置。
   
4. 前記指定された物標が前記拡大表示部の端に達するまでは、拡大領域を固定し、前記物標が前記拡大表示部の端に達したときに、当該端から離れた位置に前記物標が表示されるように、前記拡大領域を変更する手段を備えた請求項１、２または３に記載のレーダ探知装置。

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