JPH02194788A - 光学映像の平面位置表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は撮像体により得られる周囲景色を平面位置表
示させる光学映像の平面位置表示装置に関する。

（ｂ）従来の技術 レーダ映像とテレビカメラなどの撮像体により得られる
光学映像を共に表示する装置として出願人が先に提案し
ているものがある（特開昭５５−１３８７１号）、これ
はレーダ映像中の所望する物標の方位にテレビカメラを
連動的に向けることにより物標方位を光学映像として観
察するものである。

また出願人は、テレビカメラなどの撮像体をレーダアン
テナとともに水平方向に回転させ、広範囲方向にわたっ
て撮像した画像を一旦記憶し、これを光学映像としてレ
ーダ映像とともにもしくは独立にＣＲＴなどに表示する
装置を提案している（Ｃ）発明が解決しようとする課題 後者の装置は一度に広範囲方向を観察することができる
特徴を備えているが、レーダアンテナとともに撮像体を
水平方向に回転させることによって広範囲方向（全周）
を撮像するものであるため、例えば全周分の撮像を行う
のに２〜３秒必要とする。またこのことにより船の動揺
などにより水平線がふらつくこともある。さらに、回転
する撮像体に対する電力供給および映像信号の取り出し
のための特別な機構や回路上の工夫が必要であった。

この発明の目的はテレビカメラなどの撮像体を回転させ
ることなく、広範囲方向を略等分割する複数の区画を複
数の撮像体を用いて各々撮像するように構成することに
よって前述の問題点を解消した、光学映像の平面位置表
示装置を提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明の光学映像の平面位置表示装置は、水平面の広
範囲方向を略等分割する複数の区画を各々撮像する撮像
体と、 これらの撮像体より出力される映像信号を画像データと
して各々１画面分記憶する画像メモリと前記画像メモリ
に対する画像データの書き込み時または読み出し時に撮
像体の撮像範囲内の各画像データを扇形状またはドーナ
ツの等分割形状の範囲内に対応させる座標変換手段と、 座標変換された各撮像範囲の画像データを１つの表示装
置に対する表示信号に統合する表示制御手段とを設けた
ことを特徴としている。

（ｅ）作用 この発明の光学映像平面位置表示装置においては、複数
の撮像体が水平面の広範囲方向を略等分割する複数の区
画を撮像し、画像メモリは複数の撮像体より出力される
映像信号を画像データとして記憶する。座標変換手段は
前記画像メモリに対する画像データの書き込み時または
読み出し時に、撮像体の撮像範囲内の各画像データを扇
形状またはドーナツの等分割形状の範囲内に対応するよ
う座標変換を行う。さらに表示制御手段は座標変換され
た各撮像範囲の画像データを１つの表示装置に対する表
示信号として表示装置へ与える。

例えば撮像体として、第１図に示すように８台のテレビ
カメラ５７ａ〜５７ｈを４５度間隔で全周方向を撮像す
るように配置する。各テレビカメラは第２図に示すよう
に、それぞれ水平方向に４５度より多少広い画角を撮像
することによって、一部オーバーラップさせつつ８台の
テレビカメラによって３６０度の映像を撮像する。

８個のテレビカメラによる映像を正確に合わせて繋ぎ目
のない全周の映像を作り出すためには次に述べるように
座標変換を行う。

第２図および第３図に示す丸印はボールに取りつけた目
印である。第３図は１本のボールに取りつけた２つの目
印と１台のテレビカメラの垂直位置関係を示している。

２つの目印を取りつけた８本のボールａ　／％−ｈは第
２図に示すように撮像体の中心から同一円周上の平らな
地面上に４５度の間隔で立てられ、且つテレビカメラ５
７ａはボールａとｂの中央方向を向いている。その他の
カメラも２つのボールの中央方向を向いているものとす
る。テレビカメラ５７ａの撮像範囲が第４図に示す内容
であれば、この画像内のボールａの下部の目印ａｄとボ
ールｂの上部の目印ｂｕの位置（Ｈａｄ、Ｖａｄ）およ
び（Ｈｂ　ｕ、　Ｖ　ｂ　ｕ）の点が第５図に示すよう
にドーナツの等分割形状における隣接する区画との境界
線上の、ａ’ｄおよびｂＵに位置するように座標変換を
行う。

この時の座標変換式は次式で表される。

ｈ＝ｆ　ａ　（Ｈ，Ｖ）　　　　　　　　・・１１）Ｖ
−ｇａ　　（Ｈ，Ｖ）　　　　　　　　・・・（２）こ
こでＨ，Ｖは撮像画面上の座標、ｈ、　ｖはＰＰＩの表
示画面上の座標である。

このような座標変換を８つのテレビカメラによる映像に
ついて全て行うことによって、第５図に示したドーナツ
形状の画像データを得ることができ、これを例えば第６
図に示すようにレーダ映像とともに平面位置表示させる
ことができる。第６図において８１は船、Ｓ２．Ｓ３は
島のレーダ映像、Ｓｌ’、Ｓ２’、３３’はＳＬ、　Ｓ
２．　Ｓ３の光学映像である。

ｔｆ）実施例 この発明の実施例ではレーダ映像と光学映像を共にＣＲ
Ｔに平面位置表示する装置を例とする。

第７図（Ａ）、　　（Ｂ）は同装置のブロック図である
。第７図（Ａ）において１はレーダアンテナ、３は送信
トリガ発生回路であり、このトリガパルスに基づいてア
ンテナｌから電波が発射される４は、例えばアンテナｌ
の回転軸に取り付けられたマグネットと、固定側船首方
向に取り付けられたリードスイッチから構成され、アン
テナｌが船首方向を指向する毎に船首パルスを発生する
船首パルス発生回路である。５はアンテナｌの回転軸に
取り付けられた同心状に定間隔で多数の小孔が穿設され
た回転円板と、固定側に設けられたフォトインクラブタ
とから構成され、上記小孔の通過毎にパルスを生成する
回転パルス発生回路である。

６は前記回転パルスを計数し、船首パルスの発生毎に計
数値が１にリセットされる方位カウンタである。７は基
準クロックパルスを発生するクロックパルス発生回路で
あり、クロックパルスは分周回路８で探知レンジ設定回
路９からの設定レンジデータに連動して分周される。ｌ
Ｏは前記分周パルスを計数するＮ進の距離カウンタであ
り、計数値が１にリセットされる毎に送信トリガ発生回
路３を駆動する。

アンテナｌで受波されたレーダ信号は増幅検波回路１１
、Ａ−Ｄ変換回路１２を経てレーダメモリ１３に導かれ
る。このレーダメモリ１３は距離ｒ方向に１〜Ｎ、方位
θ方向にＪのアドレスを有しており、前記方位カウンタ
６および距離カウンタ１０からの各計数値θ、ｒが切換
スイッチ１４を介してレーダメモリ１３の書き込みアド
レスとして指定される。

２０は後述するカメラメモリ１７ａ〜１７ｈおよびレー
ダメモリ１３に対する画像データの読み書きの基準とな
る比較的高速のクロックパルスを発生するクロックパル
ス発生回路である。クロックパルス発生回路２０からの
クロックパルスは計数容量Ｍの水平カウンタ２１に与え
られる。この水平カウンタ２１は計数値が１にリセット
されるごとにリセットパルスすなわち水平同期パルスｈ
Ｓを計数容量Ｍの垂直カウンタ２２へ与え、垂直カウン
タ２２の計数動作を繰り返し実行させる。

垂直カウンタ２２は計数値が１にリセットされる毎にリ
セットパルスすなわち垂直同期パルスｖｓを出力する。

２３は前記水平、垂直カウンタ２１，２２の計数値り、
　　ｖを極座標に変換する座標変換回路であり、ｒ、θ
を切換スイッチ１４へ出力する。このｒ、θはレーダメ
モリ１３の読み出しアドレスとして与えられる。

レーダメモリ１３から読み出された画像データはスイッ
チ２８を介してラッチ回路２９にラッチされ、Ｄ−Ａ変
換回路３０により映像信号に変換され、ＣＲＴ２５へ与
えられる。これとともに偏向回路２４は水平、垂直カウ
ンタ２１，２２より出力される同期信号に同期してＣＲ
Ｔ２５をラスタースキャンさせる。

以上に述べた構成によって第６図に示したようにＣＲＴ
上の特定範囲にレーダ映像が表示される次にテレビカメ
ラにより撮像した光学映像をＣＲＴ上に表示させるため
の構成について説明する第７図ＣＢ）において２は第１
図に示した８つのテレビカメラ５７ａ〜５７ｈからなる
逼像体ユニットである。１８ａはカメラ５７ａの出力信
号をＡ−Ｄ変換して画像データを生成する。カメラメモ
リ１７ａは水平方向にＫ、垂直方向にＬの容量を有して
おり、後述する水平カウンタ１５および垂直カウンタエ
６の計数値Ｈ，Ｖが切換スイッチ１９ａを介して書き込
みアドレスとして指定される。

４１ａは第７図（Ａ）に示した水平カウンタ２１および
垂直カウンタ２２の計数値であるり、　　ｖを関数演算
することによって座標変換を行い、切換スイッチ１９ａ
を介してカメラメモリ１７ａに対して読み出しアドレス
を指定する。また第５図に示したそれぞれの区画を座標
り、　　ｖが示しているときに第７図（Ｂ）示す切換ス
イッチ４０ａが閉じるように切換信号を出力する。なお
、前記関数演算は（１）式、（２）式等に示した関数と
は逆に、座標り、　　ｖから座標Ｈ，Ｖを求める。

第７図（Ｂ）に示したブロック１７ａ、１８ａ１９Ｍ、
４０ａおよび４１ａはそれぞれ１つ分のテレビカメラ毎
に設けていて、カメラメモリから読み出した画像データ
ＯＰａ〜ｏｐｈを第７図（Ａ）に示すように切換スイッ
チ２８に与えている。

第７図（Ａ）において１５はクロックパルス発生回路２
０から出力されるクロックパルスを計数する容量にの水
平カウンタであり、計数値が１にリセットされる毎にリ
セットパルス即ち水平同期パルスＨｓを計数容量りの゛
垂直カウンタ１６へ出力し、垂直カウンタ１６の計数動
作を繰り返し実行させる。垂直カウンタ１６は計数値が
１にリセットされる毎にリセットパルスすなわち垂直同
期パルスＶｓを出力する。この水平同期パルスＨｓと垂
直同期パルスＶｓは第７図（Ｂ）に示したように８個の
テレビカメラ５７ａ〜５７ｈに共通に与えられる。

また第７図（Ａ）において２７は、座標変換回路２３か
ら出力されるｒの値がＮより小のときには切換スイッチ
２８をレーダメモリ１３側へ切り換え、ｒがＮより大の
ときにはＯＰａ〜ＯＰｈ　（カメラメモリ）側に切り換
える切換信号を発生する。

以上のように構成したことにより、８個のテレビカメラ
により撮像された光学映像は第６図に示すようにレーダ
映像の周囲に同心円上に表示される。同図から明らかな
ように、レーダ映像は前記座標変換回路２３により、（
Ｍ／　２　、　Ｍ／　２　）を中心とし、半径Ｎの範囲
にＰＰＩ表示が行われ、光学映像が半径Ｎ＋１〜Ｍ／２
の領域にＰＰＩ表示される。

なお、第７図（Ａ）に示したクロックパルス発生回路２
０から発生されるクロックパルスは、切換スイッチ１４
．１９の切換制御およびラッチ回路２９０ランチ動作の
ためにも用いられる。また、ラッチ回路２９は各メモリ
が書き込み状態にある間もＣＲＴ２５へ表示信号を供給
するために用いられ、Ｄ−Ａ変換回路３０はＣＲＴ２５
がカラー表示器のときは色信号に変換する。

さて、作用の項目で述べたように第４図に示した１つの
テレビカメラにより撮像された画像を第５図に示したよ
うにドーナツの等分割形状に座標変換する際、撮像され
た２つのボールの目印の画面内における座標（Ｈａｄ、
Ｖａｄ）および（Ｈｂ　ｕ、　　Ｖ　ｂ　ｕ）は次のよ
うにして求めることができる。

第８図はそのためのブロック図であり、ここでクロック
パルス発生回路２０．水平カウンタ１５および垂直カウ
ンタ１６は第７図（Ａ）に示したものと同一である。第
８図に示すように、テレビカメラ５７ａはレンズ５７１
ａ、撮像管５７２ａ、増幅回路５７３ａおよび偏向回路
５７４ａからなる。５８はモニタ用デイスプレィ装置で
あり、増幅回路５８１．ＣＲＴ５８２および偏向回路５
８３からなる。前記水平カウンタ１５から出力されろ水
平同期信号Ｈｓおよび垂直カウンタ１６から出力される
垂直同期信号Ｖｓをそれぞれ偏向回路５７４ａと５８３
に与えている。ラッチ回路５３および５４はライトペン
５９から出力される検出信号により水平カウンタ１５お
よび垂直カウンタ１６の値をランチする回路であり、表
示器５５および５６にラッチされた水平カウンタ１５お
よび垂直カウンタ１６の値が表示される。

このように構成された装置を用いて、ＣＲＴ５８に第４
図に示した表示を行い、ａｄ点とｂｕ点をライトペン５
９によりタッチすることによって、画面内における２つ
の目印の座標を求めることができる。

なお、実施例では複数のテレビカメラによる光学映像を
ドーナツ状に配列させたが、１つのテレビカメラによる
光学映像を扇形状に対応させ、全体として円形の範囲内
に光学映像のみをＰＰＩ表示することも可能である。

また、光学映像としては、可視光以外に赤外光による映
像を適用することも可能である。

さらにレーダ映像に限らず例えばソナー映像と共に光学
映像を表示することもできる。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、固定された複数の撮像
体を用い、各撮像体による光学映像をドーナツ状または
円形状に配列するようにしたため、瞬時（０，２秒以下
）に広範囲方向の光学映像を平面位置表示させることが
できる。このため広範囲方向の状況を常に把握すること
ができ、また船などの動揺による水平線のふらつきも生
じない。さらに、撮像体は回転しないため、撮像体に対
する電力の供給および撮像体からの映像信号の取り出し
は通常のケーブルにより接続するだけでよく、特別な機
構や回路を必要としない。

換された各撮像体の撮像範囲の区画を示す図である。第
６図はこの発明の実施例に係る表示装置の表示例を示す
図である。第７図（Ａ）、　　（Ｂ）および第８図は同
装置のブロック図である。

２−撮像体ユニット、 ５７ａ〜５７ｈ−テレビカメラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平面の広範囲方向を略等分割する複数の区画を
   各々撮像する撮像体と、 これらの撮像体より出力される映像信号を画像データと
   して各々１画面分記憶する画像メモリと前記画像メモリ
   に対する画像データの書き込み時または読み出し時に撮
   像体の撮像範囲内の各画像データを扇形状またはドーナ
   ツの等分割形状の範囲内に対応させる座標変換手段と、 座標変換された各撮像範囲の画像データを１つの表示装
   置に対する表示信号に統合する表示制御手段とを設けた
   ことを特徴とする光学映像の平面位置表示装置。