JPH022110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１次レーダ（Primary
Surveillance Radar、以下PSRと称す）のビデ
オ、および２次レーダ（Seconday Surveillance
Radar、以下SSRと称す）のビデオを受信し、量
子化し、統計的処理を行うことにより、航空機な
どの弧立目標の位置、SSRのコードなどを検出す
る、いわゆるコモン・デイジタイザ（Common
Digitizer）の処理装置の改良に関するものであ
る。

近年、航空管制および航空機の識別の必要性か
ら１次レーダと２次レーダが併用して用いられる
ことが多い。この場合には、同一目標からPSR
ビデオとSSRビデオが受信されることが多々あ
る。コモン・デイジタイザは、このPSRビデオ
とSSRビデオを量子化し、統計的処理によつて目
標を検出する際に、検出されたPSR目標とSSR
目標が同一目標か否かを識別し、同一目標であれ
ば、それぞれの検出情報を１つにまとめて、１目
標として検出することが要求される。

以下、ビデオを量子化し、その平面的な分布状
態により目標を検出する一般的な方法を述べる。

レーダと目標との位置関係は、通常、距離およ
び方位により表現される。この距離および方位を
それぞれ所定の分解能を得るための量子化単位で
量子化したものを第１図に示す。第２図は、第１
図を展開して基盤の目のように表示したものであ
り、この１つの桝目をセル（Cell）と呼ぶ。各セ
ルの位置は、方位方向の位置ｎと距離方向の位置
ｋにより（ｎ、ｋ）で表わすことができる。航空
機等の弧立した目標の検出は、この（ｎ、ｋ）平
面でのビデオの分布状態を何らかの方法で認識す
ることによつて行なわれる。

第３図〜第５図は、（ｎ、ｋ）平面における同
一目標からの量子化されたPSRビデオとSSRビ
デオの存在例を示したものであり、PSRビデオ
は斜線を施し、SSRはビデオは太枠で囲んで示し
てある。第３図は、PSRビデオとSSRビデオが
同じ距離に受信された場合を示してあり、方位方
向の広がりは、通常SSRの方がPSRに比較して
送信ビーム巾が水平方向に広い為に、PSRビデ
オはSSRビデオに含まれる形になる。第４図およ
び第５図は、PSRビデオとSSRビデオが距離が
異つて受信された場合を示す。

第４図および第５図のように同一目標からの
PSRビデオとSSRビデオが量子化の段階で異つ
た距離のセルに受信されることは、PSRとSSR
の送信時間の調整にずれがある場合およびビデオ
が距離量子化単位の境界付近に受信された場合に
多く見られる。従つてコモン・デイジタイザは、
これらも同一目標として検出することが要求され
る。

従来行われているコモン・デイジタイザの処理
方式を第６図を用いて説明する。

受信されたPSRビデオおよびSSRビデオは、
それぞれPSR量子化部１およびSSR量子化部２
により量子化され、ビデオの有無がセルに割当て
られる。この量子化情報は、PSR目標工出部４
およびSSR目標検出部５にて、レンジ・メモリ部
３に蓄積されている同一距離での過去の何送信分
かのビデオの有無情報とで、方位方向のビデオの
密度が調べられ、これがある一定の基準を越えた
場合には、目標が存在したとし、そのときの方位
情報および目標がPSRかSSRかの情報を処理目
標メモリ部６に蓄積する。なお目標がSSRからの
ものである場合には、そのコード情報も同時に蓄
積されることもある。目標の存在が検出されてか
ら何送信か経過し、その距離でのPSRあるいは
SSRビデオの方位方向の密度がある一定の基準に
満たなくなつた場合は、PSRあるいはSSR目標
は、終結したと判定し、そのときの方位情報およ
び終結した目標がPSRかSSRかの情報を処理目
標メモリ部に蓄積する。目標処理部７では、処理
目標メモリ部に蓄積されている処理中の目標情報
を順次読み出し、登録されている目標が終結して
おれば、検出時の方位情報と、終結時の方位情報
からその目標の方位方向の広がりを計算し、それ
が航空機からのものと判定できる大きさであれ
ば、その目標の方位および距離等の情報をバツフ
ア部８に出力する。このとき処理目標メモリ部６
に登録されている目標が、PSRとSSRの両方の
場合は、PSRおよびSSRの両者が終結したとき
にその目標は終結したと判定し、１目標（いわゆ
るコモン目標）としてバツフア部８に出力され
る。バツフア部８は、目標の情報を一時記憶し、
適当な時間に他の計算機や伝送回線等に出力する
ための待合せのために設けられる。

以上のように従来の装置は、PSRビデオと
SSRビデオ個別に、ある距離でのビデオの方位方
向の分布状態により目標を検出するものであり、
このとき同一距離でPSRとSSRが同時に検出さ
れた場合にコモン目標とするものである。この装
置によれば、第３図の場合には、コモン目標とし
て扱われるが、第４図および第５図の場合は、
PSRとSSRが別目標として扱われるため、同一
目標がPSRとSSR目標の２目標として分離出力
されていた。すなわち上記従来の方式では、
PSRとSSRのビデオの厳密な位置合わせが要求
され、かつその場合でも距離量子化単位の境界付
近にあるビデオに対しては、上記幣害は避け難
い。

この幣害を根本的に除去するためには、単に方
位方向のビデオの分布状況を認識するだけでな
く、距離方向のPSRとSSRビデオ相互の分布状
況を認識する方式が必要である。従来PSRビデ
オの処理に関して、同一目標からのPSRビデオ
が、距離が異る複数のセルに受信された場合にこ
れを１つの目標と認識する目的および、山や曇か
らの距離方向に多くのセルに渡るビデオ目標の除
去を行う目的のために、方位方向と距離方向のビ
デオの分布状況を同時に認識する相関演算方式が
本発明の発明者、他１人によつて先に発明されて
いた。（特許第570457号、特公昭44−26353号） 本発明の理解のために、上記先行明の一部を以
下に要約して説明する。

第７図は、上記先行発明における情報の流れを
示したものである。第７図ａは、セル群により構
成される（ｎ、ｋ）平面での情報の伝達経路を示
したものであり、第７図ｂは、それを拡大したも
のである。あるセル（ｎ、ｋ）には、同一距離で
１送信前のセル（ｎ−ｌ、ｋ）および同一方位
（同一送信時）で距離が１だけ手前のセル（ｎ、
ｋ−１）での相関演算結果の情報と、（ｎ、ｋ）
自身のビデオ量子化情報とが入力される。セル
（ｎ、ｋ）では、これらの情報に基づいて相関演
算を行い、その結果は、直ちに同一方位で距離が
１つの後のセル（ｎ、ｋ＋１）に伝達されると共
に、１送信時間遅延されて、次の送信時での同一
距離のセル（ｎ＋１、ｋ）にも伝達される。この
ようにして、セル（ｎ、ｋ）では、方位がｎ以下
および距離がｋ以下のセル（第７図ａで斜線を施
した領域）でのビデオの分布状況が集約的に認識
できる。

第８図に上記先行発明の系統図の１例を示す。
第８図において、レンジ・メモリ部３０は、現在
より１送信前の各距離における相関演算結果を格
納するためのものであり、距離量子化区分に対応
した番地を持つた記憶装置であり、各番地は、第
７図で説明した相関演算結果を記憶するに足る容
量を有するものであり、セル（ｎ、ｋ）に対する
ビデオ量子化情報入力時には、セル（ｎ−１、
ｋ）での相関演算結果１０を相関演算部に供給す
るものである。（ｋ−１）レジスタ部３２は、セ
ル（ｎ、ｋ）に対するビデオ量子化情報入力時に
は、セル（ｎ、ｋ−１）での相関演算結果１１を
相関演算部３１に供給する蓄積回路である。相関
演算部３１では、ビデオ量子化情報と上記１０お
よび１１の情報とで、ビデオの分布状態を確認す
るための相関演算を行い、その結果をセル（ｎ、
ｋ）の情報としてレンジ・メモリ部３０および
（ｋ−１）レジスタ部３２に出力する。またこの
相関演算の結果、有効な目標が識別された場合に
は、その情報を目標検出情報として出力する。

以上のように上記先行発明の特徴は、単に方位
方向のビデオの分布状態を認識するだけでなく、
距離が１つ手前のセルのビデオの分布状態を認識
することにより、ビデオの分布状態を距離と方位
の二次元的な広がりにおいて認識できることであ
つたが、PSRビデオのみを対象としているため、
コモン・デイジタイザに適用することが出来なか
つた。

本発明は、上記先行発明を、PSRビデオと
SSRビデオの双方に適用した上で、さらに、
PSRビデオの相関演算およびSSRビデオの相関
演算に際し、同一距離だけでなく隣接する距離に
おけるPSRビデオとSSRビデオ相互の処理状態
を認識することにより、第４図および第５図に示
すような同一目標からのPSRビデオとSSRビデ
オの距離がずれた場合にも１目標として処理でき
るようにしたものである。

本発明の一実施例を第９図を用いて詳細に説明
する。

PSRビデオおよびSSRビデオは、それぞれ
PSR量子化部２０およびSSR量子化部２１で量
子化され、ビデオの有無が各セルに割当てられ、
それぞれPSR相関演算部２３およびSSR相関演
算部２４に出力される。SSR量子化部２１では、
同時にSSRビデオのコード情報の検出を行なつ
て、ビデオの有無情報とともにSSR相関演算部２
４に出力することもある。PSR相関演算部２３
では、レンジ・メモリ部２２に格納されている１
送信前の距離ｋにおけるPSRビデオの分布情報
を読み出し、これとPSR量子化部２０からの入
力情報とで距離ｋでのPSRビデオの方位方向の
密度を調べ、これがある値より大きくなつたとき
にPSR目標が存在したとし、その距離ｋは、
PSR目標処理中の状態となる。以後の送信でこ
の方位方向のPSRビデオの密度が基準より大き
い間は、PSR目標処理中の状態が継続し、この
間は、距離ｋにおけるPSR目標の方位方向の長
さの計算が行われる。方位方向のPSRビデオの
密度が基準より小さくなつたときには、距離ｋに
おけるPSR目標は終結したと見なすが、このと
き隣接する距離（ｋ−１）でPSR目標あるいは
SSR目標が処理中でなく、かつ同一距離ｋにSSR
目標が処理中でないときにのみその目標の情報を
総合相関演算部２６に出力し、その他の場合は、
それら処理中の目標が終結するまでこのPSR目
標の情報はレンジ・メモリ部２２に格納される。
目標の情報が総合相関演算部２６に出力される
と、レンジ・メモリ部２２の距離ｋのPSR目標
情報はリセツトされる。このようにして、レーダ
の送信毎に距離ｋでの相関演算が行われ、その結
果はレンジ・メモリ部２２に格納され、距離ｋで
のビデオの処理情報を更新するとともに、（ｋ−
１）レジスタに、次の距離（ｋ＋１）の相関演算
処理の間格納される。

SSR相関演算部２４では、レンジ・メモリ部２
２に格納されている１送信前の距離ｋにおける
SSRビデオの分布情報を読み出し、これとSSR量
子化部２１からの入力情報とで距離ｋにおける
SSRビデオの方位方向の密度を調べ、これがある
値より大きくなつたときにSSR目標が存在したと
し、その距離ｋはSSR目標処理中の状態となる。
以後の送信でこの方位方向のSSRビデオの密度が
基準より大きい間はSSR目標処理中の状態が継続
し、この間は距離ｋにおけるSSR目標の方位方向
の長さの計算を行う。方位方向のSSRビデオの密
度が基準より小さくなつたときには、距離ｋにお
けるSSR目標は終結したと見なすが、このとき隣
接する距離（ｋ−１）でPSR目標あるいはSSR
目標が処理中でなく、かつ同一距離ｋにPSR目
標が処理中でないときにのみ、その情報を総合相
関演算部２６に出力し、その他の場合は、それら
処理中の目標が終結するまで、このSSR目標の情
報は、レンジ・メモリ部２２に格納される。SSR
目標の情報が、総合相関演算部２６に出力される
と、レンジ・メモリ部２２の距離ｋのSSR目標情
報はリセツトされる。

すなわち隣接する距離にPSR目標あるいは、
SSR目標が同時に処理中である場合には、必ず手
前の距離の目標を先に終結させて、その情報を総
合相関演算部２６に出力し、また同一の距離に
PSR目標とSSR目標が同時に処理中の場合には、
両目標を同時に終結させて、それらの情報を総合
相関演算部２６に出力する。

PSR相関演算部２３あるいはSSR相関演算部
２４で目標が検出された場合総合相関演算部２６
において検出された目標の距離ｋより１つの後の
距離（ｋ＋１）にPSRあるいはSSR目標が処理
中か否かが調べられ、処理中でなければ、目標の
位置（距離および方位）情報や、目標の種類
（PSR目標、SSR目標あるいはコモン目標）の情
報が作成され、バツフア部２７に出力される。も
し距離（ｋ＋１）にPSRあるいはSSR目標が処
理中であれば、目標の情報は、バツフア部２７に
は出力されず、再びPSR相関演算部２３あるい
はSSR相関演算部２４に送られ距離（ｋ＋１）の
相関演算に反映される。

なお総合相関演算部２６は、検出された目標の
方位方向の広がり、および距離方向の広がりを検
定し、その目標が雑音や、山や雲等に起因すると
判定したものについては、それを棄却する機能を
有する。さらに隣接する距離にSSR目標が同時に
処理中となつた場合に、それらのコードを比較す
ることにより同一目標か、あるいは別目標かの判
定を行う機能を持たせることもある。

総合相関演算部２６で最終的に目標と判定され
た情報は、バツフア部２７に一時格納され、適当
な時間に他の計算機や、データ伝送装置に出力さ
れる。

ここで、第３図、第４図および第５図の例につ
いて第９図の動作を詳細に説明する。

第３図の例では、PSR相関演算部２３で時点
（ｎ、ｋ）において、レンジメモリ部２２からの
情報により時点（ｎ−１、ｋ）で終結したPSR
目標を検知するが、同じくレンジ・メモリ部２２
からの情報により同一距離ｋにおいてSSR目標が
処理中であるためPSR目標のデータを再びレン
ジ・メモリ部２２の距離ｋに対応する記憶回路に
記憶する。次の方位で距離がｋの時点（ｎ＋１、
ｋ）でも同様の動作を行う。次の次の方位で距離
がｋの時点（ｎ＋２、ｋ）においてレンジ・メモ
リ部２２からの情報によりSSR目標が終結したこ
とを知り、レンジ・メモリ部２２に記憶されてい
る距離ｋのPSR終結情報を（ｋ−１）レジスタ
２５経由総合相関演算部２６へ出力する。このと
き同時にSSR相関演算部２４では、レンジ・メモ
リ部２２からの情報により時点（ｎ＋２、ｋ）で
終結したSSR目標を検知し、レンジ・メモリ部２
２および（ｋ−１）レジスタ２５からの情報によ
り距離ｋおよび距離（ｋ−１）に他の処理中の
PSR目標およびSSR目標が存在していないこと
を確認し、SSR終結情報を（ｋ−１）レジスタ２
５経由総合相関部２６へ出力する。総合相関演算
部２６では、時点（ｎ＋２、ｋ＋１）において
（ｋ−１）レジスタ２５に終結したPSR目標およ
びSSR目標の存在を検知し、レンジ・メモリ部２
２からの情報により距離（ｋ＋２）に処理中ある
いは終結したPSR目標およびSSR目標が存在し
ないことを確認し、終結した両者の目標情報に基
づいて単一のコモン目標情報を作成し、バツフア
部２７へ出力する。

第４図の例では、第３図の場合と同じく時点
（ｎ、ｋ）でPSR相関演算部２３にて終結した
PSR目標を検出し、距離ｋおよび距離（ｋ−１）
にPSR目標およびSSR目標が処理中でないので、
PSR終結情報を（ｋ−１）レジスタ２５経由総
合相関演算部２６へ出力する。総合相関演算部２
６では、時点（ｎ、ｋ＋１）でこのPSR目標を
検知するが、レンジ・メモリ部２２からの情報に
より距離（ｋ＋１）においてSSR目標が処理中で
あることを確認し、このPSR目標の情報をPSR
相関演算部２３経由、レンジ・メモリ部２２の距
離（ｋ＋１）に対応する記憶回路に記憶する。以
後このPSR目標の情報は、SSR目標と同じ距離
（ｋ＋１）において処理され、上記で示した第３
図の例と同様の処理がなされ、最終的には、時点
（ｎ＋２、ｋ＋２）で総合相関演部２６にて単一
のコモン目標が作成されバツフア部２７に出力さ
れる。

第５図の例では、時点（ｎ、ｋ＋１）でPSR
相関演算部２３にて終結したPSR目標を検知す
るが、（ｋ−１）レジスタ２５からの情報により
距離ｋにおいてSSR目標が処理中であるため
PSR終結情報は、総合相関演算部２６へ出力せ
ず、再びレンジ・メモリ部２２の距離（ｋ＋１）
に対応する記憶回路に記憶する。時点（ｎ＋１、
ｋ＋１）でも同様の動作を行う。一方、SSR相関
演算部２４は、時点（ｎ＋２、ｋ）で終結した
SSP目標を検知し、距離（ｋ−１）および距離ｋ
に処理中のPSRあるいはSSR目標がないので、
終結したSSR目標の情報を（ｋ−１）レジスタ２
５経由総合相関演算部２６へ出力する。総合相関
演算部２６は、時点（ｎ＋２、ｋ＋１）で（ｋ−
１）レジスタ２５のSSR終結情報を検知するが、
レンジ・メモリ部２２からの情報により距離（ｋ
＋１）に終結したPSR目標のあることを確認し、
SSR相関演算部２４を経由して（ｋ−１）レジス
タに再びSSR終結情報を蓄積する。同時にPSR
相関演算部２３は、時点（ｎ＋２、ｋ＋１）にお
いて、（ｋ−１）レジスタ２５の情報から距離ｋ
におけるSSR目標が終結したことを知り、PSR
終結情報を（ｋ−１）レジスタ２５経由総合相関
演算部２６へ出力する。総合相関演部終２６は時
点（ｎ＋２、ｋ＋２）において（ｋ−１）レジス
タ２５に終結したPSR目標およびSSR目標情報
の存在を検知し、レンジ・メモリ部２２からの情
報により距離（ｋ＋２）に処理中、あるいは終結
したPSR目標およびSSR目標が存在しないこと
を確認し、両者の目標情報から単一のコモン目標
情報を作成し、バツフア部２７へ出力する。

以上のようにこの発明は、同一目標からの
PSR目標とSSR目標が隣接する距離にずれて受
信された場合でも、前方の距離にある目標の情報
を後に移すことにより、あたかも同じ距離に受信
されたかのように処理を行うことができる。すな
わち第４図および第５図のような場合でも最終的
には第３図のような形で処理がなされ、PSR目
標およびSSR目標がともに終結した時点で、それ
ら情報を１つにまとめてコモン目標として検出す
ることができる。また同一目標からのPSR目標
が同時に隣接する距離に受信された場合、あるい
は同一目標からのSSR目標が同時に隣接する距離
に受信された場合に、これらを１つの目標として
認識することができるのはいうまでもない。

以上のようにこの発明の装置によれば、所定時
点でのPSRビデオおよびSSRビデオの分布状態
が、同一距離だけでなく隣接する距離においても
認識でき、従来の装置と同じ程度の規模でより確
実に、PSR目標とSSR目標の分離、合成が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーダの覆域を方位および距離で量子
化した図、第２図は第１図を展開した図、第３〜
第５図は、同一目標からの１次および２次レーダ
の量子化ビデオの存在例の代表的な分布状態を示
す図、第６図は従来の１次、２次レーダ・ビデオ
処理装置の系統図、第７図はこの発明の先行発明
の相関演算方式の情報の流れを示した図、第８図
はこの発明の先行発明の相関演算装置の一実施例
を示す系統図、第９図はこの発明の一実施例を示
す系統図である。 図中、２０はPSR量子化部、２１はSSR量子
化部、２２はレンジメモリ部、２３はPSR相関
演算部、２４はSSR相関演算部、２５は（ｋ−
１）レジスタ、２６は総合相関演算部である。

【特許請求の範囲】

１ 超音波伝搬媒質が充填された密閉構造の容器
１と、電気信号を超音波に変換して該超音波伝搬
媒質に超音波を発射するとともに該超音波媒質か
ら到来する超音波を電気信号に変換する振動面を
もつ超音波振動子３と、該超音波振動子に接続さ
れた端子７とで構成され、該振動面に平行に対向
する反射面が該振動面の垂直方向へ相対的に移動
したことを検知するための超音波位置センサ１４
と；該超音波振動子を励振させるための交流信号
を前記端子へ入力する発振器１２と；前記発振器
の出力を実質的に単方向に通過させて前記センサ
の端子に入力するとともに該端子からの該反射面
の該超音波振動子に対する相対的な位置情報信号
を前記発振器の出力と加算して出力するバツフア
回路１３と；該バツフア回路からの該加算された
出力と該発振器の出力との位相を比較することに
より位相差信号を出力する位相比較器１５と；該
バツフア回路からの該加算された出力を包絡線検
波することにより振幅値信号を出力する検波器１
６と；該反射面の前記相対的な位置の変化に対応
して得られる該位相差信号の変化と振幅値信号の
変化とから前記超音波位置センサの前記反射面の
該超音波振動子に対する相対的位置の移動方向を
検知する方向検知装置１７とからなる移動方向判
別装置。

Claims (1)

1. 結を検出し、上記蓄積回路に処理中の１次あるい
   は２次レーダの目標がなく、かつ上記記憶回路に
   処理中の１次レーダの目標がない場合に上記２次
   レーダの終結目標の情報を上記蓄積回路に蓄積す
   る２次レーダの相関演算器、上記蓄積回路に１次
   あるいは２次レーダの終結情報があり、かつ上記
   記憶回路に処理中あるいは終結した１次あるいは
   ２次レーダの目標がないとき上記蓄積回路の１次
   あるいは２次レーダの終結情報から単一の目標情
   報を作成、出力し、上記蓄積回路に１次あるいは
   ２次レーダの終結情報があり、かつ上記記憶回路
   に処理中の１次あるいは２次レーダの目標がある
   とき上記蓄積回路の終結情報を上記記憶回路の処
   理中の目標情報に反映して上記記憶回路に記憶
   し、上記蓄積回路に１次あるいは２次レーダの終
   結情報があり、かつ上記記憶回路に終結した１次
   あるいは２次レーダの目標があるとき、上記蓄積
   回路の終結情報を上記記憶回路の終結した目標情
   報に反映して、上記蓄積回路に蓄積する総合相関
   演算器とを備えた１次・２次レーダビデオ相関処
   理装置。