JPH02243985A - レーダ走査変換装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は例えば海上監祉用レーダの映像表示をＰｌａ
ｎ　Ｐｏ５ｉｔｉｏｎ　Ｉｎｄｉｃａｔｌｏｎ　（以下
ＰＰＩという）走査方式からラスタ走査順式に変換する
レーダ走査変換装置、特に複数のビデオメモリと空中線
方位角の補間手段とを備えたレーダ走査変換装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第２図は例えば特開昭［１０−１０５９８０号公報に示
された従来のレーダ走査変換装置の構成例を示すブロッ
ク図である。図において１はアナログ・デジタル変換器
（以下Ａ／Ｄ変換器という）、２はＰＰＩの１走査線に
表示すべきデータを一時記憶する入力バッファ、３は例
えば新規の入力データと既に記憶されているデータに減
算処理を行った後のデータとを比較して、その振幅値の
大きい方のデータを出力する演算器、４は座標変換後の
アドレスにビデオデータを記憶するビデオメモリ、５は
並列・直列変換器（以下Ｐ／Ｓ変換器という）、６はデ
ジタル・アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器という）、
７Ａは極座標から直交座標への座標変換を行なう座標変
換器、８Ａはビデオメモリ４ヘデータ書込みアドレスと
読出しアドレスを切換えて供給するためのアドレス切換
器、９はラスク走査を行なうための読出しアドレスを発
生し、またラスク走査表示を行なうための各種タイミン
グ信号及び同期制御信号（例えばアドレス切換器８Ａの
切換制御信号や垂直及び水平同期信号等）を発生するラ
スク走査制御器、ｌＯはトリガ信号を入力し、単位距離
用クロック信号等の各種タイミング信号を発生するＰＰ
Ｉ走査制御器、Ｔ１〜Ｔ　は入力端子、Ｔ５〜Ｔ７は出
力端子である。

第２図の動作を説明する。入力端子Ｔ１より入力される
アナログビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器１により一定のサ
ンプル周期毎に例えば４〜６ビツト程度のデジタルデー
タに量子化され、ＰＰＩの１走査線に表示する数量のデ
ジタルデータが入力バッファ２に一時記憶される。

一方入力端子Ｔ２から入力きれる前記ビデオ信号につい
ての空中線方向角データθと、入力端子Ｔ３から座標変
換を行なう場合のオフセンタデータＸ　　及びＹ　　が
座標変換器７Ａへ供給されｏｒｔ　　　　ｏＮ る。また入力端子Ｔ４からトリガ信号がＰＰＩ走査走査
制御器ｌ光力され、ＰＰＩ走査走査制御器ｌ光リガ信号
に同期した一定周期の単位距離用クロック信号（このク
ロック信号の周期は電波が単位距離Δ「を伝播して往復
するのに要する時間に等しく設定される）を座標変換器
７Ａへ供給する。座標変換器７Ａは次の（１）、（２）
式により極座標（空中線方位角データθと距離ｎ・Δｒ
により決まる座標）から直交座標（Ｘ、Ｙ座標）への変
換を行なう。

Ｘ−Ｘ＋ｎ・Δｒ−ｓｌｎ　θ−・・−（１）口ｏｆｆ Ｙ　　ｍＹ　　　＋ｎ・Δｒ　’　ｅｏ！ｉｔ　θ−・
・−（２）ｎ　　　　ｏｆｆ 但しｎは０，１，２，３．・・・の自然数である。

第３図は座標変換を説明する図である。図において正方
形の面積がビデオメモリ４が内蔵するメモリエリアであ
る。オフセンタ位置（ＸｏＨ’Ｙ　　）がレーダ空中線
の設置位置であり、（１）。

ｏｆｆ’ （２）式においてはｎ−ｗＱとして示される。また空中
線方位角θは、空中線の基準方位（第３図の場合はレー
ダ設置位置よりＹ軸と平行の方位）を設定し、この基準
方位から空中線回転方向に計測した空中線方位までの角
度である。単位距離Δｒは座標変換を逐次行なわせるた
めＰＰＩ走査走査制御器ｌ光生する単位距離用クロック
信号の１周期の間に電波が空中を伝播し往復できる距離
である。

座標変換器７Ａが（１）、　（２）式により逐次算出し
た座標データＸ　及びＹ　は直交座標に配列されｎ たビデオメモリ４への書込みアドレスとして、アドレス
切換器８Ａを介してビデオメモリ４へ供給される。入力
バッファ２に一時記憶されたデジタルデータは、座標変
換器７Ａが単位距離用クロック信号の入力毎に算出した
書込みアドレスをビデオメモリ４へ供給するのと同期し
て演算器３へ供給される。演算器３は例えば入力バッフ
ァ２から供給される新規のデータと、この新規データを
書込むべきビデオメモリ４のアドレスに既に記憶されて
いたデータを読出し、これに減算処理を行ったデータと
を比較して、その振幅値の大きい方のデータを出力し、
この出力信号をビデオメモリ４へ書込む。この演算処理
を行、う理由は、例えば移動物標が過去（即ち過去の空
中線回転時）に存在し、現在は存在しない座標位置にも
振幅値が減衰されたビデオデータが残り、船舶等の航跡
が表示されるようにするためである。ビデオメモリ４に
書込まれたビデオデータは、ラスク走査制御器９がアド
レス切換器８Ａ及びＰＰＩ走査制御器ＩＯへ供給する同
期制御信号及びアドレス切換器８Ａを介してビデオメモ
リ４に供給されるラスク走査と同期するシーケンシャル
な読出しアドレス信号に従って、複数画素分毎に並列的
に読出されＰ／Ｓ変換器５へ供給される。これはラスク
走査が高速となる傾向のため、通常はＰ／Ｓ変換器５を
設け、ビデオメモリ４から複数画素分を並列読出しする
ことにより、データ読出し速度を低下できるからである
。Ｐ／Ｓ変換器５は入力された並列データを直列データ
に変換してＤ／Ａ変換器６へ供給し、Ｄ／Ａ変換器６は
デジタルデータをアナログビデオに変換して出力端子Ｔ
５より出力する。同時にラスク走査制御器９より垂直同
期信号が出力端子Ｔ　より、また水平同期信号が出力端
子Ｔ７よりそれぞれ出力される。出力端子Ｔ　　””　
Ｔ　ｏからの出力信号はラスク走査表示器へ供給される
。ここでビデオメモリ４は１ユニットであるため、ビデ
オメモリ４へのデータ書込み動作は、ラスク走査制御回
路９による前記読出し動作の行なわれていない時間帯（
例えばラスク走査帰線期間等）に時分割で行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のレーダ座標変換装置ではビデオメモ
リが１ユニットであるため次に述べるような幾つかの問
題点がある。

（ａ）　　ビデオメモリへの書込み及び読出し動作を時
分割で行う必要があるため、回路が複雑になるとともに
、画素数を増やして高精細表示を行なうための高速動作
を実現することは時間的制約から困難である。

（ｂ）　　前記の如く、書込み動作速度が制限されるた
め、各ＰＰＩ走査線のデータをすべて書込むことができ
ない。従ってＰＰＩ走査線を間引きしてデータの書込み
を行なわなければならない。そのため座標変換における
方位角方向の精度が悪化し、画素抜けが発生する。この
画素抜けを防ぐ方法として従来は例えば特開昭６１−８
４５７３号公報に示されたように、近くの画素の内容を
そのまま補填していたが、この方法は厳密には偽のデー
タによる補間法であり、見かけだけの画質改善策といえ
る。

（Ｃ）　　海上監視用のレーダーにおいても、離着陸等
のために低空飛行中の航空機によるエコーが表示される
ことがよく見うけられる。この場合航空機は船舶に比べ
てかなり高速であるため、空中線１回転毎の表示位置は
飛び離れた状態となる。ラスク走査表示器の航跡表示を
行なわない通常の表示モードでは、ある位置に表示され
た航空機によるエコーは次の空中線回転では消失し大き
く離れた別の位置に表示されるため、船舶のエコーと認
識するまでには至らない。しかしながらラスク走査表示
器の航跡表示モードにおいては、第４図の如く一度ビデ
オメモリに書込まれたビデオデータは減衰処理により零
レベル近くになるまでのしばらくの間表示されるため、
停泊船によるエコーと見間違える危険がある。

第４図は従来技術における航跡表示モードでの航空機エ
コーの表示例を示す図であり、図においてＡは航空機の
エコー表示、Ｆは停泊船のエコー表示、Ｍは移動船舶の
エコー表示で航跡が示されている。第４図により航空機
のエコーＡと停泊船のエコーＦとが見間違える可能性が
あることが分る。

（ｄ）１ユニットのビデオメモリに対して書込み動作と
読出し動作が見かけ上向時に行なわれるため、航跡表示
を行なわない通常の表示モードにおいて移動船舶よりの
エコーの表示は第５図の如く形状変化を伴って移動する
。そのため、船舶の移動方向を認識するにはかなりの注
意力が必要となる。

第５図は従来技術における通常表示モードで・の移動船
舶の表示形状の変化を示す図であり、図に゛おいて新旧
２つの位置から得られる船舶エコーの表示形状がＰＰＩ
走査線の回転につれて、斜線で示されるハツチング部の
ように、まず旧位置の表示すイズが次第に減少された後
、新位置の表示すイズが次第に増加されてゆく状態が示
されている。

この発明は、以上述べた、ラスク走査表示器における高
精細表示を行い画素抜けを防止する上での問題点、及び
表示されたエコーを識別する上での問題点を除去するた
め、ビデオメモリに対する書込み及び読出し動作の高速
化、座標変換における方位データの高精度化、及び表示
タイミングの改善を行い、画質の優れたレーダー走査変
換装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るレーダ走査変換装置は、レーダ映像のラ
スタ走査表示を行なうため、前記レーダ映像のＰＰＩ走
査からラスタ走査へ走査変換を行なうレーダ走査変換装
置において、前記ラスタ走査表示１画面分の前記レーダ
映像の量子化ビデオデータをそれぞれ記憶できる少くと
も２ユニット以上のビデオメモリと、該受くとも２ユニ
ット以上のビデオメモリから前記量子化ビデオデータを
ｌｊ込む１ユニットのビデオメモリを、レーダ空中線の
１回転毎に交互に又は順次選択するビデオメモリ選択手
段と、前記レーダ空中線の方位角データが同一の期間中
に発生される送信トリガ信号を計数して得られた方位角
補間データにより、前記空中線の方位角データを補間し
て、前記量子化ビデオデータの極座標位置から直交座標
位置への座標変換を逐次行なう座標変換手段と、前記ビ
デオメモリ選択手段が選択した１ユニットのビデオメモ
リへ、前記座標変換手段により変換された直交座標位置
により、前記量子化ビデオデータを逐次書込むデータ書
込み手段と、前記ビデオメモリ選択手段が非選択の書込
み動作の行なわれていないユニットのビデオメモリより
、既に記憶されたビデオデータをラスタ走査順に順次読
出すデータ読出し手段とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、レーダ映像のラスタ走査表示を行
なうため、前記レーダ映像のＰＰＩ走査からラスタ走査
へ走査変換を行なうレーダ走査変換装置において、前記
ラスタ走査表示１画面分の前記レーダ映像の量子化ビデ
オデータをそれぞれ記憶できる２ユニット又は３ユニッ
ト以上のビデオメモリを設け、ビデオメモリ選択手段が
レーダ空中線の１回転毎に、前記量子化ビデオデータを
書込むべき１ユニットのビデオメモリを、前記２ユニッ
トのビデオメモリから交互に選択するか、または３ユニ
ット以上のビデオメモリから順次選択する。また座標変
換手段は、前記レーダ空中線の方位角データが同一の期
間中に発生される送信トリガ信号を計数して得られた方
位角補間データにより、前記空中線の方位角データの方
位精度を向上させ、この高精度の方向角データに基づき
前記量子化ビデオデータの極座標位置から直交座標位置
への座標変換を逐次行なう。そしてデータ書込み手段が
前記ビデオメモリ選択手段が選択した１ユニットのビデ
オメモリへ、前記座標変換手段により変換された直交座
標位置により、前記量子化ビデオデータを逐次書込み、
データ読出し手段は前記ビデオメモリ選択手段が非選択
の書込み動作の行なわれていないユニットのビデオメモ
リより、既に記憶されたビデオデータをラスタ走査順に
順次読出す。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示すレーダ走査変換装置の
ブロック図であり、１〜３．５〜６．９〜１０．　Ｔ　
　−７７’は第２図の従来装置と同一のも■ のである。４−１は＃１ビデオメモリ、４−２は＃２ビ
デオメモリ、７は方位角を補間して極座標から直交座標
へ座標変換を行なう座標変換器、８はビデオメモリ切換
器であり、＃１ビデオメモリ４−１及び＃２ビデオメモ
リ４−２を空中線の１回転毎に交互に切換えて、一方の
ビデオメモリへはデータの書込み動作のみが行なわれ、
他方のビデオメモリからはデータの読出し動作のみが行
なわれるように、＃１及び＃２ビデオメモリ４−１及び
４−２への入出力信号の切換えを行なう。１１はトリガ
カウンタで、座標変換における方位データの精度を向上
させるために設けられた回路である。

第１図の動作を説明する。まずビデオメモリ切換器８の
内蔵する回路切換素子が同図に示される位置にある場合
、＃１ビデオメモリ４−１からはラスタ走査表示のため
、空中線の１回転前に記憶されたデータの読出し動作の
みが行なわれている状態を示す。また＃２ビデオメモリ
４−２へは現在入力端子ＴＩより入力されているビデオ
信号が、Ａ／Ｄ変換器１．入力バッファ２．演算器３を
介して入力され、入力端子Ｔ２及びＴ３より入力される
アンテナ方位角データθ及びオフセンタデータＸ　　　
、Ｙ　　　に基づき座標変換器７により直交ｏｒｒｏｆ
ｌ’ 座標に変換された書込みアドレスへ、データの書込み動
作のみが行なわれている状態を示している。

この状態が空中線の１回転の間継続すると、ビデオメモ
リ切換器８は外部制御信号により内蔵する回路切換素子
を切換え、＃１ビデオメモリ４−１へデータ書込み、＃
２ビデオメモリ４−２からデータ読出しを行なう状態と
なる。この空中線１回転毎の切換動作は、例えばビデオ
メモリ切換器８へ供給される空中線方位角データが０度
となり、且つ水平同期信号より算出される水平走査の帰
線期間内に、ビデオメモリ切換器８が＃１及び＃２ビデ
オメモリ４−１及び４−２の入出力回路の切換を瞬時に
行なうため、表示動作に悪影響を及ぼすことはない。

第１図においては、入力端子Ｔ１より入力されるビデオ
データがＡ／Ｄ変換器１により量子化され、入力バッフ
ァ２に一時記憶され、演算器３が、既に一方のビデオメ
モリに記憶されているデータの減算処理後の値と、入力
バッファ２に一時記憶された新規データ値とを比較し、
大きい方のデータ値を選択して前記一方のビデオメモリ
に書込む動作は第２図の動作と同様である。但し第１図
の実施例においては、前記ビデオメモリに書込むべき座
標を算出する空中線方位角データの精度を向上させてい
る。

第６図は本発明の空中線方位角データの精度向上を説明
する図である。同図において、空中線方位角データの最
小単位角度をΔθ（例えば１２ビツトの２進角度データ
の場合、最小単位角度を示すＬＳＢは約０．０８８度と
なる）とし、いま空中線方位角がθ　からθ　　−θ　
＋Δθまで回転するｎ　　　　　　　ｎｉＩ　　　　　
　ｎ間に４回のトリガ信号が発生され、ＰＰＩ走査線Ｓ
、Ｓ、Ｓ　　　及びＳ　　が存在するとす１　　１＋１
　　１４２　　　１＋３ る。またこの場合のトリガ信号１周期の間の空中線回転
角度をΔθ　とする。ここでΔθ８は空中線の回転速度
とレーダのトリガ周期により決まる値となる。このよう
な場合従来の装置においては、同一方位角θ　により４
本の走査線上のデータが座標変換されるため、事実上は
同じ方位角をもつ１本の走査線に集約されてしまう。そ
こで本発明においてはこの点を改良し、方位角精度を向
上させるため、走査線Ｓ　に対する方位角をθ　、同ｉ
　　　　　　　　　　ｎ ｓ　　に対する方位角をθ　＋Δθ　、同Ｓ１＋２１＋
１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｎ　　　　
　　　ｓに対する方位角をθ　＋２Δθ　、同Ｓ　　に
対ｎ　　　　　ｓ　　　　１＋３ する方位角をθ　＋３Δθ　として、方位角の補ｎ　　
　　　　　　　　　　Ｓ 間を行っている。この方位角の補間は、例えば海上交通
管制用レーダの如き高分解能レーダ装置においては特に
有効な方法と考えられる。

第７図は本発明の方位角補間回路のブロック図であり、
方位角補間回路は、トリガカウンタ９が内蔵する変化検
出器９１及びカウンタ９２、並びに座標変換器７が内蔵
する変換テーブルメモリ７１により構成される。

第７図の動作を説明する。トリガカウンタ９内の変化検
出器９１は入力される空中線方位角データの変化を検出
しく例えば角度検出値の最少桁の変化を検出し）、方位
角データθが変化する毎にカウンタ９２をリセットする
。カウンタ９２は変化検出器９１の出力によりリセット
された後、トリガ信号を計数し、トリガ信号の入力毎に
０．１，２．３・・・と増加する計数値ｍを座標変換器
７内の変換テーブルメモリ７１（例えば方位角データを
アドレスデータとして選択すると、その選択されたアド
レスに所望の方位角についての正弦値及び余弦値の記憶
されているリードオンリメモリ）へ供給する。

変換テーブルメモリ７１は入力される空中線方位角デー
タθと前記計数値ｍとから５ｉｎ（θ中層・ΔθＳ）及
ヒＣｏ５（θ＋■・Δθ　）のデータを出力する。例え
ば空中線方位角を２進１２ビツトのデータとし、前記計
数値ｍを２ビツト（ｍの値は０〜３）のデータとすると
、合計１４ビ・スト、の方位角データに対応する正弦値
及び余弦値が得られることになり、座標変換器７におけ
る座標変換精度が２ビ・ソト分向上したことになる。

このように本実施例によれば、ビデオメモリを２ユニッ
ト設けて、データの書込むビデオメモリとデータの読出
すビデオメモリを分離したので、書込み動作と読出し動
作は並列的に可能となり、両動作問の時間的制約が無く
なったので、表示の高精細化のために高速動作が可能と
なった。また座標変換精度を向上させたので従来のよう
な画素抜けが防止でき、圧積な位置及びデータによる画
像表示が可能となった。

第８図（ａ）及び（ｂ）は、本発明における航跡表示モ
ードでの航空機エコーの表示例を示す図であり、Ａ、Ｆ
及びＭは第４図と同一のエコーを表示している。同図の
（ａ）と（ｂ）は空中線の１回転毎に交互に切換って表
示されるため、航空機のエコー表示Ａは空中線が１回転
する度に、前回の位置の表示は消滅し、新規の別位置の
表示が発生するから、毎回同一場所に表示される停泊船
のエコー表示Ｆとは容品に識別が可能となる。また航跡
の表示される移動船舶のエコー表示Ｍは第４図と同様に
表示される。

第９図は本発明における通常表示モードでの移動船舶の
表示形状の状態を示す図であり、航跡表示を行なわない
通常の表示モードにおいては、空中線の回転による表示
形状の変化を伴わず、同一形状のまま移動するので、容
易にエコーの移動方向を認識することができる。

また本実施例においては、ラスタ走査表示器の１画面分
の容量をもつビデオメモリを２ユニット設ける例を示し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば
海面反射によるクラッタ等を除去するため、ビデオメモ
リを３ユニット設けて、この３ユニットの１つを空中線
の１回転毎に順次選択し、この選択されたユニットにデ
ータ書込みを行なうようにしてもよい。この場合例えば
現在の空中線回転時のデータを＃３ビデオメモリに書込
み動作中に、空中線の１回転前のデータを＃２ビデオメ
モリより、また空中線の２回転前のデータを＃ｌビデオ
メモリよりそれぞれ並列的に読出し、＃１及び＃２ビデ
オメモリより読出された両データの相関処理を行ない、
クラッタ等の不要信号を除去した出力信号を得ることも
可能である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、レーダ映像のラスタ走
査表示を行なうため、前記レーダ映像のＰＰＩ走査から
ラスタ走査へ走査変換を行なうレーダ走査変換装置にお
いて、前記ラスタ走査表示１画面分の前記レーダ映像の
量子化ビデオデータをそれぞれ記憶できる少くとも２ユ
ニット以上のビデオメモリを設け、さらに方位角データ
を補間する座標変換手段を設けるようにしたので、書込
み動作と読出し動作の高速並列動作が可能となり、画素
抜けも防止され、高精細化ラスタ表示器の表示画質を向
上させる効果が得られている。

また航空機エコーと停泊船エコーの識別が容易となり、
通常表示モードでは移動物標エコーの形状変化がなくな
り、運用者にとって物標識別が容易になるという効果が
得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すレーダ走査変換装置の
ブロック図、第２図は従来のレーダ走査変換装置の構成
例を示すブロック図、第３図は座標変換を説明する図、
第４図は従来技術における航跡表示モードでの航空機エ
コーの表示例を示す図、第５図は従来技術における通常
表示モードでの移動船舶の表示形状の変化を示す図、第
６図は本発明の空中線方位角データの精度向上を説明す
る図、第７図は本発明の方位角補間回路のブロック図、
第８図（ａ）及び（ｂ）は本発明における航跡表示モー
ドでの航空機エコーの表示例を示す図、第９図は本発明
における通常表示モードでの移動船舶の表示形状の状態
を示す図である。 図において、１はＡ／Ｄ変換器、２は入力バッファ、３
は演算器、４はビデオメモリ、４−１は＃１ビデオメモ
リ、４−２は＃２ビデオメモリ、５はＰ／Ｓ変換器、６
はＤ／Ａ変換器、７，７Ａは座標変換器、８はビデオメ
、そり切換器、８Ａはアドレス切換器、９はラスタ走査
制御器、１０はＰＰＩ走査制御器、１１はトリガカウン
タ、７１は変換テーブルメモリ、９１は変化検出器、９
２はカウンタ、Ｔ　　−Ｔ　　は入力端子、Ｔ　−Ｔ７
は出力端子である。 潅りＫおｍにおける釦Ｕ醋すＬもｔ−ドτの航、空中墜
工］−ｆ）表示例Ｅ示す図船舶位置 ８技術【二と１乃通学表示モードでの移動鮒身白の多シ
ト形状の笈花に示ｎ渇第　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーダ映像のラスタ走査表示を行なうため、前記レーダ
   映像のＰＰＩ走査からラスタ走査へ走査変換を行なうレ
   ーダ走査変換装置において、前記ラスタ走査表示１画面
   分の前記レーダ映像の量子化ビデオデータをそれぞれ記
   憶できる少くとも２ユニット以上のビデオメモリと、 該少くとも２ユニット以上のビデオメモリから前記量子
   化ビデオデータを書込む１ユニットのビデオメモリを、
   レーダ空中線の１回転毎に交互に又は順次選択するビデ
   オメモリ選択手段と、前記レーダ空中線の方位角データ
   が同一の期間中に発生される送信トリガ信号を計数して
   得られた方位角補間データにより、前記空中線の方位角
   データを補間して、前記量子化ビデオデータの極座標位
   置から直交座標位置への座標変換を逐次行なう座標変換
   手段と、 前記ビデオメモリ選択手段が選択した１ユニットのビデ
   オメモリへ、前記座標変換手段により変換された直交座
   標位置により、前記量子化ビデオデータを逐次書込むデ
   ータ書込み手段と、 前記ビデオメモリ選択手段が非選択の書込み動作の行な
   われていないユニットのビデオメモリより、既に記憶さ
   れたビデオデータをラスタ走査順に順次読出すデータ読
   出し手段とを備えたことを特徴とするレーダ走査変換装
   置。