JPH0933636A - 自動衝突予防援助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】追尾目標のベクトル時間をゼロ値にしても、ま
た、相対ベクトル表示にしても、目標の針路を正確に表
示することを可能とする。 【解決手段】目標のレーダエコー１２ａ〜１５ａから延
びる相対ベクトル１１２〜１１５は、自船位置１１ａに
対する目標の相対針路および相対速力を表すものであ
る。その目標のレーダエコー１２ａ〜１５ａに重ねて、
その方向が真針路を表すシンボル１２ｃ〜１５ｃを表示
する。相対ベクトル１１２〜１１５の長さがゼロ値にな
っても、シンボル１２ｃ〜１５ｃを表示するようにして
いるので、目標の真針路を正確に知ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、周知のＡＲＰＡ
（Automatic Rader Plotting Aid）機能を有するレーダ
装置に適用して好適であり、レーダエコーの情報から目
標の捕捉、追尾を実行し、目標の動向（動勢）を表示器
上に表示する自動衝突予防援助装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、水平方向に回転するレーダア
ンテナから電波信号を送出し、この電波信号の物標から
の反射電波信号、いわゆるレーダエコーを前記レーダア
ンテナにより受信してビデオ信号を作成し、このビデオ
信号に係る映像を物標の映像として表示器上に表示する
ようにしたＡＲＰＡ機能を有する船舶用レーダ装置が市
販されている。

【０００３】このような船舶用レーダ装置として、自動
衝突予防援助装置が一体的に組み込まれているものが知
られている。

【０００４】この自動衝突予防援助装置は、手動操作ま
たは自動操作により捕捉した目標を自動的に追尾し、目
標の位置を、例えば、白丸（実際には、輝線による輪）
等の追尾シンボルにより表示するとともに、補足した目
標の一定時間内の位置変化の方向と変化量から目標の針
路と速力を計算し、ベクトル（ベクトルの方向が針路を
表し、ベクトルの長さが速力に比例した長さを表すベク
トル）を前記白丸の中心を原点として表示するようにな
っていた。この場合、ベクトル表示としては、目標の真
針路を表示する真ベクトル表示と、自船との相対関係、
すなわち相対針路を表す相対ベクトル表示とが採用され
ている。

【０００５】また、ベクトルの長さは、入力装置により
その時点からの経過時間に対応して切り替えることが可
能であり、ベクトルの先端位置がその経過時間後の目標
の予測到達位置に対応するようにしている。したがっ
て、ベクトルの長さをベクトル時間と呼ぶ場合もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の自動衝突予防援助装置の使用中に、例えば、船舶や
小島等が輻輳している海域においては、レーダ映像を見
易くするために、レーダの映像に重畳して表示されてい
る追尾目標の前記ベクトル時間をゼロ値に調節する場合
があるが、このようにベクトル時間をゼロ値にすると、
追尾シンボルに付加されているベクトルが消滅し、目標
の針路を見ることができなかった。

【０００７】また、従来の自動衝突予防援助装置におい
て、相対ベクトルを表示しているときには、目標の真の
運動方向（移動方向、進行方向）を示す真ベクトルが表
示されないために、目標が実際にどの方向を向いている
のかを正確に知ることが困難であった。

【０００８】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、追尾目標のベクトル時間をゼロ値にし
ても、また、相対ベクトル表示においても目標の真針路
を正確に表示することを可能とする自動衝突予防援助装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、反射電波信
号から計算した真針路に応じたシンボルを目標の位置上
に表示する表示手段を備えるようにしている。

【００１０】ここで、表示手段上には、真針路に応じた
シンボルと目標のベクトル（真ベクトルまたは相対ベク
トル）とを重畳して、いわゆるレーダ画面に表示するこ
とが好ましい。

【００１１】この場合、シンボルとしては、進行方向の
判別可能な矢印等であることが好ましい。

【００１２】また、シンボルとしては、２等辺３角形の
頂点が真針路の方向を向くようにしたものでもよい。

【００１３】シンボルを追尾目標の真針路に応じて変化
させることで、目標の進行方向を容易に視認することが
できる。

【００１４】シンボルデータは、予め、真針路の値に応
じてルックアップテーブルに格納しておくことができ
る。例えば、目標の進行方向を示すのに必要な数（１６
方位であれば１６個）のシンボルデータを格納してお
く。これにより、目標の真針路の値を、例えば、１６の
区分に分け、区分した（分類した）真針路に対応するシ
ンボルをルックアップテーブルから選択してそのシンボ
ルのみ、またはそのシンボルとベクトルを併せて表示す
ることができる。

【００１５】さらに、この自動衝突予防装置は、レーダ
が設置されている船舶に適用して好適である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００１７】図１は、この発明の実施の形態の構成を示
すブロック図である。この図１例に示す自動衝突予防援
助装置は、船舶用レーダ装置に組み込まれ、船舶に搭載
される。

【００１８】図１において、レーダ１は、周知のもので
あり、水平方向に回転して電波信号を送出すると共にこ
の電波信号の物標からの反射電波信号を受信するレーダ
アンテナと、このレーダアンテナをロータリージョイン
トを通じて一定回転させる駆動モータと、ロータリージ
ョイントに軸着される方位エンコーダと、ロータリージ
ョイントに電気的に接続され電波信号を送受信する送受
信機と、トリガ信号を送出する制御部等とから構成され
る。

【００１９】レーダ１から、ビデオ信号ＶＤ、トリガ信
号Ｔ、方位信号ＡＺおよび船首信号ＯＢが出力され、目
標検出回路２に供給される。目標検出回路２は、ビデオ
信号ＶＤから不要なノイズを除去し（例えば、一定レベ
ル以下の信号を除去する、または一定周波数以上の信号
を除去する。）、これらのビデオ信号ＶＤ、トリガ信号
Ｔ、方位信号ＡＺおよび船首信号ＯＢをデジタル信号に
変換した後、物標（目標）の位置データＤｐを作成して
目標選択回路３に送出する。

【００２０】一方、ビデオ信号ＶＤ、方位信号ＡＺおよ
び船首信号ＯＢが、増幅器およびレベルコントロール回
路１０を通じてモニタディスプレイ装置である表示器１
１に供給され、その表示器１１の画面上に通常のレーダ
エコーが表示される。

【００２１】目標選択回路３では、目標の位置データＤ
ｐの中、捕捉および追尾が必要な目標（の位置データＤ
ｐ）を選択するために、自動捕捉の場合には、操作パネ
ル８上の自動捕捉スイッチの操作により表示器１１上に
表示された画面上の目標に対して自動的に、たとえば、
点線の正方形で表される初期捕捉のシンボルを付ける。
また手動捕捉の場合には、トラックボールやジョイステ
ィック等の選択器６を用いて手動で選択された目標に初
期捕捉のシンボルを付ける。

【００２２】このようにして選択された目標の位置デー
タＤｐｔのみが、捕捉・追尾回路４に供給される。な
お、前記初期捕捉のシンボルには、一定時間後にベクト
ル表示が追加される。

【００２３】捕捉・追尾回路４では、時々刻々出力され
る選択された目標の位置データＤｐｔを先に検出した目
標位置データＤｐｔと比較し、その大きさ等から同一目
標であるか否かの判定をし、同一目標の位置データＤｐ
ｔａを順次記憶する。これにより目標の捕捉および追尾
が可能となる。

【００２４】一定時間毎に順次記憶される同一目標（目
標の数は、１つであっても複数であってもよい。）の位
置データＤｐｔａが目標針路・速力計算回路５に供給さ
れる。

【００２５】目標針路・速力計算回路５は、追尾され順
次記憶される同一目標の位置データＤｐｔａに基づき移
動する目標（１つあるいは複数）の針路データ（真針路
データＣＴと自船に対する相対針路データＣＲ）ＤＣお
よび速力データ（真速力データＳＴと自船に対する相対
速力データＳＲ）ＤＳを定速で回転するレーダアンテナ
の１回転または数回転毎に計算する。

【００２６】計算された目標の真針路データＣＴが目標
針路シンボルテーブル７に供給され、この目標の真針路
データＣＴに応じたシンボルデータＳＹＭＤが選択され
て目標ベクトル発生回路９に供給される。なお、目標ベ
クトル発生回路９には、シンボルデータＳＹＭＤと共
に、計算された目標の真針路データ（単に、真針路とも
いう。）ＣＴ、相対針路データ（単に、相対針路ともい
う。）ＣＲ、真速力データ（単に、真速力ともいう。）
ＳＴおよび相対速力データ（単に、相対速力ともい
う。）ＳＲも供給される。

【００２７】操作パネル８の操作により、前記初期捕捉
のシンボルに代替して表示器２０の画面上に目標の真針
路ＣＴに応じたシンボルを表示するのか、真針路ＣＴに
関係のない目標の特定のシンボル（上述したように、方
向性を持たない通常の追尾シンボル、例えば、白丸やド
ット）を表示するのかが決定されるとともに、ベクトル
時間が設定される。

【００２８】操作パネル８により目標の真針路ＣＴに応
じたシンボル表示が選択されたときには、目標針路シン
ボルテーブル７で選択されたシンボルデータＳＹＭＤに
基づき、通常の追尾シンボルを作成する手法と同様にし
て目標ベクトル発生回路９において目標の真針路ＣＴに
応じたシンボルが作成され（発生され）、表示器２０上
のレーダエコーと重畳して表示される。

【００２９】この場合、目標の真針路ＣＴに応じたシン
ボルの形状は、矢印等のように進行方向の判別が可能な
形状とされる。

【００３０】また、目標の真針路ＣＴに応じたシンボル
の形状は、２等辺３角形自体または２等辺３角形部分を
含む形状としてもよい。そして、２等辺３角形の頂点を
真針路ＣＴに合致させて表示する。

【００３１】以上説明したように、この実施形態によれ
ば、追尾中の目標のレーダエコー上に、目標の真針路Ｃ
Ｔを示すシンボルを必要に応じて追尾中の特定の目標ま
たは全目標に対して重畳して表示することができる。

【００３２】図２は、目標針路シンボルテーブル７の構
成例を示している。図２において、シンボルデータ名Ｓ
ＹＭＤ０等のうち、数字部分「０」は、目標の真針路Ｃ
Ｔの値である。したがって、シンボルデータ（シンボル
データ名ともいう。）ＳＹＭＤ０は、目標の真針路ＣＴ
が０°方向を向くシンボルデータを表している。なお、
真針路ＣＴが０°方向というのは、真北の方向のことで
ある。

【００３３】図２例の目標針路シンボルテーブル７で
は、目標の針路を１６箇のシンボル形状で表している。
シンボルの具体的な形状は、長方形（正方形）の１辺上
に２等辺３角形の底辺を合わせた形状になっている。２
等辺３角形の頂点が向いた方向が真針路ＣＴを示してい
る。

【００３４】表示針路の分解能は、３６０／１６＝２
２．５°となる。したがって、例えば、目標針路速力計
算回路５から真針路データＣＴとしてＣＴ＝８８．１°
等のデータ値が目標針路シンボルテーブル７に供給され
たとき、シンボルデータＳＹＭＤとしてＳＹＭＤ＝ＳＹ
ＭＤ９０が出力され、目標ベクトル発生回路９に供給さ
れる。この目標ベクトル発生回路９で、そのシンボルデ
ータＳＹＭＤ９０に対応するシンボル形状（図２に示
す、右横向きのシンボル形状）が発生され、表示器２０
の画面上でレーダエコーに重畳されて表示されることに
なる。なお、針路を表すシンボルの数は、必要な針路分
解能に応じて、例えば、３２方位に対応する３２箇等、
任意に変更してもよい。

【００３５】図３および図４は、この実施の形態に係る
表示器２０の画面２１上への表示例を示している。な
お、図３および図４中、簡単のためドットで表している
のは、目標（他船）のレーダエコーである。

【００３６】図３は、真ベクトル表示であり、同図中、
中心のドットは自船位置１１ａを表し、その自船位置１
１ａから０°方向に延びる実線で表しているのは、自船
の針路と速力を表す真ベクトル１１である。速力は真ベ
クトル１１の長さで表され、その真ベクトル１１の先端
１１ｂは、現在の速力で進んだ場合の、例えば、６分後
の到達点を意味している。

【００３７】真ベクトル１２は、目標のレーダエコー１
２ａから自船の進行方向に延びており、衝突の可能性の
ある目標を示している。その目標のレーダエコー１２ａ
に重畳して目標の真針路ＣＴの方向を向いているシンボ
ル１２ｃが表示されている。このシンボル１２ｃは、目
標針路シンボルテーブル７から出力されたシンボルデー
タＳＹＭＤ２４７に基づいて目標ベクトル発生回路９で
発生されたシンボルである。なお、真ベクトル１２等
は、ベクトルの長さが速力を表し、したがって、この場
合、先端１２ｂが６分後の到達点を示し、また、ベクト
ルの向きが目標の真針路に一致して表示される。

【００３８】真ベクトル１３は、自船と速力が同等で自
船と反対方向に進む、いわゆる反航船の真ベクトルを示
している。真ベクトル１４は、自船より速力の遅い自船
と同方向に進む、いわゆる同航船の真ベクトルを示して
いる。真ベクトル１５は、自船と速力が同等で、異なる
針路を採る同航船の真ベクトルを示している。符号１３
ｃ〜１５ｃは、それぞれ、真ベクトル１３〜１５のレー
ダエコー１３ａ〜１５ａに重畳された真針路を表すシン
ボルである。

【００３９】この図３に示す表示例において、いわゆる
ベクトル時間を０値にしてベクトル表示を省略した場合
においても、図４に示すように、目標のレーダエコー１
２ａ〜１５ａ上のシンボル１２ｃ〜１５ｃの先端１２ｄ
〜１５ｄが向いている方向を見ることにより目標の進行
方向を瞬時に知ることができる、という利点が得られ
る。

【００４０】図５は、図３と同一状況（同一時点）で、
操作パネル８の操作によりベクトル表示を真ベクトル表
示から相対ベクトル表示に切り替えた画面２１を示して
いる。この相対ベクトル表示において、レーダエコー１
２ａ〜１５ａと真針路ＣＴを表すシンボル１２ｃ〜１５
ｃは、図３と同一のものであり、同一の方向を向いてい
る。

【００４１】目標のレーダエコー１２ａ〜１５ａから延
びる相対ベクトル１１２〜１１５は、自船位置１１ａに
対する目標の相対針路および相対速力を表すものであ
る。相対ベクトルは、目標の真ベクトル（例えば、真ベ
クトル１２）から自船の真ベクトル１１をベクトル減算
したベクトルの原点を目標位置（目標のレーダエコー）
１２ａに合わせたベクトル１１２として得られる。すな
わち、相対ベクトル１１２は、次式で得られる。

【００４２】 相対ベクトル１１２＝真ベクトル１２−真ベクトル１１ 図５において、例えば、目標のレーダエコー１２ａから
延びる相対ベクトル１１２は、自船位置１１ａの方向を
向いているので、衝突の危険性があることが容易に分か
る。また、目標のレーダエコー１４ａから延びる相対ベ
クトル１１４は、その相対ベクトル１１４の方向から自
船から遠ざかる目標であることが容易に理解される。

【００４３】このように上述の実施の形態によれば、真
ベクトル表示、相対ベクトル表示のいずれの表示であっ
ても、追尾捕捉中の目標の真針路ＣＴを追尾目標シンボ
ル１２ｃ〜１５ｃの形状を視認することにより直感的に
直ちに知ることができるという効果が達成される。した
がって、操作者がベクトル時間を短くしたり、相対ベク
トル表示を選択した場合においても、自船の周囲に存在
する目標の真の動きを一目で把握することができる。こ
れにより、操作者は、危険目標に対する衝突予防のため
の回避行動を迅速かつ的確に行うことができる。

【００４４】なお、この発明は上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、反射電波信号から計算した真針路に応じたシンボル
を目標の位置上に表示するようにしている。

【００４６】したがって、追尾目標のベクトル時間をゼ
ロ値にしても、また、相対ベクトル表示にしても、シン
ボルにより目標の針路が正確に表示され、その目標針路
を容易に視認することができるという効果が達成され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の構成を示す回路ブロッ
ク図である。

【図２】目標針路シンボルテーブルの例を示す図であ
る。

【図３】真針路に応じたシンボルが真ベクトルと共に表
示されたレーダ画面を示す図である。

【図４】図３において、いわゆるベクトル時間がゼロ値
とされて、真針路に応じたシンボルが表示されたレーダ
画面を示す図である。

【図５】真針路に応じたシンボルが相対ベクトルと共に
表示されたレーダ画面を示す図である。

【符号の説明】

１…レーダ ２…目標検出回
路 ３…目標選択回路 ４…捕捉・追尾
回路 ５…目標針路・速力計算回路 ６…選択器 ７…目標針路シンボルテーブル ８…操作パネル ９…目標ベクトル発生回路 １０…増幅器およびレベルコントロール回路 １１、１２、１３、１４、１５…真ベクトル ２０…表示器 １１２、１１３、１１４、１１５…相対ベクトル ＶＤ…ビデオ信号 Ｔ…トリガ信号 ＡＺ…方位信号 ＯＢ…船首信号 Ｄｐ…目標の位置データ Ｄｐｔ…選択さ
れた目標の位置データ Ｄｐｔａ…同一目標の位置データ ＤＣ…針路デー
タ ＣＴ…真針路データ ＣＲ…相対針路
データ ＤＳ…速力データ ＳＲ…相対速力
データ ＳＴ…真速力データ ＳＹＭＤ…シン
ボルデータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーダにより取り込まれる物標からの反射
   電波信号の情報に基づいて目標を捕捉し自動追尾する自
   動衝突予防援助装置において、 捕捉しようとする目標を指定する指定手段と、 前記目標の移動方向と、前記レーダの設置位置から前記
   目標までの距離とに基づいて前記目標の真針路を計算す
   る計算手段と、 前記真針路に応じたシンボルを発生するシンボル発生手
   段と、 前記発生されたシンボルを前記目標の位置上に表示する
   表示手段とを備えることを特徴とする自動衝突予防援助
   装置。
2. 【請求項２】レーダにより取り込まれる物標からの反射
   電波信号の情報に基づいて目標を捕捉し自動追尾する自
   動衝突予防援助装置において、 捕捉しようとする目標を指定する指定手段と、 前記目標の移動方向と、前記レーダの設置位置から前記
   目標までの距離とに基づいて前記目標の相対針路、相対
   速力、真針路および真速力を計算する計算手段と、 前記真針路に応じたシンボルを発生するシンボル発生手
   段と、 前記発生されたシンボルを目標の位置上に表示する表示
   手段とを備えることを特徴とする自動衝突予防援助装
   置。
3. 【請求項３】前記シンボルが、矢印等進行方向の判別可
   能なものであることを特徴とする請求項１または２記載
   の自動衝突予防援助装置。
4. 【請求項４】前記シンボルが、２等辺３角形自体または
   ２等辺３角形部分を含み、この２等辺３角形の頂点が真
   針路の方向を向くようにされていることを特徴とする請
   求項１または２記載の自動衝突予防援助装置。
5. 【請求項５】前記シンボル発生手段が、真針路の値に応
   じたシンボルデータが格納されたルックアップテーブル
   であることを特徴とする請求項１または２記載の自動衝
   突予防装置。
6. 【請求項６】前記レーダが船舶に設置されていることを
   特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動
   衝突予防援助装置。