JPS61138186A - レ−ダシミユレ−タにおける陸岸映像信号発生装置 - 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、レーダ画像に基く操船の訓練のためのレー
ダシミュレータにおいて、その表示画面中に模疑陸岸映
像を映出させるための信号を発生する装置に関する。

〔従来の技術〕

航行中のレーダ画像は、自船を画面の中心に置き、周囲
の陸岸や船舶などの映像は、船速及び操舵に応じた速度
及び方向で移動する。七のためにシミュレータでは、予
め記憶されている陸岸情報を読出し、これを表示画面中
で設定船速及び操舵に応じて移動させることが行われて
いる。

七の概略を第１図に基いて説明するに、１は陸岸情報を
実際の地形と相似形に記憶させた記憶器、２は船速及び
操舵に応じて刻々変化する自船の位＃Ｏの座標信号（Ｘ
ｏ、ｙｏ）を与える設定器、３はレーダ表示器に似たシ
ミュレータ表示器である。

表示器３ではＰ点を中心とするＰＰＩ走査が行われてお
り、各線走査が始まる都度トリ力信号が発せられ、走査
が１循する都度リセット信号が発せられる。

４　ｉ１距離カウノタで、クロックパルス源５から送ら
れて来る高速のクロックパルスを計数し、トリガ信号に
よってリセットされる。その計数値ｒは自船から測定点
までの距離を示す距離信号である。６は方位カウンタで
、トリガ信号を計数し、リセット信号によってリセット
される。七の計数値θはレーダ電波の発射方向に対応す
る方位信号である。方位信号θは、関数変換器７でｓｉ
ｎθ及びＣｏＳθに変換され、これらの関数信号は乗算
器８及び９で七れぞれ距離信号ｒと乗算されて、積信号
ｒ　ｓｉｎθ及びｒ　ｃ、ｏｓθとなる。更にこれらの
積信号は、加算器ｌＯ及び１１において自船位置設定器
２の座標信号Ｘ。及びｙ。とそれぞれ加算されて続出座
標信号（ｘｏ＋　ｒ　ｓｉｎθ）及び（ｙｏ＋’ｒ　ｃ
ｏｓθ）となる。

陸岸情報記憶器１からは、読出座標信号が指定する番地
の陸岸情報が読出され、映像信号としてシミュレータ表
示器３に供給される結果、同表示器３の画面には記憶器
１が記憶している一岸情報に基く映像が、ＰＰＩ走査に
よって表示される。

シミュレータとしては、上述のように陸岸情報記憶器１
の読出情報をそのまま映像信号として表示器３に表示さ
せる場合もあるが、そうすると、船からは見えない島や
山の裏側の地形までが表示されるために、レーダ画像か
ら著るしくかけ離れたものになる。よって、記憶器１の
読出情報を変換回路１２において修正した上で、表示器
３に供給することが行われている。

第７図は従来の変換回路１２０１例を示し、第８図は第
７図の各部の波形を示す。トリガ信号ａが発生した後、
陸岸情報記憶器２から陸岸情報すが読出されたとすると
、双安定回路２７をトリガ信号ａによってセットし、陸
岸情報すによってリセットして矩形波Ｃを作る。この矩
形波Ｃを時定数回路２８で処理することにより減衰波形
ｄを作り、この減衰波形ｄを変調器２９に与えて記憶器
２から読出した陸岸情報すを振幅変調して映像信号ｅを
作り、これを表示器３によって表示させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第７図示の従来の変換回路を使用した場合、表示器３に
供給される映像信号は、各短資線上の陸岸情報の先行部
分だけを含んでいて、後続部分は一切除かれている。そ
の結果、例えば第４図に示されている島１７．１８．１
９の０点からの探知画像として、表示器３には第９図に
示すような映像が表示される。この第９図の映ｒ象では
０１島１７や１９の成る部分が実際の奥行き以上に表示
されたり、島１７の背後にあっても標高が高いために当
然見える筈の島１８の一部が表示されない等の問題がら
り、依然としてレーダ画像からかけ離れたものであった
。

従って、そのようなシミュレータ画像に基いて操船訓練
を行っても、十分な臨場感が得られないために訓練効果
が十分でなかった。

この発明は、極めてに一ダ画像に近いシミュレータ画像
を表示させることによって、シミュレータによる操船訓
練の効果を高めることを目的とする。

〔発明の構成〕

この発明は、従来のレーダシミュレータと同様に、表示
しようとする陸岸映像と相似の配列で陸岸情報を記憶し
ている陸岸情報記憶器と、操船に対応して上記陸岸情報
記憶器内での自船位置を設定する自船位置設定手段と、
ＰＰＩ走査によって映像を表示する表示器と、上記陸岸
情報記憶器が記憶している陸岸情報を上記の設定された
自船位置を中心とし上記ＰＰＩ走査に対応する読出し、
走査によって読出す読出し手段と、この読出された陸岸
情報を上記表示器で表示される映像信号に変換する信号
変換手段とを有する。

この信号変換手段は、表示しようとする陸岸映像と相似
の配列で上記陸岸の等高線情報を記憶している等高線情
報記憶器と、上記陸岸情報記憶器の読出し走査に同期し
て七の読出された陸岸情報に対応する等高線情報を上記
等高線情報記憶器から読出す読出し手段と、最高値記憶
手段と、比較手段と、この比較手段に出力があったとき
に上記陸岸情報記憶器の読出し情報を映像信号として上
記表示器へ導くゲート手段とよりなる。

第１の実施例では、上記最高値記憶手段は上記ＰＰＩ走
査における１線走査期間内で上記の読出された等高線情
報の最高値を記憶すると共にそれを上廻る等高線情報が
読出されたときはその記憶値を更新するよう構成され、
比較手段は新しく読出された等高線情報が上記最高値記
憶手段の記憶値を上廻ったときに上記ゲート手段を開く
ための出力を生ずるよう構成されている。

第２の実施例では、第１の実施列における最高値比較手
段の記憶値が、上記線走査の開始時点からの時間、即ち
自給位置からの距離の関数の形で修正される。

第３の実施例では、読出された等高線情報そのものが自
船位置からの距離の関数の形で修正されて、第１の実施
例における最高値記憶手段と比較手段とに供給される。

〔作　用〕

陸岸情報記憶器と等高線情報記憶器とは、共に表示器の
ＰＰＩ走査に同期して読出される結果、同じ時刻に読出
された陸岸情報と等高線情報とは同じ地点に関する情報
である。第１の実施態様の場合、最高値記憶手段に記憶
されている最高値が更新される都度、そのときの陸岸情
報がゲート手段を通過し、映像信号として表示器に導か
れて表示されるが、それ以外の陸岸情報は表示されない
。

七の結果、表示器に映像信号として供給される陸岸情報
は、陸岸情報記憶器より読出した陸岸情報から、自船位
置に面していない部分の情報及び手前に存在する障害物
の影になる部分の情報を除いたものに相当する。よって
、表示器では、陸岸のうちの自船位置に直接面している
部分だけが陸岸映像として表示されることになる。

一方、レーダの映像信号は、陸岸のうちのレーダアンテ
ナに直接面している部分によって反射された電波に基く
ものである。よって、この発明において表示器へ供給さ
れる映像信号は、・１生質が極めてレーダ映像信号に似
ており、これにより極めてレーダ画像に似たシミュレー
タ画像を得ることができる。

第２及び第３の実施例は、レーダアンテナの設置の高さ
による表示画像への影響や、地球表面の湾曲による表示
画像への影響を修正して、よりレーダ画像に近いシミュ
レータ画像を得るものである。

〔実施例〕

第２図において、１２は第１図に示された変換回路１２
に対応する。１３は等高線情報記憶器で、陸岸情報記憶
器１に記憶されている陸岸の各部の等高線情報を、実際
の地形に相似な配列で記憶している。１例として、陸岸
情報記憶器１は１ビツト構成の画素２０４８　Ｘ　２０
４８個を有するのに対し、等高線情報記憶器１３は４ビ
ツト構成の等高線情報を２５６高線の識別できれば足り
る。この等高線情報記憶器１３の記憶は、陸岸情報記憶
器ｌと同じ読出座標信号（ｘｏ＋　ｒ　ｓｉｎθ）及び
（ｙｏ＋　ｒ　ｃｏｓθ）により、陸岸情報の読出しに
同期して読出される。

１４は最高値記憶器で、トリガ信号によってリセットさ
れ、毎回の線走査において過去に現われた最高の等高線
情報を記憶する。１５は比較器で、記憶器１３から逐次
読出される等高線情報を記憶＠１４に記憶されている過
去の最高値と比較し、七の最高値が更新された場合に比
較出力をゲート１６へ送ってこれを開く。第１図で説明
した陸岸情報記憶器１の読出情報は、このゲート１６が
開かれている間だけこれを通過して映像信号となり、表
示器３によって表示される。

上述の実施例の動作を第３図及び第４図によって説明す
る。０点から始まりＸ方向へ向って等高線情報記憶器１
３の読出走査が行われると、先づ島１７の等高線り。、
ｈ工、ｈ２、ｈ３が順に読出され、その都度最高値記憶
器１４の記憶が更新され、かつゲート１６が開かれる。

従って、島１７の海岸から頂上に至る表側の陸岸情報が
ゲート１６を通過し、表示器３で表示される。次いで等
高線情報記憶器１３の続出走査は島１７の裏側へ移るが
、その間は読出された等高線情報が最高値記憶器１４の
記憶値より低いので、ゲート１６は閉ざされ、従って陸
岸情報記憶器１から読出した情報は表示されない。等高
線情報記憶器１３の読出走査は、海上を通って島１８に
移るが、等高線ｈ３が読出されるまでの間は、やはり最
高値記憶器１４の記憶値をメ處えないために、陸岸情報
記憶器１から読出した情報は表示されない。

読出走査が更に進行して島１８の等高線ｈ４、ｈ５、ｈ
６が読出されると、その都度最高値記憶器１４の記憶が
更新されるために、記憶器１から読出した島１８の表側
の陸岸情報が表示される。七の後は、最高値記憶器１４
の記憶を上層る等高線が読出されないために、記憶器１
から読出した島１８の裏側の陸岸情報は表示されない。

上述のＯＸ方向の情報読出走査及びこれに伴う表示と同
様の動作が、０点を中心として順に異なる方向へ向って
行われる。その結果、島１７の場合は、０点から各等高
線へ引いた接線の接点同士を互に結ぶｍＡＢから０点側
の陸岸情報だけが表示器３に表示され、その反対側は表
示されない。また、島１８の場合は、島１７へ引いた前
記接線の延長と島１８の各等高線との交点同士を互に結
ぶ線ＣＤと、０点から島１８の各等高線へ引いた接線の
接点同士を互に結ぶ線ＥＦとに挾まれた間の陸岸情報だ
けが表示され、それ以外は表示されない。よって、島１
７．１８．１９については第５図に示す２０．２１．２
２のような映像が、・表示器３によって表示される。

なお、島１７．１８．１９のそれぞれ線ＡＢ％ＥＦ。

ＧＨからＸ方向の側を表示させないのは、０点からはそ
れらの側が見えないからである。また、島１８の線ＣＤ
から０点の側を表示させないのは、その部分が島１７の
影になって見えないからである。

このようにして、この実施例によるときは陸岸をレーダ
によって観察した場合に極めてよく似た映像を得ること
ができる。

上記実施例では、レーダ電波が第３図に示されている各
等高線り。−ｈ７に沿って進行するものとして扱った。

しかし、実際のレーダ電波は成る高さに設置したアンテ
ナから上下方向の拡がりを持って輻射されるので、近距
離物体と遠距離物体とで高さに対する検出の仕方が異な
ってくる。

第６図に示すように、レーダアンテナ２３が高さＨｏの
位置に設置されていて、距離ｒ工の位置に高さＨ工の物
体２４があり、距離ｒ２の位置に高さＨ２の物体２５が
あったし、両物体の頂上がアンテナ２３から見て同じ（
卯角メであったとする。両物体２４．２５は高さが異な
るにも拘らず、レーダはこれを同じ高さであるかのよう
に処理する。従って、よりレーダ画像に近いンミュレー
タ画像を得るためには、最高値記憶器１４に物体２４の
高さＨ□が最高値として記憶されていたとすると、七の
記憶値Ｈ工に距離が△ｒ増す毎に△Ｈづつ加算し、距離
がｒ２に達したときに記憶されている最高値がＨ２にな
るようにすれば、比較器１５においてよシレーダに近い
比較を行わせることができる。即ち Ｈよ−Ｈ８ ΔＨ＝□・Δｒ この式から明らかなように、第６図とは逆に最高値記憶
器１４に記憶されている物体２４の高さＨ□がアンテナ
の高さＨ８より低い場合は、△Ｈが負値になるために、
距離の増大とともに減少する。

第２図における２６は上述のように最高値記憶器１４に
記憶されている過去の最高値を距離ｒに応じて修正する
変換回路であり、予め計算された各舒仰角ｙごとのΔＨ
をＲＯＭ等に記憶していて、最高値記憶器１４が最高値
を記憶した時期を距離情報ｒと参照することによってそ
の距離ｒ工を求め、こ（とその最高値Ｈ工とによって決
まる俯仰角ｙから△Ｈの（直を選び出し、以後距離がΔ
ｒ延びる毎にΔＨづつ最高値Ｈ□を修正する。

また、レーダ画像は地球の表面の湾曲によっても影響を
受けるが、これに対する修正も変換回路２６に手を加え
ることによって行うことができる。

その他、上述のように最高値記憶器１４の記憶自答だけ
を上述のように距離情報によって修正する代りに、等高
線情報記憶器１３の読出し情報そのものを距離情報ｒに
応じて修正してもよい。

なお、上述の実施例では、自船位置設定器２、距離カウ
ンタ４、方位カウンタ６、関数変換器７、乗算器８及び
９、加算器１０及び１１、変換回路１２などをそれぞれ
独立したブロックの形で示しているが、電子計算機に各
ブロックの動作を遂行するようプログラミングする方が
便利である。

〔効　果〕

以上のように、この発明によるときは、記憶器に記憶さ
れている陸岸情報を読出してレーダシミュレータ画像を
作るに際し、各陸岸情報に対応する等高線情報に基いて
陸岸情報を修正しているため、実際のレーダ画像に極め
て近い表示画像を得ることかできる。そのために７ミユ
レータによる操船訓練においては、実際のレーダ画像に
よく似た形で表示画像が現われ、かつ自船位置の移動に
伴う表示画像の変化の状況もレーダ画像によく似ている
ので、訓練効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の全体の構成を示すブロック
図、第２図は第１図における変換回路１２の詳細を示す
ブロック図、第３図は等高純の説明図、第４図は成る陸
岸の等高線図、第５図は第４図に示した陸岸のンミュレ
ータ表示画像、第６図はレーダアンテナの高さがレーダ
画像に与える影響の説明図、第７図は変換回路１２の従
来の例を示すブロック図、第８図は第７図における各部
の信号波形図、第９図は第７図示の変換回路を用いたレ
ーダシミュレータの表示画像である。 １・・・陸岸情報記憶器、 ２・・・自船位置設定器、 ３・・・表示器、 １２・・・変換回路、 １３・・・等高線情報記憶器、 １４・・・最高値記憶器、 １５・・・比較器、 １６・・・アンドゲート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表示しようとする陸岸映像と相似の配列で陸岸情
   報を記憶している陸岸情報記憶器と、操船に対応して上
   記陸岸情報記憶器内での自船位置を設定する自船位置設
   定手段と、ＰＰＩ走査によつて映像を表示する表示器と
   、上記陸岸情報記憶器が記憶している陸岸情報を上記の
   設定された自船位置を中心とし上記ＰＰＩ走査に対応す
   る読出し走査によつて読出す読出し手段と、この読出さ
   れた陸岸情報を上記表示器で表示される映像信号に変換
   する信号変換手段とよりなり、この信号変換手段は、表
   示しようとする陸岸映像と相似の配列で上記陸岸の等高
   線情報を記憶している等高線情報記憶器と、上記陸岸情
   報記憶器の読出し走査に同期してその読出された陸岸情
   報に対応する等高線情報を上記等高線情報記憶器から読
   出す読出し手段と、上記ＰＰＩ走査における１線走査期
   間内での上記の読出された等高線情報の最高値またはこ
   れに距離に応じた修正を加えた値を記憶すると共にこの
   記憶を上廻る値が現われたときはその記憶値を更新する
   最高値記憶手段と、新しく読出された等高線情報または
   これに距離に応じた修正を加えた値が上記最高値記憶手
   段の記憶値を上廻つたときに出力を生ずる比較手段と、
   この比較手段に出力があつたときに上記の陸岸情報記憶
   器の読出し情報を映像信号として上記表示器へ導くゲー
   ト手段とよりなることを特徴とするレーダシミユレータ
   における陸岸映像信号発生装置。