JPS61147172A - 三次元立体レ−ダ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、三次元立体レーダに、係り、特に、各種情報
を処理し、種々の方向から実視に近い状態で三次元祖す
るための処理クステムに関するものである。

〔発明の背景〕

従来使われている二次元レーダにおいては、レーダビデ
オ表示とともに、航空機情報をアルファニューメリック
表示（英数字表示）の形態で、二次元表示している。そ
のため高度情報は数値表示のみであシ、立体的視野から
空港監視等を行うことはなされていない。

この事情は従来の三次元レーダにあっても根本的には変
わらない。三次元レーダについては、測高精度を情報の
更新度と走査速度、信号処理系及び表示系等に関し、い
ろいろの議論がなされ、例えば、測高方式としては、Ｖ
ビーム方式、ビーム走査方式、多ビーム無走査方式等が
開発されている。しかしながら、表示は結局のところ、
ＣＲＴ等の平面上になされることになる。前述の二二一
メリック表示に替えて、物標の距離方向表示部の外側に
高度表示帯を設けたりする工夫はされているが、直感的
に相対関係が把みにくく、実視）こ近い状態で、しかも
種々の方向から衝突の危険等をチェックする三次元祖は
望むべくもなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、レーダによるビデオ情報と物標として
の航空機からの高度情報等とを組み合せて、三次元立体
表示装置に出力し、直感的に相対関係を判断でき、実視
に近い状態で、しかも種々の方向から衝突の危険等をチ
ェック可能な立体偉が得られる三次元立体レーダを提供
することである０ 〔発明の概要〕 目標としての高度情報を得る測高方式には種々のものが
ある。基本原理的にはいずれもレーダ位置から見た目標
の仰角を測定し、同時に得られる距離情報から高度を算
出するものである。従って、仰角の測定精度が主として
測高精度を支配することになる。１００海里だけ離れた
目標の仰角測定誤差が±０．１度であっても、高度誤差
約±１０００フィートに相当する。特に民間航空の航空
交通管制においては数百フィート以下の精度が要求され
るため、上記誤差では管制不能の状況も生ずることにな
る。

そこで本発明では、Ａ　８　Ｒ（Ａｉｒｐｏｒｔ　５ｕ
ｒｖｅｉｌｌ−ａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ　）空港監視レー
ダからの情報に、トランス４ンダを搭載した各航空機に
関して８８Ｒ（ａｓｃｏｎｄａｒｙ日ｕｒｖｅｉｌｌａ
ｎｃｅ　Ｒａｄａｒ　）二次監視レーダによシ収集した
フライ）ｌＩＱ、並びに方位や高度等に関する数値情報
を組み合せて、より精度の、。

高い監視ができるようにしである。

一方、具体的三次元イメージを得るために５ＤＶ　Ｖ　
（５Ｄｉｍｓ＋ｎ５ｉｏｎａｌ　Ｖｏｌｕｍｅ　Ｖｉｅ
ｗｅｒ　）　　三次元立体表示装置を用いる。５ＤＶ’
Ｖの原理を第４図に示す。図において、６１は表示用ｃ
ＲＴｔ　　６２はコンデンサレンズ、６５は振動ミラー
、Ｉは観察者の目を表す。本装置で観察者の目に立体感
を生じ実体視の効果を与えるのは、次の方式によってい
る。すなわち、ＣＲ’ｒ５１に表示すべき航空機の遠近
情報に同期させて、振動ミラーに低周波の信号を印加し
、近い航空機は観察者の近くに、遠い航空機は遠くに観
察されるようにするものである。低周波としては、例え
ば５０　ａ、、程度の信号を印加すれば、ちらつきがな
くてよい。なお、コンデンサレンズ６２は、ＣＲＴ６１
からの光ヲ、観察者の目■にできるだけ効率よく導くた
めのものであって、本発明の実施には、必ずしも欠かせ
ないものではない０ 本発明は、Ａ８Ｒによるビデオ信号とＳＳＲによる航空
機情報とを組み合せ、５Ｄ”／Ｖの表示あるいは管制記
録に最適な信号を形成するレーダデー！グロセツサを備
えた三次元立体レーダを提案するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面第１図〜第５図を参照して本発明の一実施例
につき、更に詳しく説明する。

第１図は、本発明による三次元立体レーダの一実施例を
示すブロック図である。図において、１はＡ８Ｒ，２は
８ＳＲ，５はＲＤ　Ｐ　（Ｒａｄａｒ　Ｄａｔａｐｒｏ
ｃｅｓｓｏｒ　）レーダデータデｏ　セｙす、４はオイ
レーシ目ン／＃ネルコントローラ、５はコンピュータ、
６は５ＤＶＶ、７は光メモリディスクレコーダである。

ＲＤＰ５は、タイミングジェネレータ５１、イターン認
識器５２．工１０コントローラ５３、ノンプロセッサデ
ータ転送１ｉｉ、５４ｔ　イメージプロセッサ５５を含
んでいる。

本発明は、ＲＤＰ５に係るものであり、特にイメージプ
ロセッサ５５に関するものである。ＲＤＰ５はここでは
点線で示してあり、ハイブリッド方式で組み立てられて
いる例となっているが、ＲＤＰ５の内部を可能な限夛フ
ァームウェア化（ＩＣ化）してもよいことは勿論である
。

次に各ブロックの機能を説明する。

Ａ８Ｒｊは、既に述べた通り、航空機の方位と距離とに
関するレーダビデオ信号を得る装置で、一般の空港監視
レーダと変わるところはない。

８８Ｒ２は、各航空機に搭載されたトランス４ンダから
送られてくる高度や方位あるいけフライトＮｏ、等の情
報を収集、する二次監視レーダである。

ＲＤＰ５はＳ　コンピュータ５によるデータ処理の前処
理を行う装置であり、レーダ信号からノイズを除去し、
データを発生させて処理するとともに、オイレーション
ノ々ネルコントローラ４．コンピュータ５．　５Ｄ”ｉ
ｖ６を光メモリディスクレコーダ７　ｔ　！！ｆ前記Ａ
　＋９　Ｒ１オｊヒＢ　Ｂ　Ｒ２とｌｋ信ｔル。

オベレーシコンノ譬ネルコントローラ４は、操作者がコ
ンピュータ５に指令を送るユニットであυ、各種押しＩ
メンスイッチ、データの数字表示器ｔディジタルスイッ
チおよびそれらのスイッチバッファ、コントロールゲー
ト回路などからなる。操作者が指令した各種の信号は、
工１０コントローラ５５を介してコンビエータ５に送り
込まれ、レーダからの物標データ処理をコントロールす
る０また、コンピュータ５からの物標に関する各種デー
タを数字表示器やアラームラング等によυ表示する。

コンピュータ５は、各種のデータ処理を行うとともに全
体の動きを管理している。

５ＤＶｖ６は、イメージプロセッサ５５からの出力信号
によシ、振動ミラー６５をＣＲＴ（５１の表示と同期し
て振動させて、三次元立体画像を表示するものである。

光ｌモリディスクレーーダ７は、三次元立体画“儂を時
系列的に記録する。

レーダデータプロセッサ５の中で、タイミングジェネレ
ータ３１は、ＡＩＲｌとＢａＢ４とから送られてくる各
種信号を処理し、例えば衝突予防のタイミング基準とな
るトリガやクロック信号をタイミング信号として出力す
る。また、レーダビデオ信号からノイズを除去して、ア
ナログからディジタル信号に変換し、・ダターン認識及
びその結果のコンピュータ５への転送処理をしやすくし
ている。更に、イメージプロセッサ５５へのレーダビデ
オ信号はこの回路から送られる。その他に本装置の自己
診断を行うテストのひとつであるインターナルシエミレ
ータ回路、イメージプロセッサへのタイミング信号を発
生させる回路、装置に異常が発生した場合操作者に警報
を発するシステムフェイル回路等が含まれる。

／母ターン認識器Ｓ２は、レーダの映像から地上物であ
るか航空機であるか等を人間に代シ判定する回路である
。

工１０コントローラ５５は、コンピュータ５と各種ブロ
ックとの間のデータ入出力を制御する回路であり、大き
く分けると２つの機能がある。そのひとつは、タイミン
グジェネレータ５１と）臂ターン認識器５２を経て作ら
れたデータの制御と、ノンプロセッサデータ転送器５４
を通してコンピュータ５に出力するデータの制御を行う
ことである。もうひとつは、コンピュータ５とオイレー
ションノ母ネルコントローラ４のそれぞれからの制御信
号の入出力を制御することである。

ノンプロセッサデータ転送器５４は、コンピュータ５と
他の回路ブロックとの間にあって、アドレス、データ、
制御信号などの各種情報のやシとシを制御するインター
フェイス回路である。

従来は、このノンプロセッサデータ転送器５４と前述の
タイミングジェネレータ５１の出力を受けてＣＲＴ表示
用信号を形成する部分には、グラフイツクディスプレイ
グロセツサを用いていただけであったので、三次元レー
ダでおっても平面的な映像しか得られなかった。

それに対し、本発明では、イメージプロセッサ３５を用
いて、表示を立体的に見せるようにしである。イメージ
プロセッサ５５は次のような機能を持っている。すなわ
ち、第５図に示すように、ステップ５５１では、タイミ
ングデーターテキスト情報−位置座標系・ダターン像な
どの未処理データを読み込み、次のステップ５５２でペ
クタデータおよびラスタデータのイメージファイルにフ
ォーマット変換する。ベクタ形式の信号とラスタ形式の
信号とは多重表示することもできる。ステップ５５３で
は、イメージファイルを５ＤｖＶ６ｔｙ）同期画面に出
力表示する。その際に振動ミラー６５を映像と同期して
振動させるための信号も併せて出力することは勿論であ
る１次に出力画面について、ステップ５５４で、保存が
必要か否かを判断する。必要とされた場合は、光メモリ
ディスクレコーダ７への書き込みすなわち時系列記録が
、ステップ５５５で起動される。

このような構成及び機能を有する本発明実施例の動作を
第２図のフローチャートにより説明する。

この図のステツブに付した番号は、その動作に関連する
第１図の回路ブロックの番号である。

まず、ム８Ｒｉがレーダイメージのビデオ（Ｆｌを発生
する一方、８日Ｒ２はトランスポンダ搭載の航空機に関
する数値情報（方位９高度）を収集する。タイミングジ
ェネレータ５１は、これらの信号を受けて、時間同期を
とる。そこでｔ４ターン認識器５２は、ムＳＲビデオ信
号の・譬ターン認識から機影と位置を定めるとともにノ
イズを除去する。コンピュータ５は、ム日Ｒ１による検
出位置に８１３Ｒ２による航空機情報を付加する処理を
行う。それを受けて、本発明によるイメージプロセッサ
５５が、第５図に関連して前述したようなステツブで、
５Ｄｖ７６への出力イメージを構成する。出力イメージ
は、５Ｄｖｖ６において、実体視に近い立体感をもって
表示され、必要なときは、光メモリディスクレコーダ７
に静止画として時系列的に登録される。このようにして
、−サイクルが終シ、次のサイクルに戻る。

以上の説明では、機影はほぼ点であることを前提として
きたが、これからの飛行方向の予想に過去の航跡を記憶
しておき、いわゆる飛行機雲のように糸を引かせると、
直感的判断がしやすい。そノ際ニ、オイレーションノタ
ネルコントローラ４から、座標軸回転用のローテート命
令や像を拡大するズームアツプ命令等を入力し、よシ監
視しやすくしてもよいことは、言うまでもない。また、
衝突防止のために、一定以下の距離になシそうなときあ
るいはなったときに警報を発するシステムとすることも
、本発明の画像上でベクトル計算をコンピュータ５にさ
せると、従来よりは、はるかに正確でかつ容易に実現で
きる。

〔発明の効果〕

本発明の三次元立体レーダによれば、下記の効果が得ら
れる。

（１）従来は二次元表示であった機影が、三次元立体表
示となり、よシ実体視に近いから、従来は不満であった
高度や交叉情報の視認性が良く、一目瞭然である。

（２）　空港監視の空域が立体的にとらえられ、管制状
況の把握が空間的に行われる。

（３）　　光メモリディスクレコーダを接続すると、監
視空域を時系列記録可能である。

（４）　　当初は空港用としても、将来は小型軽量化に
より、機上搭載三次元立体モニタとして事故の防止等に
役立つ。

（５）衝突予知や警告は、情報が正確になったので、よ
り質が高く信ずべき予知あるいは呼告となる。

（６）航空機の軌跡を特定時間画くことができ、上記種
々の効果がより発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による三次元立体レーダの一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図示三次元立体レーダの動
作フローチャート、第３図は本発明によるイメージプロ
セッサの動作フローチャート、第４図は５ｐｖｖの原理
的構成を示す図である。 １・・・Ａ　８　Ｒ，２・・・ＳＩＲ。 ３・・・レーダデータプロセッサ、 ５４・・・ノンプロセッサデータ転送器、５５・・・イ
メージプロセッサ、 ４・・・オイレーシロンノ苧ネルコントローラ、５…コ
ンピユータ、　　６…５ＤＶＶ。 ７・・・光メモリディスクレコーダ。 代理人　　　鵜　沼　　辰　　之 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空港監視レーダからのビデオレーダ信号と各航空機に搭
   載されたトランスポンダから二次監視レーダを介して得
   られる高度等の数値情報とを組み合せて処理するレーダ
   データプロセッサを備え、三次元画像を三次元立体表示
   装置に表示する一方、光メモリディスクにそれら三次元
   画像を記録することもできる三次元立体レーダ装置にお
   いて、レーダデータプロセッサが、未処理データを読み
   込みイメージファイルにフォーマット変換し、このイメ
   ージファイルの内容を前記三次元立体表示装置に立体化
   同期信号を含めて出力する一方、合成画像の保存が望ま
   れているか否かを判定し、保存の場合は前記光メモリデ
   ィスクに合成画像の記録用信号を送り出すイメージプロ
   セッサを含むことを特徴とする三次元立体レーダ。