WO2004109322A1 - レーダ装置および類似装置 - Google Patents

Abstract

　　現在受信中の受信データとスキャン相関処理画像データとを並行して出力するレーダ装置および類似装置を構成する。　　変移データ発生部１１には、スキャン相関処理画像データと表示用画像メモリ１３からの受信データに基づく表示用画像データとが入力され、これらの信号を用いて受信データから徐々にスキャン相関処理画像データに変移するこれらの間の値の変移データを生成し、セレクタ１２に入力する。セレクタ１２には、受信データとＦＩＲＳＴ信号またはＬＡＳＴ信号と変移データとが入力されており、ＦＩＲＳＴ＝１ならば受信データを、ＦＩＲＳＴ＝０ならば変移データを表示用画像メモリ１３に出力する。この画像データは変移データ発生部１１にフィードバックされるので、受信データから徐々にスキャン相関処理画像データに変移していく画像データとなる。

Description

レーダ装置および類似装置

技術分野

この発明は、 極座標系で受信される探知信号を直交座標系に変換して表示器に 明

出力するレーダ装置やソナー装置、 特に、 探知された物標のスキャン相関処理結果 を出力する装置に関するものである。 田 背景技術

舶用のレーダ装置は、 レーダアンテナから電波を送信し、 物標で反射して得ら れた極座標系の受信データを直交座標系に変換して画像メモリに記憶した後、 ラス 夕一走査方式で表示器に表示する。 ここで、 受信データは、 必ずしも目的とする物 標で反射したものだけでなく、 海面反射等による不要な成分 （以下、 これを 「クラ ッター」 という。 ） をも含んでいる。 このため、 従来のレーダ装置では、 レーダァ ンテナが 1回転する間に得られる今回の受信デ一夕と以前のスキャン相関処理デー 夕との相関を繰り返し行うスキャン相関処理機能を備えている。 この処理を行うこ とで、 クラッターのような突発的なデータを除去し、 必要とする物標からの受信デ 一夕のみを表示することができる。

このようなスキャン相閧処理を行うレーダ装置の従来の構造について図 9を参 照して説明する。

図 9は従来のスキャン相関処理付きレーダ装置の主要部を表すプロック図であ る。 レーダアンテナ 1 0 1は、 所定回転周期で水平面を回転しながら、 所定送受信 周期でパルス状電波を外部に送信するとともに、 物標で反射した電波を極座標系で 受信し、 受信部 1 0 2に受信信号を出力し、 描画アドレス発生部 1 0 5にスイープ 角度データを出力する。 受信部 1 0 2はレーダアンテナ 1 0 1からの受信信号を検 波して増幅し、 AD変換部 1 0 3に出力する。 AD変換部 1 0 3は、 このアナログ 形式の受信信号を複数ビットからなるディジタル信号 （受信データ） に変換する。 スイープメモリ 1 04は、 ディジタル変換された 1スイープ分の受信データを実時 間で記憶し、 次の送信により得られる受信デ一夕が再び書き込まれるまでに、 この 1スイープ分のデ一夕を相関データ発生部 1 07に出力する。

描画アドレス発生部 1 0 5は、 図 2に示すように、 スイープの中心を開始番地 として、 中心から周囲に向かって、 所定方向 （例えば船首方向） を基準としたアン テナの角度 0とスイープメモリ 1 04の読み出し位置 rとから、 対応する直交座標 系で配列された画像メモリの画素を指定する番地を作成する。 この描画ァドレス発 生部 1 05は、 具体的には次式を実現するハードウェアにより構成される。

X = X s + r · s i η Θ

Y = Y s + r · c o s θ

ただし、

X, Y：画像メモリの画素を指定する番地

X s , Y s ：スイープの中心番地

r ：中心からの距離

Θ ：スイープ （アンテナ） の角度

F I !^3丁/1^ 3丁検出部1 0 6は、 スイープ （レーダアンテナ 1) の 1回 転中において、 相関処理用画像メモリ 1 0 8上における描画アドレス発生部 1 0 5 で設定された直交座標系の各画素に、 このスイープが最初にアクセスした時点、 ま たは最後にアクセスした時点を検出し、 このいずれかのタイミングを相関データ発 生部 1 0 7に与える。 これは、 スキャン相関処理用画像メモリの各画素の更新をス ィ一プ 1回転につき 1回のみに制限することが必要であるため、 このタイミングと して F I RST信号または LAST信号を使用する。

相関データ発生部 1 07は、 F I RST/LAST検出部 1 0 6から入力され る F I RST信号 （または LAST信号） に基づいて、 スイープメモリ 1 04から 入力される受信データと、 後述する相関処理用画像メモリ 108に記憶されている スイープの 1回転前の画像データとを用いてスキャン相関処理を行い、 再度、 相関 処理用画像メモリ 108に記憶させる。

ここで、 例えば、 スキャン相関処理は、 スイープメモリ 104から入力される 受信デ一夕を N ( t) とし、 相関処理用画像メモリ 108から入力される、 前回ま でに得られた、 前記受信データに該当する画素位置の相関処理画像データを W ( t 一 1) とすると、 次式を用いて、 今回 1回転中の相関処理画像データ W (t) を演 算する。

W (t) =Q! - N (t) + ^ -W (t - l)

ここで、 a, j8は任意の数であり、 この 0；， ）3の値を変えることにより、 スキ ャン相関処理内容を変更することができる。

相関処理用画像メモリ 108は、 スイープ （レーダアンテナ 1) の 1回転分の 受信データ （相関処理画像データ） を記憶する容量を備え、 スキャン相関処理のた めに、 1回転前の相関処理画像データを相関データ発生部 107にフィードバック する。また、相関処理用画像メモリ 108は、図示されていない表示制御部により、 表示器 109がラスター走査されると、 このラスター走査に同期して、 相関処理画 像データを出力する。 ここで、 相関処理画像データの画素データ毎のデータ値に応 じて輝度や表示色を異ならせることで、 オペレ一タはこのスキヤン相関処理された 画像を用いて物標の位置や動きを認識する。 （例えば、 特許文献 1参照。 ） 。

【特許文献 1】 特開平 11一 352212号公報 ところが、従来のスキャン相関処理を行うレーダ装置では、スキャン相関中に、 GA I Nや、 STC、 FTC等を調整する場合、 調整結果が映像に反映されるまで に、 前記レーダアンテナの数回転分（α、 /3の値により決まる） の時間を必要とし、 この間オペレータは最適な調整量の加減が判りにくく、 調整に時間がかかるととも に調整が困難である。

また、 スキャン相関処理を行わない生の受信信号による表示からスキャン相関 処理画像デ一夕による表示に切り換える場合も、 アンテナ数回転部の時間を有する ため、 前述のような不具合が発生する。 また、 選択したスキャン相関処理内容が適 当でない場合、 抑圧したい画像が強調され、 逆に強調したい画像が抑圧されること があるが、 このような状態を判断し最適な処理内容に変更する場合にも、 前述のよ うに所定時間を要してしまう。

また、 高速で移動する他船と海岸等の固定物標とでは、 スキャン相関処理内容 が異なり、 固定物標を強調するスキャン相関処理内容とした場合、 高速で移動する 他船の画像が抑圧されてしまう可能性がある。 すなわち、 固定物標を強調すれば移 動物標が抑制され、 反対に移動物標を強調すれば固定物標が抑制される。

この発明の目的は、 現在受信中の受信デー夕によるスキャン相関していない画 像から、 スキャン相関処理後の画像へ徐々に近づける、 または、 あるスキャン相関 処理を実行した画像から、 異なったスキヤン相関処理を実行した画像へ徐々に近づ けることにより、 所望の画像を即座に観測できるレーダ装置および類似装置を提供 することである。

また、 この発明の目的は、 現在受信中の受信データとスキャン相関処理画像デ —夕とを並行して出力したり、 異なる内容の二つのスキャン相関処理画像データと を並行して出力することで、 所望の画像を即座に出力できるレーダ装置および類似 装置を提供することにある。 発明の開示

この発明のレーダ装置および類似装置は、 スイープが回転して得られる今回の 受信データの画素データと記憶されている当該画素データの以前のデータとの相関 処理を行って、 スキャン相関処理データを生成するスキャン相関処理手段と、 受信 デ一夕とスキヤン相関処理データとを入力し、 スイープ 1回転中における所定タイ ミングで前記受信データを画像デ一夕として出力し、 所定タイミング以外の期間に 該受信デ一夕とスキヤン相関処理データとに基づいてこれらの間の値となる変移デ 一夕を生成し画像データとして出力する変移画像データ生成手段とを備えたことを 特徴としている。

この構成では、 極座標系の受信デ一夕が直交座標系の画像メモリの各画素エリ ァに最初または最後にアクセスするタイミングを検出して、 このタイミング信号が スキャン相関処理手段と変移画像データ生成手段とに入力される。 スキャン相関処 理手段はこのタイミング信号に基づいて、 今回の受信データと既に記憶されている 以前のスキヤン相関処理画像データとを用いて、 今回のスキヤン相閧処理画像デー 夕を生成し更新する。 変移画像データ生成手段は、 入力される生の受信デ一夕とス キャン相関処理画像デ一夕とを入力し、スイープ（アンテナ）の 1回転中において、 前記タイミング信号が入力されると生の受信デ一夕を選択して、 後述するラジアル 描画ァドレスで画像メモリに書き込み、 前記タイミング信号が入力されていない期 間に、 前記スキャン相関処理画像データと受信データとを用いて、 この受信データ による画像デ一夕とスキャン相関処理画像デ一夕との間の状態となる変移デー夕を 生成して、 後述するラスタ一描画アドレスで画像メモリに書き込む。 これらの描画 動作と並行して表示器の走査に同期して読み出し、 表示器に映像として表示する。 この変移データの生成は該当する画素に対する次のタイミング信号が入力されるま で繰り返し行われる。 これにより、 表示器には、 生の受信データから時間経過とと もに徐々にスキャン相関処理画像デ一夕に変化していく画像が表示される。

また、 この発明のレーダ装置および類似装置は、 それぞれにスイープが回転し て得られる今回の受信データの画素デ一夕と記憶されている当該画素データの以前 のデータとの相関処理を行って、 スキャン相関処理データを生成する第 1、 第 2の スキヤン相関処理手段と、 第 1のスキヤン相関処理手段で生成される第 1のスキヤ ン相関処理データと、 第 2のスキャン相関処理手段で生成される第 2のスキャン相 関処理データとを入力し、 スイープ 1回転中における所定夕イミングで前記第 2の スキャン相関処理デー夕を画像デー夕として出力し、 所定タイミング以外の期間に 第 1、 第 2のスキャン相関処理デー夕に基づいてこれらの間の値となる変移データ を生成し画像データとして出力する変移画像データ生成手段とを備えたことを特徴 としている。

この構成では、 極座標系の受信データが直交座標系の画像メモリの各画素エリ ァに最初または最後にアクセスするタイミングを検出して、 このタイミング信号が 第 1、 第 2のスキャン相関処理手段と変移画像データ生成手段とに入力される。 第 1、 第 2のスキャン相関処理手段は、 それぞれにこのタイミング信号に基づいて、 今回の受信データと既に記憶されている以前のスキャン相関処理画像デ一夕とを用 いて、 今回のスキャン相関処理画像データを生成し更新記憶する。 変移画像データ 生成手段は、 第 1のスキャン相関処理手段から入力される第 1のスキャン相関処理 画像データと第 2のスキャン相関処理手段から入力される第 2のスキャン相関処理 画像データとを入力し、 スイープ （アンテナ） の 1回転中において、 前記タイミン グ信号が入力されると第 2のスキャン相関処理画像データを選択して、 後述するラ ジアル描画アドレスで画像メモリに書き込み、 前記タイミング信号が入力されてい ない期間に、 前記第 1のスキャン相関処理画像データと第 2のスキャン相関処理画 像データとを用いて、 この第 2のスキヤン相関処理画像データと第 1のスキャン相 関処理画像デ一夕との間の状態となる変移データを生成して、 後述するラスター描 画アドレスで画像メモリに書き込む。 これらの描画動作と並行して表示器の走査に 同期して読み出し、 表示器に映像として表示する。 この変移データの生成は該当す る画素に対する次のタイミング信号が入力されるまで繰り返し行われる。 これによ り、 表示器には、 第 2のスキャン相関処理画像デ一夕から時間経過とともに徐々に 第 1のスキャン相関処理画像データに変化していく画像が表示される。

また、 この発明のレーダ装置および類似装置は、 第 1のスキャン相関処理手段 で、 受信データをスキャン相関処理することなく出力することを特徴としている。

この構成では、 前述の第 2のスキャン相関処理画像データから第 1のスキャン 相関処理画像データに変移していくとき、 この第 1のスキャン相関処理画像データ が受信デ一夕であるので、 実質的に、 第 2のスキャン相関処理画像デ一夕から受信 データへ徐々に変化する画像が表示される。

また、 この発明のレーダ装置および類似装置は、 変移画像データ生成手段に加 減算器または乗算器を備え、 変移データの生成演算に加減算処理または乗算処理を 用いたことを特徴としている。

この構成では、 変移データの生成演算を構成が簡素な加減算器または乗算器で 行われることで、 変移画像データの生成演算が容易となる。

また、 この発明のレーダ装置および類似装置は、 変移画像デ一夕生成手段で、 複数の変移データを同時に生成、 記憶することを特徴としている。

この構成では、 変移データが複数同時に生成記憶されることで、 変移データの 生成、 記憶速度が高速化するため、 アンテナ 1回転中における変移データの生成、 記憶回数が増加する。

この発明のレーダ装置および類似装置によれば、 表示器に、 スイープ 1回転中 に生の受信データから時間経過とともに徐々にスキヤン相関処理画像データに変化 していく画像が表示されるので、 スキャン相関処理されていない生の物標の状況と スキャン相関処理された所望の物標の状況とを同時に観測できる。 また、 受信デー 夕とスキヤン相関処理画像デ一夕とこれらの間の値の変移データとを同時に観測す ることで、 設定したスキャン相関処理内容が適当であるかを容易に且つ即座に確認 できる。 また、 これを観測しながら、 スキャン相関処理内容を容易に調整できる。 また、 この発明のレーダ装置および類似装置によれば、 表示器に、 第 2のスキャン 相関処理画像データから時間経過とともに徐々に第 1のスキャン相関処理画像デ一 夕に変化していく画像が表示されるので、 これらのスキャン相関処理内容を異なら せておけば、 ブイ等の固定物標と高速に移動する他船とを同じ表示画面で同時に観 測することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 第 1の実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すプロック図で ある。

図 2は、 ラジアル描画アドレスを表す概要図である。

図 3は、 ラスター描画アドレスを表す概要図である。

図 4は、 変移デ一夕発生部の動作を説明するための概要図である。

図 5は、表示用画像メモリの画素デ一夕の画素値の時間推移を表した図である。 図 6は、 第 1の実施形態の構成を用いた場合の表示画像を表す図である。

図 7は、 第 2の実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すプロック図で ある。

図 8は、 第 2の実施形態の構成を用いた場合の表示画像を表す図である。

図 9は、 従来のレ一ダ装置の主要部の構成を表すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の第 1の実施形態に係るレーダ装置について、 図 1〜図 6を参照して説 明する。

図 1は本実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を示すブロック図である。 レーダアンテナ 1は、 所定回転周期で水平面を回転しながら、 所定送受信周期 でパルス状電波を外部に送信するとともに、 物標で反射した電波を極座標系で受信 し、 受信部 2に受信信号を出力し、 ラジアル描画アドレス発生部 5にスイープ角度 データを出力する。受信部 2はレーダアンテナ 1からの受信信号を検波して増幅し、 A D変換部 3に出力する。 A D変換部 3は、 このアナログ形式の受信信号を複数ビ ットからなるディジタル信号 （受信デ一夕） に変換する。 スイープメモリ 4は、 デ イジ夕ル変換された 1スイープ分の受信デー夕を実時間で記憶し、 次の送信により 得られる受信データが再び書き込まれるまでに、 この 1スイープ分のデータをスキ ヤン相関処理部 7に出力する。 ラジアル描画アドレス発生部 5は、 スイープの中心を開始番地として、 中心か ら周囲に向かって、 所定方向 （例えば船首方向） を基準としたアンテナの角度 Sと スイープメモリ 4の読み出し位置 rとから、 対応する直交座標系で配列された画像 メモリの画素を指定する番地を作成する。 この極座標系と直交座標系との関係を図 2に示す。 図 2に示すように、 スイープの中心番地を （Xs， Y s ) とし、 rを中 心からの距離とし、 スイープ （レーダアンテナ 1) の角度とすると、 画像メモリの 画素を示す番地 （X, Y) は、 次式で表される。

X = X s + r · s i n ^

Y=Ys + r · c o s ^

ラジアル描画アドレス発生部 5は、 具体的には前式を実現するハードウェアに より構成される。

なお、 ラジアル描画アドレス発生部 5には、 自船の船首方位、 速度、 緯度経度 等が入力され、 これにより自船の姿勢および移動量を安定化させたァドレス発生処 理を行う。

F I RSTZLAST検出部 6は、 スイープ （レーダアンテナ 1 ) の 1回転内 において、 それぞれの画像メモリ 8, 13上におけるラジアル描画アドレス発生部 5で設定された直交座標系の各画素に、 このスィープが最初にアクセスした時点、 または最後にアクセスした時点を検出し、 このいずれかのタイミングをスキャン相 関処理部 7およびセレクタ 10 , 12に与える。 これは、 スキャン相関処理用画像 メモリの各画素の更新をスイープ 1回転につき 1回のみに制限することが必要であ るため、 このタイミングとして F I RST信号または LAST信号を使用する。

このように、 画素の更新のためにはスイープ 1回転についき 1回でよいので、 F I RST検出または LAST検出のいずれかを行えばよく、 以下の説明では、 F I RST検出する場合を示す。以下、 F I RSTのタイミングで出力する信号を「F I RST信号」 という。

スキャン相関処理部 7は、 F I 3丁 ^/し八3丁検出部6から入カされる？ I R ST信号に基づいて、 スイープメモリ 4から入力される受信データと、 後述する スキャン相関処理用画像メモリ 8に記憶されているスイープの 1回転前の画像デー 夕とを用いてスキャン相関処理を行い、 再度、 スキャン相関処理用画像メモリ 8に 記憶させる。

このスキャン相関処理は、 スイープメモリ 4から入力される受信データを N

( t) とし、 相関処理用画像メモリ 8から入力される、 前回 1回転中に得られた、 前記受信データに該当する画素位置のスキャン相関処理画像データを W ( t - 1) とすると、 次式を用いて、 今回 1回転中のスキャン相関処理画像データ W (t) を 演算する。

W (t) =α · Ν (t) +13 -W (t -1)

ここで、 α， j3は任意の数である。

この処理は継続して行われ、 スキャン相関処理画像データはこれに伴い随時更 新されていく。 そして、 αおよび j3を所定値に設定することで、 所望の物標からの 受信デー夕を強調し、 他の物標ゃ不要成分を抑制することができる。

スキャン相関処理用画像メモリ 8は、 スイープ （レーダアンテナ 1) の 1回転 分の受信データ （スキャン相関処理画像データ） を記憶する容量を備え、 スキャン 相関処理のために、 1回転前の相関処理画像データをスキャン相関処理部 7にフィ ードバックするとともに、 変移データ発生部 11に出力する。

ラスタ一描画アドレス発生部 9は、 図 3に示すように、 表示用画像メモリ 13 上の直交座標系の各画素の番地を作成する。 図 3において、 X' s、 Y' sは始点 の座標、 mは表示用画像メモリ 13上のラスタ一アドレス始点からの Y方向の画素 数、 nは表示用画像メモリ 13上のラスターアドレス始点からの X方向の画素数で あり、 表示用画像メモリ 13上の各画素の番地 （X, Y) は次式で表される。

X = X' s +n

Υ = Υ' s +m

セレクタ 10は F I 1 3 ^/1^八3 検出部6からの？ I R ST信号と、 ラジ アル描画ァドレス発生部 5からのラジアル描画ァドレスと、 ラスター描画ァドレス 発生部 9からのラスター描画アドレスとを入力し、 F I RST信号が入力された場 合 （F I RST= 1) は受信データのラジアル描画のため、 スキャン相関処理用画 像メモリ 8および表示用画像メモリ 1 3にラジアル描画ァドレスを出力し、 F I R ST信号が入力されていない場合 （F I RST= 0) はスキャン相関処理したデー 夕のラス夕一描画のため、 スキャン相関処理用画像メモリ 8および表示用画像メモ リ 1 3にラスタ一描画アドレスを出力する。

変移データ発生部 1 1は、 図 4に示すように、 比較器 5 1と加減算器 5 2とを 備えており、 比較器 5 1に入力されるスキャン相関処理用画像メモリ 8からのスキ ヤン相関処理画像データ aと、 後述の表示用画像メモリ 1 3に記憶され、 フィード バックされている表示画像データ bとを比較し、 これらの差の絶対値 I b— a I と 「0」 との間の値 k (0<k< I b-a I ) を加減算器 52に出力する。 加減算器 52は入力された kと表示画像データ bとを入力して、 表示画像データ bと kとを 次式を用いて加減算してその結果としての変移データ cをセレクタ 1 2に出力する。

ここで、 前記加減算は、 a (スキャン相関処理画像データ） <b (表示画像デ —夕） の時、

c=b— k の演算を行い、

a (スキャン相関処理画像デ一夕） >b (表示画像データ） の時、

c=b + k の演算を行う。

この演算は所定周期で繰り返し行われ、 演算を繰り返す毎に徐々に表示画像デ 一夕がスキヤン相関処理画像データに近づいていく。

なお、 前述の説明では、 kは b， aにより決定されるが、 予め所定値 （例えば 「1」 ） に設定しておいても良い。

セレクタ 1 2は、 スイープメモリ 4からの受信データと変移データ発生部 1 1 からの変移デ一夕と、 F I RSTZLAST検出部 6からの F I RST信号とを入 力し、 F I RST信号が入力された場合 （F I RS T= 1) に、 受信データを表示 用画像メモリ 13に出力し、 F I RST信号が入力されない場合 （F I RST=0) に、 変移データを表示用画像メモリ 13に出力する。

例えば、 レーダアンテナ 1の回転数が 24 r pmであり、 1スイープ上の半径 画素数が 512であり、 表示用画像メモリ 13の画素数 （ラスター描画数） が 10 24 X 1024= 1048576であり、 さらに 1画素当たりの描画速度が 0. 1 s e c. であった場合、 スイープ上の半径画素数が 5 12であるので、 アンテナ 1回転中に F I RST信号入力タイミングで描画する画素数 （ラジアル描画数） は 多くとも、 512 X 512 X π= 823550画素である。 この全てを描画すると 必要時間は、 823550X 0. 1 ( s e c. ) =0. 08 s e c . となり、 ァ ンテナ回転数が 24 r pmであることからアンテナの回転周期は 2. 5 s e c. で あるので、 変移データの描画に少なくとも 2. 5— 0. 08 = 2. 42 s e c. 利 用することができる。 変移データの描画数 （ラスター描画数） は 1 048576で あるので、 全ての画素を描画しても、 1048576X 0. 1 ( s e c ) =0. 1 s e c. 程度となるので、 アンテナ 1回転中に 2. 42 (s e c. ) /0. 1 (s e c. ) =24回程度変移データを描画できる。 すなわち、 約 24回、 アンテナ 1 回転中に各画素の変移データを生成できる。

なお、 実際には、 表示器に表示するための画像メモリへの表示アクセスの時間 も考慮する必要があるが、 上記の計算では表示アクセスに必要な時間を省略した。

表示用画像メモリ 13は、 スイープ （レーダアンテナ 1) の 1回転分の画像デ 一夕 （受信デ一夕および変移データ） を記憶する容量を備え、 記憶されている画像 データを変移デ一タ発生部 1 1にフィードバックする。 また、 表示用画像メモリ 1 3は、 F I RST信号がセレクタ 12に入力されている時にラジアル描画アドレス で画像データを描画し、 F I RST信号がセレクタ 12に入力されていない期間に ラスタ一描画アドレスで画像データを描画する。そして、表示用画像メモリ 13は、 図示されていない表示制御部により、 表示器 14が走査されると、 この走査に同期 して、 描画された画像デ一夕を表示データとして出力する。 ここで、 これら変移データ発生部 1 1とセレクタ 1 2と表示用画像メモリ 1 3 とで本発明の変移画像データ生成手段を構成している。

このような構成とすることで、 アンテナ 1回転中において、 受信データと変移 データとを並行して出力することができるとともに、 この変移データを受信データ から徐々にスキャン相関処理画像デー夕に近づけることができる。

例えば、 物標が検出された画素の画素値の変化は、 図 5に示すように、 ある F I R S T信号入力タイミングで、 受信データの強度に応じた画素値でラジアル描画 され、 これ以降、 この受信データと 1回転前のスキャン相関処理画像データからな る今回 1回転分のスキャン相関処理画像データにおける該当画素の画素値に、 徐々 に変移して繰り返しラスター描画されていく。 そして、 次の F I R S T信号入力夕 イミングで、 再度物標が検出されれば、 画素値は受信データの強度に応じた値でラ ジアル描画される。

この構成により、 図 6 ( c ) に示すような表示画像を得ることができる。

図 6 ( a ) は受信データのみからなる表示画像であり、 図 6 ( b ) はスキャン 相関処理画像データのみからなる表示画像である。 そして、 図 6 ( C ) は本実施形 態に示すレーダ装置による表示画像である。

図 6に示すように、 表示画像上には、 受信データによる画像とスキャン相関処 理された画像とが存在し、 スイープの回転方向に逆行する方向で徐々に、 受信デ一 夕による画像からスキャン相関処理画像デー夕による画像に変化していく。

これにより、 オペレータはスキャン相関処理されていない画像とスキャン相関 処理された画像の両方を観測することができる。

例えば、 高速で移動する他船は、 現在の周囲の状態を確認できる受信データに よる画像で捕捉し、 ブイなどの固定物はスキヤン相関処理された画像で捕捉するこ とができる。 さらに、 海面反射等のクラッ夕一は、 受信データによる画像では表示 されるが、 スキャン相関処理された画像では表示されないので、 これを基準に海面 反射等のクラッ夕一と所望の物標とを識別することができる。 また、 受信画像データとスキャン相関処理されたデ一夕が同時に表示されるの で、 G A I N , S T C， F T C調整を行う場合でも、 調整結果が即座に確認するこ とができ、 調整操作が容易となる。

また、 受信画像デー夕による画像とスキャン相関処理画像デ一夕による画像と を略同時に見られるので、 最適な画像となるように切り換えたり、 切り換えた後に 処理結果が表示されるまで待つ必要がなくなる。

また、 受信画像デ一夕による画像からスキャン相関処理画像データによる画像 に徐々に変化する画像が表示されるので、 オペレータは得られる情報が増加する。 特に、 変化する画像を観測することで、 スキャン相関処理内容が適当ではなく所望 の物標の画像が消えてしまうということを防止することができる。

また、 受信画像デ一夕による画像とスキャン相関処理画像デー夕による画像と を略同時に見られるので、 設定したスキャン相関処理内容が適当であるかを容易に 且つ即座に確認することができる。

なお、 本実施形態の説明では、 スキャン相関処理用画像メモリと表示用画像メ モリとを別の物理メモリで構成したが、 これらを同じ物理メモリ内に構成してもよ レ^ これにより、 レーダ装置の構成部品を削減することができ、 装置のコストダウ ンを計ることができる。

次に、 第 2の実施形態に係るレーダ装置について、 図 7を参照して説明する。 図 7は本実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を示すプロック図であり、 図 1に示したレーダ装置と同じ構成部分には同符号を付し、 構成及び動作が同じも のの説明は省略する。 なお、 本実施形態においても、 F I R S T信号を用いた場合 について説明する。

第 2のスキャン相関処理部 2 7は F I R S TZ L A S T検出部 6から入力され る F I R S T信号に基づいて、 スイープメモリ 4から入力される受信データと、 後 述する第 2のスキャン相関処理用画像メモリ 2 8に記憶されているスイープの 1回 転前の画像データとを用いてスキャン相関処理を行い、 セレクタ 1 2に出力する。 第 2のスキャン相関処理用画像メモリ 28には、 ラジアル描画アドレス発生部 5か らラジアル描画ァドレスが入力されており、 第 2のスキャン相関処理部 27から出 力されるデータを記憶するとともに、 第 2のスキャン相関処理部 2 7にフィードバ ックする。 ここで、 第 2のスキャン相関処理部 27の動作は、 第 1の実施形態に示 したスキャン相関処理部 7の説明において、 スキャン相関処理用画像メモリ 8を第 2のスキャン相関処理用画像メモリ 28に置き換えたものと同じである。 また、 第 1のスキャン相関処理部 7と第 2のスキャン相関処理部 2 7とでは、 係数 α， βを 異ならせることで、 相関処理内容を変えたものである。

セレクタ 1 2は、 第 2のスキャン相関処理部 27からの第 2のスキャン相関処 理画像データと変移データ発生部 1 1からの変移データと、 F I RSTZLAST 検出部 6からの F I RST信号とを入力し、 F I RST信号が入力された場合 （F I RST= 1) に、 第 2のスキャン相関処理データを表示用画像メモリ 2 3に出力 し、 F I RST信号が入力されない場合 （F I RST=0) に、 変移データを表示 用画像メモリ 23に出力する。

表示用画像メモリ 23は、 スイープ （レーダアンテナ 1) の 1回転分の画像デ 一夕を記憶する容量を備え、 変移データ発生部 1 1に記憶されている画像データを フィードバックする。 また、 表示用画像メモリ 23は、 F I RST信号がセレクタ 1 2に入力されている時にラジアル描画アドレスで画像データを描画し、 F I RS T信号がセレクタ 1 2に入力されていない期間にラス夕一描画ァドレスで画像デ一 夕を描画する。 そして、 表示用画像メモリ 2 3は、 図示されていない表示制御部に より、 表示器 14が走査されると、 この走査に同期して、 描画された画像データを 表示デ一夕として出力する。

ここで、 前述の変移データ発生部 1 1とセレクタ 1 2と表示用画像メモリ 2 3 とが本発明の変移画像データ生成手段に対応する。

このような構成とすることで、 第 1のスキャン相関処理と第 2のスキャン相関 処理とを表示する場合に、 F I RST信号入力タイミングで第 2のスキャン相関処 理画像デー夕がラジアル描画アドレスを用いて描画され、 これ以外の期間で徐々に 第 1のスキャン相関処理画像デ一夕に徐々に近づく変移データがラスター描画ァド レスを用いてが描画される。

本実施形態に構成により、 形成した表示画像例を図 8に示す。

図 8 ( a ) は第 1のスキャン相関処理画像デ一夕のみを表示したものであり、 図 8 ( b ) は第 2のスキャン相関処理画像データのみを表示したものであり、 図 8 ( c ) は本実施形態に構成により得られる表示画像を示す。 ここで、 第 1のスキヤ ン相関処理は高速移動する物標 （高速船） を探知するように設定されており、 第 2 のスキャン相関処理は固定物標（ブイ等）を探知するように設定された場合を示す。

図 8 ( c ) に示すように、 本実施形態の構成を用いた場合、 最初に固定物標で あるブイの画像が観測され、 その後ブイの画像が徐々に消えていくと同時に高速移 動物標である高速船の画像が表示される。

また、 第 1のスキャン相関処理画像データによる画像と第 2のスキャン相関処 理画像デ一夕による画像とを略同時に見られるので、 最適な画像となるように切り 換えたり、 切り換えた後に処理結果が表示されるまで待つ必要がなくなる。

また、 第 2のスキャン相関画像デ一夕による画像から第 1のスキャン相関処理 画像データによる画像に徐々に変化する画像が表示されるので、 オペレータは得ら れる情報が増加する。 特に、 変化する画像を観測することで、 スキャン相関処理内 容が内容ではなく、所望の物標の画像が消えてしまうことを防止することができる。

なお、 本実施形態の説明で、 第 1のスキャン相関処理の )3 = 0とすることで、 第 1のスキャン相関処理部ではスキャン相関処理を行うことなく変移データ発生部 に出力する。 これにより、 第 2のスキャン相関処理画像から徐々に生の受信データ に変移していく画像データを出力することができる。

また、 本実施形態の説明では、 第 1のスキャン相関処理用画像メモリと表示用 画像メモリとを別の物理メモリで構成したが、 これらを同じ物理メモリ内に構成し てもよい。 これにより、 レーダ装置の構成部品を削減することができ、 装置のコス 卜ダウンを計ることができる。

また、 前述の各実施形態では、 ラスター描画される変移データの生成および描 画を 1画素単位で行っていたが、 連続するアドレスの変移データを一括処理するこ とで、 複数画素単位に生成および描画を行ってもよい。 このような構成とすること で、 変移データ全体の生成、 描画時間を短縮することができ、 アンテナ 1回転中に おける変移デ一夕の生成、 描画回数をさらに増加させることができる。

また、 前述の各実施形態ではレーダ装置について説明したが、 極座標系で得ら れる受信データを直交座標系で表示する装置について、 前述の構成は適用でき、 こ れによる効果を期待することができる。

また、 前述の各実施形態では、 簡単にするため、 コンパス、 船速、 緯度 Z経度 を入力した構成としていないが、 実際の装置ではこれらの信号により、 方位、 位置 を安定化した状態でのスキャン相関処理を実行することが望ましい。 しかし、 表示 用画像メモリは、 オペレータの使用用途に応じて、 ヘッドアップ、 コースアップ、 ノースアップ相対運動で動作させる場合がある。 この場合、 スキャン相関処理用画 像メモリと表示用画像メモリとで描画基準が異なるため、 それぞれに専用のラスタ —描画アドレス発生部を設ける。 そして、 これらのラスター描画アドレス発生部に おける描画アドレスの進行方向を所望する角度に設定することにより、 スキャン相 関処理用画像メモリと表示用画像メモリとでモードが異なっていても、 各画素同士 を対応させることができる。 産業上の利用可能性

本発明は、 極座標系で受信される探知信号を直交座標系に変換して表示器に出 力するレーダ装置やソナ一装置、 特に、 探知された物標のスキャン相関処理結果を 出力する装置に利用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . スイープが回転して得られる今回の受信データの画素データと、 記憶されてい る当該画素データの以前のデ一夕との相関処理を行って、 スキャン相関処理データ を生成するスキャン相関処理手段を備えたレーダ装置および類似装置において、 前 記受信デ一夕と前記スキャン相関処理データとを入力し、 スイープ 1回転中におけ る所定夕イミングで前記受信データを画像データとして出力し、 前記所定夕イミン グ以外の期間に該受信データと前記スキャン相関処理データとに基づいてこれらの 間の値となる変移デ一夕を生成し画像データとして出力する変移画像デー夕生成手 段を備えたことを特徴とするレーダ装置および類似装置。

2 . スイープが回転して得られる今回の受信データの画素データと、 記憶されてい る当該画素データの以前のデータとの相関処理を行って、 スキャン相関処理デ一夕 を生成するスキャン相関処理手段を備えたレーダ装置および類似装置において、 前 記スキャン相関処理手段を二つ備えるとともに、 第 1のスキヤン相関処理手段で生 成される第 1のスキヤン相関処理データと、 第 2のスキャン相関処理手段で生成さ れる第 2のスキャン相関処理データとを入力し、 スイープ 1回転中における所定夕 ィミングで前記第 2のスキャン相関処理デ一夕を画像デ一夕として出力し、 前記所 定タイミング以外の期間に第 1、 第 2のスキヤン相関処理データに基づいてこれら の間の値となる変移データを生成し画像データとして出力する変移画像データ生成 手段を備えたことを特徴とするレーダ装置および類似装置。

3 . 前記第 1のスキャン相関処理手段で、 前記受信データをスキャン相関処理する ことなく出力する請求項 2に記載のレーダ装置および類似装置。

4 . 前記変移画像デ一夕生成手段は加減算器または乗算器を備え、 前記変移データ の生成演算に加減算処理を用いた請求項 1〜 3のいずれかに記載のレーダ装置およ び類似装置。

5 . 前記変移画像デ一夕生成手段は、 複数の変移データを同時に生成する請求項 1 ~ 4のいずれかに記載のレーダ装置および類似装置。