WO2017163716A1 - レーダ装置及び航跡表示方法 - Google Patents

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WO2017163716A1
WO2017163716A1 PCT/JP2017/006317 JP2017006317W WO2017163716A1 WO 2017163716 A1 WO2017163716 A1 WO 2017163716A1 JP 2017006317 W JP2017006317 W JP 2017006317W WO 2017163716 A1 WO2017163716 A1 WO 2017163716A1
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echo
wake
target
determination
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巧 冨士川
有吾 久保田
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古野電気株式会社
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    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target

Definitions

  • the present invention mainly relates to a radar device capable of displaying the acquired echo track.
  • the radar apparatus of Patent Document 1 the track of another moving body is displayed on the radar image.
  • a wake display method there are a true wake mode and a relative wake mode.
  • the true track mode the echo track is displayed based on the absolute position of the acquired echo. Therefore, the true wake mode has an advantage that it is easy to grasp the behavior of another target from the displayed wake.
  • the relative track mode the echo track is displayed based on the relative positional relationship with the own aircraft. Therefore, the relative wake mode has an advantage that it is easy to grasp a dangerous target that is approaching relatively close to the aircraft.
  • the wake is displayed for all the acquired echoes, so the wake is also displayed for the echoes on land, for example.
  • the wake is also displayed for echoes on land.
  • the track of the land is displayed due to an error or a delay of the ship information such as the ship position and the heading.
  • the echo on the land is large, many areas of the display screen are covered with the track of the land. As a result, the visibility of other echoes and wakes is reduced.
  • the visibility of the echo trap and the wake is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a radar device capable of generating and displaying only necessary track data.
  • a radar apparatus having the following configuration. That is, this radar apparatus includes an acquisition unit, an echo data generation unit, a storage unit, a wake data generation unit, and a display unit.
  • the acquisition unit acquires an echo based on a reflected wave from a transmitted electromagnetic wave target.
  • the echo data creation unit creates echo data indicating at least the position of the target based on the echo.
  • the storage unit stores determination data set for each predetermined display area as to whether or not to newly create track data indicating the movement trajectory of the target.
  • the wake data creation unit creates the wake data based on the echo and the determination data.
  • the display unit displays the echo data and the wake data.
  • the wake data creation unit maintains the presence of the wake data when the previously created wake data exists in an area where the wake data is not newly created.
  • the determination data is updated every predetermined scan.
  • the determination data is updated every predetermined sweep.
  • the determination data is updated to a predetermined sweep, so that the determination accuracy can be further improved.
  • the radar apparatus it is preferable that whether or not to newly create the wake data is determined in the determination data according to the type of the target.
  • the determination data specifies an area where land echoes exist as an area where the wake data is not newly created.
  • the determination data specifies an area where an echo of a moving target exists as an area where the wake data is newly created.
  • Land wakes are less likely to be displayed, but rather reduce the visibility of other echoes. Therefore, by performing any of the above processes, the creation of land track data can be prevented, and the echo track of the moving target can be displayed.
  • the radar apparatus it is preferable that whether or not to newly create the wake data is determined in the determination data according to the nature of the echo.
  • the wake data indicates a relative position change of the echo with respect to the own aircraft.
  • the change in the position is displayed as a wake even for a target that has not moved, so an unnecessary wake is displayed. Therefore, the effect that the wake can be displayed only on a part of the echoes can be exhibited more effectively.
  • this wake display method includes an acquisition process, an echo data creation process, a determination data creation process, a wake data creation process, and a display process.
  • acquisition step an echo is acquired based on the reflected wave from the transmitted electromagnetic wave target.
  • echo data creation step echo data indicating at least the position of the target is created based on the echo.
  • determination data creation step based on the echo, determination data in which whether or not to newly create wake data indicating the movement habit trajectory of the target is created for each predetermined display area is created.
  • the wake data creation step the wake data is created based on the echo and the determination data.
  • the display step the echo data and the wake data are displayed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the flowchart which shows the process which produces echo data and wake data.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of a marine radar apparatus 1 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a radar image on which echoes and wakes are displayed.
  • the radar antenna 10 provided in the radar apparatus 1 can transmit a pulsed transmission wave (electromagnetic wave) generated by a magnetron and receives a reflected wave of the transmission wave as a reception signal.
  • the transmission wave transmitted by the radar apparatus 1 is not limited to a pulse shape, and may be a continuous wave. Further, the transmission wave may be generated by a semiconductor element or the like without using a magnetron.
  • the radar antenna 10 repeatedly transmits and receives transmission waves while rotating in a horizontal plane at a predetermined rotation period. Thereby, it is possible to detect 360 degrees around the ship in the horizontal plane.
  • a received signal obtained by detection by the radar antenna 10 is output to the radar controller 20.
  • the radar control device 20 generates a transmission wave by a magnetron and a transmission circuit (not shown) and processes a reception signal input from the radar antenna 10.
  • each part of the radar control device 20 is specifically an FPGA or ASIC (not shown) included in the radar control device 20.
  • an arithmetic processing unit such as a CPU.
  • a reception signal (a signal including an echo) input from the radar antenna 10 is acquired by the acquisition unit 21 of the radar control device 20.
  • the reception signal acquired by the acquisition unit 21 is input to the A / D conversion unit 22.
  • the A / D converter 22 samples this signal, converts it into digital data of a plurality of bits, and outputs it to the sweep memory 23.
  • the sweep memory 23 can store the received signal for one sweep in real time. “Sweep” refers to a series of operations from transmission of a transmission wave to transmission of the next transmission wave. “Reception signal for one sweep” refers to the next transmission wave after transmission. A reception signal acquired during a period until a transmission wave is transmitted. “Scan” refers to an operation in which the radar apparatus 1 acquires a series of received signals around the ship.
  • the echo data creation unit 24 creates echo data which is data indicating the position of the target, the signal level of the echo, and the like based on the echo included in the received signal.
  • the time taken from the transmission of the transmission wave to the return of the echo is proportional to the distance from the radar antenna 10 to the target. Therefore, the distance to the target can be obtained based on the time from when the transmission wave is transmitted until the reception signal is received. Further, the direction in which the target is present can be obtained based on the angle of the saddle antenna when the transmission wave is transmitted.
  • the echo data creation unit 24 obtains the position of the target for the echo based on the echo included in the received signal.
  • the echo data creation unit 24 obtains an echo signal level based on the amplitude of the received signal.
  • the echo data creation unit 24 obtains the position of the target and the signal level of the echo, and creates echo data.
  • the echo data creation unit 24 outputs the created echo data to the echo data image memory 25, the determination data creation unit 26, and the wake data creation unit 29.
  • the echo data creation unit 24 creates echo data each time a received signal is input and outputs the echo data to each unit.
  • the echo data image memory 25 is an image memory used for displaying the echo data created by the echo data creation unit 24. An image indicating the echo data stored in the echo data image memory 25 is output to the display unit 31.
  • the display unit 31 is a liquid crystal display or the like, and is a raster scan type display device.
  • the echo data created as described above is displayed on the display unit 31.
  • Fig. 2 is an example of a radar image, and the center mark indicates the position of the ship.
  • the echo 41 is an echo of another ship.
  • the echo 42 is a land echo. Note that the position of the ship may be shifted from the center.
  • the display unit 31 updates the display content every time echo data is input.
  • the wake data creation unit 29 creates wake data based on the echo data input from the echo data creation unit 24.
  • a wake is a movement locus (position change) of a target.
  • the wake anchor data is data for displaying the movement trajectory of the target on the screen.
  • the wake data creation unit 29 creates wake data each time new echo data is input, and outputs the wake data to the wake data image memory 30.
  • the relative wake mode that displays the relative position change of the target with respect to the ship (own) as the wake
  • the true wake that displays the absolute position change of the target as the wake.
  • the relative wake mode the relative position change of the target with respect to the ship is displayed on the screen as a wake.
  • the true wake mode the actual position change of the target is displayed on the screen as a wake regardless of the movement of the ship.
  • an example of displaying a wake using the relative wake mode will be described, but the present invention can also be applied to the true wake mode.
  • the wake data output from the tow wake data creation unit 29 is output to the wake data image memory 30.
  • the track data image memory 30 is an image memory used for displaying the tow track data created by the track data creation unit 29.
  • An image indicating the track data stored in the track data image memory 30 is output to the display unit 31.
  • a wake 45 is displayed for the echo 41.
  • the wake 45 is displayed so that the closer it is to the echo 41, the darker the color (that is, the lower the transparency). Thereby, a new wake can be displayed with emphasis over an old wake.
  • This display is merely an example, and the hue may be changed so as to be closer to the Echo 41.
  • the new wake and the old wake may be displayed in the same color (that is, the same hue, saturation, and lightness) without distinguishing.
  • the radar apparatus 1 of the present embodiment performs control so that the wake 45 is displayed for the echo 41 of the other ship and the wake is not displayed for the land echo 42. .
  • FIG. 3 is a flow chart showing processing for creating echo data and wake data.
  • FIG. 4 is a table for explaining processing for creating wake data based on the result of echo land determination and the signal level of echo.
  • FIG. 5 is a diagram showing transitions of echo data, determination data, wake data, and display data.
  • the radar apparatus 1 includes a determination data creation unit 26, a storage unit 27, and a determination unit 28 as a configuration for displaying a wake only on echoes other than land.
  • the drought determination data creation unit 26 creates determination data, which is data in which whether or not to newly create a wake for each predetermined display area (specifically, for each pixel).
  • the storage unit 27 stores the determination data created by the determination data creation unit 26.
  • the determination data may be a plurality of pixels as one unit of the heel display area.
  • the determination unit 28 determines, for each display region (for each pixel), whether or not to newly display a wake based on the determination data in the storage unit 27.
  • the acquisition unit 21 acquires a reception signal from the radar antenna 10 (acquisition step).
  • the echo data creation unit 24 creates echo data based on the echo obtained by the obtaining unit 21 (S101, echo data creation step).
  • the echo data created by the echo data creation unit 24 is output to the echo data image memory 25, the determination data creation unit 26, and the wake data creation unit 29 as described above.
  • the echo soot data creation unit 24 sequentially creates echo data as shown in the first scan to the fourth scan in FIG.
  • These echo data include an echo rod 41 of another ship and an echo 42 of land. The reason why the echo position on the land has moved to the bottom of the screen is because the ship has moved to the top of the screen.
  • the determination data creation unit 26 updates the determination data based on the echo data before one scan and stores it in the storage unit 27 (S102, determination data creation step). Note that the determination data creation unit 26 may update the determination data based on the latest echo data rather than one scan before.
  • the determination data of the present embodiment is data for preventing the wake data from being newly created for the echo of the land when the wake data is created. Is the data specifying the area indicating the land echo (that is, the area in which the wake data is not newly created).
  • an area corresponding to the land echo 42 is specified in the echo data for the first scan.
  • the echo data for the first scan is used as the second determination data for the scan because the wake data for the first scan is displayed for the first time in the radar image for the second scan. Therefore, in the determination data for the third scan, the echo pixel of the land for the second scan is specified.
  • the determination data creation unit 26 obtains, for example, the magnitude of the echo, and determines that the echo is a land echo when the magnitude of the echo exceeds a predetermined threshold. In addition to the magnitude of the echo, the determination data kit generator 26 determines that the corresponding echo is a land echo when the echo moving speed (absolute speed) is equal to or less than a predetermined threshold. Also good.
  • the method for determining whether the echo is a land echo or any other echo is arbitrary. For example, the above-mentioned determination can be made by comparing information on a map or chart and the absolute position of the echo.
  • the determination data creation unit 26 updates the determination data stored in the storage unit 27 when creating new determination data based on the echo data before one scan.
  • the determination data is updated every scan.
  • the determination data is preferably updated after the wake data is created and before the next wake data is created (that is, every time the wake data is created).
  • the update timing is arbitrary.
  • the determination data may be updated every plural scans, or may be updated at a predetermined time interval.
  • the determination data may be updated every predetermined sweep (one sweep or a plurality of sweeps).
  • the timing at which the four data shown in FIG. 5 are created (updated) is arbitrary, and the respective data may not be created in synchronization.
  • the storage unit 27 may be a non-volatile memory such as a flash memory (flash disk and memory card), a hard disk, or an optical disk, or may be a volatile memory such as a RAM.
  • the determination unit 28 determines, for each area, whether or not to newly create wake data based on the echo data before one scan and the updated soot data for determination (S103, determination step). . Specifically, the determination unit 28 regards an echo in the dredging area specified by the determination data as a land echo. Conversely, the determination unit 28 regards an echo in an area not specified by the determination data as an echo other than land. In this way, it is possible to determine whether the echo data before one scan is a land echo or a non-land echo (that is, whether the echo data newly creates wake data).
  • the wake data creation unit 29 creates wake data based on the echo data and the determination data (in this embodiment, the determination result of the determination unit 28) (S104, wake data generation step).
  • the generated wake data is a wake data level (a level indicating the strength (color intensity, etc.) of displaying the wake data) for each scan. Reduce. That is, the newly created track data has the highest tow track data level (the color is darkest). After that, the track data level is lowered (scanned light) for each scan.
  • the wake data creation unit 29 creates wake data based on the table of FIG. In FIG. 4, “land determination” and “echo signal level is not less than a predetermined level” are listed. “Land determination” is an echo that the determination unit 28 regards as an echo of the land. “The echo signal level is equal to or greater than a predetermined value” literally indicates that the echo signal level is equal to or greater than a predetermined value. In this case, if the wake is created when the echo signal level is low, the wake may be displayed in the noise. Therefore, the wake data is created when the echo signal level is greater than or equal to a predetermined value. This process is not essential. That is, instead of “the echo signal level is not less than a predetermined value”, “presence / absence of echo defect” may be used.
  • the determination unit 28 does not create new track data and only lowers the previous track data level even if the echo signal level is greater than or equal to a predetermined level. . It should be noted that if the previous area does not include the last track data, no particular processing is performed.
  • the value obtained by subtracting 1 from the previous track data level is the same as above.
  • the new track data level In the third case from the top of the table in FIG. 4, that is, when the echo signal level is not less than a predetermined value instead of the land echo, new track data is created. In other words, new wake data is created for the area determined by the determination unit 28 as an echo other than land. In the fourth case from the top of the table of FIG. 4, that is, when the signal level of the echo is less than a predetermined threshold instead of the land echo, a value obtained by subtracting 1 from the previous track data level is set as the new track data level. .
  • the display data in FIG. 5 is data displayed on the display unit 31.
  • the display data is data in which echo data and wake data are superimposed.
  • the echo data is displayed with priority.
  • the radar apparatus 1 includes the acquisition unit 21, the echo data creation unit 24, the storage unit 27, the wake data creation unit 29, and the display unit 31.
  • the acquisition collar 21 acquires an echo based on the reflected wave from the transmitted electromagnetic wave target (acquisition step).
  • the echo data creation unit 24 creates echo data indicating at least the position of the target object based on the echo (echo data creation step). Based on this echo, determination data is created for each predetermined display area (in this embodiment, for each pixel) whether or not to newly create track data indicating the movement trajectory of the target (determination) Data creation step) and stored in the storage unit 27.
  • the wake data creation unit 29 creates wake data based on the soot echo and the determination data (wake data creation step).
  • the display unit 31 displays echo data and wake data (display process).
  • the land echo is described as an example of the echo that does not newly create wake data, but the present invention can also be applied to an echo other than the land (a non-moving target such as a fishing gear or a channel buoy).
  • a non-moving target such as a fishing gear or a channel buoy.
  • the “region where there is no land echo” is set as “the region where the wake data can be newly created”.
  • the “area where the echo of the moving target exists” may be set as “an area where wake dredging data can be newly created”.
  • a predetermined condition is set based on the nature of the echo (movement speed, size, position, stability, etc.) instead of the type of target, and the area where the echo that satisfies the condition exists is designated as “track data. It can also be a “newly created area”.
  • the echo stability means that the change in the signal level of the echo is small.
  • whether or not to create new wake data may be determined based on both the target type and the nature of the echo.
  • the storage unit 27 ⁇ stores determination data for one screen.
  • the storage unit 27 only needs to store determination data for at least the pixels for which the determination unit 28 determines.
  • the determination data for one screen may not be stored at the same time.
  • the radar apparatus 1 can detect the Doppler speed of the target based on the Doppler frequency, it is determined whether or not the target is a moving target based on the Doppler speed and echo data sequentially input from the sweep memory 23 or the like. Even if it is performed sequentially, it is possible to create similar track data. Even in such a case, the determination data is temporarily stored for determination processing, and therefore the storage unit of the present invention exists.
  • the present invention can also be applied to the true track mode.
  • the land does not move in the true track mode, it is considered that the track is not displayed, but in reality, the track of echoes on the land is not detected even in the true track mode due to errors or delays of the direction sensor or position sensor (GPS receiver). Since it can be displayed, by using the present invention, it is possible to more reliably prevent the display of the echo track of the land.
  • the radar antenna 10 transmits a transmission wave while rotating in the horizontal plane, but a radar device having a configuration that does not rotate the radar antenna 10 may be used.
  • the radar antenna 10 does not need to be rotated if the configuration has antenna elements in the entire circumferential direction.
  • detection is possible over 360 ° in the horizontal plane, but it may be configured to detect only a specific direction such as forward.
  • the radar antenna 10 may have a transmitting antenna and a receiving antenna.
  • the present invention can also be applied to a radar apparatus mounted on a moving body (for example, an aircraft) other than a ship.

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Abstract

【課題】必要な航跡データのみを作成して表示可能なレーダ装置を提供する。【解決手段】このレーダ装置は、取得部(21)と、エコーデータ作成部(24)と、記憶部(27)と、航跡データ作成部(29)と、表示部(31)と、を備える。取得部(21)は、送信した電磁波の物標からの反射波に基づいてエコーを取得する。エコーデータ作成部(24)は、エコーに基づいて、少なくとも物標の位置を示すエコーデータを作成する。記憶部(27)は、エコーに基づいて、物標の移動軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが所定の表示領域毎に設定された判定用データを記憶する。航跡データ作成部(29)は、エコーと、判定用データと、に基づいて、航跡データを作成する。表示部(31)は、エコーデータ及び航跡データを表示する。

Description

レーダ装置及び航跡表示方法
　本発明は、主として、取得したエコーの航跡を表示可能なレーダ装置に関する。
　 従来から、例えば他の移動体との衝突の回避を目的として、自機の周囲に存在する物標を検出して表示するレーダ装置が知られている。また、特許文献１のレー ダ装置では、レーダ映像上に、他の移動体の航跡が表示される。そして、航跡の表示方式としては、真航跡モードと相対航跡モードがある。真航跡モードでは、 取得したエコーの絶対位置に基づいてエコーの航跡を表示する。そのため、真航跡モードには、表示された航跡から他の物標の挙動を把握し易いという利点があ る。また、相対航跡モードでは、自機との相対的な位置関係に基づいてエコーの航跡を表示する。そのため、相対航跡モードには、自機に対して相対的に接近し ている危険物標を把握し易いという利点がある。このように他の移動体の航跡が表示されることで、他の移動体の移動方向が分かり易くなるため、衝突をより確 実に回避することができる。
特開２０１１－５９０１９号公報
　 しかし、従来のレーダ装置では、取得した全てのエコーについて航跡が表示されてしまうため、例えば陸地のエコーについても航跡が表示される。特に、相対航 跡モードで航跡を表示させる場合、陸地のエコーについても航跡が表示される。また、真航跡モードで航跡を表示させる場合においても、自船位置及び船首方位 等の自船情報の誤差又は遅延により、陸地の航跡が表示される。一般的に陸地のエコーは大きいため、表示画面の多くの領域が陸地の航跡に覆われてしまう。そ のため、他のエコー及び航跡の視認性が低下する。また、表示画面に多数の物標が表示されている場合において、全ての物標について航跡を表示すると、エコー 及び航跡の視認性が低下する。
　本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、必要な航跡データのみを作成して表示可能なレーダ装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び効果
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
　 本発明の第１の観点によれば、以下の構成のレーダ装置が提供される。即ち、このレーダ装置は、取得部と、エコーデータ作成部と、記憶部と、航跡データ作成 部と、表示部と、を備える。前記取得部は、送信した電磁波の物標からの反射波に基づいてエコーを取得する。前記エコーデータ作成部は、前記エコーに基づい て、少なくとも物標の位置を示すエコーデータを作成する。前記記憶部は、前記エコーに基づいて、物標の移動軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが 所定の表示領域毎に設定された判定用データを記憶する。前記航跡データ作成部は、前記エコーと、前記判定用データと、に基づいて、前記航跡データを作成す る。前記表示部は、前記エコーデータ及び前記航跡データを表示する。
　これにより、一部のエコーのみについて航跡データを作成できるので、例えば必要な航跡データのみを作成して表示することができる。
　前記のレーダ装置においては、前記航跡データ作成部は、前記航跡データを新たに作成しない領域に、以前に作成した前記航跡データが存在するときは、当該航跡データの存在を維持することが好ましい。
　これにより、必要な航跡データが途中で消されることを防止できる。
　前記のレーダ装置においては、前記判定用データが所定スキャン毎に更新されることが好ましい。
　これにより、判定用データが所定スキャン毎に更新されるので、判定の精度を一層向上させることができる。
　前記のレーダ装置においては、前記判定用データが所定スイープ毎に更新されることが好ましい。
　これにより、判定用データが所定スイープに更新されるので、判定の精度を一層向上させることができる。
　前記のレーダ装置においては、前記判定用データでは、物標の移動軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが前記表示部の画素毎に設定されていることが好ましい。
　これにより、判定を行う領域を細かくすることができるので、航跡データを詳細に表示することができる。
　前記のレーダ装置においては、前記判定用データでは、物標の種類に応じて、前記航跡データを新たに作成するか否かが定められていることが好ましい。
　これにより、所定の種類の物標のみについて航跡データを作成することが可能となる。
　前記のレーダ装置においては、前記判定用データでは、前記航跡データを新たに作成しない領域として、陸地のエコーが存在する領域が特定されていることが好ましい。
　あるいは、前記のレーダ装置においては、前記判定用データでは、前記航跡データを新たに作成する領域として、移動物標のエコーが存在する領域が特定されていることが好ましい。
　陸地の航跡は、表示する必要性が低く、むしろ他のエコーの視認性を低下させる。従って、上記の何れかの処理を行うことで、陸地の航跡データの作成を阻止し、移動物標のエコーの航跡を表示できる。
　前記のレーダ装置においては、前記判定用データでは、エコーの性質に応じて、前記航跡データを新たに作成するか否かが定められていることが好ましい。
　これにより、エコーの性質を用いることで物標に関する情報が得られるので、必要なエコーについての航跡データを作成できる。
　前記のレーダ装置においては、前記航跡データが、自機に対するエコーの相対的な位置変化を示すことが好ましい。
　エコーの相対位置の変化を表示する場合、移動していない物標についても位置の変化が航跡として表示されるので、不要な航跡が表示される。そのため、一部のエコーにのみ航跡を表示可能という効果をより有効に発揮させることができる。
　 本発明の第２の観点によれば、以下の航跡表示方法が提供される。即ち、この航跡表示方法は、取得工程と、エコーデータ作成工程と、判定用データ作成工程 と、航跡データ作成工程と、表示工程と、を含む。前記取得工程では、送信した電磁波の物標からの反射波に基づいてエコーを取得する。前記エコーデータ作成 工程では、前記エコーに基づいて、少なくとも物標の位置を示すエコーデータを作成する。前記判定用データ作成工程では、前記エコーに基づいて、物標の移動 軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが所定の表示領域毎に設定された判定用データを作成する。前記航跡データ作成工程では、前記エコーと、前記判 定用データと、に基づいて、前記航跡データを作成する。前記表示工程では、前記エコーデータ及び前記航跡データを表示する。
本発明の一実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図。 エコー及び航跡が表示されたレーダ映像を示す図。 エコーデータ及び航跡データを作成する処理を示すフローチャート。 エコーの陸地判定の結果と、エコーの信号レベルと、に基づいて航跡データを作成する処理を説明する表。 エコーデータ、判定用データ、航跡データ、表示データの推移を示す図。
　次に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る船舶用のレーダ装置１の主要構成を示すブロック図である。図２は、エコー及び航跡が表示されたレーダ映像を示す図である。
　 本実施形態のレーダ装置１が備えるレーダアンテナ１０は、マグネトロンにより生成されたパルス状の送信波（電磁波）を送信可能であるとともに、当該送信波 の反射波を受信信号として受信する。なお、レーダ装置１が送信する送信波は、パルス状に限られず、連続波であっても良い。また、送信波は、マグネトロンで はなく半導体素子等によって生成されていても良い。
　また、レーダアンテナ１０は、水平面内を所定の回転周期で回転しなが ら、送信波の送受信を繰り返し行う。これにより、水平面内を、自船を中心として、３６０°にわたって探知可能である。レーダアンテナ１０が探知することで 得られた受信信号は、レーダ制御装置２０へ出力される。
　レーダ制御装置２０は、図略のマグネトロン及び送信回路等により 送信波を生成するとともに、レーダアンテナ１０から入力された受信信号を処理する。また、レーダ制御装置２０の各部（特に、取得部２１、エコーデータ作成 部２４、判定部２８、及び航跡データ作成部２９）は、具体的には、レーダ制御装置２０が備える図示しないＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、又はＣＰＵ等の演算処理部に より実現される。
　レーダアンテナ１０から入力された受信信号（エコーを含む信号）は、レーダ制御装置２０の取得部２１に よって取得される。取得部２１によって取得された受信信号は、Ａ／Ｄ変換部２２に入力される。Ａ／Ｄ変換部２２は、この信号をサンプリングし、複数ビット のデジタルデータに変換してスイープメモリ２３に出力する。
　スイープメモリ２３は、受信信号を１スイープ分リアルタイム で記憶することができる。なお、「スイープ」とは、送信波を送信してから次の送信波を送信するまでの一連の動作をいい、「１スイープ分の受信信号」とは、 送信波を送信した後、次の送信波を送信するまでの期間に取得された受信信号をいう。また、「スキャン」とは、レーダ装置１が自船周辺の一連の受信信号を取 得する動作をいう。
　エコーデータ作成部２４は、受信信号に含まれるエコーに基づいて、物標の位置及びエコーの信号レベル 等を示すデータであるエコーデータを作成する。ここで、送信波を送信してからエコーが返ってくるまでに掛かる時間は、レーダアンテナ１０から物標までの距 離に比例する。従って、送信波を送信してから受信信号を受信するまでの時間に基づいて物標までの距離を求めることができる。また、送信波を送信したときの アンテナ角度に基づいて物標が存在する方位を求めることができる。以上のようにして、エコーデータ作成部２４は、受信信号に含まれるエコーに基づいてエ コーについて、物標の位置を求める。
　また、エコーデータ作成部２４は、受信信号の振幅に基づいて、エコーの信号レベルを 求める。エコーデータ作成部２４は、物標の位置及びエコーの信号レベルを求めて、エコーデータを作成する。エコーデータ作成部２４は、作成したエコーデー タを、エコーデータ用画像メモリ２５、判定用データ作成部２６、及び航跡データ作成部２９へ出力する。なお、エコーデータ作成部２４は、受信信号が入力さ れる度にエコーデータを作成し、各部へ出力する。
　エコーデータ用画像メモリ２５は、エコーデータ作成部２４が作成したエコーデータを表示するために用いられる画像メモリである。エコーデータ用画像メモリ２５に保存されたエコーデータを示す画像は、表示部３１へ出力される。
　 表示部３１は、液晶等のディスプレイであり、ラスタスキャン式の表示装置である。上記のようにして作成されたエコーデータは、表示部３１に表示される。図 ２は、レーダ映像の例であり、中央の印は自船の位置を示している。エコー４１は、他船のエコーである。エコー４２は、陸地のエコーである。なお、自船の位 置は中央からズレた位置であっても良い。表示部３１は、エコーデータが入力される度に表示内容を更新する。
　航跡データ作 成部２９は、エコーデータ作成部２４から入力されたエコーデータに基づいて、航跡データを作成する。航跡とは、物標の移動軌跡（位置変化）である。航跡 データとは、物標の移動軌跡を画面に表示するためのデータである。なお、航跡データ作成部２９は、新たなエコーデータが入力される度に航跡データを作成 し、航跡データ用画像メモリ３０へ出力する。
　ここで、航跡の表示方式としては、自船（自機）に対する物標の相対的な位置 変化を航跡として表示する相対航跡モードと、物標の絶対的な位置変化を航跡として表示する真航跡モードと、が存在する。相対航跡モードでは、自船に対する 物標の相対的な位置変化が航跡として画面上に表示される。真航跡モードでは、自船の動きとは無関係に、物標の現実の位置変化が航跡として画面上に表示され る。本実施形態では、相対航跡モードを用いて航跡を表示する例を説明するが、本発明は、真航跡モードに適用することもできる。
　 航跡データ作成部２９が出力する航跡データは、航跡データ用画像メモリ３０へ出力される。航跡データ用画像メモリ３０は、航跡データ作成部２９が作成した 航跡データを表示するために用いられる画像メモリである。航跡データ用画像メモリ３０に保存された航跡データを示す画像は、表示部３１へ出力される。図２ のレーダ映像では、エコー４１について航跡４５が表示されている。
　航跡４５は、エコー４１に近いほど色が濃くなるように （即ち透明度が低くなるように）表示されている。これにより、新しい航跡を古い航跡よりも強調して表示することができる。なお、この表示は一例であり、エ コー４１に近いほど色相が変わるように表示しても良い。また、新しい航跡と古い航跡を区別せずに同じ色（即ち、色相、彩度、及び明度が同じ）で表示しても 良い。
　従来のレーダ装置では、全てのエコーについて航跡が表示されていた。従って、陸地のエコーについても航跡が表示さ れてしまい、他のエコー及び航跡の視認性が低下してしまう。この点、本実施形態のレーダ装置１は、図２に示すように、他船のエコー４１については航跡４５ を表示しつつ、陸地のエコー４２については航跡が表示されないように制御を行っている。
　以下、陸地以外のエコーにのみ航 跡を表示するための航跡表示方法に係る制御について図３から図５を参照して説明する。図３は、エコーデータ及び航跡データを作成する処理を示すフロー チャートである。図４は、エコーの陸地判定の結果と、エコーの信号レベルと、に基づいて航跡データを作成する処理を説明する表である。図５は、エコーデー タ、判定用データ、航跡データ、表示データの推移を示す図である。
　レーダ装置１は、陸地以外のエコーにのみ航跡を表示するための構成として、判定用データ作成部２６と、記憶部２７と、判定部２８と、を備える。
　 判定用データ作成部２６は、所定の表示領域毎に（詳細には画素毎に）新たに航跡を作成するか否かが設定されているデータである判定用データを作成する。記 憶部２７は、判定用データ作成部２６が作成した判定用データを記憶する。なお、判定用データは、１画素を表示領域の１単位とする構成に代えて、複数画素を 表示領域の１単位としても良い。判定部２８は、記憶部２７の判定用データに基づいて、航跡を新たに表示するか否かを表示領域毎に（画素毎に）判定する。
　 次に、図３のフローチャートに沿って、航跡を作成する処理の流れを説明する。取得部２１は、レーダアンテナ１０から受信信号を取得する（取得工程）。エ コーデータ作成部２４は、取得部２１が取得したエコーに基づいて、エコーデータを作成する（Ｓ１０１、エコーデータ作成工程）。エコーデータ作成部２４が 作成したエコーデータは、上述のように、エコーデータ用画像メモリ２５、判定用データ作成部２６、及び航跡データ作成部２９へ出力される。ここで、エコー データ作成部２４は、図５のスキャン１回目～スキャン４回目に示すようなエコーデータを順次作成するものとする。これらのエコーデータには、他船のエコー ４１と、陸地のエコー４２と、が含まれている。なお、陸地のエコーの位置が画面下方に移動しているのは、自船が画面上方に向かって移動しているからであ る。
　判定用データ作成部２６は、１スキャン前のエコーデータに基づいて、判定用データを更新し、記憶部２７に記憶する （Ｓ１０２、判定用データ作成工程）。なお、判定用データ作成部２６は、１スキャン前ではなく最新のエコーデータに基づいて判定用データを更新しても良 い。ここで、本実施形態の判定用データは、航跡データを作成する際に、陸地のエコーについては航跡データが新たに作成されないようにするためのデータであ り、具体的には、取得部２１が取得したエコーについて、陸地のエコーを示す領域（即ち、航跡データを新たに作成しない領域）を特定したデータである。
　 図５のスキャン２回目の判定用データの欄には、スキャン１回目のエコーデータのうち、陸地のエコー４２に相当する領域が特定されている。なお、スキャン２ 回目の判定用データでスキャン１回目のエコーデータが用いられるのは、スキャン２回目のレーダ映像で、スキャン１回目の航跡データが初めて表示されるから である。従って、スキャン３回目の判定用データでは、スキャン２回目の陸地のエコーの画素が特定されている。
　判定用デー タ作成部２６は、例えばエコーの大きさを求め、エコーの大きさが所定の閾値を超えている場合に、当該エコーが陸地のエコーと判断する。なお、判定用データ 作成部２６は、エコーの大きさに加えて、エコーの移動速度（絶対速度）が所定の閾値以下である場合に、該当するエコーを陸地のエコーと判断する構成であっ ても良い。エコーが陸地のエコーかそれ以外のエコーかを判断する方法は任意であり、例えば地図又は海図の情報と、エコーの絶対位置と、を比較することで上 記の判断を行うこともできる。
　判定用データ作成部２６は、１スキャン前のエコーデータに基づいて新たな判定用データを作 成すると、記憶部２７が記憶する判定用データを更新する。判定用データの更新は、１スキャン毎に行われる。なお、判定用データの更新は、航跡データを作成 した後であって、次の航跡データを作成する前に（即ち航跡データの作成毎に）行われることが好ましいが、更新されるのであれば更新タイミングは任意であ る。例えば、判定用データを複数スキャン毎に更新したり、所定の時間間隔で更新しても良い。また、判定用データを所定スイープ（１スイープ又は複数スイー プ）毎に更新しても良い。また、図５に示す４つのデータが作成（更新）されるタイミングは任意であり、それぞれのデータが同期して作成されなくても良い。 なお、記憶部２７は、例えば、フラッシュメモリ（フラッシュディスク及びメモリーカード等）、ハードディスク、又は光ディスク等の不揮発性メモリであって も良いし、ＲＡＭ等の揮発性メモリであっても良い。
　次に、判定部２８は、１スキャン前のエコーデータと、更新後の判定用 データと、に基づいて、新たに航跡データを作成するか否かを領域毎に判定する（Ｓ１０３、判定工程）。具体的には、判定部２８は、判定用データで特定した 領域にあるエコーは、陸地のエコーであるとみなす。逆に、判定部２８は、判定用データで特定していない領域にあるエコーは、陸地以外のエコーであるとみな す。このようにして、１スキャン前のエコーデータについて、陸地のエコーか陸地以外のエコーか（即ち、新たに航跡データを作成するエコーか否か）を判定す ることができる。
　航跡データ作成部２９は、エコーデータと、判定用データ（本実施形態では判定部２８の判定結果）と、に 基づいて、航跡データを作成する（Ｓ１０４、航跡データ作成工程）。本実施形態のように航跡データが古くなるにつれて色を薄くする場合、作成された航跡 データは、スキャン毎に航跡データレベル（航跡データを表示する強さ（色の濃さ等）を示すレベル）を低下させる。つまり、新たに作成された航跡データは、 航跡データレベルが最も高い（色が最も濃い）。その後、スキャン毎に航跡データレベルが低下されていく（色を薄くしていく）。
　 具体的には、航跡データ作成部２９は、図４の表に基づいて、航跡データを作成する。図４では、「陸地判定」と「エコーの信号レベルが所定以上」の２つが記 載されている。「陸地判定」とは、判定部２８が陸地のエコーであるとみなしたエコーである。「エコーの信号レベルが所定以上」は、文字通りエコーの信号レ ベルが所定以上であることを示す。これは、エコーの信号レベルが低い場合に航跡を作成すると、ノイズにも航跡が表示されることがあるため、エコーの信号レ ベルが所定以上の場合に航跡データを作成するとしたものである。なお、この処理は必須ではない。即ち、「エコーの信号レベルが所定以上」に代えて「エコー の有無」としても良い。
　図４の表の一番上の場合、即ち、陸地のエコーであって、エコーの信号レベルが所定以上の場合、前 回の航跡データレベルから１（所定の値）を減算した値を、新たな航跡データレベルとする。即ち、エコーが陸地と判定部２８が判定した場合、エコーの信号レ ベルが所定以上の場合であっても、新たな航跡データは作成されず、前回の航跡データレベルを下げることのみが行われる。なお、該当する領域に前回の航跡 データが含まれていない場合、特に処理は行われない。
　また、図４の表の上から２番目の場合、即ち、陸地のエコーであっ て、エコーの信号レベルが所定未満の場合、上記と同様に、前回の航跡データレベルから１を減算した値を、新たな航跡データレベルとする。また、図４の表の 上から３番目の場合、即ち、陸地のエコーでなく、エコーの信号レベルが所定以上の場合、新たに航跡データを作成する。即ち、エコーが陸地以外のエコーと判 定部２８が判定した領域については、新たな航跡データが作成される。図４の表の上から４番目の場合、即ち、陸地のエコーでなく、エコーの信号レベルが所定 未満の場合、前回の航跡データレベルから１を減算した値を、新たな航跡データレベルとする。
　このように処理を行うこと で、陸地のエコーについては、航跡データが新たに作成されない。図５においても、他船のエコー４１と陸地のエコー４２のうち、陸地のエコー４２について は、航跡４５は作成されていない。しかし、陸地のエコー４２が存在する領域（航跡データを新たに作成しない領域）であっても、以前に作成した航跡データが 存在するときは、航跡データレベルを１減算するだけで、当該航跡データの存在を維持する。
　図５においても、スキャン４回 目では、他船のエコー４１の航跡４５が３つ並んでおり、最も古い航跡４５は、陸地のエコー４２が存在する領域であるが、航跡４５の存在が維持されている。 なお、スキャン４回目の表示データにおいて、この最も古い航跡４５は陸地のエコー４２に重なっているため表示されていないが、時間が経過して陸地のエコー ４２の位置が変化した場合は、この航跡４５が表示される。
　図５の表示用データには、表示部３１に表示されるデータである。表示用データは、エコーデータと、航跡データと、を重畳したデータである。なお、本実施形態では、エコーデータと航跡データとが重なっている場合はエコーデータが優先して表示される。
　 以上に説明したように、レーダ装置１は、取得部２１と、エコーデータ作成部２４と、記憶部２７と、航跡データ作成部２９と、表示部３１と、を備える。取得 部２１は、送信した電磁波の物標からの反射波に基づいてエコーを取得する（取得工程）。エコーデータ作成部２４は、このエコーに基づいて、少なくとも物標 の位置を示すエコーデータを作成する（エコーデータ作成工程）。このエコーに基づいて、物標の移動軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが所定の表 示領域毎（本実施形態では画素毎）に設定された判定用データが作成され（判定用データ作成工程）、記憶部２７に記憶されている。航跡データ作成部２９は、 エコーと判定用データとに基づいて、航跡データを作成する（航跡データ作成工程）。表示部３１は、エコーデータ及び航跡データを表示する（表示工程）。
　これにより、一部のエコーのみについて航跡データを作成できるので、例えば必要な航跡データのみを作成して表示することができる。
　以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
　 上記の実施形態では、航跡データを新たに作成しないエコーとして陸地のエコーを例として挙げて説明したが、陸地以外（漁具及び航路ブイ等の移動しない物 標）のエコーにも本発明を適用できる。また、上記の実施形態では、陸地のエコーの位置を特定することで、「陸地のエコーがない領域」を、「航跡データを新 たに作成可能な領域」としている。これに代えて、例えば他船等の移動物標のエコーの位置を特定することで、「移動物標のエコーが存在する領域」を、「航跡 データを新たに作成可能な領域」としても良い。このように、本発明は、物標の種類に応じて、「航跡データを新たに作成可能な領域」を設定可能である。
　 また、物標の種類ではなく、エコーの性質（移動速度、大きさ、位置、又は安定度等）に基づいて所定の条件を設定し、当該条件を満たすエコーが存在する領域 を「航跡データを新たに作成可能な領域」とすることもできる。なお、エコーの安定度とは、エコーの信号レベルの変化が小さいことをいう。また、物標の種類 とエコーの性質との両方に基づいて、航跡データを新たに作成するか否かを判定しても良い。
　上記実施形態では、記憶部２７ には、１画面分の判定用データが記憶されているが、記憶部２７には少なくとも判定部２８が判定を行う画素について判定用データが記憶されていれば良く、同 時に１画面分の判定用データを記憶していなくても良い。例えば、レーダ装置１がドップラ周波数に基づいて物標のドップラ速度を検出可能である場合、スイー プメモリ２３等から順次入力されるドップラ速度及びエコーデータに基づいて、移動物標か否かの判定を順次行う場合であっても、同様の航跡データが作成可能 となる。このような場合であっても、判定用データは、判定の処理のために一時的には記憶されるので、本発明の記憶部が存在することになる。
　 上記の実施形態では、相対航跡モードと真航跡モードのうち、相対航跡モードに本発明を適用する例を説明したが、真航跡モードにも本発明を適用できる。真航 跡モードでは陸地は移動しないため航跡が表示されないと考えられるが、実際は方位センサ又は位置センサ（ＧＰＳ受信機）等の誤差又は遅延により真航跡モー ドであっても陸地のエコーの航跡が表示され得るので、本発明を用いることで、陸地のエコーの航跡が表示されることをより確実に防止できる。
　 上記の実施形態では、レーダアンテナ１０は水平面内を回転させながら送信波を送信するが、レーダアンテナ１０を回転させない構成のレーダ装置を用いても良 い。例えば、全周方向にアンテナ素子を有する構成であれば、レーダアンテナ１０を回転させる必要がない。また、上記の実施形態では、水平面内を３６０°に わたって探知可能であるが、前方等の特定の方向のみを探知する構成であっても良い。更には、レーダアンテナ１０は、送信用と受信用のアンテナをそれぞれ有 していても良い。
　上記の実施形態では、本発明を船舶に適用する例を説明したが、船舶以外の移動体（例えば航空機）に搭載されるレーダ装置にも本発明を適用することができる。
　１　レーダ装置
　１０　レーダアンテナ
　２０　レーダ制御装置
　２１　取得部
　２２　Ａ／Ｄ変換部
　２３　スイープメモリ
　２４　エコーデータ作成部
　２５　エコーデータ用画像メモリ
　２６　判定用データ作成部
　２７　記憶部
　２８　判定部
　２９　航跡データ作成部
　３０　航跡データ用画像メモリ
　３１　表示部
　４１，４２　エコー
　４５　航跡

Claims (11)

  1. 　送信した電磁波の物標からの反射波に基づいてエコーを取得する取得部と、
    　前記エコーに基づいて、少なくとも物標の位置を示すエコーデータを作成するエコーデータ作成部と、
    　前記エコーに基づいて、物標の移動軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが所定の表示領域毎に設定された判定用データを記憶する記憶部と、
    　前記エコーと、前記判定用データと、に基づいて、前記航跡データを作成する航跡データ作成部と、
    　前記エコーデータ及び前記航跡データを表示する表示部と、
    を備えることを特徴とするレーダ装置。
  2. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　前記航跡データ作成部は、前記航跡データを新たに作成しない領域に、以前に作成した前記航跡データが存在するときは、当該航跡データの存在を維持することを特徴とするレーダ装置。
  3. 　請求項１又は２に記載のレーダ装置であって、
    　前記判定用データが所定スキャン毎に更新されることを特徴とするレーダ装置。
  4. 　請求項１又は２に記載のレーダ装置であって、
    　前記判定用データが所定スイープ毎に更新されることを特徴とするレーダ装置。
  5. 　請求項１から４までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
    　前記判定用データでは、物標の移動軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが前記表示部の画素毎に設定されていることを特徴とするレーダ装置。
  6. 　請求項１から５までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
    　前記判定用データでは、物標の種類に応じて、前記航跡データを新たに作成するか否かが定められていることを特徴とするレーダ装置。
  7. 　請求項６に記載のレーダ装置であって、
    　前記判定用データでは、前記航跡データを新たに作成しない領域として、陸地のエコーが存在する領域が特定されていることを特徴とするレーダ装置。
  8. 　請求項６に記載のレーダ装置であって、
    　前記判定用データでは、前記航跡データを新たに作成する領域として、移動物標のエコーが存在する領域が特定されていることを特徴とするレーダ装置。
  9. 　請求項１から８までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
    　前記判定用データでは、エコーの性質に応じて、前記航跡データを新たに作成するか否かが定められていることを特徴とするレーダ装置。
  10. 　請求項１から９までの何れか一項に記載のレーダ装置であって、
    　前記航跡データが、自機に対するエコーの相対的な位置変化を示すことを特徴とするレーダ装置。
  11. 　送信した電磁波の物標からの反射波に基づいてエコーを取得する取得工程と、
    　前記エコーに基づいて、少なくとも物標の位置を示すエコーデータを作成するエコーデータ作成工程と、
    　前記エコーに基づいて、物標の移動軌跡を示す航跡データを新たに作成するか否かが所定の表示領域毎に設定された判定用データを作成する判定用データ作成工程と、
    　前記エコーと、前記判定用データと、に基づいて、前記航跡データを作成する航跡データ作成工程と、
    　前記エコーデータ及び前記航跡データを表示する表示工程と、
    を含むことを特徴とする航跡表示方法。
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