JPH04268478A - 物標監視装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーダエコー信号か
ら物標の捕捉および追尾を行う物標監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より航法援助装置として、または他
船監視装置として、いわゆるＡＲＰＡ（自動レーダプロ
ッティング装置）が用いられている。

【０００３】従来の自動レーダプロッティング装置はレ
ーダで探知した物標（船、ブイ、島等）を手動または自
動で捕捉した後、自動追尾してその物標の識別符号、位
置、船速、針路および航跡をグラフィックまたはキャラ
クタ表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の自動
レーダプロッティング装置では、あくまでもレーダを用
いて目標物標を自動追尾し、その物標の識別符号、位置
、船速、針路および航跡を明らかとするだけであって、
レーダ以外の探知装置を用いた探知や、目標物標である
他船との間で情報伝送を行うことはできなかった。

【０００５】この発明の目的は、例えば自動追尾されて
いる複数の物標のうち選択した一つの物標について、例
えばその物標のカメラ映像を自動表示したり、ライトや
警笛をもちいて選択物標である他船に警報を発すること
のできる物標監視装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の物標監視装置
は、レーダエコー信号から追尾すべき物標を抽出する物
標抽出手段と、物標の位置の予測するとともに同一物標
を継続して識別する物標追尾手段と、複数の追尾物標の
うち一つの物標を選択する物標選択手段と、物標との間
で情報を探知および／または情報伝送を行う情報探知／
伝送手段と、上記情報探知／伝送手段の指向方向を選択
された物標の方向へ向ける指向方向制御手段とを備えた
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明の物標監視装置では、物標抽出手段は
レーダエコー信号から追尾すべき物標を抽出し、物標追
尾手段は物標の位置を予測するとともに同一物標を継続
的に識別することにより追尾を行う。そして追尾されて
いる複数の物標のうち一つの物標が物標選択手段により
選択される。指向方向制御手段は選択された物標の方向
へ情報探知／伝送手段の指向方向を合わせる。これによ
り情報探知／伝送手段は選択物標のレーダ以外の方法に
よる情報探知および／または選択物標との間での情報伝
送を行う。

【０００８】上記情報探知／伝送手段としては、選択物
標全体を撮像するＴＶカメラ、赤外カメラ、選択物標（
他船）のライトを検出するセンサ、他船の動向を探知す
る無線アンテナ、他船へ警報および伝言を発するライト
、スピーカー、振動子または無線アンテナ等を用いるこ
とができる。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例に係る物標監視装置全体の
構成をブロック図として図１に示す。図１において４０
は自動レーダプロッティング装置（ＡＲＰＡ）である。 レーダ送受信部４２は空中線部４１を用いてレーダエコ
ー信号をＡＲＰＡ４０へ与える。航法装置４３はＧＰＳ
、ロランＣ等により自船位置を測定してＡＲＰＡ４０へ
与える。キーボード４４およびトラックボール４５はレ
ーダで探知した物標のうち捕捉すべき物標の選択および
複数の追尾物標から一つの物標を選択する際等に用いる
。船速測定装置４７は自船の船速を測定してＡＲＰＡ４
０へ与える。

【００１０】方位角測定装置４８は自船の船首方位を測
定してＡＲＰＡ４０および方向制御部４６へ与える。方
向制御部４６はＴＶカメラ４９およびライト５４の指向
方向をＡＲＰＡ４０および方位角測定装置４８の出力信
号に応じて制御する。信号処理部５０はＴＶカメラ４９
により撮像した映像信号に一定の信号処理を施し、モニ
タ５１はこれを映像表示する。操作部５２はライト５４
を用いて選択物標（他船）に対し警報等を発する際に用
い、信号処理部５３は操作部５２の操作内容に応じてラ
イト５４を制御する。

【００１１】上記方向制御部４６およびＴＶカメラ４９
の機構部分の構成を図２に示す。同図のようにＴＶカメ
ラ４９は俯仰角自在に保持する保持部３１と保持部３１
全体を水平面で回転させる回転軸３２により支持してい
る。保持部３１にはＴＶカメラ４９の俯仰角制御用モー
タ２９および俯仰角測定用ポテンショメータ３０を設け
、また回転軸３２には方位角制御用モータ２３、方位角
測定用ポテンショメータ２４およびこれらを連結するギ
アを設けている。このように構成しているため、俯仰角
制御用モータ２９の駆動によってＴＶカメラ４９の俯角
または仰角が制御され、その角度がポテンショメータ３
０により測定される。また方位角制御用モータ２３によ
ってＴＶカメラ４９の水平方向の指向角度が制御され、
その方位角がポテンショメータ２４によって測定される
。尚、図２ではライトの方向制御の機構部分は省略して
いる。

【００１２】図１に示した物標監視装置の基本的な動作
は次のとおりである。先ず、ＡＲＰＡは複数の物標（他
船、漂流物、島等）を追尾するとともに表示する（表示
器はＡＲＰＡ内に設けている）。表示されている追尾物
標のうちある一つの物標をキーボード４４を用いて選択
すれば、ＡＲＰＡ４０は方向制御部４６を制御してＴＶ
カメラ４９およびライト５４の指向方向を選択された物
標の方位および俯角または仰角に定める。これによりモ
ニタ５１には選択された物標の映像が表示され、操作部
５２の操作によって選択物標（他船）に対しライトで警
報等を発することができる。

【００１３】次に、上記ＡＲＰＡ４０の構成をブロック
図として図３に示す。先ず、キーボードの操作により設
定された縮尺、ベクトル長（ベクトル長に対応する時間
）、画面中心の緯度，経度を示す値がそれぞれ自船航跡
処理部１へ入力される。自船航跡処理部１は縮尺、ベク
トル長および後述する自船位置をキャラクター表示する
情報に、縮尺および画面中心の値に基づいて作成された
緯度線と経度線をキャラクター表示およびグラフィック
表示するための情報に、また予め自船航跡処理部１の内
部メモリに記憶している海図（以下の説明においては海
岸線）情報を画面中心の値と縮尺に基づいてグラフィッ
ク表示する情報に変換して、それぞれ航跡処理部２へ送
給する。

【００１４】また、同じく自船航跡処理部１は、ＧＰＳ
，ロランＣなどの自船位置を測定する航法装置から送給
された自船の緯度、経度を示す位置情報を内部メモリに
順次記憶して蓄積するとともに、生成した海図上に自船
の航跡および自船マークとしてグラフィック表示するた
めの情報に変換し、航法装置からの位置情報が送給され
る毎に航跡処理部２へ送給する。

【００１５】また、ジャイロコンパスや磁気コンパスな
どの方位角（北を基準とする角度）を測定する方位角測
定装置から送給された自船方位角（針路）情報、電磁ロ
グやドップラーログなどの船速を測定する船速測定装置
から送給された自船船速情報、ベクトル長および縮尺よ
り自船ベクトルのグラフィック表示情報に変換して、こ
れを航跡処理部２へ送給する。さらに、入力されたトラ
ックボールの値（画面上の位置を示す）を画面中心の値
と縮尺より緯度・経度値に変換して、その数値とマーク
（＋）をキャラクターおよびグラフィック表示情報に変
換して航跡処理部２へ送給する。

【００１６】また、自船航跡処理部１は制御部５に対し
て縮尺、ベクトル長、画面中心の値および自船情報（自
船の位置、船速、針路）を常時または一定時間毎に送給
する。さらに、自船航跡処理部１は、制御部５を通して
目標追尾部８へ後述する手動捕捉のためのトラックボー
ルマークの自船からの相対位置およびキーボードの操作
により設定された識別符号を送給する。また自船航跡処
理部１は制御部５を通して他船航跡処理部９へ、後述す
る撮影対象となる他船選択のためのキーボード操作によ
り指定された識別符号を送給する。なお、トラックボー
ルマークの自船からの相対位置は制御部５でトラックボ
ールマークの緯度・経度値および自船の緯度・経度値よ
り求められる。

【００１７】航跡処理部２はカラーのＣＲＴ画面情報を
記憶しておくリフレッシュメモリを有し、自船航跡処理
部１からの情報を予め定められた色、マークでカラー表
示器４のＣＲＴに対応したカラーのＣＲＴ画面情報に変
換してリフレッシュメモリに書き込むとともに、同期信
号発生器１１からの同期信号により上記リフレッシュメ
モリから信号を読み出してビデオ信号を混合器３へ送給
する。また、同期信号発生器１１は表示部１０とカラー
表示器４へも同期信号を送給する。

【００１８】混合器３は複数のビデオ信号を合成するも
ので、航跡処理部２からの自船の情報および海図情報な
どのビデオ信号と表示部１０からの後述するレーダ映像
および他船の情報（他船の絶対位置、絶対船速、絶対針
路、航跡および識別符号）などのビデオ信号を合成して
カラー表示器４へ送給する。

【００１９】カラー表示器４はラスタースキャン方式の
表示器で、混合器３からのビデオ信号を受信し、ＣＲＴ
に海図情報、数種類の色で色分けされた自船および他船
のグラフィック・キャラクタ表示およびレーダ映像表示
を行う。

【００２０】以上が自船を主体にした表示方法を述べた
ものであるが、次にレーダ映像の表示方法を述べる。

【００２１】レーダから送給されたレーダエコー、船首
マーカ、レーダアンテナの指向角度、送信トリガ、の各
信号は全てレーダインターフェイス６で受信される。

【００２２】レーダインターフェイス６は、レーダエコ
ーに対して干渉除去、海面反射抑制および雨雪反射抑制
などの前処理をした後、これらを予め定められた周期（
周期は縮尺に連動せず一定）で量子化して内部のバッフ
ァメモリに１スイープ分蓄積する。また、この前処理し
たレーダエコーを適当なタイミングで読み出して、レー
ダ映像処理部７および目標追尾部８に送給する。また、
同時にレーダアンテナの船首に対する指向角も例えばデ
ィジタル値に変換し、レーダ映像処理部７および目標追
尾部８に送給する。

【００２３】レーダのエコーから対象物例えば他船の位
置を算出する場合、原理上通常は自船からの距離および
レーダアンテナの船首に対する指向角の極座標系で表示
するものであるが、本装置はラスタースキャン方式の表
示器４にノースアップで表示するのであるから、北を基
準とする直交座標系に変換する必要がある。また、通常
レーダ映像を表示する場合は、単純に船首方向または真
北方向を画面上部にとり、自船位置（レーダ映像の中心
）を表示画面の中心に設定して極座標系を直交座標系に
変換するだけで良いが、本装置では、自船航跡処理部１
で生成した海図上に重畳して表示する必要があるので、
この海図に則した画面位置に補正する必要がある。 すなわち、海図がメルカトール図法で描かれている場合
は、自船の位置を示す緯度，経度に応じて緯度線方向と
経度線方向の長さを補正する必要があり、このため、上
述の補正が制御部５、レーダ映像処理部７で行われる。 すなわち、制御部５では自船航跡処理部１からの自船の
位置を常時、または一定時間毎に受信しているので、こ
れを基に、現在の自船位置における補正値として緯度線
方向と経度線方向の長さの比および生成した海図の縮尺
値でのＣＲＴ表示画面の中心点とレーダ映像の中心点（
自船位置と同じ）との偏差である緯度線方向の偏差およ
び経度線方向の偏差の双方（センターオフセット量）を
算出し、レーダ映像処理部の７へ送給する。

【００２４】レーダ映像処理部７は、制御部５からの自
船船首方位角およびレーダインターフェイス６から送給
された、レーダアンテナの船首に対する指向角よりレー
ダアンテナの方位角（北を基準とする角度）を求め、こ
れを縮尺値を考慮して極座標系から直交座標系に変換し
、さらに制御部５からのセンターオフセット量と緯度線
・経度線方向の長さの比による緯度線・経度線方向の補
正を行い、表示部１０のリフレッシュメモリの書込アド
レスを算出する。また、レーダ映像処理部７は、レーダ
インターフェイス６より送給されたレーダエコーをその
強度に応じた１色の濃淡でＣＲＴ画面情報に変換し、こ
のＣＲＴ画面情報と上述の書込アドレス情報を表示部１
０へ送給して、表示部１０のリフレッシュメモリに書き
込む。

【００２５】次に他船の航跡表示の方法について述べる
。

【００２６】上述のレーダ映像を表示するのと同様に、
他船の航跡を表示するための準備が制御部５で行われる
。すなわち、制御部５は自船航跡処理部１からの自船船
首方位角を目標追尾部８に送給し、また他船航跡処理部
９に対して、自船航跡処理部１で生成された海図上に他
船航跡マークおよびベクトルを表示するためのパラメー
タとして自船情報およびベクトル長を送給する。

【００２７】目標追尾部８は、上述のレーダインターフ
ェイス６からの前処理済のレーダエコー情報を複数スイ
ープ分、内部のバッファメモリに記憶し、適当なタイミ
ングでこのバッファメモリからレーダエコーを読み出し
、雑音などのエコーを除去する。そして、抽出したレー
ダエコーの位置を、自船からの距離と方位角として他の
メモリに記憶する。但し、雑音などのエコーが除去され
た後の全てのエコーを抽出するのではなく、監視員が指
定したもののみである。

【００２８】上記監視員による指定は次のようにして行
われる。先ず監視員が監視したい他船の識別符号をキー
入力し、次にトラックボールを操作して画面上でその船
のレーダエコー上にトラックボールマークを重ね、符号
入力キーを押す。このことにより符号設定信号が自船航
跡処理部１および制御部５を通って目標追尾部８へ送給
される。目標追尾部８はこの符号設定信号が入力される
と、トラックボールマークの相対位置を基に、トラック
ボールマーク近辺のレーダエコーを抽出し、その他船の
識別符号を記憶する。

【００２９】上記レーダエコーの抽出はレーダインター
フェイス６からの送給タイミングに一致して繰り返すこ
とにより１スキャン分のエコーに対する情報を得る。さ
らにこの処理を複数スキャン分行い、各スキャン毎にメ
モリ内に記憶している過去のスキャンにおける自船位置
との相対位置を示すエコーの位置と現在のスキャンにお
けるエコーの相対位置とを各エコー毎に比較することに
より他船の位置（相対位置）を抽出し、個々の他船の相
対速度および相対針路を算出する。算出した相対速度と
相対針路から将来の個々の他船の相対位置を推定し、そ
の近辺のレーダエコーをサンプルして、より正確な位置
を抽出して再び相対速度と相対針路を算出する。このと
き、その近辺にレーダエコーがない時は追尾ミスとする
。以後、この処理を繰り返して個々の他船の位置を追尾
する。さらに、目標追尾部８は、上述の処理により追尾
中の個々の他船の相対位置情報に個々の識別符号を付加
して各スキャン毎、また一定スキャン毎に他船航跡処理
部９に送給する。

【００３０】他船航跡処理部９は、目標追尾部８からの
各他船の相対位置、相対速度、相対針路、識別符号、追
尾ミスの有無および制御部５からの自船情報、縮尺値お
よびベクトル長を基に個々の他船の緯度、経度、絶対速
度、絶対針路およびベクトルを算出し、各他船毎に分類
できる形式で内部のメモリに順次記憶する。さらにこの
他船の情報を自船航跡処理部１で生成された海図上に個
々の他船情報としてグラフィックおよびキャラクタ表示
するため、予め定められた色、マークなどでカラー表示
器４のＣＲＴに対応したカラーのＣＲＴ画面情報に変換
して表示部１０に送給する。

【００３１】表示部１０は、レーダ映像処理部７からの
レーダ映像のＣＲＴ画面情報および他船航跡処理部９か
らの他船情報をリフレッシュメモリの対応するアドレス
に記憶し、これらの記憶内容を同期信号発生器１１から
の同期信号に同期して読み出し、レーダ映像、他船情報
のビデオ信号として混合器３に送給する。

【００３２】混合器３は、上述の通り自船の情報および
海図情報などのビデオ信号とレーダ映像および他船の情
報などのビデオ信号を合成する。これによりカラー表示
器４のＣＲＴに海図情報、数種類の色で色分けされた自
船・他船の情報およびレーダ映像が表示される。

【００３３】上記カラー表示器４の表示例を図６に示す
。同図は海図情報、自船情報、他船の情報およびレーダ
映像の全ての映像をノースアップトルーモーション表示
で重畳した場合を示すものである。図に示すように自船
情報のグラフィック表示として自船航跡、自船マークお
よび自船ベクトルがそれぞれ白色で表示される。自船ベ
クトルは自船の針路と船速を示し、そのベクトル頂点は
例えばベクトル長が３分のとき現在の船速と針路を維持
したときの３分後の位置を示す。自船情報のキャラクタ
表示としては自船位置の緯度，経度が画面右上に表示さ
れる。他船情報のグラフィック表示として他船航跡、他
船マークおよび他船ベクトルがそれぞれ橙色で表示され
、他船情報のキャラクタ表示として他船マークの近傍に
識別符号（Ａ１，Ｂ６，Ｓ６）が表示される。なお、後
述するＴＶカメラを向ける対象となる他船（Ｂ６）は黄
色で表示される。海図情報は水色の実線でグラフィック
表示される。また、緯度線および経度線がそれぞれ青色
でグラフィック表示され、各線の値が画面周辺部にキャ
ラクタ表示される。さらに、トラックボールマークが黄
色でグラフィック表示され、その値が画面右下にキャラ
クタ表示される。その他にベクトル長や縮尺などがキャ
ラクタ表示される。これらの情報表示に対し、さらに海
岸線や船舶のレーダ映像が緑色で重畳表示される。

【００３４】以上に示した例は、追尾すべき物標の抽出
を手動で行う手動捕捉を例としたが、これを自動捕捉し
ても良い。手動捕捉を行う場合と自動捕捉を行う場合と
で図３に示した各部の処理内容は次のように異なる。

【００３５】目標追尾部８ ＜手動捕捉時＞監視員により指定された他船レーダエコ
ーのみ追尾する。その際、監視員が各追尾物標に識別符
号を付ける。したがって制御部５からのトラックボール
相対位置、識別符号および符号設定信号を必要とする。

【００３６】＜自動捕捉時＞全ての点あるいは定められ
た範囲内（例えば自船から５０マイル以内）の他船レー
ダエコーを追尾する。その際、例えば抽出したエコー上
に一連の番号で分類可能な情報（識別符号とは無関係）
を自動的に付ける。自動捕捉時には識別符号は付けない
（他船航跡処理部９で付ける）。したがって、制御部５
からのトラックボール相対位置、識別符号および符号設
定信号は不要である。

【００３７】他船航跡処理部９ ＜手動捕捉時＞追尾中の全ての他船を航跡、マーク、ベ
クトル、識別符号付で表示器４上に表示させる。識別符
号はすでに付いているため、制御部５からのトラックボ
ール相対位置、識別符号および符号設定信号は不要であ
る。

【００３８】＜自動捕捉時＞追尾中の全ての他船を航跡
、マーク、ベクトル付で表示する。監視員によりトラッ
クボールマークで指定された他船には識別符号を表示さ
せる。このときその他船の「分類可能な情報」は監視員
が設定した識別符号に置き換える。「分類可能な情報」
は表示されるものとする。また、監視員が識別符号をつ
けるために制御部５からのトラックボール相対位置、識
別符号および符号設定信号が必要となる。

【００３９】次に図１に示した方向制御部４６の構成を
図４に示す。図４において加算器２０は自船の船首方向
に対する他船の方向を算出し、加算器２１、アンプ２２
、ポテンショメータ２４、方位角制御用モータ２３およ
びギアは方位角制御サーボー系を構成し、ＴＶカメラお
よびライトを加算器２０の出力に応じた方向に向ける。 また、ＲＯＭ２５には図５に示すように物標までの水平
距離ＲとＴＶカメラおよびライトの海面からの高さＨよ
り俯仰角φの関係を予めテーブルとして書き込んでいる
。したがってＲＯＭ２５からは他船距離Ｒに応じた俯仰
角φの信号が出力される。加算器２７、アンプ２８、ポ
テンショメータ３０、俯仰角制御用モータ２９およびギ
アは俯仰角制御サーボ系を構成し、ＴＶカメラおよびラ
イトの俯角または仰角をφの方向に向ける。

【００４０】次に追尾中の他船一隻を選択し、その方向
へＴＶカメラ４９およびライト５４を向ける動作を図３
に基づいて述べる。

【００４１】まずＴＶカメラ４９およびライト５４を向
けるべき他船の識別符号または「分類可能な情報」をキ
ーボードで選択し更に選択キーを押す。このことにより
識別符号または「分類可能な情報」および選択信号が自
船航跡処理部１および制御部５を通って他船航跡処理部
９へ送給される。

【００４２】他船航跡処理部９は選択信号が入力される
と、選択された他船を黄色で表示させるとともに、その
他船の方位角と他船距離（自船からの距離）をスキャン
毎に図４に示した方向制御部へ出力する。なお、他船を
選択するために識別符号または「分類可能な情報」をキ
ーボードで入力する代わりにトラックボールを用いて、
そのカーソルを選択すべき他船の位置合わせ、その状態
で選択キーを操作してもよい。

【００４３】なお、上述の実施例では物標（他船）の情
報探知を行う手段としてＴＶカメラを用いたが、赤外カ
メラ、他船のライトを検出するセンサまたは無線アンテ
ナを用いることもできる。また、他船との間で情報伝送
を行う手段としてライト以外にスピーカー、振動子また
は無線アンテナを用いることもできる。

【００４４】

【発明の効果】この発明によれば、レーダエコーによっ
て物標を追尾するだけでなく、選択した物標について他
の手段によって選択物標の情報を探知しおよび／または
選択物標との間で情報伝送を行うことができるため、多
角的でしかも的確な物標監視が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る物標監視装置のブロック図である
。

【図２】実施例に係るＴＶカメラの方向制御機構を示す
図である。

【図３】実施例に係るＡＲＰＡのブロック図である。

【図４】実施例に係る方向制御部の構成を示すブロック
図である。

【図５】図４におけるＲＯＭ２５の記憶データの説明図
である。

【図６】実施例に係る表示器全体の表示例である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーダエコー信号から追尾すべき物標
   を抽出する物標抽出手段と、物標の位置の予測するとと
   もに同一物標を継続して識別する物標追尾手段と、複数
   の追尾物標のうち一つの物標を選択する物標選択手段と
   、物標との間で情報を探知および／または情報伝送を行
   う情報探知／伝送手段と、上記情報探知／伝送手段の指
   向方向を選択された物標の方向へ向ける指向方向制御手
   段とを備えてなる物標監視装置。