JPH1194931A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速移動する物標であっても、スキャン相関
処理後も表示されてその識別能力を向上させる。 【解決手段】 映像メモリ５に記憶されている、スキャ
ン相関処理された映像データに含まれる物標のうちの観
測したい物標を指定する物標指定部17を設ける。指定し
た物標を追尾し、且つこの物標の新たな映像データにお
ける受信時点での位置を予測する追尾予測回路181 と、
映像メモリ５からの映像データの指定した物標の位置を
予測した位置に移動補正して位置補正済み映像データと
して出力する位置補正回路182 とを含む追尾・位置予測
補正部18を設ける。映像メモリ４に格納されている新た
な映像データと位置補正済み映像データとのスキャン相
関処理を映像データ処理部６で行い表示部７に表示す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーダ装置に関し、
特に新たに受信された映像信号と、この映像信号より前
に受信された映像信号との相関処理を行って画像表示す
る構成の船舶搭載用のレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶搭載用のレーダ装置では、近距離で
の海面反射や雨雪クラッタ中の物標の識別能力を改善す
るために、空中線１回転（１スキャン）分の映像信号を
記憶しておき、次の空中線１回転分の映像信号との相関
処理を行って画像表示するようにしている。

【０００３】このような構成にすると、海面反射や雨雪
クラッタの発生する位置は１スキャン毎にランダムであ
るため、相関が取れず、表示されないのに対し、観測対
象の物標はほぼ同じ位置に（停止状態か低速移動の場
合）現れて相関が取れるため、表示画面上に表示されて
識別することができる。上述のような相関処理を、一般
にスキャン相関処理と呼んでいる。

【０００４】このようなレーダ装置の従来の代表的な一
例のブロック図を図３に示す。このレーダ装置は、所定
の速度で回転する空中線から所定の時間間隔でマイクロ
波の電波を放射し、物標からの反射波を上記空中線で受
信して映像信号として出力する送受信部１と、設定され
たレベルのしきい値により送受信部１からの映像信号の
ノイズを除去するノイズ除去回路２と、このノイズ除去
回路２からのアナログ型の映像信号をディジタル型の映
像データに変換するＡ／Ｄ変換回路３と、送受信部１か
らの送信トリガＴＸＴを受けて距離クロック発生回路１
１，距離カウンタ１２で発生した距離データＲＤ、及び
空中線方位制御部８からの方位信号ＤＳを受けて方位ク
ロック発生回路９，方位カウンタ１０で発生した方位デ
ータＤＤに基づき座標変換用の書込みアドレスＡｗ１を
発生するスキャンコンバータ１３と、読出しアドレスＡ
ｒ１を発生する読出しアドレス発生回路１５と、書込み
アドレスＡｗ１と読出しアドレスとを切換え出力するア
ドレス切換回路１４と、このアドレス切換回路１４から
の書込みアドレスＡｗ１に従ってＡ／Ｄ変換回路３から
の極座標型の映像データをＸ，Ｙ座標型の映像データに
変換して空中線１回転分（１スキャン分）記憶し読出し
アドレスＡｒ１に従って読出す第１の映像メモリ４と、
スキャン相関処理された１スキャン分の映像データＶｓ
ｃｒをアドレス発生回路１６ｘからの書込みアドレスＡ
ｗ２に従って書込み記憶し読出しアドレスＡｒ２に従っ
て読出す第２の映像メモリ５と、第１の映像メモリ４か
らの１スキャン分の映像データとこの映像データより１
スキャン前までの映像メモリ５からの映像データとのス
キャン相関処理を行いその結果の映像データＶｓｃｒと
して出力する映像データ処理回路６と、映像データＶｓ
ｃｒにより物標等の画像表示を行う表示部７とを備えた
構成となっている。

【０００５】次に、海面反射や雨雪クラッタ等によるノ
イズと、物標とが存在する映像データによる画像表示に
ついて図４及び図５を参照して説明する。この場合、物
標及びノイズの各スキャンタイミングをＴ、その位置を
ｉとして、物標をＳｉ（Ｔ）、ノイズをＮｉ（Ｔ）と表
す（ここでＴ＝１，２，３，……、ｉ＝１，２，３，…
…）。また、物標Ｓｉ（Ｔ）及びノイズＮｉ（Ｔ）のレ
ベル（信号及びノイズの強度）について、一般のレーダ
では、信号強度は、２以上のビットで表現される場合が
多く、例えば、４ビットの場合は、信号強度は０から１
５の値で表現されるが、ここでは、最も簡単な１ビット
のデータとして説明する。すなわち信号強度は、“０”
（信号、ノイズなし）か“１”（信号、ノイズあり）の
２レベルとなる。

【０００６】ここで、各スキャンにおける物標Ｓｉ
（Ｔ）及びノイズＮｉ（Ｔ）は、それぞれの位置で存
在、発生するため、そのレベル（以下、ノイズも含め信
号強度という）は“１”である。すなわち、これらの信
号強度も上記記号を用いて表示すると、Ｓｉ（Ｔ）＝
１、Ｎｉ（Ｔ）＝１となる。

【０００７】スキャン相関処理機能を持たないレーダ装
置においては、各キスキャンにおけるこれら物標Ｓｉ
（Ｔ）、ノイズＮｉ（Ｔ）がそのまま画像表示されるた
め、図４に示すような表示となり、物標の近傍にノイズ
が発生すると、物標の識別ができなくなる。

【０００８】これに対し、スキャン相関処理機能を持つ
レーダ装置（図３の例）においては、物標Ｓｉ（Ｔ）が
移動しなければ（極めて低速の場合も含む）各スキャン
の同じ位置で信号強度“１”となり、スキャン相関処理
後の信号強度も“１”となるため表示画面に表されるの
に対し、ノイズＮｉ（Ｔ）は、各スキャン毎に発生する
位置が異なるため、スキャン相関処理後の信号強度は
“０”となり表示されなくなる。この様子を図５に示す
（表示されないノイズは破線で表示）。

【０００９】ここで、スキャン相関処理について説明す
る。このスキャン相関処理の内容の一例として、新たな
映像データ（第１の映像メモリ４から読出された）と、
この映像データより１スキャン前までの映像データとの
ＡＮＤ演算処理を行うものとし、数式表示すると次式の
とおりとなる。 Ｓｉ（Ｔ）＊＝Ｓｉ（Ｔ）・Ｓｉ（Ｔ−１）＊ ここで、＊はスキャン相関処理を行ったことを示し、・
はＡＮＤ演算処理を行うことを示す。なお、レーダ装置
動作直後の１スキャン目は、スキャン相関相手の映像デ
ータがないのでスキャン相関されないが、初期状態にお
ける第２の映像メモリ５の全データレベルを“１”とす
ることにより、２スキャン目からスキャン相関を行うこ
とができる。図５には、レーダ装置動作直後のスキャン
は除いて示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレーダ
装置では、第１の映像メモリ４からの新たな映像データ
と、この映像データより１スキャン前までの映像データ
（第２の映像メモリ５からの映像データ）とのスキャン
相関処理を行った映像データにより画像表示する構成と
なっているので、海面反射や雨雪クラッタは表示されな
いのに対し、移動しないか低速移動（自船との相対速
度）の物標は表示され、これら物標の識別能力を向上さ
せることができるが、物標の移動速度（自船との相対速
度、以下同様）が速くなると、新たな映像データにおけ
る物標の位置とこの映像データより１スキャン前までの
映像データにおける物標の位置が異なるために相関がと
れず、図６に示すように、物標の表示もされなくなり
（破線表示）、物標の識別能力が低下して船舶の安全航
行に支障を来すという問題点があった。

【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、海面反射や雨雪クラッタを相関処理によって除
去すると同時に、高速移動する物標も表示できてその識
別能力を向上させることができ、船舶の安全航行に寄与
することができるレーダ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のレーダ装置は、
上記の目的を達成するために次の各構成を有している。 （イ）所定の速度で回転する空中線から所定の時間間隔
でマイクロ波の電波を放射し物標からの反射波を前記空
中線で受信して映像信号として出力する送受信部 （ロ）前記送受信部からの映像信号を前記空中線１回転
分ずつ各回転ごとに記憶し出力する受信映像メモリ （ハ）前記受信映像メモリに記憶された映像信号に対し
前記空中線１回転前までの映像信号に含まれかつ指定さ
れた物標を追尾してこの物標の前記受信映像メモリに記
憶された映像信号における受信時点での位置を予測し、
この予測した位置に前記指定された物標の位置を移動補
正し、位置補正済み映像信号として出力する物標追尾・
位置予測補正手段 （ニ）前記受信映像メモリからの映像信号と前記物標追
尾・位置予測補正手段からの位置補正済み映像信号との
相関処理を行い出力する映像信号処理回路 （ホ）前記映像信号処理回路の出力信号により画像表示
する表示部

【００１３】また、前記物標追尾・位置予測補正手段
が、前記映像信号処理回路の出力信号を記憶し出力する
信号処理結果格納用映像メモリと、前記受信映像メモリ
に記憶された映像信号に対し前記空中線１回転前までの
映像信号に含まれる物標のうちの所定の物標を指定する
物標指定部と、この物標指定部により指定された物標を
追尾してこの物標の前記受信映像メモリに記憶された映
像信号における受信時点での位置を予測する追尾予測回
路と、前記信号処理結果格納用映像メモリからの出力信
号中の前記物標指定部で指定された物標の位置を前記追
尾予測回路で予測した位置に移動補正し前記位置補正済
み映像信号として出力する位置補正回路とを含んで構成
される。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態は、受信映
像メモリに記憶された新たな映像信号に対し空中線１回
転前までの映像信号、具体的には、映像データ処理回路
により相関処理された映像信号に含まれる物標のうちの
所定のものを指定してこの指定された物標を追尾すると
同時に、この指定された物標の上記新たな映像信号にお
ける受信時点での位置を予測し、この予測した位置に上
記指定された物標の位置を移動補正して位置補正済み映
像信号として出力する物標追尾・位置予測補正手段を設
け、この物標追尾・位置予測補正手段から出力される位
置補正済み映像信号と上記新たな映像信号との相関処理
を行った映像信号により画像表示する構成となってい
る。

【００１５】このような構成とすることにより、高速移
動する物標であっても、空中線１回転前までの映像信号
の指定された物標の位置が、新たな映像信号における受
信時点での位置近傍に移動補正されているので、相関処
理結果は“相関あり”となってこの物標は画像表示され
る。一方、海面反射や雨雪クラッタは相関処理により除
去されるので、物標の識別能力は向上し、船舶の安全航
行に寄与する。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図
である。この実施例が図３に示された従来のレーダ装置
（以下、従来例という）と相違する点は、従来例が第２
の映像メモリ５（信号処理結果格納用映像メモリ）から
の映像データをそのまま映像データ処理回路６に供給し
て第１の映像メモリ４（受信映像メモリ）からの新たな
映像データ（以下、単に新たな映像データという）との
スキャン相関処理を行っているのに対し、本発明では第
２の映像メモリ５からの映像データ、すなわち、新たな
映像データよりも空中線１回転前（１スキャン前）まで
の映像データに含まれる物標のうちの所定の物標を物標
指定部１７で指定し、この指定された物標を追尾予測回
路１８１により追尾すると同時に、この物標の新たな映
像データにおける受信時点での位置を予測し、第２の映
像メモリ５からの映像データを、位置補正回路１８２に
より、指定された物標の位置を上記の予測した位置に移
動補正して位置補正済み映像データとし、映像データ処
理回路６に供給してこの位置補正済み映像データと新た
な映像データとの間でスキャン相関処理を行うようにし
た点である。

【００１７】なお、この実施例では、追尾予測回路１８
１が、映像データ処理回路６で得られたスキャン相関処
理済みの映像データと、距離カウンタ１２からの距離デ
ータＲＤと、方位カウンタ１０からの方位データＤＤと
に基づき、指定された物標の追尾及び位置の予測を行う
ようになっており、又、この追尾予測回路１８１と位置
補正回路１８２とを合わせて、追尾・位置予測補正部１
８としている。また、第２の映像メモリ５に対し書込み
アドレス及び読出しアドレスを供給するアドレス発生回
路１６は、位置補正回路１８２における動作時間を考慮
し、従来例のアドレス発生回路１６ｘに比べ、その発生
タイミングが多少異なっている。そして、請求項１等に
記載された物標追尾・位置予測補正手段は、第２の映像
メモリ５、アドレス発生回路１６、物標指定部１７、及
び追尾・位置予測補正部１８を含む。

【００１８】次に、この実施例におけるスキャン相関処
理について説明する。まず、ノイズ及び指定されなかっ
た物標に対しては位置補正等は行わないので、従来例と
同様のスキャン相関処理となる。指定された物標につい
ては、その数式が従来例とは異なっている。そこで、こ
の実施例（本発明）によるスキャン相関処理の内容を数
式で表すと、次のとおりとなる。 Ｓｉ（Ｔ）［＊］＝Ｓｉ（Ｔ）・［Ｓｉ−１（Ｔ−１）
［＊］］ ここで、［＊］は位置補正した映像データとのスキャン
相関を示し、また、［Ｓｉ−１（Ｔ−１）［＊］］は、
１スキャン前までスキャン相関処理後の映像データに対
し指定された物標に位置補正したことを示す。すなわ
ち、位置補正済み映像データである。

【００１９】次に、図２を併せて参照し、この実施例の
スキャン相関処理動作及び表示画像について説明する。
図２において、左側３つの表示画像は実際に表示部７で
表示される画像であり、右側２つの表示画像は、表示部
７等には表示されないが、位置補正済み映像データによ
って表示されるであろう、想定画像である。まず、Ｔ＝
１のスキャンの映像データの指定された物標Ｓ１（１）
に対し、１スキャン前までの位置補正済み映像データ
［Ｓ０（０）［＊］］とのスキャン相関処理が行われ、
その結果が物標Ｓ１（１）［＊］として表示されている
ものとする（信号強度“１”）。

【００２０】次に、スキャン相関処理後の物標Ｓ１
（１）［＊］に対し、追尾予測回路１８１によって予測
された位置に、この物標の位置が移動補正され、この位
置補正済みの物標［Ｓ１（１）［＊］］を仮に画像表示
すると、右上のようになる（信号強度“１”）。この物
標［Ｓ１（１）［＊］］の位置は、次のＴ＝２のスキャ
ンにおける物標Ｓ２（２）の受信時点の位置の近傍に補
正されているので、信号強度“１”の物標Ｓ２（２）と
のスキャン相関処理が行われると、やはり信号強度
“１”のスキャン相関処理後の物標Ｓ２（２）［＊］が
画像表示される（左側中間段）。以下、同様にして、ス
キャン相関処理後の物標Ｓ３（３）［＊］が信号強度
“１”で画像表示される（左側下段）。

【００２１】一方、ノイズは、従来例（図５等）と同様
に表示されない。従って、観測したい（すなわち指定し
た）物標が高速移動する物標であってもこれを明瞭に表
示することができ、物標の識別能力が向上して船舶の安
全航行に寄与することができる。特に、高速化の進む船
舶にとって、本発明の効果は極めて大きい。

【００２２】なお、この実施例では、第２の映像メモリ
５からの映像データの物標を指定してその位置を予測位
置に移動補正し、新たな映像データとのスキャン相関処
理を行うようになっているが、これは、図３に示された
従来例に、新たな映像データよりも１スキャン前までの
映像データが第２の映像メモリ５に格納されているの
で、これを利用するのが最も簡便であるため、このよう
な回路構成としたものであって、本発明はこの回路構成
に限定されるものではない。

【００２３】例えば、映像データ処理回路６でスキャン
相関処理された映像データに対し直接、その物標を指定
して予測位置に移動補正し、これをメモリに記憶させて
おいて次のスキャン相関処理に使用する、という回路構
成とすることもできる。要は、１スキャン前までの映像
データに対し、その物標を指定して予測位置に移動補正
し、新たな映像データとのスキャン相関処理を行うよう
にすることが重要であり、１スキャン前までの映像デー
タをどの時点で記憶するかは、回路構成の簡便さ、周辺
回路との関連性等を考慮して決定すればよい。とは言
え、予測位置の精度を考慮すると、第１の映像メモリ４
に新たな映像データが格納されるまでの間に、この新た
な映像データの物標の距離データＲＤ及び方位データＤ
Ｄも位置予測に寄与するので、物標の予測位置への移動
補正はスキャン相関処理直前に行う（すなわち、本実施
例の構成）のが好ましい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、新たな映
像信号よりも１スキャン前までの映像信号に含まれる物
標のうちの観測したい物標を指定し、この物標を追尾す
ると同時に、この物標の新たな映像信号における受信時
点での位置を予測し、この予測した位置に指定した物標
の位置を移動補正して位置補正済み映像信号とし、この
位置補正済み映像信号と新たな映像信号との相関処理を
行った映像信号により画像表示する構成とすることによ
り、高速移動する物標であっても、観測したい物標は明
瞭に表示され、かつ海面反射や雨雪クラッタは除去され
るので、その識別能力が向上して船舶、中でも、高速化
が進む船舶の安全航行に寄与することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示された実施例の動作及び効果を説明す
るためのノイズ及び物標の表示画像を示す図である。

【図３】従来のレーダ装置の一例を示すブロック図であ
る。

【図４】従来のレーダ装置に相関処理機能を持たない場
合のノイズ及び物標の表示画像を示す図である。

【図５】図３に示されたレーダ装置の動作を説明するた
めのノイズ及び停止状態か極めて低速移動する物標の表
示画像を示す図である。

【図６】図３に示されたレーダ装置の課題を説明するた
めのノイズ及び移動物標の表示画像を示す図である。

【符号の説明】

１ 送受信部 ２ ノイズ除去回路 ３ Ａ／Ｄ変換回路 ４，５ 映像メモリ ６ 映像データ処理回路 ７ 表示部 ８ 空中線方位制御部 ９ 方位クロック発生回路 １０ 方位カウンタ １１ 距離クロック発生回路 １２ 距離カウンタ １３ スキャンコンバータ １４ アドレス切換回路 １５ 読出しアドレス発生回路 １６，１６ｘ アドレス発生回路 １７ 物標指定部 １８ 追尾・位置予測補正部 １８１ 追尾予測回路 １８２ 位置補正回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の各構成要素を有することを特徴とす
   るレーダ装置。 （イ）所定の速度で回転する空中線から所定の時間間隔
   でマイクロ波の電波を放射し物標からの反射波を前記空
   中線で受信して映像信号として出力する送受信部 （ロ）前記送受信部からの映像信号を前記空中線１回転
   分ずつ各回転ごとに記憶し出力する受信映像メモリ （ハ）前記受信映像メモリに記憶された映像信号に対し
   前記空中線１回転前までの映像信号に含まれかつ指定さ
   れた物標を追尾してこの物標の前記受信映像メモリに記
   憶された映像信号における受信時点での位置を予測し、
   この予測した位置に前記指定された物標の位置を移動補
   正し、位置補正済み映像信号として出力する物標追尾・
   位置予測補正手段 （ニ）前記受信映像メモリからの映像信号と前記物標追
   尾・位置予測補正手段からの位置補正済み映像信号との
   相関処理を行い出力する映像信号処理回路 （ホ）前記映像信号処理回路の出力信号により画像表示
   する表示部
2. 【請求項２】 前記物標追尾・位置予測補正手段が、前
   記映像信号処理回路の出力信号を記憶し出力する信号処
   理結果格納用映像メモリと、前記受信映像メモリに記憶
   された映像信号に対し前記空中線１回転前までの映像信
   号に含まれる物標のうちの所定の物標を指定する物標指
   定部と、この物標指定部により指定された物標を追尾し
   てこの物標の前記受信映像メモリに記憶された映像信号
   における受信時点での位置を予測する追尾予測回路と、
   前記信号処理結果格納用映像メモリからの出力信号中の
   前記物標指定部で指定された物標の位置を前記追尾予測
   回路で予測した位置に移動補正し前記位置補正済み映像
   信号として出力する位置補正回路と、を含んで構成され
   た請求項１記載のレーダ装置。