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JPH03269284A - 三次元的表示レーダ - Google Patents

三次元的表示レーダ

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Publication number
JPH03269284A
JPH03269284A JP2069297A JP6929790A JPH03269284A JP H03269284 A JPH03269284 A JP H03269284A JP 2069297 A JP2069297 A JP 2069297A JP 6929790 A JP6929790 A JP 6929790A JP H03269284 A JPH03269284 A JP H03269284A
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JP
Japan
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display
dimensional
radar
information
coordinate converter
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JP2069297A
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Inventor
Chogo Sekine
兆五 関根
Takeshi Abe
武司 阿部
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Japan Radio Co Ltd
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Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE4108837A priority patent/DE4108837C2/de
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/04Display arrangements
    • G01S7/06Cathode-ray tube displays or other two dimensional or three-dimensional displays
    • G01S7/20Stereoscopic displays; Three-dimensional displays; Pseudo-three-dimensional displays

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は船舶等に搭載されて物標の探知が好適に行われ
る三次元的表示レーダに関する。
−層詳細には、周知のレーダの送受信において得られる
方位、距離、受信強度の情報にもとづいて同心円状の二
次元表示が行われ、さらに探知に係る物標の高さを表示
画像の長さ(Y方向)で示し、且つ遠近法にもとづく格
子状のマーカーを重畳した三次元的表示を行うことによ
り、二次元表示とともに、遠近感と立体感を備えた物標
並びに反射物体に係る三次元的表示による画像が形成さ
れて画面の観測、殊に、物標並びに反射物体の状態の把
握、すなわち、探知が効果的に行われるようにしたもの
である。
[従来の技術] 近時、プレジャーボート等の小型船舶にレーダが広範囲
に利用されつつある。
このようなレーダは周知のように、回転する空中線から
の送信波が物標で反射され、この反射波が表示器に自己
位置を中心とした同心円状の画像で表示される。この場
合、反射波の受信強度を、例えば、ラスタスキャン型の
表示器の画面に物標点の輝度の差として表示する。
このようなレーダによれば、航行中並びに停泊中に自船
に接近する移動船舶の観測、あるいは固定反射物体の反
射波をもとに潮流等による自船の停泊位置の離脱の監視
を行うことができる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記の従来の技術に係る船舶用レーダで
は、表示器の画面の物標点の表示は鳥轍図のように二次
元的であり、物標の高さの表示、例えば、物標の高さに
もとづいた画像の長さに係る表示は行われていない。
したがって、プレジャーボート等にレーダが搭載される
際、比較的レーダ観測に馴染みが少ない利用者において
は表示画像から周囲の状況の把握、観測並びに物標の探
知を効果的に行うことに困難を伴い、搭載したレーダが
有効に利用され難い虞を有している。
本発明は上記の点に鑑みてなされ、その目的とするとこ
ろは、二次元表示とともに、遠近感と立体感を備えた物
標並びに反射物体に係る三次元的表示による画像が形成
されて画面の観測、殊に、物標並びに反射物体の状態の
把握、探知が効果的に行われる三次元的表示レーダを提
供することにある。
1課題を解決するための手段] 前記の課題を解決するために、本発明の三次元的表示レ
ーダは、 物標に係る方位情報、距離情報、受信強度情報の夫々の
信号を導出するレーダ送受信部と、ラスタスキャン型式
に係る表示器と、 前記方位情報と距離情報をXY座標に変換する二次元座
標変換器と、 前記方位情報、距離情報、受信強度情報をXY座標およ
び物標の高さを示す信号に変換する三次元的座標変換器
と、 前記表示器の画面上に二次元表示を行う際に同心円状、
三次元的表示を行う際に格子状の距離マーカー信号を送
出するマーカー発生手段と、前記表示器上の各画素に対
応した記憶番地を備え、且つ二次元表示あるいは三次元
的表示が行われる際に前記二次元座標変換器あるいは三
次元的座標変換器で得られるXY座標と、対応する記憶
番地に受信強度情報を記憶し、さらにマーカー信号を記
憶するとともに、それらを逐次読み出して前記表示器に
画像信号を送出する記憶手段と、 を有することを特徴とする。
「作用] 上記の構成においては、周知のレーダの送受信において
方位、距離、受信強度の情報が得られる。そして同心円
状の二次元表示と、探知に係る物標の高さを表示画像の
長さ(Y方向)で示し、且つ遠近法にもとづく格子状の
マーカーを重畳した三次元的表示とが選択的に行われる
これにより、二次元表示とともに、遠近感と立体感を備
えた物標並びに反射物体に係る三次元的表示による画像
が表示される。
[実施例] 次に、本発明に係る三次元的表示レーダの実施例を、添
付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図は構成を示すブロック図、第2図は二次元座標変
換の動作説明に供される図、第3図は三次元的座標変換
の動作説明に供される図、第4図は二次元の表示画像図
、第5図は三次元的な表示画像図である。
先ず、構成を説明する。
第1図において、符号10は周知のレーダ送受信部であ
り、空中線12と、モータ14と、エンコーダ16と、
送信トリガ発生器18と、送信機20と、受信機22と
、A/D変換器24と、距離言1測タイマ26とが設け
られている。
さらに、符号30は表示信号処理部であり、二次元座標
変換器32と、三次元的座標変換器34と、モード切換
スイッチ36と、マーカー発生器38と、ビデオメモリ
 (記憶手段)40と、ラスタスキャン型式の表示器4
2とを有している。
次に、上記の構成における動作を説明する。
レーダ送受信部10において、空中線12はモータ14
により水平面内の回転駆動がなされ、船首に対する空中
線12の方位情報(θ)を示す方位信号Sθがエンコー
ダ16から出力される。
送信トリガ発生器18から出力される送信トリガが送信
機20に人力され、この送信機20においてマグネトロ
ン等で発振した送信パルスが空中線12を介して発射さ
れる。そして、物標からの反射波が空中線12を介して
受信機22に供給され、ここから導出される受信信号の
振幅値、すなわち、反射波の受信強度情報を示す強度信
号sbがA/D変換器24でデジタル信号に変換されて
送出される。
ここで強度信号sbについて説明する。−船釣な船舶用
レーダにおける空中線の指向性は、通常、水平2度、垂
直25度の近辺に形成されており、このため近距離の物
標を探知する際に、高い物標からは低い物標からよりも
反射波が強くなる。この場合の受信信号におけるレベル
の差を利用して後記される信号処理により立体的な物標
に係る画像表示が可能となる。
さらに、送信トリガ発生器18の出力は距離計測タイマ
26に同時に供給され、ここでトリガが供給された時点
からの経過時間を計測し、経過時間と電波の伝播速度の
積の1/2、ずなわち、物標までの距離情報を示すデジ
タル信号の距離信号Srを送出する。なお、距離計測動
作は予めスイッチ(図示せず)で設定した最大計測距離
までの探知の終了時に完了する。
このようにして、レーダ送受信部10で得られた方位信
号Sθ、強度信号Sb1距離信号Srは表示信号処理部
30に供給される。
先ず、方位信号Sθ、距離信号Srは二次元座標変換器
32に入力されて極座標系で表示された物標の位置(R
1θ)をラスタスキャン型式の表示器42の画面上のX
Y座標(X、Y)に対応する信号に変換する。
ここで、二次元座標変換器32の動作を第2図を用いて
説明する。
符号Sはラスタスキャン型式を採用した二次元座標変換
器32の表示画面であり、符号Cはレーダの計測距離範
囲を示す半径Rmaxの円であり、BB’ は表示画面
Sの中心○を通るX軸、ΔA′は表示画面Sの中心0を
通るY軸、ここで中心Oは自船位置である。
自船位置(0)から船首方位(線A方向)に対して角度
θだけ空中線12が回転した向きに電波を発射すると、
電波はRmaxに向かって進むことになる。二次元座標
変換器32は直線ORmaxまでの各画素のX座標値、
Y座標値を算出するものであり、例えば、物標(R1θ
)の画素のX、Y座標の値は、 Rcosθ、R51nθ        ・= (1)
で表される。
このようにして算出された二次元座標変換器32からの
表示画面S上の画素のX、Y座標の値を示す出力信号は
モード切換スイッチ36を介してビデオメモリ40と三
次元的座標変換器34に人力される。
そして、三次元的座標変換器34では三次元的情報を擬
似的に二次元画像で表現するための演算が行われる。こ
こでは、先ず、物標の二次0 元座標P (X、Y)に物標からの反射波の受信強度で
ある強度信号sbを加えた三次元的情報に基づいて二次
元座標で表現された擬似的三次元の情報(X、Y)を得
る。
ここで得られた出力信号はモード切換スイッチ36を介
してビデオメモリ40に入力される。
ここで、三次元的座標変換器34の動作を第3図を用い
て説明する。
表示画面S上の物標の画素の二次元座標がP(x、y)
であり、その物標からの反射波の受信強度(強度信号s
bのレベル)を、SBで示すと、三次元的座標変換器3
4はこれらをもとに擬似的三次元情報Q (X、Y)を
得る。ここで表示画面S上の画素の座標としてのX座標
は、X−X−KXY (X≧0のとき) X+KXY(X<Oのとき)     ・(2)(ここ
で、KXは適当に選んだ正の定数)で表される。
さらにY座標は、 Y≦Y≦Y+に、SB         ・・・(3)
(ここで、K、SBは適当に選んだ正の定数)で表され
る。
すなわち、二次元座標上の物標の点は三次元的座標上で
は自船の前後に応じてY軸に近づき、または遠ざかって
表現されることにより遠近感を生起することになる。ま
た、二次元座標上の物標の点は三次元的座標上では物標
からの反射波の受信強度SB(強度信号sbのレベル)
に応じて縦方向に広がって表示されることになり立体感
を生起して視認されることになる。
さらにビデオメモリ40は表示器42の各画素に対応す
る記憶番地を有しており、モード切換スイッチ36によ
り選択された二次元座標変換器32の出力信号が画素の
座標(X、Y)に対応する記憶番地に前記受信強度SB
(強度信号sbのレベル)を記憶する。あるいは三次元
的座標変換器34からの出力信号の画素の座標(X、Y
)に対応する記憶番地に前記受信強度1 2 SB(強度信号sbのレベル)を記憶する。さらに、こ
れらに重畳してマーカー発生器38から入力されるマー
カー信号のデータをマーカー位置の画素の座標に対応す
る記憶番地に記憶する。ここでのマーカー発生器38は
ビデオメモリ40に書き込む距離マーカーの画素の座標
を発生させるためのものである。そして、モード切換ス
イッチ36が、二次元表示が選択された際に、第4図に
Mll、M12、M13として示されるように、例えば
、自船から半径1マイル間隔の同心円状に相当する画素
の座標を発生する。
さらに、モード切換スイッチ36が三次元的表示に選択
される際には、第5図にM21、M22、M23として
示されるように、例えば、自船から前後左右に1マイル
間隔の格子に相当する画素の座標を発生し、モード切換
スイッチ36を経由してビデオメモリ40に供給する。
ビデオメモリ40の記憶内容は表示器42の各画素のラ
スタスキャン毎に同期して各画素に対応する記憶番地の
内容が読み出されて表示器42に入力され、各画素の輝
度の変化として表示画面S上に表示される。
このようにして、モード切換スイッチ36で二次元表示
が選択されると表示器42の表示画面Sは第4図に示さ
れるように陸影L1、L2の陸地の輪郭は従来の通常線
状に表示され、受信強度SB(強度信号sbのレベル)
が大なる部分が、輝度が明るく表示される。
この同一状況において、モード切換スイッチ36で三次
元的表示が選択されると、表示器42の表示画面S上の
映像は、第5図に示されるように陸影L1、L2の輪郭
が反射電波の受信強度SB(強度信号sbのレベル)の
強弱に応じて、高さ(Y方向)として表示されることに
より、遠近感が生起する。
[発明の効果] 以上のように、本発明の三次元的表示レーダによれば、
以下の効果乃至利点を有している。
3 4 すなわち、周知のレーダの送受信処理において得られる
方位、距離、受信強度の情報にもとづいて同心円状の二
次元表示が行われ、さらに探知に係る物標の高さを表示
画像の長さ(Y方向)で示し、且つ遠近法にもとづく格
子状のマーカーを重畳して三次元的表示が行われること
を特徴としている。
これにより、二次元表示とともに、遠近感と立体感を備
えた物標並びに反射物体に係る三次元的表示による画像
が形成されて画面の観測、殊に、物標並びに反射物体の
状態の把握が効果的に行われる利点を有する。
このような利点においては、比較的レーダ観測に馴染み
が少ない利用者においても、表示画像から周囲の状況の
把握、観測が可及的速やかに可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る三次元的表示レーダの一実施例の
構成を示すブロック図、 第2図は第1図に示される実施例に係る二次元座標変換
の動作説明に供される図、 第3図は第1図に示される実施例に係る三次元的座標変
換の動作説明に供される図、第4図は第1図に示される
実施例に係る二次元の表示画像図、 第5図は第1図に示される実施例に係る三次元的な表示
画像図である。 10・・・レーダ送受信部 12・・・空中線 14・・・モーフ 16・・・エンコーダ 18・・・送信トリガ発生器 20・・・送信機 22・・・受信機 24・・・A/D変換器 26・・・距離計測タイマ 30・・・表示信号処理部 32・・・二次元座標変換器 5 6 4・・・三次元的座標変換器 6・・・モード切換スイッチ 訃・・マーカー発生器 0・・・ビデオメモリ 2・・・表示器 b・・・強度信号 θ・・・方位信号 r・・・距離信号 7

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)物標に係る方位情報、距離情報、受信強度情報の
    夫々の信号を導出するレーダ送受信部と、ラスタスキャ
    ン型式に係る表示器と、 前記方位情報と距離情報をXY座標に変換する二次元座
    標変換器と、 前記方位情報、距離情報、受信強度情報をXY座標およ
    び物標の高さを示す信号に変換する三次元的座標変換器
    と、 前記表示器の画面上に二次元表示を行う際に同心円状、
    三次元的表示を行う際に格子状の距離マーカー信号を送
    出するマーカー発生手段と、前記表示器上の各画素に対
    応した記憶番地を備え、且つ二次元表示あるいは三次元
    的表示が行われる際に前記二次元座標変換器あるいは三
    次元的座標変換器で得られるXY座標と、対応する記憶
    番地に受信強度情報を記憶し、さらにマーカー信号を記
    憶するとともに、それらを逐次読み出して前記表示器に
    画像信号を送出する記憶手段と、 を有することを特徴とする三次元的表示レーダ。
JP2069297A 1990-03-19 1990-03-19 三次元的表示レーダ Expired - Fee Related JPH0830732B2 (ja)

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