(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ映像処理装置における処理対象とする目標信号について、レーダ画面上における原点からの距離情報ｒを出力する距離認識手段と、
距離情報ｒに基づいたローパスフィルタ係数αr （０＜αr ≦１）を出力するフィルタ係数算出手段と、
前記ローパスフィルタ係数αr により、ｆr,i ＝αr Ｘr,i ＋（１−αr ）ｆr,i-1 、但しｉ＝１，２，３，…ｎ（スイープ番号）なる信号を出力するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタに、スイープ毎の目標信号の距離情報ｒに着目して得られる時系列の受信信号Ｘr,i （ｉ＝１，２，３，…ｎ；スイープ番号）を入力する手段と、
前記ローパスフィルタの出力ｆr,i と、前記時系列の受信信号Ｘr,i のレベルを比較するレベル比較手段と、
前記レベル比較手段の比較結果により、ローパスフィルタの出力ｆr,i と、前記時系列の受信信号Ｘr,i からレベルの大きい信号を選択する選択手段を備え、当該選択手段の出力からレーダ画面に映像を表示することを特徴とするレーダ映像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーダ映像処理装置において、前記目標信号を処理し、レーダ画面上における原点からの距離に応じて、当該距離方向の映像信号を強調する距離方向強調手段を備えたことを特徴とするレーダ映像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶等に用いられるレーダ装置における映像信号の強調（拡大）表示を可能とするレーダ映像処理装置に関し、一層詳細には、レーダ映像の角度方向における強調（拡大）表示を可能とするレーダ映像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶等に搭載されるレーダ装置の受信信号（レーダ信号）中に含まれる目標信号が、レーダ装置表示部（レーダ画面）にレーダ映像として表示される時、一般に、そのレーダ映像の大きさは、目標自体の大きさはもとより、レーダ送信パルス幅τや、レーダ装置から送信される空中線輻射部水平ビーム幅θH などの各種パラメータにも依存する。
【０００３】
表示されるレーダ映像の大きさを目標までの距離方向および角度方向に分解して考察すると、主として、映像の距離方向の大きさはレーダ送信パルス幅τによって、また、角度方向の大きさは、空中線輻射部水平ビーム幅θH によって決定される。
【０００４】
この時、当該レーダ装置から見た目標の見込み角が、空中線輻射部水平ビーム幅θH に比較して小さい場合（目標が小型船舶のように小さい場合、あるいは、大型船舶でも距離が遠く離れている場合）には、レーダ装置表示部におけるレーダ映像の角度方向の表示サイズは、ほぼθH となることから、当該レーダ装置の位置を原点として極座標表示されるレーダ画面においては、同じ空中線輻射部水平ビーム幅θH であっても、原点に近いレーダ映像ほど、その角度方向の表示サイズは小さくなるため、観測しずらくなる傾向がある。
【０００５】
この様子を理解し易く図示すると図６の如くなる。すなわち、図６は、レーダ画面上に表示される目標の映像を示す模式図であり、図６Ａは原点付近の小目標の映像を示す図、図６Ｂは原点から離れた位置にある小目標の映像を示す図である。
【０００６】
従って、原点に近い目標の映像をより見やすく観測するためには、レーダ装置の観測レンジを必要に応じて切り換える等の対応、操作が必要となる。
【０００７】
上記観測レンジの切り換えのような操作の煩わしさを伴わずに、原点付近に表示される目標のレーダ映像をより見やすく、観測する他の方法として、従来から、レーダ画面に表示されるレーダ映像を拡大表示する処理方法を採用したレーダ装置が開発されている。このような拡大の処理方法としては、以下の（１）〜（３）の方法が知られている。
【０００８】
（１）  図７Ａに示すレーダ装置の受信信号中に含まれる目標信号ａ〜ｄを、図７Ｂに示すように、レーダ画面上における原点からの距離（距離情報）ｒに応じて、その増幅率を可変制御できる増幅器を通して増幅し、原点に近いレーダ映像の映像信号ほど、信号振幅レベルを大きくし、強調して表示する処理方法。
【０００９】
（２）  図８Ａに示すレーダ装置のスイープ毎の受信信号中に含まれる目標信号ａ、ｂを、ローパスフィルタを通して当該目標信号の裾を伸ばす強調（拡大）処理を行い、図８Ｂのレーダ画面に示すように、レーダ画面上における原点からの距離情報ｒに関係なく、距離方向のレーダ映像の表示サイズを、一定の拡大率で拡大する処理方法。
【００１０】
（３）  レーダ装置の受信信号中に含まれる目標信号を、レーダ画面上に表示するための画素メモリ上に書き込む際に、図９に示すように、レーダ画面の距離方向に拡大して書き込み、画素単位でレーダ映像の表示サイズを拡大する処理方法。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の処理方法（１）〜（３）による映像の拡大処理は、いずれも、原点からの距離方向の拡大処理を行うものであり、レーダ画面の原点からの角度方向の拡大を行うことができない。このため、原点付近に表示される小さな目標のレーダ映像の角度方向の大きさは、依然として水平ビーム幅θH により決まる大きさとなり（距離方向の拡大処理では、原点付近のレーダ映像の表示は線状になってしまう）、依然として原点に近いレーダ映像ほど、観測しずらいという不都合が存在していた。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、船舶等に用いられるレーダ装置における受信信号からレーダ映像を表示処理するに際し、レーダ映像の角度方向における強調（拡大）表示を可能とするレーダ映像処理装置を提供し、レーダ画面の原点付近の小さな目標に対するレーダ映像の観測を容易にすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、例えば、図１に示すように、レーダ映像処理装置における処理対象とする目標信号について、レーダ画面上における原点からの距離情報ｒを出力する距離認識手段１２と、距離情報ｒに基づいたローパスフィルタ係数αr （０＜αr ≦１）を出力するフィルタ係数算出手段１６と、前記ローパスフィルタ係数αr により、ｆr,i ＝αr Ｘr,i ＋（１−αr ）ｆr,i-1 、但しｉ＝１，２，３，…ｎ（スイープ番号）なる信号を出力するローパスフィルタ１８と、前記ローパスフィルタ１８に、スイープ毎の目標信号の距離情報ｒに着目して得られる時系列の受信信号Ｘr,i （ｉ＝１，２，３，…ｎ；スイープ番号）を入力する手段と、前記ローパスフィルタ１８の出力ｆr,i と、前記時系列の受信信号Ｘr,i のレベルを比較するレベル比較手段２０と、前記レベル比較手段２０の比較結果により、ローパスフィルタ１８の出力ｆr,i と、前記時系列の受信信号Ｘr,i からレベルの大きい信号を選択する選択手段２２を備え、当該選択手段２２の出力からレーダ画面に映像を表示することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明は、前記のレーダ映像処理装置において、前記目標信号を処理し、レーダ画面上における原点からの距離に応じて、当該距離方向の映像信号を強調する距離方向強調手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
原信号である入力信号Ｘr,i をローパスフィルタ１８に通すことで、受信信号Ｘr,0 、Ｘr,1 、Ｘr,2 、Ｘr,3 に対して、信号の裾が伸び、本来原信号にはない、例えばスイープ番号４〜６（図３参照）に所定の振幅を持った信号を作りだすことができ、レーダ画面の角度方向に拡大した映像として表示することができる。
【００１６】
さらに、距離方向の映像信号を強調する距離方向強調手段と併用することにより、レーダ画面上の原点に近い目標の映像ほど、角度方向、距離方向ともに拡大された映像として表示することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るレーダ映像処理装置の一実施の形態について、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るレーダ映像処理装置の構成を示す回路ブロック図である。レーダ映像処理装置１０は、距離認識回路１２、レベル演算回路１４、フィルタ係数算出回路１６、ローパスフィルタ回路１８、レベル比較回路２０、選択回路２２、演算回路２４、遅延回路２６から構成されている。
【００１９】
レーダ装置から発射された信号は、目標にて反射し、レーダ装置に受信される。図２は各スイープ毎（ｉ＝０，１，…ｎ；スイープ番号）のレーダ信号と目標までの距離の関係を示す模式図であり、目標までの距離がｒの時、各スイープ毎の受信信号は、Ｘr,0 、Ｘr,1 …Ｘr,n となり、距離がｒ’の時、各スイープ毎の受信信号は、Ｘr',0、Ｘr',1…Ｘr',nとなる。
【００２０】
目標からの受信信号はレーダ映像処理装置１０のレベル演算回路１４に、入力信号Ｘr,i （ｉ＝０，１，…ｎ；スイープ番号）として入力される。この時、距離認識回路１２は、レベル演算回路１４、フィルタ係数算出回路１６に対して、処理対象とする目標からの受信信号Ｘr,i （ｉ＝０，１，…ｎ；スイープ番号）のレーダ画面上における原点からの距離情報ｒを供給する。
【００２１】
レベル演算回路１４は、距離認識回路１２からの距離情報ｒをもとに受信信号のレベルの増幅を行う。このレベル演算回路１４における受信信号レベルの増幅は、例えば、前述の従来例（１）（図７Ａ、図７Ｂ参照）のように、レーダ画面の原点に近い距離にある目標からの受信信号ほど増幅度を上げることにより、距離方向の映像強調を行うためのものである。ここで、距離方向の映像強調を行わない場合はレベル演算回路１４を省略することが可能であり、また、このレベル演算回路１４の代わりに、前述の従来例（２）（図８Ａ、図８Ｂ参照）の方法を実現する回路構成（ローパスフィルタおよびその制御回路等）を距離方向拡大手段としてレーダ映像処理装置１０中の適切な位置に設けることができる。
【００２２】
フィルタ係数算出回路１６は、距離認識回路１２からの距離情報ｒに基づいて、距離情報ｒに応じたローパスフィルタ係数αr を算出し、ローパスフィルタ回路１８にその値を供給する。ローパスフィルタ回路１８は、レベル演算回路１４で増幅された入力信号Ｘr,i と後述する前処理結果ｆr,i-1 が入力され、ローパスフィルタ係数αr で定まる所定のフィルタ処理を行う。
【００２３】
レベル比較回路２０は、ローパスフィルタ回路１８の出力ｆr,i と入力信号Ｘr,i とのレベル比較を行い、その比較判定結果を選択回路２２に出力する。選択回路２２は、レベル比較の結果に基づいて大きい方の信号を選択出力し、演算回路２４に入力する。演算回路２４は、選択回路２２の出力信号に基づいて、レーダ画面に目標の映像を表示するための通常の各種演算処理を行い、レーダ映像処理装置１０の出力信号とする。
【００２４】
ここで、遅延回路２６は、次のスイープ番号の入力信号Ｘr,i+1 のフィルタ処理を行う前処理、すなわち、遅延を補償するための回路であり、この遅延回路２６の出力信号ｆr,i-1 が前処理結果としてローパスフィルタ回路１８に入力される。
【００２５】
このように、原信号である入力信号Ｘr,i をローパスフィルタ回路１８に通すことで、図３に示すように、受信信号Ｘr,0 、Ｘr,1 、Ｘr,2 、Ｘr,3 に対して、信号の裾が伸び、本来原信号にはない、例えばスイープ番号４〜６に所定の振幅を持った信号を作りだすことができ、レーダ画面の角度方向を拡大した映像として表示することができる。
【００２６】
なお、ローパスフィルタ回路１８の出力信号ｆr,i をそのまま使用した場合、図４に示すように、フィルタ出力の立上がりがなまるため、原信号Ｘr,i の立上がりの振幅レベルが低下することとなる。これを回避するため、ローパスフィルタ回路１８の出力信号と原信号の論理和を論理和回路２１によりとる（大きい方の信号を選択する）ことにより原信号の振幅レベルを損なうことなく、かつ、原信号Ｘr,1 の裾を伸ばした信号ｆr,1 を得ることができる。すなわち、図１中、ローパスフィルタ回路１８を図４に示すローパスフィルタ回路２３に置換する。
【００２７】
また、本発明のレーダ映像処理装置において、レーダ映像の拡大率は、レーダ画面の原点からの距離情報（目標までの距離情報）ｒに応じて変化させており、この拡大率の距離情報ｒに応じた変化は、ローパスフィルタ係数αr を変化させることにより実現している。
【００２８】
この結果、レーダ画面上の目標の映像は、図５に示すように、レーダ画面の原点Ｏに近い目標（目標信号）ａほど、角度方向に拡大された映像（斜線部が拡大部分）となり、目標（目標信号）ｂの如く、原点から遠くなるに従い、角度方向の拡大の度合いを小さくした映像となり、原点からさらに遠い位置の目標（目標信号）ｃでは角度方向の拡大のない映像になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るレーダ映像処理装置によれば、レーダ映像の角度方向における拡大表示が可能となり、レーダ画面の原点に近い目標が角度方向に拡大された映像として表示され、レーダ画面の原点付近の小さな目標に対するレーダ映像の観測が容易になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーダ映像処理装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】レーダ装置のスイープ毎（ｉ＝０，１，…ｎ；スイープ番号）のレーダ信号と目標までの距離の関係を示す模式図である。
【図３】角度方向の受信信号拡大を説明するための信号レベルを示すグラフである。
【図４】ローパスフィルタ回路の入力信号（原信号）と出力信号の関係を説明するための模式図である。
【図５】本発明のレーダ映像処理装置による目標のレーダ画面上の目標映像を示す模式図である。
【図６】レーダ画面上に表示される目標の映像を示す模式図であり、図６Ａは原点付近の小目標の映像を示す図、図６Ｂは原点から離れた位置にある小目標の映像を示す図である。
【図７】レーダ映像の強調、拡大表示を行う従来方法（１）の原理を説明する図であり、図７Ａは増幅前の目標信号振幅レベルを示すグラフ、図７Ｂは増幅後の目標信号振幅レベルを示すグラフである。
【図８】レーダ映像の強調、拡大表示を行う従来方法（２）の原理を説明する図であり、図８Ａはスイープ毎の目標信号ａ、ｂのローパスフィルタ出力を示す波形図、図８Ｂは図８Ａにおける目標信号ａ、ｂのレーダ映像を示す模式図である。
【図９】レーダ映像の強調、拡大表示を行う従来方法（３）の原理を説明する原理図である。
【符号の説明】
１０…レーダ映像処理装置            １２…距離認識回路
１４…レベル演算回路                １６…フィルタ係数算出回路
１８、２３…ローパスフィルタ回路    ２０…レベル比較回路
２１…論理和回路                    ２２…選択回路
２４…演算回路                      ２６…遅延回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003639385.tif 000008
【図８】
0003639385.tif 000009
【図９】
0003639385.tif 000010