(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自船に搭載されるレーダにより得られる画像を極座標形式から直交座標形式に変換するスキャンコンバータと、変換後の画像をデータとして記憶するレーダ画像メモリと、レーダ画像メモリ上のデータに基づき他船等の物標の航跡画像を生成する航跡生成手段と、所定の表示範囲内に属する航跡画像を表示する表示器と、を備える航跡表示装置において、
スキャンコンバータが、表示範囲を包含する広範囲に亘って上記変換を行い、レーダ画像メモリが、表示範囲を包含する広範囲に亘って変換後の画像をデータとして記憶し、
航跡生成手段が、
レーダ画像メモリ上のデータに基づき表示範囲内に属する航跡画像を生成して表示器に表示させる手段と、
レーダ画像メモリ上のデータに基づき表示範囲外に属する物標の位置を示すデータを生成する手段と、
このデータを時系列的に格納する他船航跡メモリと、
他船航跡メモリ上のデータを航跡画像として逐次読み出す手段と、
を備え、それまで表示範囲内に含まれていなかった物標が自船の移動に伴い表示範囲内に含まれることとなった場合に、他船航跡メモリに時系列的に格納されている位置のデータに基づき当該物標の航跡画像を表示器に表示させることを特徴とする航跡表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、他船等の航跡を表示する航跡表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航跡表示装置は、船舶等に搭載され他船等の物標の航跡を表示する装置である。船舶の操船者は、自船に搭載される航跡表示装置の表示器画面を注視し、船舶の運行に利用する。このように、航跡表示装置は、船舶の安全航行等に資する装置である。
【０００３】
航跡表示装置は、レーダ画像に基づき航跡画像を生成し表示する。レーダ画像は、自船に搭載されるレーダ装置によって得られる画像であり、航跡表示装置は、このレーダ装置に所定の座標変換処理を施して表示に適する形式に変換し、さらに変換後のレーダ画像を時系列的に処理して航跡画像を生成する。
【０００４】
まず、座標変換は、レーダ装置によって得られるレーダ画像が本質的に極座標形式である一方で、使用される表示器がＣＲＴ等のラスタスキャン型表示器であるために必要となる処理である。レーダ装置は、自船の見晴らしのよい箇所に設置されたアンテナを回転させつつ電波を送信し、他船等からの反射波を受信して信号として出力する。この信号は、送信時刻から受信時刻までの間隔が物標の距離を表し、送信時のアンテアの向きが角度として扱われる極座標形式の信号であって、自船位置を原点としている。従って、このような信号に基づくレーダ画像をラスタスキャン型の、すなわち直交座標形式の表示器に表示させようとする場合には、極座標形式から直交座標形式にレーダ画像を変換する処理が必要となる。この処理は、通常、スキャンコンバータと呼ばれる回路又は処理によって実行される。
【０００５】
次に、レーダ画像についての時系列的処理は、過去の物標の位置を航跡として示すために必須の処理である。すなわち、レーダ装置から得られるレーダ画像はある１スキャン（アンテナ１回転）に相当する画像であるから、物標の航跡を知るためには、過去の画像を所定時間保持し、これを現時点でのレーダ画像中の物標画像と重畳表示させる必要がある。
【０００６】
図３には、一従来例に係る航跡表示装置の構成が示されている。この図に示される装置は、スキャンコンバータ１０、航跡表示器１２、操作部１４、ＣＰＵ部１６、レーダ画像メモリ１８及び画像合成回路２０を備えている。
【０００７】
スキャンコンバータ１０は、レーダ装置から供給されるレーダ画像を、船位情報、ジャイロ信号及び表示レンジに基づき、ラスタスキャンに変換する。船位情報は航跡表示器１２から供給され自船位置を示す情報であり、またジャイロ信号はジャイロコンパスから供給され自船の進行方位を示す信号である。表示レンジは、使用者が操作部１４により選択設定する情報であり、航跡表示器１２の画面にどの程度の距離範囲を表示させるかを示す情報である。レーダ装置から供給されるレーダ画像は、物標が自船からどれだけの距離にあるかの情報を反射波の受信時刻として含んでおり、また電波の送信時刻を示す情報を含んでいるから、船位情報、ジャイロ信号及び表示レンジを用いることにより、航跡表示器の表示範囲（表示レンジ）に相当する範囲のレーダ画像を得ることができる。すなわち、スキャンコンバータ１０は、表示範囲に属する画像を座標変換処理の対象としている。
【０００８】
スキャンコンバータ１０は、ＣＰＵ部１６の制御の下に座標変換処理を実行する。その結果得られるラスタスキャンのレーダ画像は、レーダ画像メモリ１８に書き込まれる。レーダ画像メモリ１８上のデータは、航跡表示器１２にそれまで表示されていた画像を示すビデオ信号と画像合成回路２０によって合成され、新たなビデオ信号として航跡表示器１２に供給される。従って、航跡表示器１２において表示される画像は、他船等の物標を時系列的にとらえた航跡画像となる。レーダ画像メモリ１８は、航跡画像の生成に用いられるものであるから、スキャンコンバータ１０と同様、表示範囲に属する画像を記憶の対象としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置においては、自船の移動に伴い新たな物標が表示範囲内に現れた場合に、この物標の航跡を画面に表示できないという問題点があった。
【００１０】
例えば図４（ａ）に示されるように航跡表示装置の表示範囲の外に相当する海域に他船が存在していた場合を考える。表示範囲は自船の移動に伴い変化するから、自船が当該他船の方向に移動すると、当該物標が図４（ｂ）に示されるように表示範囲内に入ってくる（１００）。しかし、この物標に係る情報は、それまでスキャンコンバータによる変換の対象に含まれておらず、また記憶範囲が表示範囲と同一のレーダ画像メモリにも記憶されていない。従って、自船前方に存在する物標であるにもかかわらず、その過去の動向を知ることができなかった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、自船の移動に伴い表示範囲内に捕えられた物標について、過去の航跡を表示可能にすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の航跡表示装置は、第１に、スキャンコンバータによる変換の対象とされるレーダ画像の範囲及びレーダ画像メモリにより記憶の対象とされるレーダ画像の範囲が、表示範囲を包含する広範囲に亘っていることを特徴とし、第２に、航跡生成手段として、レーダ画像メモリ上のデータに基づき表示範囲内に属する航跡画像を生成して表示器に表示させる手段と、レーダ画像メモリ上のデータに基づき表示範囲外に属する物標の位置を示すデータを生成する手段と、このデータを時系列的に格納する他船航跡メモリと、他船航跡メモリ上のデータを航跡画像として逐次読み出す手段と、を備え、それまで表示範囲内に含まれていなかった物標が自船の移動に伴い表示範囲内に含まれることとなった場合に、他船航跡メモリに時系列的に格納されている位置のデータに基づき当該物標の航跡画像を表示器に表示させることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明においては、変換範囲が広く設定されたスキャンコンバータにより座標変換が行われ、さらに記憶範囲が同様に広く設定されたレーダ画像メモリにより変換後のレーダ画像が記憶される。このようにして得られレーダ画像メモリに記憶されたデータは、表示範囲を包含する広範囲、すなわち表示範囲外を含む範囲に亘っている。本発明においては、表示範囲内のレーダ画像が従来同様航跡画像生成に使用されると共に、表示範囲外に属する物標の航跡画像も生成され記憶される。さらに、自船の移動に伴い表示範囲内に含まれることとなった物標が現れた場合、記憶内容に基づき当該物標の航跡画像が表示器に表示される。従って、本発明においては、それまで表示範囲内に含まれていなかったにもかかわらず、当該物標の航跡が表示される。
【００１５】
また、本発明においては、レーダ画像メモリ上のデータに基づき表示範囲外に属する物標の位置を示すデータが生成される。このデータは、物標の空間的広がりを無視した大きさのない点の位置データである。このデータは、他船航跡メモリに時系列的に格納される。従って、他船航跡メモリ上のデータを逐次読み出すことにより、物標の位置の時間的変化、すなわち航跡を示すデータが得られる。このように、請求項２においては、他船航跡メモリにより表示範囲外に属する物標の航跡画像が生成される。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説明する。なお、図３乃至図４に示される従来例と同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施例に係る航跡表示装置の構成が示されている。この実施例は、スキャンコンバータ２２、航跡表示器１２、操作部１４、ＣＰＵ部２４、レーダ画像メモリ２６、画像合成回路２８、画像処理部３０、画像メモリ３２及び他船航跡メモリ３４から構成されている。
【００１８】
スキャンコンバータ２２は、自船に搭載されるレーダ装置から極座標形式のレーダ画像を入力し、これを直交座標形式、すなわちラスタスキャンのレーダ画像に変換する。得られたレーダ画像は、レーダ画像メモリ２６上に記憶される。スキャンコンバータ２２は、従来例におけるスキャンコンバータ１０と同様に、船位情報、ジャイロ信号及び表示レンジに応じて座標変換処理を実行する。その際、スキャンコンバータ２２は、表示レンジより広い範囲の、すなわち航跡表示器１２の画面に表示される範囲より広い範囲のレーダ画像について座標変換処理を施す。レーダ画像メモリ２６は、スキャンコンバータ２２によって座標変換が施されたレーダ画像を格納する。その際、レーダ画像メモリ２６は、スキャンコンバータ２２と同様、航跡表示器１２の画面上に表示される範囲より広い範囲のレーダ画像を記憶する。レーダ画像メモリ２６にデータとして記憶されているレーダ画像のうち、航跡表示器１２の表示範囲内に属する画像は、画像合成回路２８に供給され、航跡表示器１２にそれまで表示されていた航跡画像を示すビデオ信号と重畳される。これにより、新たなビデオ信号が生成され、画像合成回路２８から航跡表示器１２に供給される。
【００１９】
レーダ画像メモリ２６上に記憶されているレーダ画像は、さらに、画像処理部３０による処理に供される。画像処理部３０は、ＣＰＵ部２４とデータの授受を行いつつ、レーダ画像メモリ２６上のデータから他船等の物標に係るデータを抽出する。例えば、画像処理部３０は、レーダ画像メモリ２６から読み出したデータについて、面積、強度等の画像特徴量に係る判定を行い、有意な物標を抽出する。画像処理部３０によって抽出されたデータは、いわゆる他船エコーとして画像メモリ３２上に格納される。その際、画像処理部３０は、輝点を拡大する等の強調処理を他船エコーに施す。画像メモリ３２も、レーダ画像メモリ２６と同程度の記憶範囲を有している。従って、画像メモリ３２上には、表示範囲よりも広い範囲に亘る他船エコー、より具体的には画像処理部３０により強調処理が施された他船エコーが記憶される。画像メモリ３２上に格納されている他船エコーは、当該他船の位置を示す情報として画像合成回路２８に供給され、やはりビデオ信号への重畳の対象となる。
【００２０】
また、画像処理部３０によって得られる他船エコーは、ＣＰＵ部２４を介して他船航跡メモリ３４に格納される。ＣＰＵ部２４は、画像処理部３０から供給される他船エコーに係るデータを他船航跡メモリ３４に格納する際、必要に応じ、図形化等の処理を施す。なお、このような図形化処理を施さず、他船航跡メモリ３４上に他船エコーに係るデータを単に重ね書きしていくだけでも構わない。
【００２１】
他船航跡メモリ３４上に格納されるデータは、画像合成メモリ２８によるビデオ信号への重畳の対象となる。すなわち、他船航跡メモリ３４に格納され航跡表示器１２の表示範囲外に存在する物標の航跡を示すデータは、画像合成回路２８に供給される。
【００２２】
画像合成回路２８は、このように、レーダ画像メモリ２６から読み出される航跡表示器１２の表示範囲内のレーダ画像の他、他船航跡メモリ３４から供給される他船の航跡に係るデータや、画像メモリ３２から供給される他船の位置に係るデータを、ビデオ信号に重畳する。従って、自船の移動に伴い航跡表示器１２の表示範囲に対応する海域が変化した場合にも、それまで表示範囲内に存在していなかった物標に係る航跡を航跡表示器の画面上に捕らえることができる。
【００２３】
図２には、本実施例におけるこのような効果が図解されている。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示されるように、ある時点における航跡表示器１２の表示範囲に含まれていなかった他船が存在しているものとする（破線）。この状態から、自船が当該他船の方向に移動し、従って航跡表示器１２の画面が当該他船を捕えたとする。この実施例においては、スキャンコンバータ２２による座標変換処理の対象となるレーダ画像の範囲や、レーダ画像メモリ２６の対象となるレーダ画像の範囲が、航跡表示器１２の表示範囲より広く設定されている。また、レーダ画像メモリ２６上に格納されているレーダ画像のうち表示範囲外に属する画像については画像処理部３０により処理が施され、当該他船の航跡を示すデータとして他船航跡メモリ３４に格納されている。
【００２５】
従って、画像合成回路２８によって他船航跡メモリ３４上のデータをビデオ信号に重畳させることにより、例えば図２（ｂ）において１００で示されるように、自船の移動に伴い新たに航跡表示器１２の表示範囲内に入った他船についてその航跡を表示することが可能となる。
【００２６】
このような効果は、船舶の安全な航行を確保する上で重要である。すなわち、船舶の操船者は、自船に搭載される航跡表示器１２の画面から前方に存在する他船等の物標の動向を好適に知ることが可能となる。このように、本実施例は、航跡表示装置の使用性を著しく向上させるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、変換範囲が広く設定されたスキャンコンバータ及び記憶範囲が広く設定されたレーダ画像メモリを用いると共に、表示範囲外に属する物標の航跡画像を生成記憶しておくようにしたため、自船の移動に伴い表示範囲内に含まれることとなった物標が現れた場合、当該物標の航跡画像を表示できる。この結果、前方に存在する他船等の動向を好適に知ることが可能になり、航跡表示装置の使用性が向上する。
【００２８】
また、本発明によれば、レーダ画像メモリ上のデータに基づき表示範囲外に属する物標の位置を示すデータを生成し、これを他船航跡メモリへの時系列的格納及び逐次読出を行うようにしたため、物標の位置の時間的変化、すなわち航跡を示すデータを好適に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る航跡表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この実施例の効果を示す図である。
【図３】一従来例に係る航跡表示装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の問題点を示す図である。
【符号の説明】
１２  航跡表示器
２２  スキャンコンバータ
２４  ＣＰＵ部
２６  レーダ画像メモリ
２８  画像合成回路
３０  画像処理部
３２  画像メモリ
３４  他船航跡メモリ
１００  他船
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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