(57)【要約】【課題】航跡時間を変更しても、即座に変更された航跡時間に応じた航跡画像データを得ることができるレーダ装置を提供する。【解決手段】受信データに基づいて物標を検出し、検出された物標の航跡を含む航跡画像データを記憶する航跡画像用メモリ１２と、航跡画像用メモリ１２から出力される航跡画像データを設定された航跡時間に応じた航跡の長さに変換して出力する航跡画像データ変換部１５とを備える。最大航跡時間に対応し、この最大航跡時間に基づく減算周期で各画素データが減算されてなる航跡画像データは、航跡時間設定部９で航跡時間が変更されると、この変更後の航跡時間に応じて航跡画像データ変換部１５で変換され、出力される。【選択図】  図１
2004361126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイープが１回転して得られる受信データに基づく現在画像データと、前記受信データに基づいて得られる航跡画像データとを合成して、現在の物標の位置と物標の航跡とを同時に出力するレーダ装置および類似装置において、
前記現在画像データを記憶する現在画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを記憶する航跡画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを構成する各画素データを所定周期で変化させながら前記航跡画像データ記憶手段に出力する航跡画像データ生成手段と、
前記航跡画像データの航跡を時間で任意に設定する航跡時間設定手段と、
設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データ記憶手段に記憶されている航跡画像データの航跡の長さを変換して、表示出力合成手段に出力する航跡画像データ変換手段と、
前記現在画像データと航跡の長さが変換された前記航跡画像データとを合成して出力する表示出力合成手段と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置および類似装置。
【請求項２】
前記表示出力合成手段は、前記画素データの値に応じてそれぞれ異なる輝度または色で出力する請求項１に記載のレーダ装置および類似装置。
【請求項３】
スイープが１回転して得られる受信データに基づく現在画像データと、前記受信データに基づいて得られる航跡画像データとを合成して、現在の物標の位置と物標の航跡とを同時に出力するレーダ装置および類似装置において、
前記航跡画像データを記憶する航跡画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを構成する各画素データを所定周期で変化させながら前記航跡画像データ記憶手段に出力する航跡画像データ生成手段と、
前記航跡画像データの航跡を時間で任意に設定する航跡時間設定手段と、
設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データ生成手段から出力される航跡画像データの航跡の長さを変換して、合成画像記憶手段に出力する航跡画像データ変換手段と、
前記航跡画像データ変換手段に変換された航跡画像データと受信データとを合成して記憶する合成画像記憶手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置および類似装置。
【請求項４】
前記合成画像記憶手段から出力される航跡画像データを、該航跡画像データを構成する各画素データの値に応じてそれぞれ異なる輝度または色で出力する請求項３に記載のレーダ装置および類似装置。
【請求項５】
前記画素データは、前記所定周期で一段階ずつ減算することで、所定段階数に階調化されている請求項１〜４のいずれかに記載のレーダ装置および類似装置。
【請求項６】
前記航跡画像データ変換手段は、設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データの各画素データの階調の比率を変換する請求項１〜５のいずれかに記載のレーダ装置および類似装置。
【請求項７】
前記航跡画像データ変換手段は、航跡画像データを、元の階調度よりも低い階調度に変換する請求項１〜６のいずれかに記載のレーダ装置および類似装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、極座標系で受信される探知信号を直交座標系に変換して表示器に出力するレーダ装置やソナー装置、特に、航跡表示を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
舶用のレーダ装置には、他船の位置、進行方向、および船速を把握する方法として、レーダアンテナで受信した探知信号を所定時間分蓄積しておき、表示器に尾引状に表示することで、航跡表示を行う装置がある。また、ソナー装置では、魚群の動向を知る方法として、トランスデューサで受信した探知信号を蓄積しておき表示器に表示する装置がある。
【０００３】
このような航跡表示を行う機能を有するレーダ装置の従来の構造について図８を参照して説明する。
【０００４】
図８は従来の航跡表示機能付きレーダ装置の主要部を表すブロック図である。
【０００５】
レーダアンテナ１は、所定回転周期で水平面を回転しながら、所定送受信周期でパルス状電波を外部に送信するとともに、物標で反射した電波を極座標系で受信し、受信部２に受信信号を出力し、描画アドレス発生部５にスイープ角度データを出力する。受信部２はレーダアンテナ１からの受信信号を検波して増幅し、ＡＤ変換部３に出力する。ＡＤ変換部３は、このアナログ形式の受信信号を複数ビットからなるディジタル信号（受信データ）に変換する。スイープメモリ４は、ディジタル変換された１スイープ分の受信データを実時間で記憶し、次の送信により得られる受信データが再び書き込まれるまでに、この１スイープ分のデータを現在画像用メモリ６と物標データ検出部７とに出力する。
【０００６】
描画アドレス発生部５は、スイープの中心を開始番地として、中心から周囲に向かって、所定方向（例えば船首方向）を基準としたアンテナの角度θとスイープメモリ４の読み出し位置ｒとから、対応する直交座標系で配列された画像メモリの画素を指定する番地を作成する。この描画アドレス発生部５は、具体的には次式を実現するハードウェアにより構成される。
【０００７】
Ｘ＝Ｘｓ＋ｒ・ｓｉｎθ
Ｙ＝Ｙｓ＋ｒ・ｃｏｓθ
ただし、
Ｘ，Ｙ：画像メモリの画素を指定する番地
Ｘｓ，Ｙｓ：スイープの中心番地
ｒ：中心からの距離
θ：スイープ（アンテナ）の角度
現在画像用メモリ６は、レーダアンテナ１の１回転（１スキャン）で得られる受信データを記憶する容量を備えるメモリである。現在画像用メモリ６は、描画アドレス発生部５からの指定番地に従って、直交座標系で示された各画素に、スイープメモリ４から出力された極座標系の受信データを１回転分、現在画像データとして記憶する。そして、現在画像用メモリ６は、図示していない表示制御部により表示器１４の走査と同期して、記憶されている現在画像データを読み出し、表示出力合成部１３に出力する。
【０００８】
物標データ検出部７は、スイープメモリ４から出力された受信データの内、所定閾値以上の受信データがあれば、物標が存在するとして物標検出データを生成して航跡データ発生部１１に出力する。
【０００９】
ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８は、スイープ（レーダアンテナ１）の１回転内において、それぞれ現在画像用メモリ６および航跡画像用メモリ１２上における描画アドレス発生部５で設定された直交座標系の各画素に、このスイープが最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点を検出し、このいずれかのタイミングを航跡データ発生部１１に与える。これにより、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素に、スイープ１回転に１回のみアクセスすることになる。アクセスするタイミングを、最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点とするのは、これらのタイミングが検出しやすいからである。なお、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素には、極座標系の受信データが複数個対応している（特に、受信データが密集するスイープの中心付近）。
【００１０】
航跡時間設定部９はオペレータにより入力された航跡時間を減算タイミング発生部１０に出力し、減算タイミング発生部１０はこの航跡時間と航跡画像用メモリ１２の構成画素数に応じて減算タイミング信号の周期を決定し、この周期毎に減算タイミング信号をスイープの１回転期間に亘って航跡データ発生部１１に出力する。
【００１１】
航跡データ発生部１１は、物標データ検出部７からの物標検出データと、ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８からのタイミング信号と、減算タイミング発生部１０からの減算タイミング信号と航跡画像用メモリから読み出したデータとに基づいて、次に示す方法で航跡画像用メモリ１２に記憶されているスイープ１回転分の航跡画像データを更新して、再び航跡画像用メモリ１２に出力する。
【００１２】
航跡画像用メモリ１２は、記憶されている航跡画像データを、図示していない表示制御部により表示器１４の走査と同期して航跡画像データを表示出力合成部１３に出力する。
【００１３】
表示出力合成部１３は現在画像データと航跡画像データとを合成して、表示器１４に出力する。
【００１４】
このようなレーダ装置では、航跡を所定時間分だけ表示させる方法として、次に示す方法が用いられている。
【００１５】
航跡時間設定部９で航跡を表示させる時間（Ｔ）を設定すると、減算タイミング発生部１０に出力する。減算タイミング発生部１０は、航跡画像用メモリ１２の階調度（Ｎ）を用いて（階調度（Ｎ）は、画素数で表現できる最大値である。）、（Ｔ／Ｎ）秒毎にスイープを１回転に亘って、減算タイミング信号を航跡データ発生部１１に出力する。航跡データ発生部１１は、航跡画像データの画素毎に物標検出データの有無を判断して、物標検出データがある場合は、その画素の階調を最大値（Ｎ）に設定し、減算タイミング信号が入力されるタイミングで物標検出データがない画素の階調を１段階減算する。
【００１６】
これにより、物標の移動等により物標検出データがない画素は、航跡時間（Ｔ秒）後に階調値が「０」となり、航跡時間よりも長い（過去の）航跡が消え、現時点から以前の航跡時間（Ｔ時間）分の航跡画像データのみが表示される、さらに、各画素の階調度に比例して輝度を設定することにより、新しい航跡から古い航跡に段階的に輝度が変化する表示を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭６４−５０９８１号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の従来の航跡表示機能を有するレーダ装置では、設定された航跡時間に応じて、上記の減算タイミング（周期）が決定される。そして、この減算タイミングにより航跡画像データの各画素データの階調が減算されていくため、航跡時間に応じて階調の変化率が異なる。例えば、航跡時間が３分の場合の減算周期ｔ’は航跡時間が３０分の場合の減算周期ｔよりも短い。このため、航跡時間を変更した場合、変更前の航跡画像データを利用することができない。
【００１９】
また、航跡時間を長時間方向に変更した場合、それまでに蓄積された航跡画像データをそのまま利用すると、前回設定された航跡時間と今回設定した航跡時間との間の航跡画像データが蓄積されていないため、表示することができない。航跡時間を短時間方向に変更したい場合には、（必要以上の）長時間分のデータが記憶されているけれども、不必要なデータのみを消去するのは困難である。このため、航跡時間の設定を変更する毎に最初から再度航跡画像データを航跡時間分蓄積しなおして形成しているが、このようにすると、その蓄積のための時間を待たなければならず、その間、所望の画像が蓄積されるまで待たなければならないという問題があった。
【００２０】
例えば、航跡時間を３分から３０分に変更した場合、この航跡時間が３０分に設定された航跡画像データを得るには最低３０分は必要となり、その間の物標（他船等）の動きを観測できなくなる。また、逆に、航跡時間を３０分から３分に変更した場合、最低３分は所望の画像が蓄積されるまで待たなければならない。
【００２１】
この発明の目的は、航跡時間を変更しても、変更された航跡時間に応じた航跡画像データを即座に形成して表示することができるレーダ装置および類似装置を構成することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明のレーダ装置および類似装置は、スイープが１回転して得られる受信データに基づく現在画像データと、前記受信データに基づいて得られる航跡画像データとを合成して、現在の物標の位置と物標の航跡とを同時に出力するレーダ装置および類似装置において、
前記現在画像データを記憶する現在画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを記憶する航跡画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを構成する各画素データを所定周期で変化させながら前記航跡画像データ記憶手段に出力する航跡画像データ生成手段と、
前記航跡画像データの航跡を時間で任意に設定する航跡時間設定手段と、
設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データ記憶手段に記憶されている航跡画像データの航跡の長さを変換して、表示出力合成手段に出力する航跡画像データ変換手段と、
前記現在画像データと航跡の長さが変換された前記航跡画像データとを合成して出力する表示出力合成手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成では、設定された航跡時間に関係なく、航跡画像データ生成手段において、所定（一定）のタイミングで航跡画像データを構成している各画素の値を変化させる。そして、このタイミングを、航跡画像データ記憶手段の画素数で決まる、設定し得る最長の航跡時間に対応させる。これにより、航跡画像データは、常に、設定し得る最長の航跡時間分だけ航跡画像データ記憶手段に記憶される。そして、航跡時間設定手段で、所定の航跡時間が入力されると、航跡画像データ記憶手段に記憶されている航跡画像データは、航跡画像データ変換手段により該入力された航跡時間に応じた分の航跡画像表示データに変換される。この変換された航跡画像表示データと現在画像データとが表示出力合成手段で合成出力されることにより、表示器には所望の航跡時間に応じた航跡が表示される。このように、画素データを変化させるタイミングと航跡時間とが無関係であるので、航跡時間を変更しても即座に航跡時間に応じた航跡表示が行われる。
【００２４】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、スイープが１回転して得られる受信データに基づく現在画像データと、前記受信データに基づいて得られる航跡画像データとを合成して、現在の物標の位置と物標の航跡とを同時に出力するレーダ装置および類似装置において、
前記航跡画像データを記憶する航跡画像データ記憶手段と、
前記航跡画像データを構成する各画素データを所定周期で変化させながら前記航跡画像データ記憶手段に出力する航跡画像データ生成手段と、
前記航跡画像データの航跡を時間で任意に設定する航跡時間設定手段と、
設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データ生成手段から出力される航跡画像データの航跡の長さを変換して、合成画像記憶手段に出力する航跡画像データ変換手段と、
前記航跡画像データ変換手段で変換された航跡画像データと受信データとを合成して記憶する合成画像記憶手段とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
この構成では、設定された航跡時間に関係なく、航跡画像データ生成手段において、所定（一定）のタイミングで航跡画像データを構成している各画素の値を変化させる。そして、このタイミングを、航跡画像データ記憶手段の画素数で決まる、設定し得る最長の航跡時間に対応させる。これにより、常に、設定し得る最長の航跡時間分だけ航跡画像データ記憶手段に記憶される。
【００２６】
そして、航跡時間設定手段で、所定の航跡時間が入力されると、航跡画像データ記憶手段に記憶されている航跡画像データは、航跡画像データ変換手段により該入力された航跡時間に応じた分の航跡画像表示データに変換される。この変換された航跡画像表示データと受信（現在）データとが合成されて航跡を含む合成画像データが形成され、合成画像記憶手段に記憶される。そして、この記憶された合成画像データは表示器の表示形式に変換されて表示器に出力される。このように、予め航跡を含む合成画像データを形成して記憶した後に出力することで、通常処理速度の遅い合成画像記憶手段の入力側に航跡画像データ変換手段を配置することができる。このため、航跡画像データ変換手段の処理速度を遅くでき、比較的低い処理能力で低価格の回路部品で装置を構成することができる。
【００２７】
また、この発明のレーダ装置および類似装置においては、前記画素データは、前記所定周期で一段階ずつ減算することで、所定段階数に階調化されていることを特徴としている。
【００２８】
この構成では、航跡画像データ生成手段は、減算処理により航跡画像データの各画素データを階調化させて変化させることができる。すなわち、減算という簡素な演算処理で各画素データ間の変化をつけるので、航跡画像データ生成手段の構成が簡素となる。また、減算することで、最新の位置から古い位置に向けて徐々に階調値が減少していく。このような画素データで構成された航跡画像データを出力することで、オペレータは容易に航跡を確認することができる。
【００２９】
なお、航跡画像データの演算は減算に限らず、加算、乗算等の他の演算で行っても良い。
【００３０】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、画素データの値に応じてそれぞれ異なる輝度または色を出力することを特徴としている。
【００３１】
この構成では、合成画像データの各画素データの値に応じて異なる輝度または色が関連付けされて出力されるので、オペレータは出力された画像の輝度関係や配色を見ることで容易に航跡を確認することができる。
【００３２】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、航跡画像データ変換手段で、設定された航跡時間に応じて、前記航跡画像データの各画素データの階調値の比率を変換することを特徴としている。
【００３３】
この構成では、航跡画像データ変換手段は、各画素が表現し得る階調度と設定された航跡時間とに基づいて現在から航跡時間に近づくに従い、物標が存在した画素の階調を低下させる方向に変化させる。すなわち、設定された航跡時間が短ければ航跡時間に対する階調度の変化率を大きくし、設定された航跡時間が長ければ航跡時間に対する階調度の変化率を小さくする。これにより、変換された航跡画像データが現在位置から設定航跡時間（過去）に向かって、設定航跡時間に応じた階調値変化をするので、航跡時間を変更後の航跡表示は、変更前の航跡表示の影響を受けない。すなわち、長い航跡時間から短い航跡時間に変更した場合における航跡時間の時点までの階調が殆ど変化しなくなることや、短い航跡時間から長い航跡時間に変更した場合における変更前の航跡時間の時点での階調値の変化が連続的でなくなる（現在から変更前の航跡時間までの階調値変化が変更前の航跡時間で変換された航跡画像データからなり、これ以降の階調値変化が航跡画像データ記憶手段に記憶されている画像データとなる）ことが防止される。
【００３４】
また、この発明のレーダ装置および類似装置は、航跡画像データ変換手段で、変換された航跡画像データを、元の階調度よりも低い階調度に変換することを特徴としている。
【００３５】
この構成では、航跡画像データ変換手段は、装置仕様に応じた階調度に航跡画像データの各画素データの階調値を変換する。これにより、装置仕様により表示し得る階調度（最大階調値）に応じが画像データを即座に表示出力できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置について、図１〜図６を参照して説明する。
【００３７】
図１は本実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【００３８】
レーダアンテナ１は、所定回転周期で水平面を回転しながら、所定送受信周期でパルス状電波を外部に送信するとともに、物標で反射した電波を極座標系で受信し、受信部２に受信信号を出力し、描画アドレス発生部５にスイープ角度データを出力する。受信部２はレーダアンテナ１からの受信信号を検波して増幅し、ＡＤ変換部３に出力する。ＡＤ変換部３は、このアナログ形式の受信信号をディジタル信号（受信データ）に変換する。スイープメモリ４は、ディジタル変換された１スイープ分の受信データを実時間で記憶し、次の送信により得られる受信データが再び書き込まれるまでに、この１スイープ分のデータを現在画像用メモリ６と物標データ検出部７とに出力する。
【００３９】
描画アドレス発生部５は、スイープの中心を開始番地として、中心から周囲に向かって、所定方向（例えば船首方向）を基準としたアンテナの角度θとスイープメモリ４の読み出し位置ｒとから、対応する直交座標系で配列された画像メモリの画素を指定する番地を作成する。この描画アドレス発生部５は、具体的には次式を実現するハードウェアにより構成される。
【００４０】
Ｘ＝Ｘｓ＋ｒ・ｓｉｎθ
Ｙ＝Ｙｓ＋ｒ・ｃｏｓθ
ただし、
Ｘ，Ｙ：画像メモリの画素を指定する番地
Ｘｓ，Ｙｓ：スイープの中心番地
ｒ：中心からの距離
θ：スイープ（アンテナ）の角度
現在画像用メモリ６は、レーダアンテナ１の１回転（１スキャン）で得られる受信データを記憶する容量を備えるメモリである。現在画像用メモリ６は、描画アドレス発生部５からの指定番地に従って、直交座標系で示された各画素に、スイープメモリ４から出力された極座標系の受信データを１回転分、現在画像データとして記憶する。そして、現在画像用メモリ６は、図示していない表示制御部により表示器１４の走査と同期して、記憶されている現在画像データを読み出し、表示出力合成部１３に出力する。
【００４１】
物標データ検出部７は、スイープメモリ４から出力された受信データの内、所定閾値以上の受信データがあれば、物標が存在するとして物標検出データを生成して航跡データ発生部１１に出力する。
【００４２】
ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８は、スイープ（レーダアンテナ１）の１回転内において、それぞれ現在画像用メモリ６および航跡画像用メモリ１２上における描画アドレス発生部５で設定された直交座標系の各画素に、このスイープが最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点を検出し、このいずれかのタイミングを航跡データ発生部１１に与える。これにより、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素に、スイープ１回転に１回のみアクセスすることになる。アクセスするタイミングを、最初にアクセスした時点、または最後にアクセスした時点とするのは、これらのタイミングが検出しやすいからである。なお、直交座標系であるメモリ（航跡画像用メモリ）１２の各画素には、極座標系の受信データが複数個対応している（特に、受信データが密集するスイープの中心付近）。
【００４３】
航跡時間設定部９は、オペレータにより入力された航跡時間を航跡画像データ変換部１５に出力する。
【００４４】
減算タイミング発生部１０は、予め設定された時間（例えば、航跡表示を行う最長時間）と航跡画像用メモリ１２の各画素データの階調度に応じて減算周期を決定し、この周期毎に減算タイミング信号をスイープの１回転期間に亘って航跡データ発生部１１に出力する。
【００４５】
航跡データ発生部１１は、物標データ検出部７からの物標検出データと、ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部８からのタイミング信号と、減算タイミング発生部１０からの減算タイミング信号と、航跡画像用メモリ１２から読み出された以前の航跡画像データとに基づいて、次に示す方法で航跡画像用メモリ１２に記憶されているスイープ１回転分の航跡画像データを更新して、再び航跡画像用メモリ１２に出力する。
【００４６】
図２は、図１に示す航跡データ発生部１１の動作を説明するための概略ブロック図であり、図３は航跡画像データの変移状態を表す概要図である。なお、この説明では、航跡画像用メモリ１２の各画素の記憶ビットを８ビットとし、２５６階調（０〜２５５）で画像データが記憶されるものとする。
【００４７】
図１に示す航跡データ発生部１１は、ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されなければ（図２におけるＣ＝０の場合）、航跡画像用メモリ１２から入力された航跡画像データの各画素データは更新されない。
【００４８】
一方、ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されれば（図２におけるＣ＝１の場合）、次の処理が行われる。
【００４９】
（１）物標検出データが存在する場合（図２におけるＡ＝１）
ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されるとともに物標検出データが入力されると、航跡データ発生部１１は物標検出データが入力された位置に対応する画素の階調値を最大値「２５５」に設定して、航跡画像用メモリ１２に書き込み、航跡画像データを更新する。
【００５０】
（２）物標検出データが存在しない場合（図２におけるＡ＝０）
（２−１）減算タイミング信号が入力されない場合（図２におけるＤ＝０）
ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されるとともに、物標検出データが入力されず、さらに減算タイミング信号が入力されないと、航跡データ発生部１１は、航跡画像用メモリ１２から入力された航跡画像データの画素データに変換を加えず、航跡画像用メモリ１２に書き込む。
【００５１】
（２−２）減算タイミング信号が入力される場合（図２におけるＤ＝１）
ＦＩＲＳＴ信号（またはＬＡＳＴ信号）が入力されるとともに、物標検出データが入力されず、さらに減算タイミング信号が入力されると、航跡データ発生部１１は、航跡画像用メモリ１２から入力された航跡画像データの画素データの階調値から所定値（この場合は「１」）を減算して航跡画像用メモリ１２に書き込み更新する。ここで、減算前の階調値が「０」の場合には、階調値をそのまま「０」とする。
【００５２】
これらの動作を船の航跡と画素データとで具体的に表すと、図３に示すようになる。ここでは、ＦＩＲＳＴ信号を基準にした場合を説明する。ある時点（ＦＩＲＳＴ信号入力時点）でＡ船が画素１に対応する位置にある場合、物標検出データが入力され、この画素１の画素データ（階調値）は「２５５」となる。
【００５３】
Ａ船が進行し、次のＦＩＲＳＴ信号入力時点で、Ａ船が画素２に達して物標検出データが入力されると、画素２の画素データは「２５５」になるとともに、減算タイミング信号が入力されていないので、画素１もそのまま「２５５」となる。
【００５４】
そして、次のＦＩＲＳＴ信号入力時点でＡ船が画素３に対応する位置に達して物標検出データが入力されるとともに、減算タイミング信号が入力されると、画素３の画素データは「２５５」となるが、画素１，２の画素データは、すでにＡ船が通過しており対応位置に存在しないので、「２５４」に減算される。
【００５５】
このような処理を、予め設定された航跡表示を行う最長時間まで行うことで、この最長時間に対する航跡画像データを形成して、航跡画像用メモリ１２に記憶する。この処理は時間の進行に応じて随時更新され続け、その時点から過去に対して最長時間分の画像データからなる最新の航跡画像データを航跡画像用メモリ１２に随時記憶する。
【００５６】
航跡画像用メモリ１２は、前述のように更新される航跡画像データを記憶し、図示していない表示制御部により表示器１４の走査に同期して航跡画像データを読み出し、航跡画像データ変換部１５に出力する。
【００５７】
航跡画像データ変換部１５は、入力された航跡画像データに基づいて次に示す処理を行う。
【００５８】
図４は航跡画像データ変換部１５の動作を説明するための概略ブロック図である。また、図５は変換処理の内容を説明するための階調値と減算周期と航跡時間との関係を示した図である。
【００５９】
図４において、ｎは変換前の画素データの階調値、Ｔは航跡時間、ｄは変換出力値である。航跡画像データ変換部１５には、入力値ｎ，Ｔに対する出力値ｄとの関係を表すテーブルが備えられている。
ｄ＝Ｄ−（Ｄ・（Ｎ−ｎ）・ｔ／Ｔ）    −（１）
（１）式はテーブルを求めるための関係式であり、Ｄは変換後の最大階調値、Ｎは予め設定された変換前の最大階調値であり、ｔは減算タイミング周期で、設定し得る最長航跡時間Ｔｍａｘと、変更前の最大階調値Ｎとから（２）式により決まる。
ｔ＝Ｔｍａｘ／Ｎ      −（２）
ここで、階調値ｄが「０」よりも小さくなる場合にはｄ＝０とする。また、階調値ｄを正の整数とするため、算出したｄを近似して整数化する。
【００６０】
この変換を行うことで、図５に示すように、航跡時間を変更すると、これに応じた階調値の変化率で、航跡画像データ変換部１５に入力された各画素データが変換される。すなわち、変換前の最大階調値である画素データは変換後の最大階調値に変換され、他の画素データは図５に示す直線に沿って段階的（離散的）に変換される。
【００６１】
ここで、具体例として、変換前の最大階調値（航跡画像用メモリ１２の各画素データのビット数に依存）を「２５５」とし、変換後の最大階調値（要求される装置仕様に依存）を「１５」（４ビット）とし、また、航跡時間を最長航跡時間Ｔｍａｘとした３０分から３分に変更する場合について説明する。
【００６２】
この場合、航跡画像データ変換部１５は、変換前の最大階調値「２５５」である画素データを変換後の最大階調値「１５」に変換し、これ以外の階調値「１４以下」を、次の（２）式で表されるａ直線に準じた階調値の変化率から、（３）式で表されるｂ直線に準じた階調値の変換率に変換する。
【００６３】
ここで、変換前の航跡時間が３０分であるので、ｄは、
2004361126.tif 000003
で表されており、
変換後の航跡時間が３分であるので、ｄは、
2004361126.tif 000004
で表される。
【００６４】
ここで、各画素データの階調値は、整数とするため、（３）式に従い算出された階調値ｄは四捨五入等を用いて整数化される。これにより変換後の各画素データの階調値は、現時点から３分前までが「１５」から「１」までの所定値（整数値）に変換され、３分以前が全て「０」に変換される。
【００６５】
一方、航跡時間を３０分に変更した場合には、現時点から３０分前までが「１５」から「１」までの所定値（整数値）に変換され、３０分以前が全て「０」に変換される。
【００６６】
このような構成とすることにより、航跡時間に対応した変化率で現時点から過去に向けて徐々に階調値が低くなる航跡画像データを形成することができる。
【００６７】
また、航跡画像データは、前述のように航跡画像データを変換する航跡画像データ変換部１５よりも前段の航跡画像データ用メモリ１２により、最長航跡時間に応じて記憶されている。このため、航跡時間を変更しても、航跡画像用メモリ１２に記憶されている航跡画像データは変化しない。これにより、航跡時間を変更しても、即座に航跡時間に応じた航跡の長さの航跡画像表示データを形成することができる。
【００６８】
本発明の表示出力合成手段に対応する表示出力合成部１３は、このように航跡画像データ変換部１５で形成された航跡画像表示データと、現在画像用メモリ６から出力された現在画像データとを合成して、この合成データの各画素データの階調値に応じて輝度を変化させたり、現在映像データと航跡画像データとの色を区別して表示器１４に出力する。これにより、図６に示すように、航跡時間（トレイル時間）に応じた航跡の長さの表示画像を得ることができる。すなわち、航跡時間が長ければ、これに応じて長い航跡で表示され、設定された航跡時間内で古い航跡ほど輝度が低く表示される。
【００６９】
このような構成とすることで、航跡時間を変更しても、即座にこの航跡時間に応じた航跡の長さの航跡画像データを表示することができる。さらに、航跡時間に応じて航跡の階調値（輝度）が変化するので、航跡における時間関係（古い航跡と新しい航跡）とを明確に表示することができ、オペレータは他船等の物標の動きおよび移動速度を正確に把握することができる。
【００７０】
また、航跡時間の変更による階調度の変換とともに、各画素データの階調値を大きな階調度から小さな階調度に変換することで、即座に表示を行うことができる。
【００７１】
なお、本実施形態の説明では、現在画像用メモリと航跡画像用メモリとを別の物理メモリで構成したが、これらを同じ物理メモリ内に構成してもよい。これにより、レーダ装置の構成部品を削減することができ、装置のコストダウンを計ることができる。
【００７２】
次に、第２の実施形態に係るレーダ装置について、図７を参照して説明する。
【００７３】
図７は本実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図であり、図１と同じ構成部分には同じ記号を付し、説明は省略する。
【００７４】
図７に示すレーダ装置は、航跡画像データ変換部１５が航跡画像用メモリ１２の書き込み側と合成部１６との間に配置され、航跡画像用メモリ１２に書き込むデータを変換して合成部１６に入力する。合成部１６において変換後の航跡画像表示データと、スイープメモリ４からの現在画像用入力である受信データとを合成し、合成したデータを表示用画像メモリ１７に書き込む。
【００７５】
合成された合成画像データは表示用画像メモリ１７に書き込まれるとともに、表示器１４の走査と同期して読み出される。読み出された合成画像データは、表示出力変換部１８で、各画素データの階調値に応じて輝度を変化させたり、現在画像データと航跡画像データとの表示色を変化させて表示器１４に出力する。
【００７６】
このように、表示用画像メモリからの読み出し速度より通常遅い表示用画像メモリへの書き込み側（表示用画像メモリの入力側）に航跡画像データ変換部を配置することにより、航跡画像データ変換部の処理速度を遅くすることができ、この部分を比較的低い処理能力で低価格の回路部品で構成することができる。これにより、レーダ装置を安価に構成できる。
【００７７】
なお、本実施形態では、表示用画像メモリと航跡画像用メモリとを別の物理メモリで構成したが、これらを同じ物理メモリ内に構成してもよい。これにより、レーダ装置の構成部品を削減することができ、装置のコストダウンを計ることができる。
【００７８】
また、前述の各実施形態ではレーダ装置について説明したが、極座標系で得られる受信データを直交座標系で表示する装置について、前述の構成は適用でき、これによる効果を期待することができる。
【００７９】
【発明の効果】
この発明によれば、航跡画像データの各画素データを、予め設定した周期で変化させていき、航跡時間を別途設定することで、航跡時間の設定変更を行った直後でも航跡画像データを得ることができる。すなわち、所望の航跡画像データを即座に表示することができる。
【００８０】
また、この発明によれば、航跡画像データの各画素データを減算処理や乗算処理に階調化することで、最近の位置から古い位置に向けて徐々に階調値が減少していく航跡画像データを形成できる。この階調値に応じて輝度を変化させることにより、オペレータは容易に航跡を確認することができる。
【００８１】
また、この発明によれば、設定した航跡時間に応じて航跡画像データの各画素データ間の階調差が決定されるので、どの航跡時間であっても、最近の航跡から航跡時間分前の航跡まで、最適に階調度を変化させることができる。これにより、航跡時間に関わらず、航跡を正確に表示出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図
【図２】航跡データ発生部の動作を説明するための概要ブロック図
【図３】航跡画像データの変移状態を表す概要図
【図４】航跡画像データ変換部の動作を説明するための概要ブロック図
【図５】本実施形態の航跡画像データの階調値と航跡時間との関係を表す図
【図６】航跡時間毎の航跡（トレイル）の様子を表す図
【図７】第２の実施形態に係るレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図
【図８】従来のレーダ装置の主要部の構成を表すブロック図
【符号の説明】
１−レーダアンテナ
２−受信部
３−ＡＤ変換部
４−スイープメモリ
５−描画アドレス発生部
６−現在画像用メモリ
７−物標データ検出部
８−ＦＩＲＳＴ／ＬＡＳＴ検出部
９−航跡時間設定部
１０−減算タイミング発生部
１１−航跡データ発生部
１２−航跡画像用メモリ
１３−表示出力合成部
１４−表示器
１５−航跡画像データ変換部
１６−合成部
１７−表示用画像メモリ
１８−表示出力変換部
【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】
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【図８】
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