(57)【要約】【課題】分解能を上げることなく簡易な構成により画素抜けを防止するとともに、画素抜けが連続２画素分以上発生する場合やレーダー情報の解像度を下げた場合にも容易に対応することができるレーダー画像表示方法およびレーダー画像表示装置を実現する。【解決手段】極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換して画像表示するレーダー画像表示装置において、描画空間を任意の象限に分割するとともに、この描画空間においてスイープラインが存在する象限およびスイープ方向を判断し、スイープラインの存在する象限およびスイープ方向に応じて、本来の描画画素に隣接する画素に描画点を追加することを特徴とする。【選択図】    図１
2007051871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換して画像表示するレーダー画像表示方法において、描画空間を任意の象限に分割するとともに、この描画空間においてスイープラインが存在する象限およびスイープ方向を判断し、スイープラインの存在する象限およびスイープ方向に応じて、本来の描画画素に隣接する画素に描画点を追加することを特徴とするレーダー画像表示方法。
【請求項２】
前記描画点を追加する画素は、本来の描画画素に対してスイープの進行方向に隣接する画素であることを特徴とする請求項１に記載のレーダー画像表示方法。
【請求項３】
前記追加する描画画素に表示するデータは、本来の描画画素のデータと同じものであることを特徴とする請求項１または２に記載のレーダー画像表示方法。
【請求項４】
前記追加する描画画素の数が２点以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーダー画像表示方法。
【請求項５】
表示部と、極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換する座標変換部を有するレーダー画像表示装置において、描画空間を任意の象限に分割するとともに、この描画空間においてスイープラインが存在する象限を判断する象限判断部と、スイープ方向を判断するスイープ方向判断部と、スイープラインの存在する象限およびスイープ方向に応じて追加する描画点の座標を決定する座標決定部とを有し、極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換して画像表示する際に、描画空間においてスイープラインが存在する象限およびスイープ方向を判断し、スイープラインの存在する象限およびスイープ方向に応じて、本来の描画画素に隣接する画素に描画点を追加することを特徴とするレーダー画像表示装置。
【請求項６】
前記描画点を追加する画素は、本来の描画画素に対してスイープの進行方向に隣接する画素であることを特徴とする請求項５に記載のレーダー画像表示装置。
【請求項７】
前記追加する描画画素に表示するデータは、本来の描画画素のデータと同じものであることを特徴とする請求項５または６に記載のレーダー画像表示装置。
【請求項８】
前記追加する描画画素の数が２点以上であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のレーダー画像表示装置。
【請求項９】
それぞれ独立にアクセスが可能であり、隣接する画素に順番に対応付けられた複数の画像メモリを有し、座標変換部と座標決定部の出力に応じて画像メモリの書き込みを行うことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のレーダー画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダー画像表示方法およびレーダー画像表示装置において、極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換して画像表示した場合に発生する画素抜けを防止する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダー情報は直線の集合体として伝送され、極座標（Ｒ，θ）で与えられる。従来より、極座標で与えられるレーダー情報を画像表示する際は、レーダー情報（Ｒ，θ）を直交座標（ｘ，ｙ）に座標変換し、描画データをプロットすることが行われている。
【０００３】
具体的には、レーダー情報（Ｒ，θ）のとき、以下の式で決定される座標に描画データをプロットすることにより描画を行う。
ｘ＝Ｒ・ｓｉｎθ
ｙ＝Ｒ・ｃｏｓθ
ただし、
ｘ、ｙ：直交座標
Ｒ：原点（０，０）からの距離
θ：Ｙ軸からの角度
【０００４】
通常、レーダー画像はアンテナ１回転ですべての画素の描画データが更新されるのが理想である。
【０００５】
しかし、スイープラインは中心からの距離Ｒに比例して方位方向に拡がるため、中心からの距離Ｒが大きくなると、スイープラインθｎ−１とスイープラインθｎの描画画素との間隔が１画素分以上開き、プロットされない（更新されない）画素が発生する。
【０００６】
図１２はスイープラインθｎ−１とスイープラインθｎの間に画素抜けが発生した状態を示している。中心からの距離が大きくなると、スイープライン間で画素抜けが発生する。
【０００７】
アンテナ１回転で画素抜けを発生させずに全画素の表示データを更新できるか否かは、レーダー情報の角度分解能と距離分解能に依存する。本来は、画素抜けを防止するためには、距離分解能をそのままとした場合には角度分解能を上げる必要がある。
【０００８】
図１３は１０２４×５１２ｐｉｘｅｌの画素空間に、距離分解能９ｂｉｔ、角度分解能
１２ｂｉｔでレーダー画像を描画した場合に発生する画素抜けを示した図である。図中のドットは画素抜けが発生した画素を示している。
【０００９】
従来、角度分解能を上げずに上記画素抜け問題を解決するために、例えば、下記に示されるデータ補完方法が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−３５２２１１号公報
【００１１】
本方法は、スイープラインθｎにおいて、一つ前のスイープラインθｎ−１と比較を行い、スイープラインθｎ−１の隣接画素が、スイープラインθｎ−１上の方位方向の前後の画素またはスイープθｎの描画画素と一致するかを検出し、一致しなかった場合に画素抜けがあったものと判断し、画素抜けとなった画素に対して方位方向の描画データで補完するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記のような方法では、画素抜けを判断するための画素抜け検出部が必要となり、その検出の過程も複雑である。検出回路が複雑となることは、回路規模が大きくなることを意味し、処理時間の増加、部品点数増加やそれに伴うコストアップ、消費電力アップなどの問題につながることが多い。
【００１３】
また、この方法では、アンテナ１回転につき各スイープライン間で対応できる画素抜けは本来の描画画素１点につき１画素分までとなるため、画素抜けが連続２画素分以上発生した場合やレーダー情報の解像度を下げた場合に容易に対応することができないという欠点がある。
【００１４】
本発明は、上記のような従来装置の問題をなくし、分解能を上げることなく簡易な構成により画素抜けを防止するとともに、画素抜けが連続２画素分以上発生する場合やレーダー情報の解像度を下げた場合にも容易に対応することができるレーダー画像表示方法およびレーダー画像表示装置を実現することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換して画像表示するレーダー画像表示装置において、描画空間を任意の象限に分割するとともに、この描画空間においてスイープラインが存在する象限およびスイープ方向を判断し、スイープラインの存在する象限およびスイープ方向に応じて、本来の描画画素に隣接する画素に描画点を追加することを特徴とする。
【００１６】
請求項２では、請求項１に記載のレーダー画像表示方法において、前記描画点を追加する画素は、本来の描画画素に対してスイープの進行方向に隣接する画素であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３では、請求項１または２に記載のレーダー画像表示方法において、前記追加する描画画素に表示するデータは、本来の描画画素のデータと同じものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項４では、請求項１乃至３のいずれかに記載のレーダー画像表示方法において、前記追加する描画画素の数が２点以上であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５では、表示部と、極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換する座標変換部を有するレーダー画像表示装置において、描画空間を任意の象限に分割するとともに、この描画空間においてスイープラインが存在する象限を判断する象限判断部と、スイープ方向を判断するスイープ方向判断部と、スイープラインの存在する象限およびスイープ方向に応じて追加する描画点の座標を決定する座標決定部とを有し、極座標形式で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換して画像表示する際に、描画空間においてスイープラインが存在する象限およびスイープ方向を判断し、スイープラインの存在する象限およびスイープ方向に応じて、本来の描画画素に隣接する画素に描画点を追加することを特徴とする。
【００２０】
請求項６では、請求項５に記載のレーダー画像表示装置において、前記描画点を追加する画素は、本来の描画画素に対してスイープの進行方向に隣接する画素であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７では、請求項５または６に記載のレーダー画像表示装置において、前記追加する描画画素に表示するデータは、本来の描画画素のデータと同じものであることを特徴とする。
【００２２】
請求項８では、請求項５乃至７のいずれかに記載のレーダー画像表示装置において、前記追加する描画画素の数が２点以上であることを特徴とする。
【００２３】
請求項９では、請求項５乃至８のいずれかに記載のレーダー画像表示装置において、それぞれ独立にアクセスが可能であり、隣接する画素に順番に対応付けられた複数の画像メモリを有し、座標変換部と座標決定部の出力に応じて画像メモリの書き込みを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
スイープラインが存在する象限およびスイープ方向に応じて、各スイープラインの隣接画素に一律に描画点を追加することにより、画素抜け検出回路を省きシンプルな回路構成で画素抜けを防止することができる。
【００２５】
シンプルな回路構成とすることにより、処理時間の短縮化を図ることができ、部品点数の減少やそれに伴うコスト削減、消費電力削減などの利点がある。
【００２６】
また、それぞれ独立にアクセスが可能な複数の画像メモリを備えることにより、本来の描画画素に加え追加する描画点の描画画素の描画データを画像メモリに同時書き込みすることができ、書き込み速度を１点描画と同等にすることができる。
【００２７】
また、角度分解能と距離分解能との関係によっては、各スイープライン間の画素抜けが連続２画素以上発生する場合もあるが、このような場合でも、追加する画素数を２点以上とすることで、レーダー情報の分解能を上げることなく容易に画素抜けを防止することができ、仕様変更・設計変更等に伴う角度分解能、距離分解能の変更にも柔軟に対応することができる。レーダー情報の分解能を低くして各スイープライン間の画素抜けが連続２画素以上となった場合も、同様に追加する画素数を２点以上とすることで容易に対応することができる。
【００２８】
さらに、各スイープライン本来の描画画素に対しスイープの進行方向に隣接する画素に描画点を追加するため、スイープ方向が時計回り、反時計回りのどちらでも応用可能である。
【００２９】
このように、スイープラインが存在する象限およびスイープ方向に応じて隣接画素に描画点を追加することで、分解能を上げることなく簡易な構成により画素抜けを防止するとともに、画素抜けが連続２画素分以上発生する場合やレーダー情報の解像度を下げた場合にも容易に対応することができるレーダー画像表示方法およびレーダー画像表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を用いて本発明のレーダー画像表示方法およびレーダー画像表示装置を説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１は、本発明の実施例を示す機能ブロック図であり、表示部１、極座標で与えられるレーダー情報を直交座標に座標変換する座標変換部２、スイープラインが存在する象限を判断する象限判断部３、スイープ方向を判断するスイープ方向判断部４、スイープラインが存在する象限およびスイープ方向に応じて追加する描画点の座標を決定する座標決定部５、画像データの処理を行う画像データ処理部６、表示部１に表示する描画データを格納する画像メモリ７、および画像メモリの制御を行うメモリインタフェース（メモリＩ／Ｆ）８から構成されている。
【００３２】
画像メモリ７はメモリＡ〜メモリＤの４枚から構成され、メモリＩ／Ｆ８は各メモリに対し同時かつ独立にメモリアクセスすることができる構成とする。
【００３３】
図２（ａ）〜（ｄ）は表示部１上の各画素とメモリＡ〜メモリＤの対応およびメモリアクセスの方法の例を示した図である。各画素に振られたＡ〜Ｄの文字は描画データが格納されているメモリ（メモリＡ〜メモリＤ）を意味しており、図に示すような配列で画素とメモリを対応させておく。
【００３４】
図中、太枠で囲まれた部分は、太枠内の「Ａ」の画素を本来の描画画素とした場合に同時にメモリアクセスする範囲として選択する部分である。この同時にメモリアクセスする範囲は、例えば、図２（ａ）本来の描画画素に対し上側に描画点を追加する場合、（ｂ）下側に追加する場合、（ｃ）左側に追加する場合、（ｄ）右側に追加する場合のように、本来の描画画素に対し追加する描画点の位置がどの方向に隣接しているかによって変化させる。
【００３５】
追加する描画点をどの方向に隣接させるかは、スイープラインが存在する象限およびスイープ方向から判断し、太枠内のＡ，Ｂ，Ｃ、Ｄの各画素についてアドレス演算を行い、本来の描画点および追加する描画点のデータを対応する各メモリに同時書き込みする。
【００３６】
なお、メモリＡ〜メモリＤが独立にアクセスが可能である必要がある理由は、本来の描画画素に対応するメモリはいずれかのメモリに固定ではなく、太枠部分の選択の仕方によってメモリＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれにもなる可能性があるためである。
【００３７】
図３は、太枠の選択の例を示したものであり、図中（ａ）は本来の描画画素に対応するメモリがメモリＡの場合、（ｂ）はメモリＢの場合、（ｃ）はメモリＣの場合、（ｄ）はメモリＤである場合を示している。本来の描画画素に対するメモリが変化すると、追加する描画点に対応するメモリも変化するため、各メモリに独立にアクセスできることが必要となる。
【００３８】
図４は、本来の描画画素に対し追加する描画点が隣接している方向および対応するメモリを示した図である。本図はスイープ方向が時計回りで、レーダー画像を０°から１８０°（π）まで表示する場合を示している。レーダー画像の領域を、スイープラインがＹ軸となす角度によって、象限０から象限５に分類する。
【００３９】
図４（ａ）は、スイープラインが象限０に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ａがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ａに対しＹ軸方向へ＋１した位置にあるＣに描画点を追加し、描画データをメモリＡ，メモリＣに書き込む。
図４（ｂ）は、スイープラインが象限１に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ａがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ａに対しＹ軸方向へ＋１、Ｘ軸方向へ＋１した位置にあるＤに描画点を追加し、描画データをメモリＡ，メモリＤに書き込む。
図４（ｃ）、（ｄ）は、スイープラインが象限２、３に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ａがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ａに対しＸ軸方向へ＋１した位置にあるＢに描画点を追加し、描画データをメモリＡ，メモリＢに書き込む。
図４（ｅ）は、スイープラインが象限４に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ｃがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ｃに対しＹ軸方向へ−１、Ｘ軸方向へ＋１した位置にあるＢに描画点を追加し、描画データをメモリＣ，メモリＢに書き込む。
図４（ｆ）は、スイープラインが象限５に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ｃがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ｃに対しＹ軸方向へ−１した位置にあるＡに描画点を追加し、描画データをメモリＣ，メモリＡに書き込む。
【００４０】
図５は図４に示した例において、スイープ方向を反時計回りとした場合を示したものである。
【００４１】
図５（ａ）は、スイープラインが象限０に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ｃがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ｃに対しＹ軸方向へ−１した位置にあるＡに描画点を追加し、描画データをメモリＣ，メモリＡに書き込む。
図５（ｂ）は、スイープラインが象限１に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ｄがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ｄに対しＹ軸方向へ−１、Ｘ軸方向へ−１した位置にあるＡに描画点を追加し、描画データをメモリＤ，メモリＡに書き込む。
図５（ｃ）、（ｄ）は、スイープラインが象限２、３に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ｂがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ｂに対しＸ軸方向へ−１した位置にあるＡに描画点を追加し、描画データをメモリＢ，メモリＡに書き込む。
図５（ｅ）は、スイープラインが象限４に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ｂがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ｂに対しＹ軸方向へ＋１、Ｘ軸方向へ−１した位置にあるＣに描画点を追加し、描画データをメモリＢ，メモリＣに書き込む。
図５（ｆ）は、スイープラインが象限５に存在する場合に追加する描画点の画素の位置を示したものである。図中Ａがスイープライン本来の描画画素であるとした場合、Ａに対しＹ軸方向へ＋１した位置にあるＣに描画点を追加し、描画データをメモリＡ，メモリＣに書き込む。
【００４２】
このように、レーダー画像の領域を複数の象限に分け、スイープ方向およびスイープラインの存在する象限に応じて、追加する描画画素の位置を決定する。
【００４３】
なお、スイープライン本来の描画画素に対し一律に描画画素の追加を行うため、次のスイープラインによりカバーできる画素に対しても一旦描画することになる。しかし、次のスイープラインによりすぐに最新の情報に更新されることになるため、古い情報（１つ前のスイープラインで追加した画素の情報）が次のスイープラインにより更新される直線状に残るという問題はない。
【００４４】
さらに、本実施例で使用する画像メモリはメモリＡ〜Ｄの４個であるが、追加する描画点の数や象限の分割方法によって画像メモリの数を調整することができ、４個に限られるものではない。本来の描画画素と追加する描画画素を合計した数の２乗個分の画像メモリを用意すれば、追加する画素の数を２点以上とすることができる。
【００４５】
図６から図１１は、本発明の他の実施例を示したものである。
【実施例２】
【００４６】
図６は、スイープ方向が時計回り、レーダー画像を０°から１８０°（π）まで描画する場合の例を示したものである。レーダー画像の領域を象限０から象限３までの４象限にわけ、スイープラインが存在する象限によって、本来の描画画素に対しどの方向に画素を追加するかを決定する。
【００４７】
図７は、図６に示した例において、スイープ方向を反時計回りとした場合を示したものである。
【実施例３】
【００４８】
図８は、スイープ方向が時計回り、レーダー画像を０°から３６０°（２π）まで描画する場合の例を示したものである。レーダー画像の領域を象限０から象限７までの８象限にわけ、スイープラインが存在する象限によって、本来の描画画素に対しどの方向に画素を追加するかを決定する。
【００４９】
図９は、図８に示した例において、スイープ方向を反時計回りとした場合を示したものである。
【実施例４】
【００５０】
図１０は、スイープ方向が時計回り、レーダー画像を０°から３６０°（２π）まで描画する場合の例を示したものである。レーダー画像の領域を象限０から象限１１まで１２象限にわけ、スイープラインが存在する象限によって、本来の描画画素に対しどの方向に画素を追加するかを決定する。
【００５１】
図１１は、図１０に示した例において、スイープ方向を反時計回りとした場合を示したものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は本発明の実施例を示す機能ブロック図。
【図２】図２は画素とメモリＡ〜Ｄの対応およびメモリアクセスの方法の例を示した図。
【図３】図３は同時にメモリアクセスする範囲として選択する部分の例を示した図。
【図４】図４は本発明の実施例（角度０°〜１８０°、６象限、スイープ方向は時計回り）を示す図。
【図５】図５は本発明の実施例（角度０°〜１８０°、６象限、スイープ方向は反時計回り）を示す図。
【図６】図６は本発明の実施例（角度０°〜１８０°、４象限、スイープ方向は時計回り）を示す図。
【図７】図７は本発明の実施例（角度０°〜１８０°、４象限、スイープ方向は反時計回り）を示す図。
【図８】図８は本発明の実施例（角度０°〜３６０°、８象限、スイープ方向は時計回り）を示す図。
【図９】図９は本発明の実施例（角度０°〜３６０°、８象限、スイープ方向は反時計回り）を示す図。
【図１０】図１０は本発明の実施例（角度０°〜３６０°、１２象限、スイープ方向は時計回り）を示す図。
【図１１】図１１は本発明の実施例（角度０°〜３６０°、１２象限、スイープ方向は反時計回り）を示す図。
【図１２】図１２はスイープラインθｎ−１とスイープラインθｎの間に画素抜けが発生した状態を示す図。
【図１３】図１３は従来の装置においてレーダー画像の画素抜けが発生した様子を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１      表示部
２      座標変換部
３      象限判断部
４      スイープ方向判断部
５      座標決定部
６      画像データ処理部
７      画像メモリ
８      メモリＩ／Ｆ
【図１】
2007051871.tif 000003
【図２】
2007051871.tif 000004
【図３】
2007051871.tif 000005
【図４】
2007051871.tif 000006
【図５】
2007051871.tif 000007
【図６】
2007051871.tif 000008
【図７】
2007051871.tif 000009
【図８】
2007051871.tif 000010
【図９】
2007051871.tif 000011
【図１０】
2007051871.tif 000012
【図１１】
2007051871.tif 000013
【図１２】
2007051871.tif 000014
【図１３】
2007051871.tif 000015