(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信データを極座標から直交座標に座標変換して記憶する画像メモリと、
１周回毎に、画像メモリの記憶データと新たな書込データとを相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データ発生部と、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点ｉと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点ｉの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点ｉをＬＡＳＴサンプル点として検出するＬＡＳＴ検出手段と、を備え、
前記書込データ発生部は、サンプル点ｉがＬＡＳＴサンプル点として検出されたときに、サンプル点ｉにおいての書込データを前記新たな書込データとして書込処理することを特徴とするレーダー装置及び類似装置。
【請求項２】
後行スイープθn-1 及び先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点は次の４つのサンプル点である、請求項１記載のレーダー装置及び類似装置。
（１）任意のサンプル点ｉの後方（スイープライン下流方向）の隣接サンプル点
（２）先行スイープθn 上のサンプル点ｉと同じサンプル位置となるサンプル点
（３）上記（２）のサンプル点の前後の２つのサンプル点
【請求項３】
先行スイープθn 上の任意のサンプル点ｊと、先行スイープθn 上および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点ｊの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点ｊをＦＩＲＳＴサンプル点として検出するＦＩＲＳＴ検出手段と、
先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを記憶する抽出メモリと、
先行スイープθn 上の任意のサンプル点ｊがＦＩＲＳＴサンプル点の場合は該サンプル点の新データを、ＦＩＲＳＴサンプル点でない場合は該サンプル点の新データと該サンプル点の対応する画素と同じ画素に対応するサンプル点の抽出メモリ上のデータのうちで一番大きい値のデータとを比較して大きい方のデータを選択して抽出メモリに書込むことにより、抽出メモリ上の各サンプル点のデータを最大値データとするＭＡＸ抽出手段と、を備え、
ＬＡＳＴサンプル点検出時に該サンプル点の抽出メモリ上のデータを前記書込データ発生部の新たな書込データとして書込処理することを特徴とする、請求項１または２記載のレーダー装置及び類似装置。
【請求項４】
先行スイープθn および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点は次の４つのサンプル点である、請求項３記載のレーダー装置及び類似装置。
（１）任意のサンプル点ｊの前方（スイープライン上流方向）の隣接サンプル点
（２）後行スイープθn-1 上のサンプル点ｊと同じサンプル位置となるサンプル点
（３）上記（２）のサンプル点の前後の２つのサンプル点
【請求項５】
前記抽出メモリは、１スイープ分の記憶容量である、請求項３または４に記載のレーダー装置及び類似装置。
【請求項６】
前記抽出メモリは、受信データを１スイープ分遅延させるバッファメモリである、請求項５記載のレーダー装置及び類似装置。
【請求項７】
前記ＦＩＲＳＴ検出手段は、ｓｉｎθn 、ｓｉｎθn-1 、ｃｏｓθn 、ｃｏｓθn-1 を各々累算して直交座標値を一つ進める毎にキャリーを出すスイープ累算部と、サンプル点ｊと複数の近接サンプル点のキャリーの差があるときにカウントするカウンターと、カウント値が初期値と異なる場合に画素が一致しないと判断する画素不一致判断部とを備えてなる、請求項３〜６のいずれかに記載のレーダー装置及び類似装置。
【請求項８】
受信データを実時間で記憶する一次メモリと、
極座標値を直交座標値に座標変換する座標変換部と、
先行スイープθn 上の任意のサンプル点ｊと、先行スイープθn 上および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点ｊの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点ｊをＦＩＲＳＴサンプル点として検出するＦＩＲＳＴ検出手段と、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点ｉと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点ｉの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点ｉをＬＡＳＴサンプル点として検出するＬＡＳＴ検出手段と、  座標変換部で変換された直交座標値でアクセスされる画像メモリと、
先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを記憶する抽出メモリを備え、先行スイープθn 上の任意のサンプル点ｊがＦＩＲＳＴサンプル点の場合は該サンプル点の新データを、ＦＩＲＳＴサンプル点でない場合は該サンプル点の新データと該サンプル点の対応する画素と同じ画素に対応するサンプル点の抽出メモリ上のデータのうちで一番大きい値のデータとを比較して大きい方のデータを選択して抽出メモリに書込むことにより、抽出メモリ上の各サンプル点のデータを最大値データとするＭＡＸ抽出手段と、
サンプル点ｉがＬＡＳＴサンプル点として検出されたときに、サンプル点ｉの該当する抽出メモリ上のデータを読み出し、これを新たな書込データとして、画像メモリの記憶データと相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データ発生部と、
画像メモリの記憶データをラスタ表示する表示器と、
を備えてなる、レーダー装置及び類似装置。
【請求項９】
先行スイープθn がデータの受信を現に行っているスイープである請求項１〜８のいずれかに記載のレーダー装置及び類似装置。
【請求項１０】
受信データを極座標からＸ−Ｙ座標に座標変換して画像メモリに記憶するステップと、
１周回毎に、画像メモリの記憶データと新たな書込データとを相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データステップと、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点ｉと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点ｉの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点ｉをＬＡＳＴサンプル点として検出するＬＡＳＴ検出ステップと、を備え、
前記書込データステップは、サンプル点ｉがＬＡＳＴサンプル点として検出されたときに、サンプル点ｉの該当する抽出メモリ上のデータを読み出し、これを新たな書込データとして書込処理することを特徴とするレーダー装置及び類似装置での画像データ書込方法。
【請求項１１】
先行スイープθn 上の任意のサンプル点ｊと、先行スイープθn および後行スイープθn-1 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点ｊの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点ｊをＦＩＲＳＴサンプル点として検出するＦＩＲＳＴ検出ステップと、
先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを抽出メモリに記憶するステップと、
先行スイープθn 上の任意のサンプル点ｊがＦＩＲＳＴサンプル点の場合は該サンプル点の新データを、ＦＩＲＳＴサンプル点でない場合は該サンプル点の新データと該サンプル点の対応する画素と同じ画素に対応するサンプル点の抽出メモリ上のデータのうちで一番大きい値のデータとを比較して大きい方のデータを選択して抽出メモリに書込むことにより、抽出メモリ上の各サンプル点のデータを最大値データとするＭＡＸ抽出ステップと、を備え、
ＬＡＳＴサンプル点検出時に該サンプル点の抽出メモリ上のデータを前記書込データステップの新たな書込データとして書込処理することを特徴とする、請求項１０記載のレーダ装置及び類似装置での画像データ書込方法。
【請求項１２】
受信データを極座標から直交座標に座標変換して記憶する画像メモリと、
１周回毎に、画像メモリの記憶データと新たな書込データとを相関処理して画像メモリの同じ画素に再書込処理する書込データ発生部と、
後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点ｉと、後行スイープθn-1 上および先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点ｉの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一致しない場合に、該サンプル点ｉが対応画素へ最後にアクセスするＬＡＳＴサンプル点であることを検出するＬＡＳＴ検出手段と、を備え、
前記書込データ発生部は、前記ＬＡＳＴ検出手段が前記ＬＡＳＴサンプル点を検出したときに、該ＬＡＳＴサンプル点に対応する画素に対して前記相関処理を行うことを特徴とする、レーダー装置及び類似装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダー装置、ソナー装置など、極座標系で受信される探知信号を一旦直交座標に変換して画像メモリに記憶した後、ラスター走査方式の表示器に表示する装置、並びに同画像メモリに対しての画像データの書込方法に関する。
【従来の技術】
極座標形で受信される探知信号を直交座標に変換してラスター表示する装置においては、探知信号は幾何学上、図１３に示すように中心付近が密で周辺ほど粗となる。従って、直交座標（Ｘ−Ｙ座標）に座標変換する時、画像メモリの中心付近の画素になるほど、同一画素に対して多くの受信データが対応することになる。この場合、１つの画素に対して単に受信データを順次上書きするだけでは、常に、最後に書き込まれたデータのみがその画素のデータとなるために、より信号レベルの大きなデータが途中で受信された場合に、その情報が残らないという不都合を生じる。この不都合を解決するために、例えば、同一画素に対応するすべての受信データのうち、１番大きなデータを書き込む処理（以下、この処理をＭＡＸ処理と称する。）が従来から実施されている。ＭＡＸ処理については、例えば特公平３−１１６６９号や特公平３−５８２号公報に示されているが、この方法では、画像メモリに受信データを書き込む際に、同一画素に対しての初めてのアクセスを検出する回路（以下、この回路をＦＩＲＳＴ回路という）を設け、ＦＩＲＳＴ回路がＦＩＲＳＴを検出した場合には今回受信された新データを書込み、そうでない場合（２度目以降の場合）には、既に書き込まれているデータと今回受信された新データとの大小を比較し、大きい方のデータを再書込する。その結果、同一画素に対応するすべてのデータを常時参照し、最終的に最大値データが抽出されて記憶されることになる。
【０００２】
一方、レーダー装置においては、上記ＭＡＸ処理とは別に、海面反射などの不要波を抑制するための処理として連続したアンテナ１回転毎の相関処理（以下、この処理をスキャン相関処理という）が実施されることがある。このスキャン相関処理は、連続したアンテナ１回転毎のデータ間で相関処理するものであり、アンテナ回転により前回転までに記憶されたデータと、今回転で新たに得られた新データの両者から今回書き込むデータを決定するものである。相関処理の１つの方法としては、前回転までに記憶されたデータと、新データの両者の平均値を求め、これを今回書き込むデータとして決定する。このスキャン相関処理については、例えば特公平３−１２２６６号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に示されるような従来のスキャン相関処理を行う装置では、ＭＡＸ処理と併用することができない。すなわち、ＭＡＸ処理とスキャン相関処理は、同一画素に対応するデータを対比して処理するという点で各々回路構成は類似したものとなるが、これらの処理を単一の回路で同時に実行することはできず、また、２つの処理を同時に実行しようとして２つの独立した処理回路をシリーズにつなげても、ＦＩＲＳＴの検出のみではＭＡＸ処理の結果得られたデータでスキャン相関処理を実行することができない。
【０００４】
その理由は以下の（１）（２）のとおりである。
【０００５】
（１）ＭＡＸ処理とスキャン相関処理は、両者とも既に記憶されているデータと新データから今回書き込むデータを決定する処理であるが、ＭＡＸ処理は例えばレーダー装置においてはアンテナ１回転内において同一画素について何度も実行される処理であるのに対し、スキャン相関処理はアンテナ１回転毎に同一画素について１回のみ実行する処理であるから、単一の回路構成で２つの処理を同時に実行することはできない。
【０００６】
（２）ＭＡＸ処理回路とスキャン相関処理回路とを個別に設け、ＭＡＸ処理とスキャン相関処理をシリーズにつないだ場合は以下の問題がある。
【０００７】
スキャン相関処理はアンテナ１回転に個々の画素について１回きりの処理であるから、スキャン相関処理で使用する新たな書込データは、ＭＡＸ処理が完了した結果得られたデータ、すなわちある画素が最後にアクセスされた時点でのみ得られるデータでなければならないが、従来のＭＡＸ処理では、結果としてＭＡＸ処理が行われているが、その過程においてＭＡＸ処理が完了するタイミングを知る必要がないため、ＭＡＸ処理とスキャン相関処理を別々の回路で処理するとしてもＭＡＸ処理の結果得られたデータでスキャン相関処理を実行することは出来ない。また、ＭＡＸ処理に高価な画像メモリを使用した場合に、ＭＡＸ処理とスキャン相関処理を独立させるために２つの画像メモリが必要になり、不経済な構成となる。
【０００８】
本発明の目的は、簡易な構成でスキャン相関処理とＭＡＸ処理の同時実行を可能にするレーダー装置および類似装置並びに画像データ書込方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１は、請求項１に係る発明の構成を示す。なお、ここではレーダー装置を例示しているが、他のスキャンニングソナー装置等、極座標を直交座標に変換して表示する類似装置でも同様である。
【００１０】
θn はアンテナ方向のスイープを示し、ここではこのスイープを先行スイープという。また、先行スイープの１つ前のスイープを後行スイープといい、θn-1 で表す。各スイープ上のサンプル点に対する処理はスイープライン方向に順番にＲクロック毎に行われていく。同図において、ＬＡＳＴ検出部３は後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点ｉがＬＡＳＴであるかどうかを検出し、ＬＡＳＴである場合に、同サンプル点ｉにおける書込みデータを書込データ発生部２にスキャン相関処理用のデータとして送る。ＬＡＳＴであるということは、そのサンプル点が対応画素へ最後にアクセスするサンプル点であることを意味し、その結果、その画素へのスキャン相関処理が可能になる。
【００１１】
今、後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点ｉをＢ点とし、後行スイープθn-1 上のスイープライン下流方向の隣接サンプル点をＣ点とし、先行スイープθn 上の複数の近接サンプル点をＤ点、Ｅ点、Ｆ点とする。この近接サンプル点は、Ｂ点に対して先行スイープθn 上の同じサンプル位置のサンプル点（Ｅ点）とその前後の先行スイープθn 上の２つのサンプル点（すなわちＤ点とＦ点）である。後述のように、Ｂ点をＬＡＳＴサンプル点かどうかを検出する場合、このＣ点、Ｄ点、Ｅ点、Ｆ点の４サンプル点とＢ点との対比判断を行うことが必要十分な条件となる。すなわち、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点として検出される必要十分条件は、Ｂ点の対応画素がＣ〜Ｆ点の各対応画素のすべてと一致しない場合である。この判断は、アンテナが先行スイープθn 上を向いた段階で行われる。もし、この時にＢ点が、Ｃ〜Ｆ点の各サンプル点の対応画素のすべてと一致しない場合、Ｂ点はＬＡＳＴサンプル点と検出することができるから、この段階でＢ点のデータを相関処理（スキャン相関処理）の対象となる新たな書込データとして処理できるようになる。すなわち、アンテナのスイープ方向がθn を向いている時、１つ前の後行スイープθn-1 上でＢ点と他のサンプル点との対比を行うために、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点であるかどうかを判断でき、もし、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点であれば、そのＢ点においての書込データをスキャン相関処理の対象となる新たな書込データとして処理できるようになる。
【００１２】
図１において、ＬＡＳＴ検出部３は、このように、後行スイープθn-1 上の各サンプル点についてＬＡＳＴサンプル点かどうかの検出を行い、その結果を書込データ発生部２に対して送る。書込データ発生部２は、例えば、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点であることを検出すると、そのＢ点のデータを相関処理のための新たな書込データとして画像メモリ１内の記憶データと相関処理を行い、その結果を画像メモリ１内に書き込む。書込データ発生部２は、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点でない時は、画像メモリ１内の記憶データと同じデータを再書込みすることになり、記憶内容は変化しない。
【００１３】
なお、図１において、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点かどうかを検出する時、周囲の適当な数の近接サンプル点と対比をしてもよいが、図１に示すように、Ｃ〜Ｆの合計４個の各サンプル点との対比が必要十分条件となる。なぜなら、同一スイープ上では各サンプル点の対比が当然にスイープライン下流方向に行われるから、後行スイープθn-1 上では１つ前の近接サンプル点であるＡ点との対比を行う必要がなく、また、Ｃ点よりも更に下流方向のサンプル点との対比を行う必要がない。Ｃ点との対比でそれぞれの対応画素が一致していなければ当然にＣ点以降のサンプル点の対応画素とも一致していないからである。また、先行スイープθn 上では、Ｄ点、Ｆ点のスイープライン上流方向、下流方向のサンプル点との対比を行う必要がない。Ｆ点の対応画素とＢ点の対応画素が一致していなければ、Ｆ点よりも下流方向のサンプル点とＢ点との対応画素が一致しないし、同様にＢ点とＤ点の各対応画素が一致していなければ、Ｄ点よりも上流側のサンプル点とＢ点の各対応画素も当然に一致しないからである。このように、Ｂ点については後行スイープθn-1 上の下流方向の隣接サンプル点であるＣ点と、先行スイープθn 上のＢ点と同じサンプル位置のサンプル点Ｅ点及びその前後の２つのサンプル点であるＤ点とＦ点の合計４サンプル点が、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点であるかどうかを検出する時の必要十分な比較サンプル点である。
【００１４】
図１に示す構成により、各サンプル点に対するＬＡＳＴ検出を行うことができるため、ＬＡＳＴサンプル点においての書込データを新たな書込データとして相関処理することができる。従って、アンテナの方向がθn-1 の方向になるとき、即ち、当該サンプル点がアンテナ方向上にある時に当該サンプル点に対するＭＡＸ処理、すなわち当該サンプル点の対応画素の最大値データを求める処理を行って、アンテナの方向がθn の方向にあるとき、即ち当該ＬＡＳＴサンプル点がθn-1 にあるときＬＡＳＴを検出し、その最大値データをＬＡＳＴサンプル点においての書込データとして相関処理に使用することができる。すなわち、先行スイープθn 上でＭＡＸ処理を行い、後行スイープθn-1 上で相関処理を行うことができる。
【００１５】
ＭＡＸ処理を先行スイープθn 上で行う構成について説明する。
【００１６】
図２は、ＭＡＸ処理部の構成について示している。
【００１７】
ＭＡＸ処理部はＦＩＲＳＴ検出部５とＭＡＸ抽出部６とで構成されている。ＦＩＲＳＴ検出部５は、先行スイープθn 上の任意のサンプル点ｊがそのサンプル点ｊが対応する画素に最初にアクセスするかどうかを検出する。この検出は、先行スイープθn 上のＥ点について注目すると、同じ先行スイープθn 上の上流側の隣接のサンプル点Ｄと後行スイープθn-1 上のＡ〜Ｃのサンプル点との対応画素に対してＥ点の対応画素が一致するかどうかで行う。一致しない場合はＥ点がＦＩＲＳＴサンプル点として検出し、一致する場合はＦＩＲＳＴサンプル点として検出しない。図１に示すＬＡＳＴサンプル点の検出と同様に、ＦＩＲＳＴサンプル点の検出においても、図２のＡ〜Ｄの合計４サンプル点との比較が必要十分条件である。ＭＡＸ抽出部６は、先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データを求めて抽出メモリ６ａに記憶する。抽出メモリ６ａは１スイープ分の記憶容量を持ち、アンテナが先行スイープθn を向いている時には、抽出メモリ６ａは先行スイープθn の各サンプル点での最大値データを記憶する。また、抽出メモリ６ａは、θn からθn-1 までの１スイープ分の遅延バッファでもあって、先行スイープθn の各サンプル点の最大値データは各サンプル点が図１のＬＡＳＴ検出部３でＬＡＳＴサンプル点として検出されるまで記憶する。
【００１８】
Ｅ点がＦＩＲＳＴサンプル点として検出された時には、そのＥ点の新入力データが抽出メモリ６ａに記憶されるが、Ｅ点がＦＩＲＳＴサンプル点でない場合には、それよりも前に同一画素にアクセスされたサンプル点のデータ（抽出メモリに記憶してあるデータ）と比較され、大きい方が抽出メモリ６ａに記憶される。この動作の繰り返しにより、先行スイープθn 上の各サンプル点における最大値データは抽出メモリ６ａ上に記憶される。
【００１９】
上記のように、先行スイープθn 上でＭＡＸ処理を実行し、同時に後行スイープθn-1 上でＬＡＳＴ検出部により各サンプル点のＬＡＳＴを検出出来るからスキャン相関処理が可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の実施形態であるレーダー装置の制御部のブロック図である。
【００２１】
アンテナ１０からの探知アナログ信号はＡ／Ｄ変換器１１でディジタル値に変換され、探知レンジに対応した周期のクロックでサンプリング回路１２によりサンプルされる。サンプルされた１スイープ分のデータは実時間で一次メモリ１３に記憶される。この一次メモリ１３は、サンプル速度が高速なために設けられるものであり、一旦、入力データを記憶し、その後、同一次メモリ１３に記憶したデータを読み出して後段の画像メモリに書き込むための時間を稼ぐ、時間変換用バッファを構成している。探知信号は極座標系で得られるが、画像メモリは直交座標系であるために、極座標から直交座標（Ｘ−Ｙ座標）に変換するための座標変換回路１４が設けられる。座標変換の変換式は、Ｘ＝Ｒ・ｓｉｎθとＹ＝Ｒ・ｃｏｓθで表される。ＦＩＲＳＴ検出部１５は、図２において説明したように、あるサンプル点が対応画素を初めてアクセスしたのか、２度目以降のアクセスであるのかを検出する回路であって、座標変換回路１４で作成されるキャリーパルスに基づいて検出動作を行う。ＭＡＸ抽出部１６は、図２において説明したように、先行スイープθn 上での各サンプル点での最大値データを記憶する抽出メモリを持ち、ＬＡＳＴサンプル点検出時にその最大値データを出力する。画像メモリ１７は１画面分の表示用データを記憶し、スキャン相関処理時に既に記憶しているデータを読み出して前段の書込データ発生部（以下、Ｗデータ発生部という）２０に出力する。なお、画像メモリ１７をアクセスする座標は座標変換回路１４から出力される。表示器１８はラスター走査型の表示器からなり、画像メモリ１７に記憶されている１画面分のデータを表示する。ＬＡＳＴ検出部１９は後行スイープθn-1 上の各サンプル点がその対応画素を最後にアクセスしたかどうかを検出する。ＬＡＳＴを検出した時には、Ｗデータ発生部２０においてそのサンプル点における最大値データが抽出メモリから読み込まれ、画像メモリ１７の対応画素のデータと比較され、相関処理が行われて同画素に対して再書込処理される。
【００２２】
以上の構成において、ＭＡＸ抽出部１６において、先行スイープθn 上で各サンプル点のＭＡＸ処理が行われ、同時にＬＡＳＴ検出部１９において後行スイープθn-1 上の各サンプル点のＬＡＳＴ検出が行われる。そしてＬＡＳＴ検出が行われた時にはＷデータ発生部２０においてスキャン相関処理が行われ、画像メモリ１７にその処理後のデータが再書込処理される。また、表示器１８は、これらの動作とは別の高速リフレッシュサイクルによって画像メモリ１７の記憶データを読み出して表示する。なお、Ｗデータ発生部２０でのスキャン相関処理は、１つの画素のデータについてみれば、アンテナが１回転する毎に１回行われることになり、ここでは、画像メモリに記憶されているデータとＭＡＸ抽出部１６から出力される最大値データとの平均データを得るようにしている。スキャン相関処理には、平均処理に代えて、そのほかの任意の処理を行うことができる。
【００２３】
図４は、同一画素におけるＦＩＲＳＴ、ＬＡＳＴの関係を示す。図の画素Ｉにはサンプル点ａ、ｂ、ｃが対応しているが、スイープ回転方向を図のように時計方向（右まわり）とすると、ａ点がＦＩＲＳＴサンプル点として検出され、ｂ点が２度目以降のサンプル点、ｃ点がＬＡＳＴサンプル点として検出される。今、各サンプル点のデータの大きさが、仮にａ＝３、ｂ＝４、ｃ＝６とすると、アンテナがスイープラインθn-1 を向いている時にはａ点がＦＩＲＳＴとして検出された時、抽出メモリのａ点に対応する位置にはデータ３がまず記憶される。その１サイクル後には、ｂ点が２度目以降のアクセスとして検出されるから、データ３とデータ４とが比較される。この比較の結果、データ４が大きいために、抽出メモリのｂ点の対応位置にはデータ４が記憶される。続いて、アンテナがスイープラインθn 上を向いた時には、ｃ点がＦＩＲＳＴがどうか判断されるが、ここではＦＩＲＳＴではないから２度目以降のアクセスとして判断される。ｃ点のデータは６であるから、ｂ点のデータ４と比較され、４よりも６の方が大きいから、抽出メモリのｃ点に対応する位置に６が記憶される。この場合、ａ点のデータ３とは比較する必要がない。なぜなら、ｂ点の対応位置には、ａ点のデータとｂ点のデータのより大きい方が記憶されているからである。アンテナがθn 上を向いている時には、同時にａ点及びｂ点がＬＡＳＴサンプル点かどうかの検出が行われる。しかし、ｃ点があるために、ａ点及びｂ点はＬＡＳＴサンプル点として検出されない。従って、画素Ｉに対するスキャン相関処理はこの時点（アンテナがθn 上を向いている時）では行われない。アンテナがθn+1 に向いた時には、ｃ点がＬＡＳＴサンプル点として検出される。この時に、スキャン相関処理が行われる。すなわち、抽出メモリに記憶されているｃ点の対応位置のデータ６がＷデータ発生部２０に出力され、更に画像メモリ１７の画素Ｉの記憶データも読み出されてＷデータ発生部２０に出力され、これらの２つのデータの平均値を求め、当該画素Ｉに再書込みされる。
【００２４】
図５は、座標変換回路１４の前段のブロック図を示している。アンテナ駆動部から得られるスイープ角度θn は、ｓｉｎデータＲＯＭ３０及びｃｏｓデータＲＯＭ３１に入力され、この出力はラッチ３２〜３５に入力されて、それぞれのラッチ出力としてｓｉｎ（θn ）、ｓｉｎ（θn-1 ）、ｃｏｓ（θn ）、ｃｏｓ（θn-1 ）が得られるようにしている。また、それらのデータは１サイクル毎に１パルス発生するＲクロックとともにｒ・ｓｉｎ（θn ）を演算する累算部３６、ｒ・ｓｉｎ（θn-1 ）を演算する累算部３７、ｒ・ｃｏｓ（θn ）を演算する累算部３８、ｒ・ｃｏｓ（θn-1 ）を演算する累算部３９にそれぞれ入力される。これらの回路は、上記各式を演算する周知の回路であって、座標変換を行う時に、直交座標形の座標が１つ進む毎にキャリーを出力する。累算部３６は、先行スイープθn においてのＸキャリー、累算部３７は後行スイープθn-1 においてのＸキャリー、累算部３８は先行スイープθn においてのＹキャリー、累算部３９は後行スイープθn-1 においてのＹキャリーをそれぞれ出力する。ラッチ４０と４１は、スイープ角度θn とθn-1 を記憶するものであって、後述のように、このデータは象限判定とスイープ方向判定に用いられる。
【００２５】
ラッチ３２〜３５および４０、４１は、１スイープ毎に出るパルスであるスイープトリガＴ１−ＯＲＧに同期して入力データをラッチする。すなわち、先行スイープでのデータを１スイープ分シフトして後行スイープ用のデータとしている。
【００２６】
図６は座標変換回路１４の後段のブロック図を示している。この回路は象限データ発生部５０とアップダウンカウンタ５１とからなる。象限データ発生部５０はアンテナ１回転の３６０度を４つの象限に分けたとき、現在処理しているサンプル点が第１〜第４象限のどの象限に位置するかを判断する。アップダウンカウンタ５１は、キャリーがある度にＸまたはＹ座標を進めていくカウンタである。このカウンタ５１の出力は画像メモリ１７のＸ座標またはＹ座標を示す。アップダウンカウンタ５１に入力するキャリーは、累算部３７からの後行スイープＸキャリーと累算部３９からの後行スイープＹキャリーだけである。この理由は、スイープ相関処理が行われるのは、つまり、実際の座標変換が必要になる時は、ＬＡＳＴ検出が行われる時だけであるから、ＬＡＳＴ検出のためには後行スイープθn-1 のキャリーがあればよいからである。従って、アップダウンカウンタ５１は２つ用意され、累算部３７と３９の出力にそれぞれ別々に接続される。
【００２７】  象限データ発生部５０は、図７に示すように、第１象限〜第４象限において、アップダウンカウンタ５１のカウント方向を決定するための象限データを出力する。例えば、第１象限ではＸ座標とＹ座標はともにカウントアップする必要がある。また、第２象限ではＸ座標はカウントアップ、Ｙ座標はカウントダウンする必要がある。このように、スイープ回転方向と象限によってアップダウンカウンタ５１でのアップダウン方向を変える必要があるために、それを決めるための象限データを象限データ発生部５０で発生し、アップダウンカウンタ５１に出力する。また、アップダウンカウンタ５１には、カウントのスタート値となるプリセットデータが入力されている。このプリセットデータは座標変換の開始座標データとなる。
【００２８】
図８は、ＦＩＲＳＴ検出部５の構成図を示す。図５に示す座標変換回路１４の累算部３７からの後行スイープＸキャリーと、累算部３９からの後行スイープＹキャリーは、それぞれラッチ６０に入力し、更にその後段にはラッチ６１、ラッチ６２が接続され、これらのラッチでシフト回路を構成している。今、図２のＥ点がＦＩＲＳＴサンプル点かどうかを検出するタイミングであるとすると、ラッチ６０〜６２には、それぞれ後行スイープθn-1 上のＣ〜Ａ点におけるＸ、Ｙキャリーが出力されている。同様に、ラッチ６３には、図５の累算部３６、３８からの先行スイープＸキャリー、Ｙキャリーがそれぞれ入力され、その後段にラッチ６４、６５が接続されている。その結果、ラッチ６３〜６５のそれぞれは先行スイープθn 上のＦ、Ｅ、Ｄ点におけるＸ、Ｙキャリーを出力する。
【００２９】
なお、Ｅ点とその他の点との対応座標が同一かどうかの判定は、それぞれのサンプル点の座標変換後の直交座標を比較してもよいが、この実施形態では、上記ラッチ６０〜６５で得られるキャリーパルスの数を比較することで座標の同一性を判断するようにしている。すなわち、キャリーパルスの数の差がある時には異なる座標となり、差がない時には同一座標となる。各ラッチ６０〜６５の出力が入力されるキャリー差検出回路６６〜６８は、キャリーパルスの数の差がある時にのみカウントするカウンターで構成される。
【００３０】
今、図２において先行スイープθn と後行スイープθn-1 を考えた場合、Ｒクロックに従って各中心Ｏより各スイープラインの下流方向に向かって処理対象となるサンプル点が１つずつ進んでいくが、各スイープの注目している２つのサンプル点の対応座標が同一である時にはキャリー差はなく、座標が異なればキャリー差が生じる。この場合、例えば、先行スイープθn 上のキャリーがあって、後行スイープθn-1 上のキャリーがない場合にはカウンターを１つ進め、反対に、先行スイープθn 上のキャリーがなく後行スイープθn-1 上のキャリーがある場合にはカウンターを１つ減らす。また、２つのスイープの両方のキャリーがある場合とない場合にはカウンターの計数をしない。この動作を中心ＯからＲクロックに従ってスイープライン進行方向（下流方向）に順次行うことにより、例えば、図２のＥ点とＣ点を注目すると、もし、両者のキャリーを入力するカウンターのカウント値が０（初期値）である場合には両者の対応画素が同一であることになり、カウント値が１である場合にはＥ点の対応画素はＣ点のそれよりも１つ進んでいることになる。なお、カウンタはアップダウンカウンタで構成され、そのカウント方向は象限によって異なってくる。図９に、各象限１〜４のそれぞれにおけるカウント方向を示す。例えば、スイープ回転方向が時計方向（右まわり）の時には、象限１のＸキャリーについては、２つのスイープの注目しているサンプル点のうち、θn 上のサンプル点がθn-1 上のサンプル点よりもキャリーが早く進むから、そのキャリー差が＋となるようにするためには、カウント方向をθn については＋、θn-1 については−とする。象限１のＹキャリーについては、２つのスイープの注目しているサンプル点のうち、θn-1 上のサンプル点がθn 上のサンプル点よりもキャリーが早く進むから、そのキャリー差が＋となるようにするためには、カウント方向をθn-1 については＋、θn については−とする。
【００３１】
図９に示すテーブルの符号は、各象限についてのカウント値（キャリー差）がいつも＋となるような符号にしてある。
【００３２】
図８において、カウンター６６〜６８は、それぞれ図２におけるＥ点を基準とした場合の各サンプル点とのキャリー差を求める。すなわち、カウンター６６は、Ｅ点とＣ点とのＸキャリー差及びＹキャリー差を求め、カウンター６７は、Ｅ点とＢ点のＸキャリー差及びＹキャリー差を求め、カウンター６８は、Ｅ点とＡ点のＸキャリー差及びＹキャリー差を求める。このカウンターにおいて、例えば、Ｅ点とＣ点のＸキャリー差を求めるカウンター６６では、Ｅ点とＣ点で、中心ＯからのＸキャリーの数が異なっている場合に１となる。なお、同一スイープ上のＥ点とＤ点のキャリー差については、もし、Ｄ点からＥ点に進んだ場合にＥ点にキャリーが発生すればＤ点とＥ点の対応画素の座標が異なることを意味するから、この２つのサンプル点のキャリー差を検出する特別の回路を必要としない。従って、ライン６９はＥ点のＸキャリー及びＹキャリーをそのまま後段のゲート回路に導く。
【００３３】
ＯＲゲート７０〜７３は、カウンタ６６〜６８及びライン６９の信号を論理和し、その出力をＡＮＤゲート７４に導く。ＡＮＤゲート７４は、もし、すべての入力が１である場合、すなわち、Ｅ点が他の４点（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）とすべて対応座標が異なっている時に１を出力する。ＡＮＤゲート７４の出力が１の時は、Ｅ点がＦＩＲＳＴサンプル点として検出されたことを意味する。
【００３４】
なお、図８、図９を参照した以上の説明は、２つのスイープが同一象限にある場合の説明であるが、２つのスイープが象限をまたぐ場合には処理が少し異なってくる。図１０に２つのスイープが象限をまたぐ場合のカウント方向を示す。図において、例えば、スイープ回転方向が右まわりの場合で、先行スイープθn が象限１にあり、後行スイープθn-1 が象限４にある時、Ｘカウントについては、θn とθn-1 のどちらかにキャリーがあれば同じ方向にカウントする。また、Ｙカウントについては、θn とθn-1 キャリーに差がある時にカウントし、カウント方向はキャリー差がどちら側にあるかで正方向、逆方向とする。なお、象限をまたぐ場合の処理も図８に示す差カウンタ６６〜６８が共通に使用される。
【００３５】
次に、ＬＡＳＴ検出部について説明する。
【００３６】
図１１はＬＡＳＴ検出部１９のブロック図を示している。図１に示すように、ＬＡＳＴ検出は、Ｂ点対Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ点となる。そこで、Ｘ、Ｙキャリー差を検出するためのカウンタ８０〜８２と、ライン８３をＯＲゲート８４〜８７に導き、更にこれらの出力をＡＮＤゲート８８の入力としＡＮＤゲート８８の出力でＬＡＳＴサンプル点であることを検出するゲート回路構成とする。各カウンタ８０〜８２はＦＩＲＳＴ検出部のカウンタ６６〜６８と同一であり、ライン８３もＦＩＲＳＴ検出部のラインの６９と同じである。すなわち、ＡＮＤゲート８８は、Ｂ点が他の４点（Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）と対応画素がすべて異なる時に１を出力し、Ｂ点がＬＡＳＴサンプル点であることを検出する。
【００３７】
図１２は、ＭＡＸ抽出部１６のブロック図を示している。抽出メモリ１００は、先行スイープθn 上の各サンプル点での最大値データを記憶する。図２のＥ点がＦＩＲＳＴサンプル点であることを検出された場合には、無条件に一次メモリ１３（図３参照）の出力である新データを記憶し、ＦＩＲＳＴサンプル点でない場合には、セレクタ１０４で選択されたデータと新データの大きい方を記憶する。比較器１０５は、セレクタ１０４で選択されたデータと一次メモリ１３から出力される新データとを比較し、新データの方が大きければセレクタ１０６に１を出力する。セレクタ１０６は、比較器１０５の出力とＦＩＲＳＴの論理和が１の時にセレクタ１０６のＢ端子を選択し、そうでない場合にはセレクタ１０４の出力が接続されているＡ端子を選択する。従って、図２のＥ点がＦＩＲＳＴサンプル点であれば新データがセレクタ１０６によって選択され、抽出メモリ１００に出力されるが、Ｅ点がＦＩＲＳＴサンプル点でない場合には、比較器１０５によってセレクタ１０４の出力と新データとの比較が行われ、大きい方のデータがセレクタ１０６によって選択されて抽出メモリ１００に出力される。セレクタ１０６の出力はラッチ１０７で１サイクル分遅延させることにより、ラッチ１０７の出力はＤ点で抽出メモリ１００に書き込んだデータ（Ｄ点での最大値）を出力する。このラッチ１０７の出力はＤ点での最大値データとしてセレクタ１０４に入力する。
【００３８】
抽出メモリ１００では、１サイクルの前半で読出を行い、後半で最大値データの書込を行う。抽出メモリ１００の出力はラッチ１０１〜１０３でシフトされ、後行スイープθn-1 上のＡ点、Ｂ点、Ｃ点での最大値を出力する。これらの値はセレクタ１０４に入力され、また、ラッチ１０２の出力、すなわちＢ点のデータはＷデータ発生部２０へスキャン相関処理のためのデータとして出力される。なお、先に述べたように、ラッチ１０２の出力であるＢ点のデータは、ＬＡＳＴサンプル点として検出された時にスキャン相関処理用の書込データとして使用される。
【００３９】
セレクタ１０４は、Ａ〜Ｄ点の各データのうち１番大きな値のデータを出力するものであって、Ｅ点がＦＩＲＳＴでない場合のみ有効である。どのデータを出力するかは、プライオリティエンコーダ１０９で決定される。このプライオリティエンコーダ１０９は、セレクタ１０４の選択信号を発生させる機能を持つ。今、Ｅ点において、Ａ〜Ｄのすべてが同一座標になると仮定すると、Ｅ点において、一次メモリ１３からの新データと、Ａ〜Ｄ点の合計５つのデータの中から最大値が決定される。従って、Ａ〜Ｄ点のうち１番大きな値は、常に最後に決定されたデータである。決定する順番は、サンプル点の処理の順番であるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順番であるから、Ｄ点のデータが最後に決定されるデータである。従って、Ａ〜Ｄ点のうち１番大きなデータはＤ点のデータとなる。このことは、比較器１０５において、新データと他の４つのデータをすべて比較する必要がないことを意味する。そこで、ＦＩＲＳＴ検出部１１０からの４つの一致データを、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順にプライオリティ（Ｄ点が１番のプライオリティを持つ）を持たせたプライオリティエンコーダ１０９によって、Ａ〜Ｄ点のうちＥ点と同じ画素となる点の中で１番大きなデータを選択する信号をセレクタ１０４に与えることができる。なお、プライオリティエンコーダ１０９は、ＦＩＲＳＴでない時にのみ有効であって、ＦＩＲＳＴの時には無条件に新データが最大値として抽出メモリ１００に書き込まれる。
【００４０】
以上説明したように、ＬＡＳＴ検出部１９を設けることにより、画像メモリの各画素に対するＬＡＳＴサンプル点を検出することができるから、そのサンプル点における書込データを用いることによってスキャン相関処理が可能になる。また、同サンプル点における書込データをＦＩＲＳＴ検出部１５及びＭＡＸ抽出部１６で最大値データとすることができるからＭＡＸ処理も可能である。すなわち、先行スイープθn 上でＭＡＸ処理を行い、後行スイープθn-1 上でスキャン相関処理が同時に行うことができる。また、ＭＡＸ抽出部１６に含まれる抽出メモリ１００は、１スイープ分の容量があればよいから高価な画像メモリをＭＡＸ処理用に別途割り当てる必要がない。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ＬＡＳＴ検出手段を設けたことによって、相関処理が簡単にでき、ＬＡＳＴ検出を後行スイープθn-1 上で行うようにしているから、先行スイープθn 上でＭＡＸ処理を行うことが可能になる。
【００４２】
請求項２の発明によれば、一致判断を行う対象となる近接サンプル点の数が最小限でよく回路構成が簡単となる。
【００４３】
請求項３の発明によれば、ＬＡＳＴ検出時に相関処理を行う新たな書込データを最大値データとすることができるから、相関処理とともにＭＡＸ処理をも簡単に行うことができる。
【００４４】
請求項４の発明によれば、請求項２と同様に回路構成が簡単になる。
【００４５】
請求項５の発明によれば、ＭＡＸ処理と相関処理を同時に行いながら高価な画像メモリが１個でよい利点がある。
【００４６】
請求項６の発明によれば、抽出メモリは１スイープ分だけ遅延させればよいためにその容量が少なくてよい利点がある。
【００４７】
請求項７の発明によれば、画素の一致及び不一致をキャリー差の有無によって検出するようにしているため、回路構成が簡単になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＡＳＴ検出部の動作を説明するための図
【図２】ＦＩＲＳＴ検出部及びＭＡＸ抽出部の動作を説明するための図
【図３】本発明の実施形態であるレーダー装置の全体構成図
【図４】レーダー装置の動作概要を説明するための図
【図５】座標変換回路の前段部の構成図
【図６】座標変換回路の後段部の構成図
【図７】象限毎のアップダウンカウンタのカウント方向を説明するための図
【図８】ＦＩＲＳＴ検出部の構成図
【図９】ＦＩＲＳＴ検出部における象限毎のカウント方向を説明するための図
【図１０】象限をまたぐ場合のカウント方向を説明するための図
【図１１】ＬＡＳＴ検出部の構成図
【図１２】ＭＡＸ抽出部の構成図
【図１３】直交座標の画素と極座標のサンプル点との対応関係を示す図
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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