JP3098298B2 - Target tracking device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、船舶等に搭載されるレ
ーダ装置、ソナー装置に関し、特にこれらの装置におけ
る目標追尾装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device and a sonar device mounted on a ship or the like, and more particularly to a target tracking device in these devices.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から船舶用レーダ装置が広汎に用い
られている。船舶用レーダ装置は、回動可能なアンテナ
を船舶上の見晴らしの良い箇所に配設し、周囲に電波を
発射する。用いられる電波は例えばマイクロ波であり、
このマイクロ波が周囲に存する物標（例えば他の船舶
等）によって反射され、アンテナに受信される。マイク
ロ波が物標までを往復するのに要した時間は当該物標ま
での距離を表しており、例えばパルスレーダの場合、送
信パルスと反射パルスの時間間隔で物標までの距離を知
ることができる。またアンテナの方位から物標の相対方
位を知ることができる。2. Description of the Related Art Conventionally, marine radar devices have been widely used. In a ship radar device, a rotatable antenna is disposed at a place with a good view on a ship, and a radio wave is emitted to the surroundings. The radio wave used is, for example, a microwave,
This microwave is reflected by a target (for example, another ship or the like) existing in the surroundings and received by the antenna. The time required for the microwave to travel back and forth to the target indicates the distance to the target.For example, in the case of a pulse radar, the distance to the target can be known at the time interval between the transmitted pulse and the reflected pulse. it can. Further, the relative orientation of the target can be known from the orientation of the antenna.

【０００３】レーダ装置は、通常、物標を二次元的に表
示するＰＰＩ，ラスタスキャン等の表示装置を備えてい
る。この表示を行う際、反射波を検波等して得られるビ
デオ信号及び方位データが用いられる。ビデオ信号は物
標による反射パルスを含んでおり、方位データはアンテ
ナの方位（船首方位を基準とした方位）を示している。
従って、ビデオ信号及び方位データは本質的に物標を極
座標形式で表した情報である。ラスタスキャン方式のよ
うに直交座標形式の表示装置を用いる場合、極→直交座
標変換を行い、直交座標形式の映像データを得て表示を
行う。[0003] A radar apparatus usually includes a display device such as a PPI or a raster scan for displaying a target two-dimensionally. In performing this display, a video signal and azimuth data obtained by detecting a reflected wave or the like are used. The video signal includes a pulse reflected by the target, and the azimuth data indicates the azimuth of the antenna (the azimuth based on the heading).
Therefore, the video signal and the azimuth data are essentially information representing the target in a polar coordinate format. In the case of using a rectangular coordinate display device such as a raster scan method, polar → rectangular coordinate conversion is performed to obtain and display video data in rectangular coordinate format.

【０００４】この表示装置での表示態様は、例えば自船
を中心とし北を上にした真方位表示である。表示される
物標のうち、あるものは陸地等の固定物標であり、ある
ものは他の船舶等の移動物標である。船舶が航海を行う
に当って、後者、すなわち他の船舶等の移動物標の位置
や移動を知ることが重要であり、このため、従来から目
標追尾機能を有する船舶用レーダ装置が知られている。[0004] The display mode of this display device is, for example, a true azimuth display in which the ship is centered and north is up. Among the displayed targets, some are fixed targets such as land, and some are moving targets such as other ships. When a ship sails, it is important to know the latter, that is, the position and movement of a moving target such as another ship. For this reason, a ship radar device having a target tracking function has been conventionally known. I have.

【０００５】ここで、目標とは、追尾すべき物標をい
う。周囲に発射した電波の反射は、陸地等の固定物標、
他の船舶等の移動物標の他、海面反射その他のノイズを
含んでおり、さらにはレーダの受信・検波回路において
もノイズが発生する。目標とされうるのは通常他の船舶
等の移動物標であり、追尾にあたっては移動物標に着目
し、これの位置及び移動を常時監視するようにする。Here, a target refers to a target to be tracked. The reflection of radio waves emitted to the surroundings is fixed objects such as land,
In addition to moving targets such as other ships, it includes sea surface reflections and other noises, and furthermore, noises are generated in the reception / detection circuit of the radar. A target that can be set as a target is usually a moving target such as another ship. In tracking, the moving target is focused on and its position and movement are constantly monitored.

【０００６】目標の動向を常に捉える手法としては、ビ
デオゲートがある。これは、これまでの目標の履歴（例
えば１乃至数スキャン前の位置との比較結果；１スキャ
ンはアンテナ１回転）から目標の存在するであろう位置
を予測し、予測結果に基きゲート信号を発生させ、送受
信、検波によって得られたビデオ信号からこのゲート信
号により目標を表す目標信号を抽出する手法である。[0006] A video gate is a technique for constantly grasping the target trend. This is to predict the position where the target is likely to be from the history of the target (for example, the result of comparison with the position before one to several scans; one scan is one rotation of the antenna), and to generate the gate signal based on the prediction result. In this method, a target signal representing a target is extracted from a video signal obtained by generation, transmission / reception, and detection using the gate signal.

【０００７】追尾を行う場合、画面上には、自船の位置
や目標の位置を表す画像（点）の他に、単位時間あたり
（例えば１乃至数スキャンあたり）の目標及び自船の移
動量をベクトル表示させ、自船に対する目標の動向を視
認できるようにする。従って、追尾に当っては、自船の
速度や船首方位（針路）のデータを得る必要がある。[0007] When tracking is performed, in addition to images (points) indicating the position of the own ship and the position of the target, the target and the moving amount of the own ship per unit time (for example, per one to several scans) are displayed on the screen. Are displayed in a vector so that the movement of the target with respect to the own ship can be visually recognized. Therefore, in tracking, it is necessary to obtain data on the speed and heading (heading) of the ship.

【０００８】従来の追尾機能付船舶用レーダ装置におい
ては、自船の速度を検出するための手段としてログが、
自船の船首方位を検出するための手段としてジャイロコ
ンパスが、それぞれ用いられていた。これらログ及びジ
ャイロコンパスによれば、高精度かつ実時間での検出が
可能である。In a conventional marine radar apparatus with a tracking function, a log is used as a means for detecting the speed of the ship itself.
Gyrocompasses have been used as means for detecting the heading of the ship. According to these logs and the gyrocompass, detection can be performed with high accuracy and in real time.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ジャイロコン
パスは高価格でかつ広い設置スペースを必要とする。従
って、従来の装置は大型船舶に適しており、一般に安価
かつ小型であることを要求される小型船舶には適してい
ない。また、小型船舶にも搭載可能な方位検出手段とし
てはマグネットコンパスがあるが、マグネットコンパス
は積分特性を有しており、従って船首方位の急峻な変化
には追従困難である。小型船舶においては、例えば風、
波等により船首方位が変化しやすいため不都合であり、
また、急に変針した場合にも同様に追従できないことが
ある。However, the gyro compass requires a high price and a large installation space. Therefore, the conventional apparatus is suitable for large vessels, and generally is not suitable for small vessels that are required to be inexpensive and small. Further, there is a magnet compass as an azimuth detecting means that can be mounted on a small boat, but the magnet compass has an integration characteristic, and therefore it is difficult to follow a steep change in the heading. In small vessels, for example, wind,
It is inconvenient because the heading tends to change due to waves etc.
Also, when the needle changes suddenly, it may not be able to follow the same.

【００１０】このような場合、すなわち船首方位が風、
波、操舵により急変した場合、その時点でのマグネット
コンパスの出力は船首方位の瞬時値を正確に表していな
い。ビデオゲートを発生させる際、目標の真方位（例え
ば北を基準とした方位）を求める必要があり、このため
には目標の相対方位（自船を基準とした方位）及び自船
の船首方位データが必要であるが、マグネットコンパス
から得られる自船の船首方位データが上述のような遅れ
によって不正確となっていると、目標がビデオゲートか
らはずれてしまい、追尾中断の事態が生じてしまう。In such a case, ie, the heading is wind,
When a sudden change occurs due to waves or steering, the output of the magnet compass at that time does not accurately represent the instantaneous value of the heading. When generating a video gate, it is necessary to determine the true heading of the target (for example, the heading with reference to the north). For this purpose, the relative heading of the target (heading with respect to the own ship) and the heading data of the own ship are required. However, if the heading data of the own ship obtained from the magnet compass is inaccurate due to the above-mentioned delay, the target will deviate from the video gate and tracking will be interrupted.

【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、マグネットコンパ
スを用いて、風や波、急変針に伴う船首方位の変化によ
って安定な追尾が損なわれることがないレーダ装置を提
供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem.
Using a scan, Kazeyanami, and an object thereof is to provide a radar device never stable tracking is impaired by a change in heading due to sudden change needles.

【００１２】[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、本発明の目標追尾装置は、船舶等の移動体に
搭載され周囲に存する物標に対し電波又は音波を送受信
する手段と、送信波と物標からの反射波の時間間隔及び
送受信方位に基づき当該移動体に対する物標の相対距離
及び相対方位を求める手段と、いずれかの物標を追尾目
標として、当該移動体に対する追尾目標の相対距離及び
相対方位、当該移動体の速度、並びに移動体の真方位に
基づき目標を表示画面上で追尾する手段と、を有する装
置において、移動体の旋回角速度を検出する角速度セン
サと、移動体の進行方向を検出するマグネットコンパス
と、移動体の旋回角速度を入力し、これに基づき移動体
の進行方向の短時間の変化量を求めて変位データとして
出力する変位データ発生回路と、マグネットコンパスに
て検出される移動体の進行方向及び移動体に対する追尾
目標の相対方位に基づき移動体の真方位を求めると共
に、移動体の旋回に対するマグネットコンパスの応答遅
れが原因で移動体の進行方向の検出結果に現れる一時的
な誤差を、求めた移動体の真方位への変位データの加算
により補償する真方位発生回路と、を備えることを特徴
とする。In order to achieve the above object, a target tracking apparatus according to the present invention is provided with means for transmitting / receiving radio waves or sound waves to / from a target which is mounted on a moving body such as a ship and exists around the target. Means for calculating the relative distance and relative direction of the target with respect to the moving object based on the time interval of the transmitted wave and the reflected wave from the target and the transmission / reception azimuth; Means for tracking the target on the display screen based on the relative distance and relative azimuth of the target, the speed of the mobile, and the true azimuth of the mobile.
And a magnet compass that detects the moving direction of the moving object
And a displacement data generation circuit that inputs the turning angular velocity of the moving body, calculates a short-term change amount in the traveling direction of the moving body based on the input, and outputs it as displacement data, and a magnet compass.
Direction of moving object detected by tracking and tracking of moving object
When the true azimuth of the moving object is obtained based on the relative azimuth of the target,
In addition, the response of the magnet compass to the turning
Due to the temporary
The displacement data to the true bearing of the moving object
And a true azimuth generation circuit that compensates for

【００１３】[0013]

【作用】本発明においては、目標の真方位を求めるに当
って、装置を搭載している船舶等の移動体の進行方向及
び当該移動体に対する追尾目標の相対方位に加え、移動
体の進行方向の短時間の変化量を表す変位データが加算
される。したがって、移動体の進行方向を検出する手段
として時間遅れを有するマグネットコンパスを用いてい
るものも、この遅れが補償されることとなり、小型船舶
等高価なジャイロコンパスを搭載できない移動体におい
て目標追尾をより正確かつ安定に行うことが可能にな
る。According to the present invention, in determining the true azimuth of a target, in addition to the traveling direction of a moving body such as a ship carrying the apparatus and the relative azimuth of a tracking target with respect to the moving body, the traveling direction of the moving body is determined. Is added. Therefore, Tei using a magnet compass having a time delay as a means for detecting the traveling direction of the moving body
In this case, the delay is compensated, and it is possible to more accurately and stably perform the target tracking in a moving body such as a small boat on which an expensive gyrocompass cannot be mounted.

【００１４】[0014]

【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１５】図１には、本発明の一実施例に係るレーダ
装置の構成が示されている。この実施例の装置は、従来
のレーダ装置と同様に送受信、検波、表示等の機能を有
する装置（以下、実施例装置全体と区別して呼称するた
め、単にレーダとする）１０に、目標追尾機能を付加し
た構成である。すなわち、レーダ１０により得られるビ
デオ信号Ｓ_Ｖ及び相対方位データＳ_θに基づき表示すべ
き映像を示す映像データＤ_Ｖが生成され、真方位データ
Ｄ_ＯＴと共にレーダ１０に供給される。FIG. 1 shows the configuration of a radar apparatus according to one embodiment of the present invention. The device of this embodiment has a target tracking function in a device 10 having functions of transmission / reception, detection, display, and the like (hereinafter, simply referred to as a radar for distinction from the entire device of the embodiment), similarly to a conventional radar device. Is added. That is, the video data D _V indicating an image to be displayed based on the video signal S _V and the relative orientation data S _theta obtained by the radar 10 is generated and supplied to the radar 10 with the true direction data D _OT.

【００１６】本実施例において目標追尾機能を実現する
ために用いられているのは、図中２０〜３８により示さ
れている各回路及び装置である。In this embodiment, the circuits and devices indicated by reference numerals 20 to 38 are used to realize the target tracking function.

【００１７】まず、ビデオ処理回路２０は、レーダ１０
からビデオ信号Ｓ_Ｖを入力し、量子化してディジタルデ
ータに変換する。ビデオ処理回路２０はゲート信号に基
きビデオゲートを設定し、当該ディジタルデータから目
標信号を抽出する。目標信号は追尾の目標を表す信号で
あり、ビデオゲートにより、ディジタルデータからノイ
ズが除去されるとともに、目標信号が得られる。ビデオ
ゲートの設定は、後述するように、ビデオゲート発生回
路２６からのゲート信号によって行う。First, the video processing circuit 20 includes the radar 10
The video signal _SV is input from the controller and quantized and converted into digital data. The video processing circuit 20 sets a video gate based on the gate signal, and extracts a target signal from the digital data. The target signal is a signal representing the target of tracking, and the video gate removes noise from the digital data and obtains the target signal. The setting of the video gate is performed by a gate signal from the video gate generation circuit 26 as described later.

【００１８】ビデオ処理回路２０の出力側に接続されて
いる目標割込発生回路２２は、目標信号に応じ割込信号
を発生させ、この信号により演算処理回路２４及びデー
タ処理回路３０を動作させる。演算処理回路２４は、デ
ータ処理回路３０からの入力に基づきビデオゲート発生
データを生成してビデオゲート発生回路２６に供給する
と共に、映像データ発生回路２８に表示データを供給す
る回路であって、このため、以下のような演算を行う。The target interrupt generation circuit 22 connected to the output side of the video processing circuit 20 generates an interrupt signal according to the target signal, and operates the arithmetic processing circuit 24 and the data processing circuit 30 by using this signal. The arithmetic processing circuit 24 is a circuit that generates video gate generation data based on an input from the data processing circuit 30 and supplies it to the video gate generation circuit 26, and supplies display data to the video data generation circuit 28. Therefore, the following calculation is performed.

【００１９】まず、演算処理回路２４によって求められ
ビデオゲート発生回路２６に供給されるビデオゲート発
生データは、ビデオゲートの位置及びサイズを表すデー
タであり、ビデオゲート発生回路２６はこのデータに基
づきゲート信号を発生させる。前述のように、ビデオゲ
ートは目標信号の抽出のためのものであり、ビデオゲー
トの位置は追尾中の目標の予測位置に、サイズは目標の
予測移動範囲に、それぞれ設定する必要がある。First, the video gate generation data obtained by the arithmetic processing circuit 24 and supplied to the video gate generation circuit 26 is data representing the position and size of the video gate, and the video gate generation circuit 26 determines the gate based on this data. Generate a signal. As described above, the video gate is for extracting the target signal, and the position of the video gate needs to be set to the predicted position of the target being tracked, and the size must be set to the predicted movement range of the target.

【００２０】追尾中の目標の予測位置は、次のようにし
て求めることができる。The predicted position of the target being tracked can be obtained as follows.

【００２１】まず、演算処理回路２４は、データ処理回
路３０から自船に対する目標の相対距離、目標の真方位
（北を基準とした方位）、及び自船の速度を入力する。
さらに、入力したデータを１乃至数スキャン前のデータ
と比較して、自船に対する目標の相対位置の変化、相対
速度（進行方向及び速度）、自船の移動量を算出する。First, the arithmetic processing circuit 24 receives from the data processing circuit 30 the relative distance of the target to the own ship, the true azimuth of the target (azimuth with reference to north), and the speed of the own ship.
Further, the input data is compared with the data before one or several scans, and the change of the relative position of the target with respect to the own ship, the relative speed (the traveling direction and the speed), and the moving amount of the own ship are calculated.

【００２２】演算処理回路２４は、求めた自船の移動量
を、自船に対する目標の相対位置の変化から差し引く。
これにより目標の真の（北を基準とした）位置変化が求
められ、演算処理回路２４はこれに基づき真の速度（進
行方向及び速度）を求める。具体的には、演算処理回路
２４は、直交座標形式で表された目標の真の位置
（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を逐次演算する。タイミングｎにおいて
目標の位置（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）＝（Ｘ_ｉ（ｎ），Ｙ
_ｉ（ｎ））が得られているとすると、次のタイミングｎ
＋１（タイミングｎの１乃至数スキャン前のタイミン
グ）における目標の予測位置（Ｘ_ｐ（ｎ＋１），Ｙ
_ｐ（ｎ＋１））は次の式によって求めることができる。The arithmetic processing circuit 24 subtracts the obtained moving amount of the own ship from the change in the relative position of the target with respect to the own ship.
As a result, the true position change (with reference to north) of the target is obtained, and the arithmetic processing circuit 24 obtains the true speed (the traveling direction and the speed) based on this. Specifically, the arithmetic processing circuit 24 sequentially calculates the true position (X _i , Y _i ) of the target expressed in the rectangular coordinate format. At the timing n, the target position (X _i , Y _i ) = (X _i (n), Y
_i (n)), the next timing n
Target predicted position (X _p (n + 1), Y at +1 (timing one to several scans before timing n))
_p (n + 1)) can be obtained by the following equation.

【００２３】 Ｘ_ｓ（ｎ）＝Ｘ_ｐ（ｎ）＋α｛Ｘ_ｉ（ｎ）−Ｘ_ｐ（ｎ）｝ Ｙ_ｓ（ｎ）＝Ｙ_ｐ（ｎ）＋α｛Ｙ_ｉ（ｎ）−Ｙ_ｐ（ｎ）｝ Ｖ_ｘ（ｎ）＝Ｖ_ｘ（ｎ−１）＋β／Ｔ・｛Ｘ_ｉ（ｎ）−Ｘ_ｐ（ｎ）｝ Ｖ_ｙ（ｎ）＝Ｖ_ｙ（ｎ−１）＋β／Ｔ・｛Ｙ_ｉ（ｎ）−Ｙ_ｐ（ｎ）｝ Ｘ_ｐ（ｎ＋１）＝Ｘ_ｓ（ｎ）＋Ｖ_ｘ（ｎ）Ｔ ＝Ｘ_ｓ（ｎ）＋｛Ｘ_ｐ（ｎ）−Ｘ_ｓ（ｎ−１）｝ ＋β｛Ｘ_ｉ（ｎ）−Ｘ_ｐ（ｎ）｝ Ｙ_ｐ（ｎ＋１）＝Ｙ_ｓ（ｎ）＋Ｖ_ｙ（ｎ）Ｔ ＝Ｙ_ｓ（ｎ）＋｛Ｙ_ｐ（ｎ）−Ｙ_ｓ（ｎ−１）｝ ＋β｛Ｙ_ｉ（ｎ）−Ｙ_ｐ（ｎ）｝ ただし、（Ｘ_ｓ，Ｙ_ｓ）は平滑化位置、（Ｖ_ｘ，Ｖ_ｙ）
は平滑化速度、Ｔはサンプリング周期（１スキャン）、
α及びβは定数である。このようにして求めた目標の予
測位置（Ｘ_ｐ，Ｙ_ｐ）は、極座標（Ｒ_ＰＲＥ，
θ_ＰＲＥ）に変換され、ビデオゲート発生データの一部
としてビデオゲート発生回路２６に供給される。また、
ビデオゲートのサイズは、距離方向のサイズΔＲ及び方
位方向のサイズΔθによって表すことができる。目標の
距離方向の大きさをＲ_Ｔ、１乃至数スキャンの間の目標
の距離方向の移動距離をＬとし、目標の距離方向の移動
距離の誤差をＬ_e と見込むと、 ΔＲ＝Ｒ_Ｔ＋Ｌ＋Ｌ_e となる。同様に、目標の方位方向の大きさをθ_Ｔ、１乃
至数スキャンの間の目標の方位方向の移動距離をＢと
し、目標の方位方向の移動距離の誤差をＢ_e と見込む
と、 Δθ＝θ_Ｔ＋Ｂ＋Ｂ_e となる。誤差の見込値Ｌ_e 及びＢ_e は、追尾状態の安定
にしたがって小さい値とする。[0023] _{X s (n) = X p} (n) + α {X i (n) -X p (n)} Y s (n) = Y p (n) + α {Y i (n) -Y p ( n)｝ V _x (n) = V _x (n−1) + β / T ｛{X _i (n) −X _p (n)} V _y (n) = V _y (n−1) + β / T · _{{Y i (n) -Y p} (n)} X p (n + 1) = X s (n) + V x (n) T = X s (n) + {X p (n) -X s (n-1 _{)} + β {X i (} n) -X p (n)} Y p (n + 1) = Y s (n) + V y (n) T = Y s (n) + {Y p (n) -Y s ( n-1)｝ + β ｛Y _i (n) -Y _p (n)｝ where (X _s , Y _s ) is the smoothed position and (V _x , V _y )
Is the smoothing speed, T is the sampling period (one scan),
α and β are constants. The predicted position of the target (X _p , Y _p ) obtained in this way is represented by polar coordinates (R _PRE ,
θ _PRE ) and supplied to the video gate generation circuit 26 as a part of the video gate generation data. Also,
The size of the video gate can be represented by the size ΔR in the distance direction and the size Δθ in the azimuth direction. Target distance direction size and a moving distance of the target in the direction of distance between the R _T, 1 to several scanning and L, and allow for error in the moving distance of the target in the distance direction and _{L e, ΔR = R T +} L + L _e . Similarly, the movement distance in the lateral direction of the target between the target azimuth direction size theta _T, 1 to several scans and B, and allow for error in the moving distance of the target in the azimuth direction and B _e, [Delta] [theta] = θ _T + B + _Be . Expected values L _e and B _e of the error is a small value in accordance to the state of tracking stability.

【００２４】このような演算により、演算処理回路２４
はビデオゲート発生データを生成し、ビデオゲート発生
回路２６に供給する。By such an operation, the arithmetic processing circuit 24
Generates video gate generation data and supplies it to the video gate generation circuit 26.

【００２５】また、本実施例においては映像データ発生
回路２８が設けられている。演算処理回路２４は上述の
ようにして求めた各データに基き表示データを発生さ
せ、映像データ発生回路２８は、目標のシンボル
（“○”、“□”等）、自船や目標の移動を示すベクト
ル等を含む表示データに基き映像データＤ_Ｖを生成して
レーダ１０に出力する。なお、目標のシンボルは、自船
との衝突の危険性等に応じて決定され、例えば安全な場
合には“○”、危険な場合には“□”というように選択
する。In this embodiment, a video data generating circuit 28 is provided. The arithmetic processing circuit 24 generates display data based on each data obtained as described above, and the video data generating circuit 28 controls the movement of the target symbol (“O”, “□”, etc.), own ship or target. and generates video data D _V based on the display data including a vector such as shown to output to the radar 10. The target symbol is determined according to the risk of collision with the own ship, and is selected, for example, as “○” when it is safe and “□” when it is dangerous.

【００２６】一方、この実施例は、データ処理回路３
０、角速度センサ３２、変位データ発生回路３４、真方
位発生回路３６、及び距離クロック発生回路３８を備え
ている。データ処理回路３０は、真方位発生回路３６及
び距離クロック発生回路３８の出力並びに自船速度デー
タＤ_Ｓに基づき、自船に対する目標の相対距離、目標の
真方位、及び自船の速度を求め、出力する。On the other hand, in this embodiment, the data processing circuit 3
0, an angular velocity sensor 32, a displacement data generation circuit 34, a true azimuth generation circuit 36, and a distance clock generation circuit 38. The data processing circuit 30 based on the output as well as ship concerned velocity data D _S of the true orientation generator 36 and the distance a clock generating circuit 38, the target of the relative distance with respect to the ship, the true orientation of the target, and the speed of the ship determined, Output.

【００２７】まず、自船に対する目標の相対距離は距離
クロックを計数することにより得られる。計数の開始タ
イミングは送信トリガのタイミングであり、終了タイミ
ングは割込信号のタイミングである。送信トリガは、図
示しないがレーダ１０において送信パルスを発生させる
トリガであり、また、割込信号のタイミングは先に述べ
たように目標信号のタイミングである。距離クロック
は、距離クロック発生回路３８から出力される。したが
って、この計数により、自船に対する目標の相対距離が
求められる。First, the relative distance of the target to the own ship can be obtained by counting the distance clock. The start timing of the counting is the timing of the transmission trigger, and the end timing is the timing of the interrupt signal. Although not shown, the transmission trigger is a trigger for generating a transmission pulse in the radar 10, and the timing of the interrupt signal is the timing of the target signal as described above. The distance clock is output from the distance clock generation circuit 38. Therefore, the target relative distance to the own ship is obtained from this count.

【００２８】また、自船の速度は、自船速度データＤ_Ｓ
から求められる。自船速度データＤ_Ｓはログ等によって
得られるデータであり、例えば１マイル当り２００パル
スの航程信号である。データ処理回路３０は、これを航
程信号から速度を表すスピード信号に変換する。航程信
号が例えば２００パルス／ＮＭの場合、スピード信号の
値はＶ［ノット毎秒］＝１８／Ｔ（Ｔ；航程信号の時間
間隔［秒］）となる。目標の真方位は、次のように本発
明の特徴に係る真方位発生回路３６により求められる。
まず、角速度センサ３２は、自船の旋回角速度を検出
し、変位データ発生回路３４に出力する。変位データ発
生回路３４は、角速度センサ３２の出力から自船の船首
方位の瞬時変化を求める。真方位発生回路３６は、マグ
ネットコンパス等によって求められ船首方位を表す船首
方位データＤ_ＯＭ、変位データ発生回路３４によって得
られるデータ、及びレーダ１０によって得られる相対方
位データＳ_θを入力する。The own ship's speed is calculated by own ship speed data _DS.
Required from. Ship speed data D _S is the data obtained by the log or the like, for example, a signal about Wataru mile per 200 pulse. The data processing circuit 30 converts this from the range signal to a speed signal representing the speed. If the range signal is, for example, 200 pulses / NM, the value of the speed signal is V [knots per second] = 18 / T (T; time interval [seconds] of the range signal). The true azimuth of the target is obtained by the true azimuth generation circuit 36 according to the feature of the present invention as follows.
First, the angular velocity sensor 32 detects the turning angular velocity of the ship, and outputs the detected angular velocity to the displacement data generation circuit 34. The displacement data generation circuit 34 obtains an instantaneous change in the heading of the ship from the output of the angular velocity sensor 32. True bearing generation circuit 36 inputs heading data D _OM representing a heading obtained by a magnet _compass, data obtained by the displacement data generation circuit 34, and the relative azimuth data S _theta obtained by the radar 10.

【００２９】ここで、船首方位データＤ_ＯＭに遅れがな
く船首方位の変化に追従していれば、船首方位データＤ
_ＯＭに相対方位データＳ_θを加算することで、目標の真
方位が正確に得られる。しかし、船首方位データＤ_ＯＭ
を得るため安価小型だが遅れのあるマグネットコンパス
を用いているため、この遅れを補う必要がある。本実施
例では、角速度センサ３２により得られる角速度を用い
て変位データ発生回路３４が船首方位の瞬時変化を求
め、真方位発生回路３６がこれを船首方位データＤ_ＯＭ
及び相対方位データＳ_θと加算するようにしている。こ
れにより、船首方位データＤ_ＯＭの遅れが補償された真
方位データＤ_ＯＴが得られ、例えば自船の船首方位が急
変しマグネットコンパスがすぐに追従できない場合に、
これを補うことができる。真方位データＤ_ＯＴは、目標
の真方位を表すデータとしてデータ処理回路３０に入力
され、データ処理回路３０はこれを割込信号のタイミン
グでラッチし、演算処理回路２４に出力する。また、真
方位データＤ_ＯＴは、真方位表示のためレーダ１０にも
入力される。Here, if the heading data D _OM follows the change of the heading without delay, the heading data D
By adding the relative orientation data S _theta in _OM, the true orientation of the target is obtained accurately. However, the heading data D _OM
It is necessary to compensate for this delay by using a magnet compass that is inexpensive and small but has a delay. In the present embodiment, the displacement data generation circuit 34 uses the angular velocity obtained by the angular velocity sensor 32 to determine the instantaneous change in the heading, and the true azimuth generation circuit 36 uses this to calculate the heading data _DOM.
And the relative azimuth data _Sθ . As a result, true heading data _DOT in which the delay of the heading head data _DOM is compensated is obtained. For example, when the heading of the own ship changes suddenly and the magnet compass cannot follow immediately,
This can be supplemented. The true azimuth data _DOT is input to the data processing circuit 30 as data representing the true azimuth of the target, and the data processing circuit 30 latches the data at the timing of the interrupt signal and outputs the latched data to the arithmetic processing circuit 24. The true azimuth data _DOT is also input to the radar 10 for true azimuth display.

【００３０】図２には、本実施例における表示態様が示
されている。レーダ１０は、ビデオ信号Ｓ_Ｖ及び相対方
位データＳ_θに基き画面上に物標を表示するとともに、
映像データ発生回路２８から供給される映像データＤ_Ｖ
に基づき、目標のシンボル、自船や目標の移動を示すベ
クトル等を重畳表示する。この表示は、真方位発生回路
３６から供給される真方位データＤ_ＯＴにより上が北と
された真方位表示として行われる。FIG. 2 shows a display mode in this embodiment. Radar 10, and displays the target on the screen based on a video signal S _V and the relative orientation data S _theta,
Video data D _V fed from the video data generating circuit 28
, A target symbol, a vector indicating the movement of the own ship or the target, and the like are superimposed and displayed. This display is performed as a true azimuth display in which the upper side is set to north by the true azimuth data _DOT supplied from the true azimuth generation circuit 36.

【００３１】この図では、レーダ１０の画面の中心に自
船位置が表示され、さらにその進行方向が線分表示され
ている。自船は北東ほぼ１０゜方向に進行しており、こ
のことが図の中心の点から引き出された太い線分及び画
面周縁の“１０゜”の文字により表示されている。ま
た、目標として４個の物標がシンボル“○”により表示
されている。このシンボルからは、細い実線が引き出さ
れており、この実線の方向が進行方向、長さが目標の移
動速度（１乃至数スキャン当りの目標の真の位置の変化
量）を表している。なお、図中、ハッチングされている
のは陸地、島等の固定物標である。In this figure, the position of the ship is displayed at the center of the screen of the radar 10, and the traveling direction is displayed as a line segment. The ship is traveling in the direction of approximately 10 ° northeast, which is indicated by the thick line drawn from the center point in the figure and the character “10 °” on the periphery of the screen. In addition, four targets are indicated by symbols “O” as targets. A thin solid line is drawn from the symbol, and the direction of the solid line indicates the traveling direction, and the length indicates the target moving speed (the amount of change in the true position of the target per one to several scans). In the figure, hatched objects such as land and islands are hatched.

【００３２】したがって、図２の表示から、自船右舷前
方に２隻の目標が存在し、右舷後方に１隻の目標が存在
し、左舷に１隻の目標が存在することが読み取れる。ま
た、右舷前方の目標は自船に接近しつつあり、左舷の目
標は自船に同航しており、右舷航法の目標は遠ざかりつ
つあることがわかる。さらに、右舷前方の目標のうち比
較的遠方の目標が高速であることがわかる。この図では
すべての目標がシンボル“○”により表示されている
が、衝突の危険が発生した場合“□”等の異なるシンボ
ルに変更する。Accordingly, it can be seen from the display of FIG. 2 that there are two targets ahead of the ship on the starboard side, one target exists on the starboard side, and one exists on the port side. Also, it can be seen that the target on the starboard side is approaching the ship, the target on the port side is following the ship, and the target for starboard navigation is distant. Further, it can be seen that a relatively distant target among the targets on the starboard side has a high speed. In this figure, all the targets are indicated by the symbol "O", but when there is a danger of collision, the target is changed to a different symbol such as "□".

【００３３】なお、本発明の装置をソナー装置に適用す
ることができ、この場合、魚群、海中障害物の追尾を行
う際の安定性を確保する効果を得ることができる。The device of the present invention can be applied to a sonar device, and in this case, an effect of securing stability when tracking a school of fish and an underwater obstacle can be obtained.

【００３４】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動体の進行方向の短時間の変化量を検出してこれによ
り目標の真方位をより正確かつ追従性よく求めることが
でき、正確かつ安定な目標追尾を安価なマグネットコン
パスを用いて実現可能となる。As described above, according to the present invention,
True bearing of this by the target by detecting a short variation in the traveling direction of the moving object can be determined better accuracy and trackability, and accurate and stable target tracking an inexpensive magnet configuration <br/> path It can be realized by using

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例に係るレーダ装置の構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a radar device according to an embodiment of the present invention.

【図２】この実施例における表示態様を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a display mode in this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ レーダ ２０ ビデオ処理回路 ２２ 目標割込発生回路 ２４ 演算処理回路 ２６ ビデオゲート発生回路 ２８ 映像データ発生回路 ３０ データ処理回路 ３２ 角速度センサ ３４ 変位データ発生回路 ３６ 真方位発生回路 ３８ 距離クロック発生回路 Ｓ_Ｖ ビデオ信号 Ｓ_θ 相対方位データ Ｄ_ＯＭ 船首方位データ Ｄ_Ｓ 自船速度データ Ｄ_ＯＴ 真方位データ Ｄ_Ｖ 映像データReference Signs List 10 radar 20 video processing circuit 22 target interrupt generation circuit 24 arithmetic processing circuit 26 video gate generation circuit 28 video data generation circuit 30 data processing circuit 32 angular velocity sensor 34 displacement data generation circuit 36 true direction generation circuit 38 distance clock generation circuit _SV video signal S _theta relative azimuth data D _OM heading data D _S ship velocity data D _OT true bearing data D _V video data

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−252583（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−148085（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−138521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−218913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−104510（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18713（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/24 G01S 13/66 - 13/72 G01S 13/91 - 13/93 G01C 17/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-252583 (JP, A) JP-A-3-148085 (JP, A) JP-A-3-138521 (JP, A) JP-A-59-1984 218913 (JP, A) JP-A-59-104510 (JP, A) JP-A-3-18713 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) G01S 7/24 G01S 13 / 66-13/72 G01S 13/91-13/93 G01C 17/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 船舶等の移動体に搭載され周囲に存する
物標に対し電波又は音波を送受信する手段と、送信波と
物標からの反射波の時間間隔及び送受信方位に基づき当
該移動体に対する物標の相対距離及び相対方位を求める
手段と、いずれかの物標を追尾目標として、当該移動体
に対する追尾目標の相対距離及び相対方位、当該移動体
の速度、並びに移動体の真方位に基づき目標を表示画面
上で追尾する手段と、を有する装置において、移動体の旋回角速度を検出する角速度センサと、 移動体の進行方向を検出するマグネットコンパスと、 移動体の旋回角速度を入力し、これに基づき移動体の進
行方向の短時間の変化量を求めて変位データとして出力
する変位データ発生回路と、マグネットコンパスにて検出される移動体の進行方向及
び移動体に対する追尾目標の相対方位に基づき移動体の
真方位を求めると共に、移動体の旋回に対するマグネッ
トコンパスの応答遅れが原因で移動体の進行方向の検出
結果に現れる一時的な誤差を、求めた移動体の真方位へ
の変位データの加算により補償する真方位発生回路 と、 を備えることを特徴とする目標追尾装置。1. A means mounted on a moving body such as a ship for transmitting and receiving radio waves or sound waves to and from a target existing in the surroundings, and means for transmitting and receiving radio waves or sound waves to and from the moving body based on a time interval and a transmission / reception azimuth of a transmitted wave and a reflected wave from the target. Means for determining the relative distance and relative orientation of the target, and any one of the targets as the tracking target, based on the relative distance and relative orientation of the tracking target with respect to the moving object, the speed of the moving object, and the true direction of the moving object. Means for tracking the target on the display screen, and an angular velocity sensor for detecting the turning angular velocity of the moving body, a magnet compass for detecting the traveling direction of the moving body, and inputting the turning angular velocity of the moving body. A displacement data generating circuit that calculates a short-term change amount of the moving direction of the moving object based on the data and outputs the displacement data, and a moving direction of the moving object detected by the magnet compass.
Of the moving object based on the relative orientation of the tracking target to the moving object
Determine the true bearing, and measure the magnetic
Detection of the moving direction of the moving object due to the response delay of the tocompass
From the temporary error that appears in the results to the true orientation of the moving object
And a true azimuth generation circuit for compensating by adding displacement data of the target.