JP3388037B2 - 船舶用レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転するアンテナが取
得したレーダ映像信号を直交座標形式でフレームメモリ
に格納しラスタスキャン方式で読出して表示する船舶用
レーダ装置に係り、特に互いに異なる複数の表示モード
の切換表示方式の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の船舶用レーダ装置の構成
例を示す。図２において、ＣＰＵ回路１１ｂは、各部を
制御し当該装置の諸機能を実現するが、基本的な送受信
と表示の動作は次のようにして行われる。

【０００３】空中線１は、水平面内で回転駆動される。
送受機制御回路１０は、ＣＰＵ回路１１ｂから送信指令
を受けて空中線１からパルス状電波の送信を行わせる。
当該レーダ装置を搭載する船舶の周囲（レーダレンジ
内）に存在する他の船舶等の物標での反射波が空中線１
で受信される。

【０００４】空中線１がある方位角で送信し、レーダレ
ンジの端での反射波を受信するまでの１回の送受信動作
を１スイープと称するが、空中線１が取得した受信信号
（レーダ映像信号）は、受信の順序に従って順にＡ／Ｄ
変換回路２にてディジタル化されてレーダ映像データと
なり、１スイープの期間を区分する書込みクロック（図
示省略）により１スイープ毎に順にスイープメモリ３に
格納される。

【０００５】スイープメモリ３に格納されたレーダ映像
データは、書込みクロックとは非同期の読出しクロック
（図示省略）でスイープ毎に順に読出され、レーダ映像
フレームメモリ５に書込みデータとして与えられる。レ
ーダ映像フレームメモリ５の書込みアドレスは、座標変
換回路４ｂにおいて次のようにして生成される。

【０００６】即ち、スイープメモリ３に格納されたレー
ダ映像データのビット位置は、自船位置から物標までの
距離Ｒと相対方位θとで規定される（Ｒ、θ）の極座標
形式で表現されるので、ＣＲＴ表示器９にラスタスキャ
ン方式で表示できるようにするには、レーダ映像データ
のビット位置を（Ｘ、Ｙ）の直交座標形式で表現する必
要がある。座標変換回路４ｂは、レーダ映像フレームメ
モリ５への書込みアドレスを（Ｘ、Ｙ）とすることによ
り、（Ｒ、θ）→（Ｘ、Ｙ）の座標変換を実現してい
る。

【０００７】具体的には、スイープメモリ３からの読出
しは、スイープの原点位置（自船位置）から順にレーダ
レンジの端に向かって行われる。従って、読出しクロッ
クの個数は、スイープメモリ３上のデータのビット位置
に対応し、物標の自船位置からの距離Ｒを示す。

【０００８】また、角度信号制御回路７は、ＣＰＵ回路
１１ｂから初期値設定等の制御を受けるが、空中線１の
回転に応じてアンテナ回転信号発生回路６から入力する
パルス状のアンテナ回転信号から空中線１の方位を示す
角度信号を形成する。この角度信号は、物標の相対方位
角θである。

【０００９】そこで、座標変換回路４ｂは、スイープメ
モリ３からデータビットが読出される度に、その読出し
クロックから距離Ｒを、角度信号制御回路７から角度信
号θをそれぞれ取得して数式１の演算を実行し、（Ｒ、
θ）の極座標で規定されるデータビットの位置を自船位
置（Ｘ_S 、Ｙ_S ）を基準とした（Ｘ、Ｙ）の直交座標で
規定される位置に変換し、その位置（Ｘ、Ｙ）を書込み
アドレスとしてレーダ映像フレームメモリ５に与え、ス
イープメモリ３から読出されたデータビットの書き込み
を行わせるのである。

【００１０】

【数１】Ｘ＝Ｘ_S ＋Ｒ・sin θ Ｙ＝Ｙ_S ＋Ｒ・cos θ

【００１１】このように座標変換が行われ、各レーダス
キャン毎のレーダ映像データが順々にレーダ映像フレー
ムメモリ５に格納されるが、以上の動作と並行してレー
ダ映像フレームメモリ５から各レーダスキャン毎のレー
ダ映像データをラスタスキャンの走査順序に従って順々
に取り出し、Ｄ／Ａ変換回路８にてアナログ化し、ＣＲ
Ｔ表示器９にレーダ映像をラスタスキャン方式で表示す
る。

【００１２】また、ＣＰＵ回路１１ｂは、当該船舶用レ
ーダ装置の諸機能を実現する一環として、グラフィック
制御回路１２に対して表示すべきカーソル等の指示を与
える制御をしている。これによりグラフィック制御回路
１２は、グラフィックデータを生成する。このグラフィ
ックデータは、一旦グラフィックフレームメモリ１３に
格納され、そこから読出されてＤ／Ａ変換回路８にてア
ナログ化され、ＣＲＴ表示器９にレーダ映像と重畳表示
され、観測者の利便に供される。

【００１３】ここに、ＣＲＴ表示器９への表示には、運
動とヘディングの組合わせ表示方式が採用される。具体
的には、この組合わせ表示方式には、相対運動とヘッ
ドアップの組合わせ表示方式、相対運動とノースアッ
プの組合わせ表示方式、真運動とノースアップの組合
わせ表示方式、相対運動とコースアップの組合わせ表
示方式、真運動とコースアップの組合わせ表示方式の
５種類あるが、多くの場合、の相対運動とヘッドアッ
プの組合わせ表示方式との真運動とノースアップの組
合わせ表示方式が採用され、しかもレーダ観測者が時と
場合に応じて切り換えて使用できるようになっている。

【００１４】即ち、ＣＰＵ回路１１ｂは、図示省略した
が操作パネルから表示方式の指示が与えられるようにな
っており、座標変換回路４ｂが前述したようにレーダ映
像フレームメモリ５に対する書込みアドレスを発生する
際に、船速信号インターフェース回路１４から入力する
速度信号とジャイロインターフェース回路１５から入力
する自船の角度信号とを用いて、ＣＲＴ表示器９での表
示がレーダ観測者が指示した組合わせ表示となる書込み
アドレスを発生させる制御信号を演算生成し、それを座
標変換回路４ｂに与える。これにより、レーダ観測者が
指示した１つの組合わせ表示がなされる。

【００１５】なお、参考までに、運動の方式とヘディン
グの方式の内容を概略説明する。「相対運動方式」は、
映像の中心（自船位置）を表示画面の１点（表示画面円
内中心が多い）に固定し、自船に対しエコーが相対的に
動いて表示される方式である。この方式では、エコーが
静止している場合でも、自船の動きと共にエコーは移動
して表示される。「真運動方式」は、表示されるエコー
に対し画面上部を北に固定し、海図上、船が実際に動い
ている方位に船首が表示される方式である。この方式で
は、映像の中心は、船の動きと共に移動する。従って、
動いているエコーは実際に動いている方向に移動して表
示され、静止しているエコーは同じ位置に表示される。

【００１６】また、「ヘッドアップ方式」は、自船がど
の方位に進んでも常に船首を画面上部に固定し、実際に
船の舳先からみた映像を表示する方式である。「ノース
アップ方式」は、画面上部を必ず北に固定し、船首を実
際に向かっている方位に向ける方式である。この方式で
は、恰も海図上、船が実際に動いているような表示がな
される。「コースアップ方式」は、「ヘッドアップ方
式」と「ノースアップ方式」との中間に位置する方式
で、コースアップを選択した直後は船首が画面上部に固
定されるが、ノースアップ表示と同様に船がヨーイング
しても固定物標はふらつかず、安定して表示され、その
際に船がヨーイングした角度だけ船首が回転する方式で
ある。

【００１７】そして、の相対運動とヘッドアップの組
合わせ表示方式では、実際にブリッジから外を眺めてい
る景色と同様のエコーが表示されるので、景色とエコー
が１対１に把握でき、観測者にとって非常に分かり易い
表示がなされる。また、の真運動とノースアップの組
合わせ表示方式では、海図を見ながら操舵している時や
実際に海図等を画面上で合成している時に、実際に目的
地に向かっている様子が海図と合致し、非常に操舵しや
すい表示を与える。この方式では、エコーの動きが真運
動となり、実際に動いている方向と速度を表しているの
で、他船の航跡等を表示する機能を使用した場合、実際
にどちらの速度で向かっているか等が直ぐに解る。かか
る特徴を有することからとの方式が多用されてい
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】船舶用レーダ装置で
は、取得したレーダ映像を運動とヘッドアップの組合わ
せによる方式で表示しているが、従来では、１つの組合
わせ表示から他の１つの組合わせ表示へ表示モードを切
り換える場合は、一旦フレームメモリの内容を書き換え
てから表示する方式であるので、瞬時に切り換えること
ができず、また再度元の表示モードに戻した場合に前回
表示できていた他船の航跡は既に消去され表示されない
という問題がある。この問題は、組合わせ表示を切り換
える場合だけでなく、１つの組合わせ表示を使用してい
る場合でも例えば観測レンジを切り換える場合にも同様
に生ずる。

【００１９】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、互いに異なる複数の表示モードの
切り換えを瞬時に行うことができると共に、何回でも再
度の切り換えにより前回表示の内容を表示できるレーダ
映像表示方式を備えた船舶用レーダ装置を提供すること
にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の船舶用レーダ装置は次の如き構成を有す
る。即ち、本発明の船舶用レーダ装置は、直交座標形式
でレーダ映像データを記憶する複数のレーダ映像フレー
ムメモリと； 前記複数のレーダ映像フレームメモリの
対応するメモリに対する書込みアドレスを各スイープ毎
に取得されるレーダ映像に係る距離情報及び角度情報に
より生成することを表示モード制御信号に従って行う複
数の座標変換回路と； 外部から指定された又は予め定
められた互いに異なる複数の表示モードのそれぞれにつ
いての前記表示モード制御信号を生成する手段と； 外
部から入力する表示モード指定信号を受けて前記複数の
レーダ映像フレームメモリの対応するメモリを指定する
メモリ指定信号を出力する手段と； 前記メモリ指定信
号を受けて前記複数のレーダ映像フレームメモリのうち
の指定されたメモリの内容を読出し表示系へ送出する表
示切換回路と； を備えることを特徴とする。

【００２１】ここに、互いに異なる複数の表示モード
は、例えば、互いに異なる複数の運動とヘディングの組
合わせ表示のモードであり、また互いに異なる複数の観
測レンジの表示モードである。

【００２２】

【作用】次に、前記の如く構成される本発明の船舶用レ
ーダ装置の作用を説明する。本発明では、座標変換回路
とレーダ映像フレームメモリの系を複数設け、それぞれ
の系に異なる表示モードに従ったレーダ映像を予め格納
して置き、メモリ指定信号に従ってメモリの内容を読出
し表示系へ送出する。

【００２３】斯くして、本発明によれば、異なる組合わ
せ表示の切り換えや観測レンジの切り換え等の表示モー
ドの切り換えを瞬時に行うことができる。このとき、フ
レームメモリの内容は保存されるので、何回でも再度の
切り換えにより前回表示の内容を連続性を保った形で表
示できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来例（図２）と同一構成部分には同一符
号を付してある。図１は、本発明の一実施例に係る船舶
用レーダ装置を示す。前述したように、指示機（ＣＲＴ
表示器）への表示には、運動とヘディングの組合わせ表
示方式が採用され、これには〜の５種類あるが、多
くの場合、の相対運動とヘッドアップの組合わせ表示
方式との真運動とノースアップの組合わせ表示方式が
採用される。

【００２５】そこで、本実施例では、従来の船舶用レー
ダ装置において、座標変換回路とレーダ映像フレームメ
モリの系を（４ａ、５）（１６、１７）の２系統設け、
それらとＤ／Ａ変換回路８との間に表示切換回路１８を
設け、ＣＰＵ回路１１ａに若干の機能追加をしてある。
以下、本発明に係る部分を中心に説明する。

【００２６】図１において、ＣＰＵ回路１１ａには、図
外の操作パネルから、〜の５種類の表示方式のうち
の２つの表示方式、例えば「相対運動とヘッドアップの
組合わせ表示方式」と「真運動とノースアップの組合わ
せ表示方式」が指定される。または、当該レーダ装置の
組合わせ表示のモードが２つの表示方式のみであればＣ
ＰＵ回路１１ａでは、例えば「相対運動とヘッドアップ
の組合わせ表示方式」と「真運動とノースアップの組合
わせ表示方式」の２つの表示モードが予め定められてい
る。

【００２７】座標変換回路１６は、レーダ映像フレーム
メモリ５に対する書込みアドレスを発生する座標変換回
路４ａと同様に、レーダ映像フレームメモリ１７に対す
る書込みアドレスを発生するが、その際にＣＰＵ回路１
１ａは、船速信号インターフェース回路１４から入力す
る速度信号とジャイロインターフェース回路１５から入
力する自船の角度信号とを用いて、レーダ映像フレーム
メモリ５の内容をＣＲＴ表示器９に表示した場合は「相
対運動とヘッドアップの組合わせ表示方式」に従ったも
のとなり、レーダ映像フレームメモリ１７の内容をＣＲ
Ｔ表示器９に表示した場合は「真運動とノースアップの
組合わせ表示方式」に従ったものとなるような書込みア
ドレスを発生させる表示モード制御信号をそれぞれ演算
生成し、それを座標変換回路４ａと同１６の対応するも
のに与える。

【００２８】そして、ＣＰＵ回路１１ａは、図外の操作
パネルから入力する表示モード指定信号を解読し、その
指定表示モードが「相対運動とヘッドアップの組合わせ
表示方式」であればレーダ映像フレームメモリ５を指定
し、その指定表示モードが「真運動とノースアップの組
合わせ表示方式」であればレーダ映像フレームメモリ１
７を指定するメモリ指定信号を表示切換回路１８に出力
する。

【００２９】表示切換回路１８は、ＣＰＵ回路１１ａか
ら入力するメモリ指定信号に従って２つのレーダ映像フ
レームメモリのうちの指定されたレーダ映像フレームメ
モリを選択し、その選択したメモリの内容を読出し表示
系（Ｄ／Ａ変換回路８）へ送出する。

【００３０】これにより、レーダ観測者が指示した組合
わせ表示が瞬時に切換表示される。そして、元の表示モ
ードに戻した場合でも、前回表示の内容は当該船舶や他
船の移動による若干の修正を受けつつそのフレームメモ
リに保存されているので、前回表示の内容が連続性を保
った形で表示される。

【００３１】以上の説明から明らかなように、運用の途
中でとの表示方式の一方または双方を他の組合わせ
表示方式（、、）へ変更することも容易に行える
点も注意する必要がある。

【００３２】また、図１の構成でも２つの観測レンジで
の切換表示が可能である。運動とヘディングの組合わせ
表示は前記５種類のうちの１つであるとし、０．２５マ
イルと２４マイルの２つの観測レンジがある場合、ＣＰ
Ｕ回路１１ａは、２つの座標変換回路に対し１つの組合
わせ表示に対する書込みアドレスを発生させるが、同時
に２つの座標変換回路を異なる変換速度で動作させ、そ
れぞれの座標変換回路からその変換速度に適合した読出
しクロックをスイープメモリに出力させるようにするの
である。

【００３３】その結果、レーダ映像フレームメモリ５に
は０．２５マイルレンジでのレーダ映像データが格納さ
れ、レーダ映像フレームメモリ１７には２４マイルレン
ジでのレーダ映像データが格納されるので、同様にレー
ダ観測者が指示するレンジが瞬時に切換表示され、また
元に戻した場合に前回表示の内容が連続性を保って表示
される。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の船舶用レ
ーダ装置は、座標変換回路とレーダ映像フレームメモリ
の系を複数設け、それぞれの系に異なる表示モードに従
ったレーダ映像を予め格納して置き、メモリ指定信号に
従ってメモリの内容を読出し表示系へ送出するようにし
たので、異なる組合わせ表示の切り換えや観測レンジの
切り換え等の表示モードの切り換えを瞬時に行うことが
できる。このとき、フレームメモリの内容は保存される
ので、何回でも再度の切り換えにより前回表示の内容を
連続性を保った形で表示できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る船舶用レーダ装置の構
成ブロック図である。

【図２】従来の船舶用レーダ装置の構成ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 空中線 ２ Ａ／Ｄ変換回路 ３ スイープメモリ ４ａ，１６ 座標変換回路 ５，１７ レーダ映像フレームメモリ ６ アンテナ回転信号発生回路 ７ 角度信号制御回路 ８ Ｄ／Ａ変換回路 ９ ＣＲＴ表示器 １０ 送受機制御回路 １１ａ ＣＰＵ回路 １４ 船速信号インターフェース回路 １５ ジャイロインターフェース回路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交座標形式でレーダ映像データを記憶
   する複数のレーダ映像フレームメモリと； 前記複数の
   レーダ映像フレームメモリの対応するメモリに対する書
   込みアドレスを各スイープ毎に取得されるレーダ映像に
   係る距離情報及び角度情報により生成することを表示モ
   ード制御信号に従って行う複数の座標変換回路と； 外
   部から指定された又は予め定められた互いに異なる複数
   の表示モードのそれぞれについての前記表示モード制御
   信号を生成する手段と； 外部から入力する表示モード
   指定信号を受けて前記複数のレーダ映像フレームメモリ
   の対応するメモリを指定するメモリ指定信号を出力する
   手段と； 前記メモリ指定信号を受けて前記複数のレー
   ダ映像フレームメモリのうちの指定されたメモリの内容
   を読出し表示系へ送出する表示切換回路と； を備える
   ことを特徴とする船舶用レーダ装置。
2. 【請求項２】 互いに異なる複数の表示モードは、互い
   に異なる複数の運動とヘディングの組合わせ表示のモー
   ドからなり； 表示モード制御信号は、外部から与えら
   れる船速信号及び自船の角度信号を用いて演算生成す
   る； ことを特徴とする請求項１に記載の船舶用レーダ
   装置。
3. 【請求項３】 互いに異なる複数の表示モードは、互い
   に異なる複数の観測レンジの表示モードからなり； 表
   示モード制御信号は、レーダ映像フレームメモリに与え
   るレーダ映像の読出し速度及び座標変換速度の制御信号
   である； ことを特徴とする請求項１に記載の船舶用レ
   ーダ装置。