KR100332691B1

KR100332691B1 - 3차원적표시레이더

Info

Publication number: KR100332691B1
Application number: KR1019990021611A
Authority: KR
Inventors: 세키네초고
Original assignee: 요코미조 히로시; 니혼무센 가부시키가이샤
Priority date: 1998-06-11
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2002-04-17
Anticipated expiration: 2019-06-10
Also published as: NO331208B1; EP0964266A3; EP0964266B1; JP2000065917A; CN1239228A; NO992824D0; NO992824L; CN1179215C; KR20000006087A; EP0964266A2; US6198428B1; DE69943102D1; CA2274189A1; CA2274189C

Abstract

2차원화상데이터 및 3차원적화상데이터가 화상제어기(44)에 의해 비데오메모리(40)에 묘화되며, 이들 데이터가 표시기(42)의 화면상에 동시에 병화되게 하는 3차원적표시레이더.

Description

3차원적표시레이더 {Three-Dimensionally Designed Display Rader}

본 발명은 예를 들어 선박에 탑재되어 타겟트를 알맞게 탐지하는 3차원적표시레이더에 관한 것이다.

근년, 유람선 등의 소형선박에 레이더가 광범위하게 이용되고 있다. 주지된 바와 같이, 이와 같은 레이더는 다음과 같이 작동한다. 즉, 회전하는 공중선으로부터 송신된 송신파를 타겟트에서 반사시킨다. 이 반사파를 수신하여 표시장치에 자기의 위치를 중심으로 하는 동심원상의 화상으로서 표시한다.

이런 시스템에 있어서, 반사파의 강도를 예를 들어 래스터스캔(Raster scan)형의 표시장치의 화면에 타겟트가 존재하는 점의 휘도의 차로서 표시한다.

이와 같은 레이더를 사용하는 경우, 운항중 및 정박중에 선박에 접근하는 이동선박을 관측할 수 있다. 또한 고정된 반사물체로부터의 반사파를 기초로 예를 들어 조류에 의해 자선박이 정박위치로부터 이탈하였는지 아닌지를 감시할 수 있다.

일반적으로, 이런 종류의 선박용레이더용 표시장치를 작동시키는 경우, 화면상의 타겟트점은 평면도같이 2차원적으로 표시되며, 타겟트의 높이의 정보에 의거하여 화면에 표시되는 화상의 표시는 행해지지 않는다.

따라서, 예를 들어 유람선 등에 레이더가 탑재된 경우, 레이더관측에 친숙하지 않은 이용자는, 표시된 화상으로부터 주위의 상황의 파악, 관측 및 타겟트의 탐지를 효과적으로 행하기가 곤란하다. 탑재한 레이더는 거의 유효하게 이용될 수 없다는 문제가 생긴다.

이 문제를 해소하기 위하여, 본 출원인은 비교적 레이더관측에 그다지 친숙하지 않은 이용자도 3차원적으로 타겟트를 표시장치의 화면상에 표시하여 타겟트를 효과적으로 탐지할 수 있는 레이더장치를 제안하였다. 이 3차원적표시레이더의 상세내용은 일본국 특공평 8-30732호공보에 개시되어 있다.

이 3차원적표시레이더는, 타겟트로부터 방위정보, 거리정보, 수신강도정보에 관한 신호를 도출하는 레이더송수신부와, 표시기와, 상기 방위정보, 거리정보를 원근투시표시법의 XY좌표치로서, 수신강도정보를 타겟트의 높이로서 직선의 길이로 나타내는 신호로 변환하는 3차원적좌표변환부와, 표시기의 화면상에 3차원표시할 때, 격자상의 거리마커신호를 송출하는 마커발생수단과, 상기 표시기상의 각 화소에 대응한 기억번지를 구비하고, 또한 3차원적표시가 행하여질 때, 상기 3차원적좌표변환기에서 얻어지는 XY좌표와 대응하는 기억번지에 수신강도정보를 기억하고, 또한 마커신호를 기억함과 함께, 이들을 순차 독출하여 상기 표시기에 화상신호를 송출하는 기억수단으로 구성한 것이다.

이 종래기술에 의한 3차원적표시레이더에 따르면, 그다지 레이더관측에 익숙하지 않은 관측자라도 타겟트를 3차원적으로 표시레이더상에 나타내어 탐지 등을 행할 수 있다.

그러나, 종래의 상기 3차원적표시레이더는, 2차원표시와 3차원표시를 선택적으로 절환하여 사용하도록 구성된다. 따라서, 첫 번째로 2차원표시화면으로부터 3차원적표시화면으로 절환할 때, 또는 그 역으로 3차원적표시화면으로부터 2차원표시화면으로 절환할 때, 공중선이 1회전하는데 일정한 시간이 필요하다. 즉 통상의 공중선의 경우, 약2.5초-3초 정도 필요하다. 이 시간동안 이용자 예를 들어 항해사는 그 시간동안 기다려야 한다.

또한, 두 번째로 2차원표시화면에 익숙한 항해사는 3차원적표시에 익숙하여질 때까지는 일정 시간이 필요하다. 항해사가 익숙해질 때까지의 동안은 2차원표시와 3차원적표시를 병용할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 이런 작동은 종래의 3차원적표시레이더를 사용하는 경우는 불가능하였다.

또한, 종래의 3차원적표시레이더는 표시기에 격자상의 거리마커표시를 중첩되도록 구성된다. 그러나, 하천과 만 등을 항행중에 레이더를 사용하는 경우에서는 주위의 타겟트 그 자신이 3차원적으로 보기 쉬운 형을 하고 있는 경우가 많다. 3차원적화상데이터를 표시할 때, 화면에 거리마커를 중첩표시하면, 오히려 표시가 난잡하고, 대상타겟트의 화상을 관측하기 어렵게 되는 경우도 있다.

게다가, 상기 3차원적표시레이더는 3차원적표시가 어떤 고정된 일방향의 시점(視點)에만 기초하여 이루어지도록 구성된다. 따라서 이 3차원적표시레이더는 임의의 각도의 시점을 기초로 하여 3차원적표시를 하고 싶다는 요구를 만족시킬 수 없다.

본 발명은 상기의 과제를 고려하여 이루어진 것으로서, 3차원적표시와 2차원표시의 표시절환시간을 불필요하게 하는 3차원적표시레이더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 거리마커를 선택적으로 표시가능한 3차원적표시레이더를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 임의의 시점을 기초로 3차원적표시를 행할 수 있는 3차원적표시레이더를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그 외의 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 바람직한 실시형태를 예로서 도시하는 첨부도면을 참조하는 이후의 상세한 설명으로 보다 명백하여질 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 3차원적표시레이더의 일 실시형태를 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명에 관한 3차원적표시레이더의 다른 실시형태를 나타내는 블록도.

도 3은 도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에 관한 2차원좌표변환의 동작설명도.

도 4는 도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에 관한 3차원적좌표변환의 동작설명도.

도 5는 도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에 관한 2차원표시화상을 나타내는 도.

도 6은 도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에 관한 3차원적인 표시화상을 나타내는 도.

도 7은 도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에 관한 2차원표시화상과 3차원적표시화상이 병화된 예를 나타내는 도.

도 8은 도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에 관한 3차원적표시화상의 다른 예를 나타내는 도.

도 9는 도 1, 도 2에 나타내는 실시형태에 관한 2차원표시화상과 3차원적표시화상이 병화된 다른 예를 나타내는 도.

도 10은 수신강도와 표시휘도, 탁도, 색 사이의 관계의 설명도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1, 1A : 3차원적표시레이더 10 : 레이더송수신부

12 : 공중선 14 : 모터

16 : 엔코더 18 : 송신트리거발생기

20 : 송신기 22 : 수신기

24 : A/D변환기 26 : 거리계측타이머

30 : 표시신호처리부 32 : 2차원좌표변환기

34 : 3차원적좌표변환기 38 : 마커발생기

40 : 비데오메모리 42 : 표시기

44 : 화상제어기 50, 50A : 조작부

321 : 2차원화상메모리 341 : 3차원화상메모리

Sb : 강도신호 Sθ : 방위신호

Sr : 거리신호

본 발명에 관한 3차원적표시레이더에 대하여 알맞은 실시형태를 들어서 첨부도면을 참조하면서 이하 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 3차원적표시레이더의 일 실시형태를 나타내는 블록도를 나타낸다. 이 실시형태에 관한 3차원적표시레이더(1)는 기본적으로는 공중선 (12)을 포함하는 레이더송수신부(10)와, 이에 접속되는 표시신호처리부(30)로 구성된다.

레이더송수신부(10)는, 공중선(12)을 회전시키는 모터(14)와, 모터(14)의 회전축에 연결된 엔코더(16)와, 송신트리거발생기(18)와, 공중선(12)으로부터 소정의 주파수의 송신신호를 송신하는 송신기(20)와, 공중선(12)에 접속되며, 타겟트로부터의 반사파를 수신하는 수신기(22)와, 수신기(22)의 출력신호를 디지탈화하는 A/D변환기(24)와, 송신트리거발생기(18)에 접속되는 거리계측타이머(26)를 갖고 있다.

한편, 표시신호처리부(30)는, 2차원좌표변환기(32)와, 3차원적좌표변환기 (34)와, 2차원화상메모리(321)와, 3차원화상메모리(341)와, 온오프동작이 가능한 마커발생기(38)와, 화상제어기(44)와, 표시용메모리인 비데오메모리(기억수단)(40)와, 변조기(색변조기, 탁도변조기, 휘도변조기)(41)와, 래스터스캔방식의 표시기 (42)와, 조작지시부(간단히 조작부라고도 한다)(50)를 구비한다.

다음으로, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 관한 3차원적표시레이더에 대하여, 그 작용을 설명한다.

레이더송수신부(10)와 관련된 공중선(12)은 모터(14)에 의한 수평면에서 회전구동된다. 이동체, 예를 들어 선박의 선수에 대한 공중선(12)의 방위정보(각도θ)를 나타내는 방위신호(Sθ)는 엔코더(16)로부터 출력되어, 표시신호처리부(30)의 2차원좌표변환기(32)의 한쪽 입력단자에 입력된다.

송신트리거발생기(18)로부터 출력되는 송신트리거는 송신기(20)에 입력된다. 이 송신트리거에 의해 마그네트론 등의 발진기에서 발진한 송신펄스가 송신기(20)로부터 공중선(12)을 통하여 발사된다.

공중선(12)에서 발사된 송신펄스신호는 도시하지 않은 타겟트에 의해 반사된다. 이 타겟트로부터의 반사파는 공중선(12)을 통하여 수신기(22)에 수신된다. 수신기(22)로부터 출력되는 수신신호의 진폭치, 즉 반사파의 수신강도정보를 나타내는 강도신호(Sb)는 A/D변환기(24)에 의해 디지털신호로 변환되어 표시신호처리부 (30)의 3차원적좌표변환기(34)에 입력된다.

또한, 송신트리거발생기(18)의 송신트리거출력은 거리계측타이머(26)에도 공급된다. 트리거신호가 공급된 시점으로부터 반사파가 수신기(22)에 수신될 때까지 필요한 시간은 거리계측타이머(26)로 계측된다. 경과시간과 송신한 전파의 전파속도의 곱의 1/2, 즉 타겟트까지의 거리정보가 거리신호(Sr)로서 사용된 디지털신호로 변환되어 2차원좌표변환기(32)의 다른 입력단자에 송출된다. 거리계측타이머 (26)의 거리계측동작은 미리 도시하지 않은 스위치 등을 사용하여 설정한 최대계측거리를 나타내는 시간경과를 검출함으로써 완료된다.

이하, 강도신호(Sb)에 대하여 설명한다. 일반적인 선박용 레이더에 있어서의 공중선(12)의 지향성은, 통상 수평방향의 비임폭이 약 2도, 수직방향의 비임폭이 약 25도로 설정되는 경우가 많다. 따라서, 단면이 수평방향으로 좁고, 수직방향으로 넓은 띠상의 비임이 주어진다.

따라서, 근거리의 타겟트를 탐지할 때, 수평방향의 폭이 넓고 높이가 높은 타겟트로부터의 반사파는, 타겟트가 동일한 물리적성질을 갖는다면 수평방향의 폭이 넓고 높이가 낮은 타겟트로부터의 반사파보다도 그 반사면적이 크기 때문에 반사도가 커진다. 따라서, 수신신호의 레벨차에 의거하여 후술하는 바와 같이 신호처리를 행함으로써 3차원의 입체적화상표시를 할 수 있다.

이와 같이 레이더송수신부(10)에서 얻어진 방위신호(Sθ), 강도신호(수신강도신호)(Sb), 거리신호(Sr)는 표시신호처리부(30)에 공급된다.

이 경우, 방위신호(Sθ), 거리신호(Sr)는 2차원좌표변환기(32)에 입력된다. 극좌표계로 표시된 타겟트의 극좌표(R, θ)의 위치는 래스터스캔방식의 표시기(42)의 화면상의 XY좌표값(X, Y)을 나타내는 출력신호로 변환된다. 이 동작을 도 3을이용하여 설명한다.

도 3중에서, 참조부호 S는 래스터스캔방식을 채용하는 2차원좌표변환기(32)의 표시기(42)의 표시화면을 지시한다. 참조부호 C는 레이더의 계측거리범위를 나타내는 반경(Rmax)의 원을 지시한다. 선분BB'는 표시화면(S)의 중심(O)을 지나는 X축을 지시하고, 선분AA'은 표시화면(S)의 중심(O)을 지나는 Y축을 지시하고, 중심O는 자선박의 위치를 지시한다.

공중선(12)이 자선박위치로부터 선수방위(선분AA'의 A방향)에 대하여 각도(θ)만큼 회전한 방향으로 전파를 발사하면, 전파는 중심(O)으로부터 반경(Rmax)을 향하여 진행하게 된다. 2차원좌표변환기(32)는 선분(ORmax)까지의 각 화소의 X좌표치, Y좌표치를 산출한다. 예를 들어 타겟트(P)의 극좌표P(R, θ)의 화소의 X좌표, Y좌표의 값은 각각 X=Rcosθ, Y=Rsinθ으로 나타내어진다.

이리하여 2차원좌표변환기(32)에서 산출된 표시화면(S)상의 화소의 X좌표, Y좌표의 값을 나타내는 출력신호, 즉 좌표P(X, Y)가 2차원화상메모리(321)에 메모리어드레스로서 송급된다. 강도신호(Sb)는 좌표P(X, Y)에 대응한 메모리셀에 기억된다. 좌표P(X, Y)는 3차원적좌표변환기(34)에 입력된다.

3차원적좌표변환기(34)는 3차원적정보를 의사(擬似)적으로 2차원화면상에서 표현하기 위한 연산을 행한다. 여기서는, 먼저 타겟트의 2차원좌표P(X, Y)에 레이더송수신부(10)에서 얻어진 반사파의 수신강도를 나타내는 강도신호(Sb)가 가해진다. 따라서 2차원좌표상에서 3차원적표시를 얻기 위한 3차원적좌표Q(X', Y')가 얻어진다. 3차원적좌표변환기(34)에서 얻어진 3차원적좌표Q(X', Y')는 3차원화상메모리(341)에 송급된다. 강도신호(Sb)는 3차원적좌표Q(X', Y')에 대응한 메모리셀에 기억된다.

여기서, 3차원적좌표변환기(34)의 동작을 도 4를 이용하여 설명한다. 표시화면(S)상의 타겟트의 화소의 2차원좌표가 P(X, Y)이며, 그 타겟트로부터의 반사파의 수신강도(강도신호(Sb)의 레벨)를 SB(Sb=SB)로 나타낸다고 가정한다. 3차원적좌표변환기(34)는 이들을 기초로 원근투시표시법에 의한 3차원적좌표Q(X', Y')를 얻는다. 이 때, 표시화면(S)상의 화소의 좌표로서의 X좌표 X'는 다음과 같다.

X' = X - K_rY (X ≥ 0일 때)

= X + K_rY (X < 0일 때) -----(1)

여기서, K_r는 적당히 선정한 양의 상수이다

한편, Y좌표 Y'는 다음과 같이 표시되어 Y-Y'의 범위에 걸쳐 연장되는 직선을 사용하여 표시한다.

Y' = Y + K_rSB ------(2)

여기서, K_r은 적당히 선정한 양의 상수이다

즉, 2차원좌표상의 타겟트(P)의 좌표P(X, Y)는 3차원좌표상에서는 자선박의 전후에 따라서, 자선박의 전방(Y≥0)에서는 Y축으로 접근하고, 또는 자선박의 후방(Y<0)에서는 Y축으로부터 멀어져서 타겟트(P)를 표현함으로써, 원근감을 주어 표시할 수 있다. 2차원좌표상의 타겟트(P)의 점은, 3차원적좌표상에서는 타겟트(P)로부터의 반사파의 수신강도(SB)(강도신호(Sb)의 레벨)에 따라서 종방향으로 넓어지게 표시된다. 따라서, 높이가 동일하다면 근거리에 위치하는 타겟트(P)는 긴 직선으로 나타내어지는 반면, 원거리에 위치하는 타겟트(P)는 짧은 직선으로 나타내어진다. 따라서, 타겟트(P)가 입체감이 있게 표시된다. 따라서, 레이더의 조작에 익숙하지 않은 사용자도 표시를 보고 알기 쉽다.

3차원적좌표변환기(34)에서 산출된 3차원적좌표Q(X', Y')는 3차원화상메모리 (341)에 출력된다. 대응하는 메모리어드레스인 기억번지(X', Y-Y')의 각 메모리셀에는 타겟트(P)로부터의 반사파의 수신강도(SB)(강도신호(Sb)의 레벨)를 기억된다. 이 동작은 공중선(12)이 1회전하는 동안, 즉 표시기(42)의 1화면분의 화상이 표시기(42)상에서 완성될 때까지 반복된다. 기억하는 타겟트(P)로부터의 반사파의 수신강도(SB)(강도신호(Sb)의 레벨)는 미리 정한 일정치로 해도 지장없다.

상기 동작과 동시에, 상기 2차원좌표변환기(32)에서 산출된 2차원좌표P(X, Y)는 2차원화상메모리(321)에 출력된다. 대응하는 기억번지(X, Y)의 메모리셀에는 타겟트(P)로부터의 반사파의 수신강도(SB)(강도신호(Sb)의 레벨)가 기억된다. 상기 3차원적정보와 마찬가지로 이 동작은 공중선(12)이 1회전하는 동안, 즉 1화면분의 화상이 표시기(42)상에서 완성될 때까지 반복된다.

이상과 같이, 2차원화상메모리(321)와 3차원화상메모리(341)에는 각각 최신의 1화면분의 2차원화상과 3차원적화상이 기억된다. 이들 2개의 화상정보는 화상제어기(44)를 경유하여 표시메모리로서 비데오메모리(40)에 기억(묘화)된다.

화상제어기(44)는 레이더조작자인 이용자 또는 항해사가 조작부(50)를 통하여 선택지정한 상기 두 개의 기억데이터, 즉 2차원화상메모리(321)의 화상데이터와 3차원화상메모리(341)의 화상데이터 중의 어느 하나 또는 양자를 비데오메모리(40)에 기억하도록, 화상데이터의 처리 및 제어동작을 행한다.

한편, 마커발생기(38)는 조작부(50)로부터의 지시에 의거하여 비데오메모리 (40)에 서입되는 거리마커의 화소의 좌표를 발생시키기 위한 것이다. 거리마커가 2차원화상에 중첩하는 경우, 예를 들어 마커발생기(38)는 도 5에 부호 M11, M12, M13으로서 나타내는 바와 같이, 자선박위치(중심O)로부터 반경 1마일간격의 동심원상에 상당하는 좌표의 화소신호(동심상의 거리마커)를 발생한다. 거리마커가 3차원적화상에 중첩하는 경우, 예를 들어 마커발생기(38)는 도 6에 부호 M21, M22, M23으로서 나타내는 바와 같이, 자선박위치(중심O)으로부터 전후, 좌우로 1 마일간격의 격자에 상당하는 좌표의 화소신호(원근투시적 격자상의 거리마커)를 발생한다.

이 마커발생기(38)의 출력은, 상기 2차원화상, 3차원적화상의 데이터와 마찬가지로, 화상제어기(44)에 의해 레이더조작자인 이용자 또는 항해사가 조작부(50)중의 소정스위치 등을 조작하여 선택지정함으로써, 해당 2차원화상데이터와 3차원적화상데이터에 각각 중첩되어 비데오메모리(40)에 기억된다. 따라서, 표시기(42)에, 마커가 중첩된 2차원화상데이터에 관한 화상(2차원화상 또는 2차원표시화상이라고 한다)과 3차원적화상데이터에 관한 화상(3차원적화상 또는 3차원적표시화상이라고 한다)을 표시할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 3차원적표시레이더에 따르면, 레이더조작자인항해사가 조작부(50)를 조작함으로써 다음의 작동이 행해질 수 있다. 즉, 화상제어기(44)에 의해 2차원화상메모리(321)의 화상데이터와 3차원화상메모리(341)의 화상데이터중의 하나 또는 양자가 비데오메모리(40)에 기억된다. 표시기(42)에는 해당 2차원화상데이터에 관한 화상과 3차원적화상데이터에 관한 화상 중의 하나가 선택적으로 표시될 수 있다. 다른 방법으로서, 2차원화상데이터에 관한 화상과 3차원적화상데이터에 관한 화상이 동시에 표시기(42)상에 병화될 수 있다.

2차원화상데이터가 선택된 경우, 표시기(42)의 표시화면(S)상에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 육지화상(L1, L2)의 육지의 윤곽이 종래와 마찬가지로 선형적으로 표시된다. 수신강도(SB)(강도신호(Sb)의 레벨)가 큰 부분일수록 그 휘도가 밝게 표시된다. 3차원적화상데이터가 선택된 경우, 표시기(42)의 표시화면(S)에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 육지화상(L1, L2)의 육지의 윤곽이 반사파의 수신강도(SB)(강도신호(Sb)의 레벨)의 강약에 따라서 높이화상(Y방향)의 길이로서 표시된다. 따라서, 원근감 및 입체감을 가진 화상이 표시된다.

2차원화상데이터와 3차원적화상데이터의 양자가 선택된 경우는, 표시기(42)의 표시화면(S)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 5 및 도 6의 2차원화상과 3차원적화상이 동시에 병화된다. 레이더조작자인 항해사는 양 화상을 동시에 관측할 수 있다.

도 5, 도 6은 마커발생기(38)에서 출력된 거리를 나타내는 마커를 각각 2차원화상데이터, 3차원적화상데이터에 중첩하여 표시기(42)의 표시화면(S)상에 표시한 경우를 나타낸다.

상기한 도 6의 표시예 및 도 7의 표시예에 있어서, 사각형격자상의 거리마커신호를 원근투시표시법에 의거하여 XY좌표치로 변환한 원근투시적격자상의 거리마커(M21, M22, M23)가 3차원적화상에 중첩되어 표시기(42)의 표시화면(S)상에 표시된다. 그러나 여기에 한정되지는 않는다. 다른 구성도 이용가능하다. 즉, 마커발생기(38)로부터 도 8에 부호 M31, M32, M33으로 나타내는 바와 같이 동심원상의 거리마커신호를 원근투시표시법에 의거하여 XY좌표치로 변환한 대략 계란형상의 거리마커신호가 비데오메모리(40)에 공급된다. 3차원적화상인 육지화상(L1, L2)에 대략 계란형상의 거리마커(M31, M32, M33)를 중첩되어 표시기(42)의 표시화면(S)상에 표시된다.

이 대략 계란형상의 거리마커(M31, M32, M33)도 조작부(50)의 조작자에 의한 조작에 의거하여 화상제어기(44)의 제어에 의해 온오프표시(표시 또는 비표시)될 수 있다.

이 경우에 있어서도, 도 9에 나타내는 바와 같이, 조작부(50)의 조작에 의거하여 3차원적표시화상과 2차원표시화상이 표시기(42)의 표시화면(S)상에 동시에 병화될 수 있다.

도 5예- 도 9예의 표시기(42)의 표시화면(S)상의 표시에서 다음과 같은 과정을 이용할 수 있다. 즉, 표시기(42)의 화소의 좌표(X, Y)에 대응하는 비데오메모리(40)에 기억되어 있는 수신강도(SB)(강도신호(Sb)의 레벨)를 독출되어, 그 수신강도(SB)의 크기(진폭)에 따라서 표시기(42)의 화소의 상기 좌표(X, Y)에 표시되는 화상(신호)의 휘도, 탁도 또는 색에 대하여 변조기(41)에 의해 변조되면서 표시된다. 다시 말해, 도 5예-도 9예의 표시예에서는, 육지화상(L1, L2)의 휘도, 탁도 또는 색을 수신강도(SB)의 크기에 따라서 변화시킬 수 있다.

구체적으로는, 예를 들어 단일 타겟트로부터의 반사파의 수신강도(SB)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 펄스상의 수신강도(SB)를 제공한다. 휘도는 수신강도 (SB)가 큰 곳에서는 밝고, 작아짐에 따라서 어둡게 되도록 변화된다. 탁도는 수신강도(SB)가 큰 곳에서는 순도가 높게(탁도가 낮게), 작아짐에 따라서 순도가 낮게(탁도가 높게) 되도록 변화된다. 색은 수신강도(SB)가 큰 곳으로부터 기부를 향하여 서서히 파장이 서서히 짧아지도록 적색으로부터 등색, 황색, 녹색, 청색으로 차차 변화된다.

이와 같이, 휘도, 탁도 혹은 색을 변조하여 표시하는 경우, 타겟트의 시각적확인성(視認性)을 보다 한층 높일 수 있다. 또한, 휘도변조표시, 탁도변조표시 혹은 색변조표시를 행하는 경우, 타겟트의 반사파를 수신하는 수신기(22)로서 대수증폭기가 이용된다. 따라서, 다이나믹레인지를 올릴 수 있으며, 보다 효과적으로 표시할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 3차원적표시레이더(1A)를 나타내는 블록도이다. 도 2에서의 각 구성요소 및 그 기능은 기본적으로 도 1의 각 구성요소와 동일하다. 그에 대응하는 것에는 동일 참조부호로 지시한다.

도 2에 있어서의 3차원적표시레이더는 3차원적좌표변환기(34)에 입력되는 2차원좌표변환기(32)의 출력좌표(X, Y) 및 수신강도(SB)가 2차원화상메모리(321)의 출력으로부터 공급되는 것이 도 1에 도시한 3차원적표시레이더(1)와 다르다. 이와같은 구성도 본질적으로 도 1에 도시한 3차원적표시레이더(1)와 마찬가지의 동작을 행할 수 있다.

이 실시형태는, 3차원적좌표변환기(34)와 조작부(50A)가 접속되고, 조작부 (50A)에 의한 동작에 의거하여 3차원좌표변환동작에 더하여 소망의 좌표를 회전변환하기 위한 동작이 수행되도록 구성된다. 이렇게 함으로써, 2차원화상메모리(321)로부터 출력된 화상데이터에 의거하여 소망의 각도로부터 타겟트가 관측될 수 있다. 따라서, 보다 유용한 3차원적레이더(1A)를 제공할 수 있다.

3차원적표시가 통상의 표시형태로서 항시 표시되는 경우, 다음의 구성을 이용할 수 있다. 즉, 3차원화상메모리(341)가 생략되며, 3차원적좌표변환기(34)의 화상데이터가 직접 화상제어기(44)를 통하여 비데오메모리(40)에 기억된다.

도 1, 도 2에 도시한 3차원적표시레이더(1, 1A)는, 마커발생기(38)로부터 예를 들어 십자형의 마커가 발생되도록 구성될 수도 있다. 이 십자형의 마커(M40, M41)는, 조작부(50)에 배치된 트랙볼 또는 죠이스틱 등의 입력수단에 의해 레이더조작자인 항해사가 표시기(42)의 표시화면(S)상의 임의의 점을 지시할 수 있게 한다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 3차원적표시화면(S)상의 특정위치를 지시하는 경우, 해당 설정위치에 연동하여 3차원적표시화면(S)상에 십자형마커(M40)가 표시됨과 함께, 2차원표시화면(S)상의 대응하는 위치에도 십자형마커(M41)가 표시된다. 이와 같이, 동시에 병화된 3차원적표시화면(S)과 2차원표시화면(S)의 양자의 대응하는 위치에 십자형마커(M40, M41)가 표시된다. 따라서, 화면상의 특정위치가 서로 정확히 대응될 수 있다. 십자형마커(M40, M41)는 양 표시화면(S)상에 각각 복수로 표시될 수 있거나, 또는 별표 등, 그 외의 마크로 표시될 수도 있다.

또한, 자선박위치(중심O)로부터 십자형마커(M40, M41)까지의 방위 및 거리가 예를 들어 수치 등으로 표시되게 구성하면, 한층 편리한 3차원적표시레이더(1, 1A)를 제공할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 조작부(50, 50A)의 조작의 의거하여 3차원적표시에 있어서의 격자상의 거리마커의 표시와 대략 계란형상의 거리마커의 표시를 생략하여, 화상을 쉽게 관측할 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 3차원적표시레이더에 따르면, 다음의 효과가 달성된다. 즉, 주지의 레이더의 수신신호처리에서 얻어지는 방위, 거리, 수신강도의 정보에 의거하여, 동심원상의 2차원표시와, 탐지하는 타겟트의 높이를 표시화상의 길이(Y방향)로 나타내는 3차원적표시가 선택적으로 묘화되거나 혹은 양 화상이 동시에 병화할 수 있다.

따라서, 본 발명에 관한 3차원적표시레이더는 원근감과 입체감을 갖춘 타겟트의 화상이 형성되어, 화면을 효과적으로 관측할 수 있고, 특히 타겟트의 상태를 효과적으로 파악할 수 있다는 이점을 가진다. 또한, 2차원화상과 3차원적화상의 양 화상을 동시에 병화할 수 있다. 따라서, 표시절환시간을 불필요하게 할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한 다음과 같은 효과도 얻어진다. 즉, 거리마커가 선택적으로 표시되며, 임의의 시점으로 3차원적표시 행하여질 수 있다.

Claims

타겟트에 관한 방위신호(Sθ), 거리신호(Sr), 수신강도신호(Sb)를 각각 도출하는 레이더송수신부(10)와,

표시기(42)와,

상기 표시기상의 각 화소에 대응한 메모리셀을 구비하고, 그 메모리셀에 기억된 화상데이터를 독출하여 상기 표시기에 송출하는 표시용 메모리(40)와,

상기 방위신호와 상기 거리신호를 2차원 화면표시에 사용되는 XY좌표치로 변환하는 2차원 좌표변환기(32)와,

상기 XY좌표치로 지정되는 상기 메모리셀에 상기 수신강도신호를 2차원 화상데이터로서 기억하는 2차원 화상메모리(321)와,

상기 방위신호와 상기 거리신호를 투시도로 나타내기 위해 XY좌표치로 변환함과 함께, 상기 수신강도신호를 타겟의 높이를 직선의 길이로 나타내는 신호로 변환하는 3차원적 좌표변환기(34)와,

조작자의 지시에 의거하여, 상기 2차원 좌표변환기로부터 출력되는 2차원 화상데이터와, 상기 3차원적 좌표변환기로부터 출력되는 3차원적 화상데이터 중의 어느 하나 또는 양자를 선택적으로 상기 표시용 메모리에 선택적으로 출력하는 화상제어기(44)를 구비하며,

상기 화상제어기의 제어에 의해, 상기 2차원 화상데이터에 관한 2차원 화상과 상기 3차원적 화상데이터에 관한 3차원적 화상 중의 하나 또는 양자를 상기 표시기에 표시하는 것을 특징으로 하는 3차원적 표시레이더.
제 1항에 있어서, 또한 변조기(41)로 구성되며,

상기 변조기에는, 상기 표시용메모리로부터 상기 3차원적화상데이터 중에, 상기 수신강도신호를 타겟트의 높이로서 상기 직선의 길이로 나타내는 상기 신호가 공급되며, 상기 직선의 길이로 나타내는 신호의 크기에 따라서, 휘도, 탁도 또는 색을 변화시키는 신호가 상기 표시기에 공급되어, 상기 표시기상에 상기 타겟트의 개개의 부위의 높이에 따라서 휘도, 탁도 또는 색이 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 1항에 있어서, 또한 마커발생기(38)로 구성되며,

상기 마커발생기는, 상기 표시기의 화면상에 상기 3차원적 화상이 표시될 때, 사각형 격자상의 거리마커신호를 XY좌표치로 변환하여 원근투시적 격자상의 거리마커신호(M21, M22, M23)로서 상기 표시용메모리에 송출하는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 3항에 있어서, 상기 마커발생기로부터 송출되는 원근투시적격자상의 거리마커신호는 조작자의 지시에 의거하여 상기 3차원적화상데이터에 선택적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 1항에 있어서, 또한, 마커발생기(38)로 구성되며,

상기 마커발생기는, 상기 표시기의 화면상에 상기 2차원화상이 표시될 때, 동심원상의 거리마커신호(M11, M12, M13)를 상기 표시용메모리에 송출하는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 5항에 있어서, 상기 마커발생기로부터 송출되는 상기 동심원상의 거리마커신호는 조작자의 지시에 의거하여 상기 2차원화상데이터에 선택적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 1항에 있어서, 또한, 마커발생기(38)로 구성되며,

상기 마커발생기는, 상기 표시기의 화면상에 상기 3차원적화상이 표시될 때, 동심원상의 거리마커신호를 XY좌표치로 변환하여 계란형상의 거리마커신호(M31, M32, M33)로서 상기 표시용메모리에 송출하는 것을 특징으로 하는 3차원적 표시레이더.
제 7항에 있어서, 상기 마커발생기로부터 송출되는 계란형상의 마커신호는 조작자의 지시에 의거하여 상기 3차원적 화상데이터에 선택적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 3항에 있어서, 상기 마커발생기(38)는 또한 조작자의 지시에 의거하여 상기 표시기의 화면상의 지정위치에 십자형마커(M40, M41)를 발생하는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 5항에 있어서, 상기 마커발생기(38)는 또한 조작자의 지시에 의거하여 상기 표시기의 화면상의 지정위치에 십자형마커(M40, M41)를 발생하는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 7항에 있어서, 상기 마커발생기(38)는 또한 조작자의 지시에 의거하여 상기 표시기의 화면상의 지정위치에 십자형마커(M40, M41)를 발생하는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 9항에 있어서, 상기 십자형마커는 상기 표시기에 표시되는 2차원표시화상과 3차원적표시화상의 각각 대응하는 상기 지정위치에 표시되는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 10항에 있어서, 상기 십자형마커는 상기 표시기에 표시되는 2차원표시화상과 3차원적표시화상의 각각 대응하는 상기 지정위치에 표시되는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 11항에 있어서, 상기 십자형마커는 상기 표시기에 표시되는 2차원표시화상과 3차원적표시화상의 각각 대응하는 상기 지정위치에 표시되는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 1항에 있어서, 또한, 마커발생기로 구성되며,

상기 마커발생기는, 상기 표시기의 화면상에 3차원적 화상이 표시될 때, 사각형 격자상의 거리마커신호 혹은 동심원상의 거리마커신호를 각각 XY좌표치로 변환한 원근투시적 격자상의 거리마커신호 혹은 계란형상의 거리마커신호로서 상기 표시용 메모리에 송출하여, 상기 원근투시적 격자상의 거리마커신호 혹은 상기 계란형상의 거리마커신호가 조작자의 지시에 의거하여 상기 3차원적 화상데이터에 선택적으로 중첩되게 하며,

상기 마커발생기는 또한, 상기 표시기의 화면상에 2차원 화상이 표시될 때, 동심원상의 거리마커신호를 상기 표시용 메모리에 송출하여, 상기 동심원상의 거리마커신호가 조작자의 지시에 의거하여 상기 2차원 화상데이터에 선택적으로 중첩되게 하며,

상기 마커발생기는 또한 조작자의 지시에 의거하여 상기 표시기의 화면상의 지정위치에 십자형 마커신호를 발생하여, 상기 십자형 마커가 표시기에 표시되는 2차원 표시화상과 3차원적 표시화상의 각각 대응하는 지정위치에 표시되는 것을 특징으로 하는 3차원적 표시레이더.
제 2항에 있어서, 또한, 마커발생기로 구성되며,

상기 마커발생기는, 상기 표시기의 화면상에 3차원적 화상이 표시될 때, 사각형 격자상의 거리마커신호 혹은 동심원상의 거리마커신호를 각각 XY좌표치로 변환한 원근투시적 격자상의 거리마커신호 혹은 계란형상의 거리마커신호로서 상기 표시용 메모리에 송출하여, 상기 원근투시적 격자상의 거리마커신호 혹은 상기 계란형상의 거리마커신호가 조작자의 지시에 의거하여 상기 3차원적 화상데이터에 선택적으로 중첩되게 하며,

상기 마커발생기는 또한, 상기 표시기의 화면상에 2차원화상이 표시될 때, 동심원상의 거리마커신호를 상기 표시용 메모리에 송출하여, 상기 동심원상의 거리마커신호가 조작자의 지시에 의거하여 상기 2차원 화상데이터에 선택적으로 중첩되게 하며,

상기 마커발생기는 또한 조작자의 지시에 의거하여 상기 표시기의 화면상의 지정위치에 십자형 마커신호를 발생하여, 상기 십자형 마커가 표시기에 표시되는 2차원 표시화상과 3차원적 표시화상의 각각 대응하는 지정위치에 표시되는 것을 특징으로 하는 3차원적 표시레이더.
제 1항에 있어서, 상기 3차원적좌표변환기는 조작자의 지시에 의거하여 상기 3차원적좌표변환기의 좌표변환동작에 회전을 주는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.
제 2항에 있어서, 상기 3차원적좌표변환기는 조작자의 지시에 의거하여 상기3차원적좌표변환기의 좌표변환동작에 회전을 주는 것을 특징으로 하는 3차원적표시레이더.