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JP4886622B2 - Scan converter, radar apparatus, and scan conversion method - Google Patents
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JP4886622B2 - Scan converter, radar apparatus, and scan conversion method - Google Patents

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Description

この発明は、レーダ装置において使用されるスキャンコンバータに関し、特にレーダビデオをCRT等のラスタスキャン方式のディスプレイに表示する際に用いられるスキャンコンバータ、レーダ装置及びスキャンコンバート方法に関する。   The present invention relates to a scan converter used in a radar apparatus, and more particularly to a scan converter, a radar apparatus, and a scan conversion method used when displaying a radar video on a raster scan type display such as a CRT.

従来のレーダ装置におけるスキャンコンバート方式では、方位θと距離rとで示される極座標を直交座標に変換することで、ディスプレイ上のピクセル座標(x,y)を一点ずつ求めていた。この座標変換に並行してエコーデータの計算を行い、計算されたエコーデータをスキャンコンバータで求まったピクセル座標(x,y)をアドレスとしてフレームバッファに書き込むことで、ディスプレイへ出力を行っていた。   In the conventional scan conversion method in the radar apparatus, the pixel coordinates (x, y) on the display are obtained one by one by converting the polar coordinates indicated by the azimuth θ and the distance r into orthogonal coordinates. In parallel with this coordinate conversion, echo data is calculated, and the calculated echo data is output to the display by writing the pixel coordinates (x, y) obtained by the scan converter to the frame buffer as an address.

ところが、従来のスキャンコンバート方式では極座標から直交座標に変換する際にsin、cos等の三角関数の計算結果を用いるため計算時間がかかったり、距離解像度、方位解像度、計算誤差、丸め誤差などにより変換されない点が生じたりする場合がある。この点にはエコーデータが書き込まれることがなく、完全にエコーデータが欠落してしまう。この現象はPPI(Plan Position Indicator)の半径が大きくなると顕著に見られるようになるため、高解像度の大画面ディスプレイを使用する場合には特に問題となる。   However, in the conventional scan conversion method, the calculation result of trigonometric functions such as sin and cos is used when converting from polar coordinates to orthogonal coordinates, so that it is not converted due to distance resolution, azimuth resolution, calculation error, rounding error, etc. Dots may occur. Echo data is not written at this point, and the echo data is completely lost. This phenomenon becomes prominent when the radius of the PPI (Plan Position Indicator) is increased, and this is particularly problematic when a high-resolution large-screen display is used.

そこで、従来技術として欠落したデータをソフトウェアで補間したり、ハードウェアで水平方向、垂直方向に拡大して補正をする手法が提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。しかし、いずれもスキャンコンバート後の補正であり、必ずしも元のビデオデータを忠実に再現しているとは言えなかった。
特開平7−92254号公報
Therefore, as a conventional technique, a method of interpolating missing data with software or correcting by expanding in the horizontal and vertical directions with hardware has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, both are corrections after scan conversion, and it cannot always be said that the original video data is faithfully reproduced.
JP-A-7-92254

上述したように、従来のスキャンコンバート方式では極座標から直交座標に変換する際に三角関数を用いるため計算に時間がかかったり、距離解像度、方位解像度、計算誤差、丸め誤差などにより変換されない点が生じたりする場合がある。また、欠落したデータを補正する手法を用いても、拡大表示を行う場合、特にレーダ覆域の周辺部を拡大表示する際には描画に必要な時間が増え、描画の更新レートが下がるという問題点があった。   As described above, the conventional scan conversion method uses a trigonometric function when converting from polar coordinates to Cartesian coordinates, so it takes time to calculate, and there are points that are not converted due to distance resolution, orientation resolution, calculation error, rounding error, etc. There is a case. In addition, even when a method for correcting missing data is used, when performing magnified display, especially when enlarging and displaying the periphery of the radar coverage, the time required for rendering increases and the rendering update rate decreases. There was a point.

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、拡大表示を行う際にも、レーダエコー等のデータを欠落なく高速に再現することが可能なスキャンコンバータ、レーダ装置及びスキャンコンバート方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a scan converter and a radar apparatus capable of reproducing data such as radar echoes at high speed without omission even when enlarged display is performed. And providing a scan conversion method.

上記目的を達成するためにこの発明に係るスキャンコンバータは、複数の方位に受信ビームを形成して、それぞれの方位の受信エコーから距離に対する信号強度を測定するレーダ装置に用いられ、前記複数の方位それぞれの距離に対する信号強度情報を表示スコープの画面に表示するためのラスタビデオに変換するスキャンコンバータであって、前記複数の方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端の座標を記憶する記憶手段と、前記表示スコープの画面表示領域を指定する情報を受け付ける受付手段と、前記複数の方位それぞれの測定結果が入力され、前記測定結果を入力する毎にその被測定方位に対応する線分の両端の座標を前記記憶手段から読み出し、この読み出された両端の座標のいずれか一方を始点とし、他方の座標である終点に向かって前記指定された画面表示領域を越えるまで前記測定結果が示す距離を前記線分上の座標点に換算して、前記距離に対応する信号強度情報を換算された座標点に描画することで前記ラスタビデオに変換する変換手段とを具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a scan converter according to the present invention is used in a radar apparatus that forms a reception beam in a plurality of directions and measures a signal intensity with respect to a distance from a reception echo in each direction. A scan converter that converts signal intensity information for each distance into a raster video for display on a display scope screen, and stores coordinates of both ends of a line segment corresponding to a detection distance corresponding to each of the plurality of directions. Storage means, receiving means for receiving information for designating a screen display area of the display scope, measurement results for each of the plurality of directions are input, and each time the measurement results are input, a line segment corresponding to the measurement direction The coordinates of both ends of the are read from the storage means, one of the coordinates of the read both ends is the starting point, the other coordinates The distance indicated by the measurement result is converted into a coordinate point on the line segment until it exceeds the designated screen display area toward a certain end point, and signal intensity information corresponding to the distance is drawn at the converted coordinate point. And converting means for converting into the raster video.

また、この発明に係るレーダ装置は、複数の方位に受信ビームを形成して、それぞれの方位の受信エコーから距離に対する信号強度を測定するレーダ装置に用いられ、前記複数の方位それぞれの距離に対する信号強度情報を表示スコープの画面に表示するためのラスタビデオに変換するレーダ装置であって、前記複数の方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端の座標を記憶する記憶手段と、前記表示スコープの画面表示領域を指定する情報を受け付ける受付手段と、前記複数の方位それぞれの測定結果が入力され、前記測定結果を入力する毎にその被測定方位に対応する線分の両端の座標を前記記憶手段から読み出し、この読み出された両端の座標のいずれか一方を始点とし、他方の座標である終点に向かって前記指定された画面表示領域を越えるまで前記測定結果が示す距離を前記線分上の座標点に換算して、前記距離に対応する信号強度情報を換算された座標点に描画することで前記ラスタビデオに変換する変換手段とを具備することを特徴とする。   The radar apparatus according to the present invention is used in a radar apparatus that forms a reception beam in a plurality of directions and measures a signal intensity with respect to a distance from a reception echo in each direction. A radar device for converting intensity information into a raster video for displaying on a screen of a display scope, the storage means storing the coordinates of both ends of a line segment corresponding to a detection distance corresponding to each of the plurality of directions; A receiving means for receiving information for designating a screen display area of a display scope, and measurement results for each of the plurality of directions are input. Each time the measurement results are input, coordinates of both ends of a line segment corresponding to the measurement direction are obtained. Read from the storage means, the specified point from one of the coordinates of the read both ends to the end point that is the other coordinate The distance indicated by the measurement result is converted into a coordinate point on the line segment until the surface display area is exceeded, and the signal strength information corresponding to the distance is drawn at the converted coordinate point to convert it to the raster video. Conversion means.

また、この発明に係るスキャンコンバート方法は、複数の方位に受信ビームを形成して、それぞれの方位の受信エコーから距離に対する信号強度を測定するレーダ装置に用いられ、前記複数の方位それぞれの距離に対する信号強度情報を表示スコープの画面に表示するためのラスタビデオに変換するスキャンコンバート方法であって、前記複数の方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端の座標を記憶し、前記表示スコープの画面表示領域を指定する情報を受け付け、前記複数の方位それぞれの測定結果が入力され、前記測定結果を入力する毎にその被測定方位に対応する線分の両端の座標を読み出し、この読み出された両端の座標のいずれか一方を始点とし、他方の座標である終点に向かって前記指定された画面表示領域を越えるまで前記測定結果が示す距離を前記線分上の座標点に換算して、前記距離に対応する信号強度情報を換算された座標点に描画することで前記ラスタビデオに変換することを特徴とする。   Further, the scan conversion method according to the present invention is used in a radar apparatus that forms a reception beam in a plurality of directions and measures a signal intensity with respect to a distance from a reception echo in each direction. A scan conversion method for converting signal intensity information into a raster video for display on a display scope screen, storing coordinates of both ends of a line segment corresponding to a detection distance corresponding to each of the plurality of directions, and displaying the display Information specifying the screen display area of the scope is received, measurement results for each of the plurality of directions are input, and each time the measurement results are input, the coordinates of both ends of the line segment corresponding to the measurement direction are read and read. One of the coordinates at both ends is set as the start point, and the specified screen display area is exceeded toward the end point that is the other coordinate. Until the distance indicated by the measurement result is converted to a coordinate point on the line segment, and signal intensity information corresponding to the distance is converted to the raster video by drawing at the converted coordinate point. To do.

上記構成によるスキャンコンバータ、レーダ装置及びスキャンコンバート方法では、各方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端座標を予め記憶する。また、表示スコープの画面表示領域を指定する情報を受け付ける。レーダビデオとして各方位それぞれの測定結果が入力される毎に、各方位に対応する線分の始点及び終点座標を読み出して、この始点から終点に向かって表示領域を越えるまでの線分を計算する。そして、上記測定された距離を線分の座標点に換算して信号強度をそれぞれの距離に対応する座標点に描画することでラスタビデオに変換する。   In the scan converter, the radar apparatus, and the scan conversion method configured as described above, both end coordinates of the line segment corresponding to the detection distance corresponding to each direction are stored in advance. Also, information specifying the screen display area of the display scope is received. Each time the measurement result of each direction is input as a radar video, the start point and end point coordinates corresponding to each direction are read out, and the line segment from this start point to the end point is calculated. . Then, the measured distance is converted into the coordinate point of the line segment, and the signal intensity is drawn at the coordinate point corresponding to each distance, thereby converting into the raster video.

このように構成することで三角関数の計算が不要になるため、単純な回路構成で高速動作を可能となる。また画面表示領域を越えた部分の描画処理は打ち切るようにすることで、処理時間の短縮を図ることができる。   With this configuration, trigonometric functions need not be calculated, and high-speed operation is possible with a simple circuit configuration. In addition, the processing time can be shortened by stopping the drawing processing of the portion beyond the screen display area.

したがってこの発明によれば、拡大表示を行う際にも、レーダエコー等のデータを欠落なく高速に再現することが可能なスキャンコンバータ、レーダ装置及びスキャンコンバート方法を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a scan converter, a radar apparatus, and a scan conversion method capable of reproducing data such as radar echoes at high speed without omission even when enlarged display is performed.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、この発明に係るレーダ装置の第1の実施形態を示す構成図である。このレーダ装置は、スキャンコンバータ10と、送信機11と、アンテナ12と、受信機13と、信号処理装置14と、画面出力装置15と、CPU16と、表示装置17とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a radar apparatus according to the present invention. The radar apparatus includes a scan converter 10, a transmitter 11, an antenna 12, a receiver 13, a signal processing device 14, a screen output device 15, a CPU 16, and a display device 17.

送信機11において生成されたパルス波形データは送信周波数までアップコンバートされ、電力増幅されたのち、レーダパルスとしてアンテナ12から空中に送出される。アンテナ12から送出されたレーダパルスはターゲットにより反射され、アンテナ12が形成する受信ビームでレーダエコーとして捕捉され、受信機13により増幅されて検出される。レーダ装置は、アンテナ12を所定速度で回転させて複数の方位に対して上記送受信処理を実行する。   The pulse waveform data generated in the transmitter 11 is up-converted to the transmission frequency, amplified in power, and then transmitted from the antenna 12 to the air as a radar pulse. The radar pulse transmitted from the antenna 12 is reflected by the target, captured as a radar echo by the reception beam formed by the antenna 12, and amplified and detected by the receiver 13. The radar apparatus rotates the antenna 12 at a predetermined speed to execute the transmission / reception process for a plurality of directions.

信号処理装置14は、受信機13から供給される各方位の受信エコーに対してフィルタ処理等を行い、雑音やクラッタ等の不要成分を取り除き、エコーの反射強度などを算出する。上記算出されたデータはレーダビデオとしてスキャンコンバータ10に入力され、スキャンコンバータ10は、CRT等のラスタスキャンディスプレイに出力できるようにレーダビデオをラスタビデオに変換する。画面出力装置15は、CPU16の制御の下、スキャンコンバートされたレーダ画像に加えて地図やシンボル等を重畳し、表示装置17へ出力する。図2は、表示装置17がPPIスコープで構成される場合の画面表示例である。PPIスコープでは、表示の原点をアンテナ位置とし、ビームの回転方位方向に同期させて放射状に掃引を行い、原点から外周への長さは距離を表す。   The signal processing device 14 performs filter processing and the like on the received echoes of each direction supplied from the receiver 13 to remove unnecessary components such as noise and clutter, and calculates echo reflection intensity and the like. The calculated data is input to the scan converter 10 as a radar video, and the scan converter 10 converts the radar video into a raster video so that it can be output to a raster scan display such as a CRT. Under the control of the CPU 16, the screen output device 15 superimposes a map, a symbol, and the like in addition to the scan-converted radar image and outputs it to the display device 17. FIG. 2 is a screen display example when the display device 17 is configured with a PPI scope. In the PPI scope, the origin of display is the antenna position, and the sweep is performed in synchronization with the rotational direction of the beam, and the length from the origin to the outer circumference represents the distance.

図3は、図1に示すスキャンコンバータ10を示す機能ブロック図である。
スキャンコンバータ10は、入力ビデオバッファ1と、始点終点メモリ2と、CPU3と、座標計算部4と、信号強度最大値検出部5と、フレームバッファ6と、表示領域設定部7とを備える。スキャンコンバータ10は、PPIスコープの中心点から放射状に長さrの線分を描画し、直線状の各ピクセルにエコーデータを割り当てることによりスキャンコンバートを行う。
FIG. 3 is a functional block diagram showing the scan converter 10 shown in FIG.
The scan converter 10 includes an input video buffer 1, a start point / end point memory 2, a CPU 3, a coordinate calculation unit 4, a signal intensity maximum value detection unit 5, a frame buffer 6, and a display area setting unit 7. The scan converter 10 draws a line segment of length r radially from the center point of the PPI scope, and performs scan conversion by assigning echo data to each linear pixel.

入力ビデオバッファ1には、信号処理装置14から供給される複数の方位それぞれの距離に対する信号強度情報が保持される。始点終点メモリ2には、CPU3により計算されるレーダ中心から各方位に対応する探知距離に相当する線分の両端の座標が格納される。座標計算部4は、指定された方位に対応する線分の両端の座標を始点終点メモリ2から読み出し、読み出された両端の座標のいずれか一方を始点、もう一方を終点とし、始点から終点を結んだ線分を表す座標配列を計算する。線分の計算には、例えばブレゼンハムの線分描画アルゴリズムを利用する。このアルゴリズムは、加算と減算のみで任意の2点間の線分を描画することが可能であるため、計算処理をより高速に行うことができる。   In the input video buffer 1, signal strength information for each distance of a plurality of directions supplied from the signal processing device 14 is held. The start point / end point memory 2 stores the coordinates of both ends of the line segment corresponding to the detection distance corresponding to each direction from the radar center calculated by the CPU 3. The coordinate calculation unit 4 reads out the coordinates of both ends of the line segment corresponding to the designated orientation from the start point / end point memory 2, sets one of the read coordinates at both ends as the start point, the other as the end point, and the start point to the end point. Calculate the coordinate array that represents the line segment connecting For the calculation of the line segment, for example, Bresenham's line segment drawing algorithm is used. Since this algorithm can draw a line segment between two arbitrary points only by addition and subtraction, the calculation process can be performed at higher speed.

また、表示領域設定部7は、CPU3により指定される表示装置17の画面に表示する表示領域を表す情報をもとに座標計算部4に表示領域の設定を行う。上記座標計算部4は、この表示領域設定部7により設定された表示領域内について上記座標配列の計算を行う。   The display area setting unit 7 sets a display area in the coordinate calculation unit 4 based on information representing the display area displayed on the screen of the display device 17 specified by the CPU 3. The coordinate calculation unit 4 calculates the coordinate arrangement in the display area set by the display area setting unit 7.

信号強度最大値検出部5は、座標計算部4で求められた線分上の各ピクセルに対応する信号強度うち最大値を検出する。フレームバッファ6では、座標計算部4で計算された線上の各ピクセルに信号強度最大値検出部5により検出された信号強度の最大値に基づいた色データを書き込むことでPPIスキャン(極座標系)からラスタスキャン(直交座標系)へのスキャンコンバートを行う。   The signal strength maximum value detection unit 5 detects the maximum value among the signal strengths corresponding to each pixel on the line segment obtained by the coordinate calculation unit 4. In the frame buffer 6, the color data based on the maximum value of the signal intensity detected by the signal intensity maximum value detection unit 5 is written in each pixel on the line calculated by the coordinate calculation unit 4, thereby performing the PPI scan (polar coordinate system). Performs scan conversion to raster scan (orthogonal coordinate system).

次に、このように構成されたスキャンコンバータ10の動作について説明する。
図3において、スキャンコンバータ10は、信号処理装置14からθ(方位)とr(距離)とI(信号強度)を受け取り、θとrの値をアドレスとしてデュアルポートメモリである入力ビデオバッファ1に信号強度Iを書き込む。始点終点メモリ2にはビームの各方位θに対応する探知距離に相当する線分の両端座標(xs,ys)、(xe,ye)がそれぞれ格納されている。通常、初期値が格納されているが、PPIスコープの中心点の平行移動や拡大・縮小を行う際には、CPU3により全座標を計算し更新する。PPIスキャンの場合、例えば、(xs,ys)は、レーダの中心に相当する座標(x0,y0)とし、(xe,ye)は、レーダの探知距離をRとすると、R×sinθ+x0、R×cosθ+y0の値をCPU3で計算し整数に丸めた値とする。
Next, the operation of the scan converter 10 configured as described above will be described.
In FIG. 3, the scan converter 10 receives θ (azimuth), r (distance), and I (signal intensity) from the signal processing device 14, and uses the values of θ and r as addresses to the input video buffer 1 that is a dual port memory. Write signal strength I. The start point / end point memory 2 stores both end coordinates (xs, ys) and (xe, ye) corresponding to the detection distance corresponding to each azimuth θ of the beam. Normally, initial values are stored, but when the parallel movement or enlargement / reduction of the center point of the PPI scope is performed, the CPU 3 calculates and updates all coordinates. In the case of the PPI scan, for example, (xs, ys) is coordinates (x0, y0) corresponding to the center of the radar, and (xe, ye) is R × sin θ + x0, R × where R is the radar detection distance. The value of cos θ + y0 is calculated by the CPU 3 and rounded to an integer.

座標計算部4は、入力ビデオバッファ1に保持された方位θの値に対応する線分の両端座標を始点終点メモリ2から読み出し、(xs,ys)と(xe,ye)との間を結んだ線分を表す座標配列(x1,y1)〜(xi,yi)(iは自然数)を計算する。この計算には、ブレゼンハムの線分描画アルゴリズムを適用する。ブレゼンハムのアルゴリズムは線分の始点と終点の座標のみを必要とし、加減算とシフト演算で線分上の点の座標を求めることができ、乗除算が不要なためハードウェア化に適している。   The coordinate calculation unit 4 reads both end coordinates of the line segment corresponding to the value of the azimuth θ held in the input video buffer 1 from the start point end point memory 2 and connects between (xs, ys) and (xe, ye). A coordinate array (x1, y1) to (xi, yi) (i is a natural number) representing the ellipse segment is calculated. For this calculation, Bresenham's line drawing algorithm is applied. Bresenham's algorithm requires only the coordinates of the start point and end point of a line segment, can determine the coordinates of a point on the line segment by addition / subtraction and shift operations, and is suitable for hardware because it does not require multiplication / division.

信号強度最大値検出部5には、入力ビデオバッファ1から方位θに対応する測定結果(信号強度Iと距離rの組)が供給される。信号強度最大値検出部5は、各距離rを座標計算部4により求められた線分上の座標点に換算し、この座標点に該当する信号強度Iの中から最大値Imaxをそれぞれ検出する。線分上のピクセルの座標(x1,y1)〜(xi,yi)をアドレスとし、信号強度最大値検出部5より得られたピクセルの色データImax1〜iをフレームバッファ6に書き込むことでPPIスキャン(極座標系)からラスタスキャン(直交座標系)へのスキャンコンバートを行う。   A measurement result (a set of signal intensity I and distance r) corresponding to the azimuth θ is supplied from the input video buffer 1 to the signal intensity maximum value detection unit 5. The signal strength maximum value detection unit 5 converts each distance r into a coordinate point on the line segment obtained by the coordinate calculation unit 4, and detects the maximum value Imax from the signal strength I corresponding to this coordinate point. . The pixel coordinates on the line segment (x1, y1) to (xi, yi) are used as addresses, and pixel color data Imax1 to i obtained from the signal intensity maximum value detection unit 5 are written in the frame buffer 6 to perform PPI scanning. Perform scan conversion from (polar coordinate system) to raster scan (orthogonal coordinate system).

ところで、上記座標計算部4は、表示領域設定部7により設定された表示装置17の画面に表示する表示領域内について上述した座標配列を計算するようにする。以下に、その手法を詳細に述べる。   By the way, the coordinate calculation unit 4 calculates the above-described coordinate arrangement in the display area displayed on the screen of the display device 17 set by the display area setting unit 7. The method is described in detail below.

図4は、ライン描画処理の手順とその内容を示すフローチャートである。CPU3は、表示領域設定部7から表示領域の設定を受け付けると(ステップS4a)、レーダの中心に相当する座標から設定された表示領域までの位置を判定する(ステップS4b)。   FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the line drawing process and its contents. When receiving the setting of the display area from the display area setting unit 7 (step S4a), the CPU 3 determines the position from the coordinate corresponding to the center of the radar to the set display area (step S4b).

この判定において、表示領域がレーダの中心を含む、またはレーダの中心に近いと判定された場合には、図5に示すようにライン描画を行う。すなわち、CPU3は中心点Oを始点、最大探知距離Rを半径とする円周上の点Aiを終点として始点終点メモリ2に記憶する(ステップS4c)。座標計算部4は、始点終点メモリ2からθに対応する座標を読み出し、中心点Oから円周上の点Aiに向かって表示領域を越えるまでライン描画を行う(ステップS4d,S4e)。ステップS4eの判定において表示領域を越えたとき、座標計算部4はライン描画を打ち切り(ステップS4f)、次のラインの描画処理を行う(ステップS4g)。   In this determination, when it is determined that the display area includes or is close to the center of the radar, line drawing is performed as shown in FIG. That is, the CPU 3 stores the point Ai on the circumference having the center point O as the start point and the radius of the maximum detection distance R as the end point in the start point / end point memory 2 (step S4c). The coordinate calculation unit 4 reads the coordinates corresponding to θ from the start point / end point memory 2, and performs line drawing from the center point O toward the point Ai on the circumference until the display area is exceeded (steps S4d and S4e). When the display area is exceeded in the determination in step S4e, the coordinate calculation unit 4 aborts the line drawing (step S4f), and performs the next line drawing process (step S4g).

一方、ステップS4bの判定において、表示領域がレーダの中心から遠い(外周に近い)と判定された場合には、図5に示すようにライン描画を行う。この場合、CPU3は最大探知距離Rを半径とする円周上の点Aiを始点、中心点Oを終点として始点終点メモリ2に記憶する(ステップS4h)。座標計算部4は、始点終点メモリ2からθに対応する座標を読み出し、円周上の点Aiから中心点Oに向かって表示領域を越えるまでライン描画を行う(ステップS4i,S4j)。ステップS4jの判定において表示領域を越えたとき、座標計算部4はライン描画を打ち切り(ステップS4k)、次のラインの描画処理を行う(ステップS4l)。   On the other hand, if it is determined in step S4b that the display area is far from the center of the radar (close to the outer periphery), line drawing is performed as shown in FIG. In this case, the CPU 3 stores the point Ai on the circumference having the radius of the maximum detection distance R as the start point and the center point O as the end point in the start point / end point memory 2 (step S4h). The coordinate calculation unit 4 reads the coordinates corresponding to θ from the start point / end point memory 2 and performs line drawing until the display area is exceeded from the point Ai on the circumference toward the center point O (steps S4i, S4j). When the display area is exceeded in the determination in step S4j, the coordinate calculation unit 4 aborts the line drawing (step S4k) and performs the drawing process for the next line (step S41).

以上述べたように上記第1の実施形態では、始点終点メモリ2に各方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端座標を予め記憶しておく。表示領域設定部7は、CPU3の指示により表示装置の画面表示領域を指定する情報をもとに座標計算部4に表示領域の設定を行う。レーダビデオとして各方位それぞれの測定結果(距離及び信号強度)が入力ビデオバッファ1に入力される毎に、座標計算部4は各方位に対応する線分の始点及び終点座標を始点終点メモリ2から読み出す。座標計算部4は、読み出された始点から終点に向かって表示領域設定部7により設定される表示領域を越えるまで測定結果が示す距離を計算された線分上の座標点に換算して、それぞれの距離に対応する信号強度を換算された座標点のフレームバッファ6に描画することでラスタビデオに変換する。   As described above, in the first embodiment, both end coordinates of the line segment corresponding to the detection distance corresponding to each direction are stored in advance in the start point / end point memory 2. The display area setting unit 7 sets a display area in the coordinate calculation unit 4 based on information for designating the screen display area of the display device according to an instruction from the CPU 3. Each time the measurement results (distance and signal intensity) of each azimuth are input to the input video buffer 1 as radar video, the coordinate calculation unit 4 obtains the start and end coordinates of the line segment corresponding to each azimuth from the start / end point memory 2. read out. The coordinate calculation unit 4 converts the distance indicated by the measurement result to the coordinate point on the calculated line segment until it exceeds the display area set by the display area setting unit 7 from the read start point to the end point. By rendering the signal intensity corresponding to each distance in the frame buffer 6 of the converted coordinate point, it is converted into raster video.

したがって、上記第1の実施形態によれば、三角関数の計算が不要になるため、単純な回路構成で高速動作を可能にし、エコーデータの欠落を起こさずより忠実な表示を高速に行うことが可能となる。さらに、画面表示領域に関係なく始点から終点まですべての座標の計算を行う場合と比較して、画面表示領域を越えた部分の計算は画面表示に影響を与えないため処理を打ち切るようにすることで、処理時間の短縮を図ることができる。つまり、上記図5及び図6において破線部分の座標換算処理を省略することができる。なお、この処理は表示領域がPPIの中心点に近い、もしくはPPI周縁部に近い場合に特に有効である。   Therefore, according to the first embodiment, since calculation of trigonometric functions is not required, high-speed operation is possible with a simple circuit configuration, and more accurate display can be performed at high speed without causing loss of echo data. It becomes possible. In addition, compared to the case where all coordinates are calculated from the start point to the end point regardless of the screen display area, the calculation beyond the screen display area does not affect the screen display, so the processing is terminated. Thus, the processing time can be shortened. That is, the coordinate conversion process of the broken line portion in FIGS. This process is particularly effective when the display area is close to the center point of the PPI or close to the peripheral edge of the PPI.

また、上記第1の実施形態では、レーダの中心から表示領域までの距離によって、中心点と円周上の点のどちらを始点にするかを決定している。このようにすることで、ライン描画の処理を高速に行うことができる。これは、画面表示領域の位置に応じてCPU3が始点・終点を入れ替えるだけでライン描画の方向を変更する事が可能である。   In the first embodiment, which of the center point and the point on the circumference is determined as the starting point is determined by the distance from the center of the radar to the display area. In this way, line drawing processing can be performed at high speed. This is because the CPU 3 can change the direction of line drawing only by switching the start point and end point according to the position of the screen display area.

(第2の実施形態)
第2の実施形態では、上記第1の実施形態の座標計算部4の処理をさらに高速化する手法について述べる。なお、第2の実施形態において、スキャンコンバータの構成は、上記第1の実施形態と同一であるため、上記第1の実施形態における図3を用いて説明を行う。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a method for further speeding up the processing of the coordinate calculation unit 4 of the first embodiment will be described. In the second embodiment, since the configuration of the scan converter is the same as that of the first embodiment, description will be made with reference to FIG. 3 in the first embodiment.

図7は、第2の実施形態のスキャンコンバータにおけるライン描画処理の手順とその内容を示すフローチャートである。CPU3は、表示領域設定部7から表示領域の設定を受け付けると(ステップS7a)、レーダの中心に相当する座標から設定された表示領域までの位置を判定する(ステップS7b)。   FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the line drawing process and its contents in the scan converter of the second embodiment. When receiving the setting of the display area from the display area setting unit 7 (step S7a), the CPU 3 determines the position from the coordinate corresponding to the center of the radar to the set display area (step S7b).

この判定において、表示領域がレーダの中心を含む、またはレーダの中心に近いと判定された場合には、図8に示すように、さらに描画を高速化するために始点を表示領域に近づける。すなわち、CPU3は、中心点Oから最大探知距離Rを半径とする円周上の点Aiに向かって画面表示領域よりも内側にある円上の点Biを計算し、始点終点メモリ2に点Biを始点として記憶する(ステップS7c)。そして、座標計算部4は、始点終点メモリ2から始点として点Bi、終点として最大探知距離Rを半径とする円周上の点Aiを読み出し(ステップS7d)、点Biから円周上の点Aiに向かって表示領域を越えるまでライン描画を行う(ステップS7e,S7f)。ステップS7fの判定において表示領域を越えたとき、座標計算部4はライン描画を打ち切り(ステップS7g)、次のラインの描画処理を行う(ステップS7h)。   In this determination, if it is determined that the display area includes the center of the radar or is close to the center of the radar, as shown in FIG. 8, the starting point is brought closer to the display area in order to further speed up the drawing. That is, the CPU 3 calculates a point Bi on the circle inside the screen display area from the center point O toward the point Ai on the circumference having the maximum detection distance R as a radius, and stores the point Bi in the start point / end point memory 2. Is stored as a starting point (step S7c). Then, the coordinate calculation unit 4 reads a point Bi from the start point / end point memory 2 as a start point and a point Ai on the circumference having a radius of the maximum detection distance R as an end point (step S7d), and a point Ai on the circumference from the point Bi. Line drawing is performed until the display area is exceeded (steps S7e, S7f). When the display area is exceeded in the determination in step S7f, the coordinate calculation unit 4 aborts the line drawing (step S7g), and performs the next line drawing process (step S7h).

一方、ステップS7bの判定において、表示領域がPPIの外周に近いと判定された場合には、図9に示すようにライン描画を行う。この場合、CPU3は、最大探知距離Rを半径とする円周上の点から中心点Oに向かって画面表示領域よりも外側にある円上の点Ciを計算し、始点終点メモリ2に点Biを始点として記憶する(ステップS7i)。そして、座標計算部4は、始点終点メモリ2から始点として点Ci、終点として中心点Oを読み出し(ステップS7j)、円周上の点Ciから中心点Oに向かって表示領域を越えるまでライン描画を行う(ステップS7k,S7l)。ステップS7lの判定において表示領域を越えたとき、座標計算部4はライン描画を打ち切り(ステップS7m)、次のラインの描画処理を行う(ステップS7n)。   On the other hand, if it is determined in step S7b that the display area is close to the outer periphery of the PPI, line drawing is performed as shown in FIG. In this case, the CPU 3 calculates a point Ci on the circle outside the screen display area from the point on the circumference having the maximum detection distance R as the radius toward the center point O, and stores the point Bi in the start point / end point memory 2. Is stored as a starting point (step S7i). Then, the coordinate calculation unit 4 reads the point Ci as the start point and the center point O as the end point from the start point / end point memory 2 (step S7j), and draws a line until the display area is exceeded from the point Ci on the circumference toward the center point O. (Steps S7k, S7l). When the display area is exceeded in the determination in step S71, the coordinate calculation unit 4 aborts the line drawing (step S7m) and performs the next line drawing process (step S7n).

上記第2の実施形態では、レーダビデオを拡大し、PPIの中心が画面表示領域内に無い場合には、さらに始点を終点に向かって画面表示位置に近づけてライン描画を行うようにしている。これにより上記第1の実施形態よりさらにライン描画処理を短縮することができる。これにより、レーダビデオの画面表示領域、拡大率にかかわらず、ほぼ一定時間で1ライン描画を行うことが可能になる。   In the second embodiment, the radar video is enlarged, and when the center of the PPI is not in the screen display area, line drawing is performed with the start point closer to the end point toward the screen display position. Thereby, the line drawing process can be further shortened than in the first embodiment. As a result, one line can be drawn in a substantially constant time regardless of the radar video screen display area and the enlargement ratio.

以上に述べたように、本発明を用いることで、レーダエコー等のデータの欠落を起こさず、拡大したスキャンコンバートが可能である。また、レーダ覆域における画面表示領域・拡大率に応じて、ラインの始点・終点、及びライン描画方向を設定することでライン描画時間を短縮することができる。これによりスキャンコンバートの更新レートを向上することが可能になる。   As described above, by using the present invention, enlarged scan conversion is possible without causing data loss such as radar echo. Also, the line drawing time can be shortened by setting the start and end points of the line and the line drawing direction in accordance with the screen display area / magnification ratio in the radar coverage area. As a result, the update rate of scan conversion can be improved.

なお、この発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in each embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

本発明に係るレーダ装置の第1の実施形態を示す構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows 1st Embodiment of the radar apparatus which concerns on this invention. PPIスコープの画面表示例を示す図。The figure which shows the example of a screen display of a PPI scope. 本発明に係るスキャンコンバータの第1の実施形態を示す機能ブロック図。1 is a functional block diagram showing a first embodiment of a scan converter according to the present invention. 第1の実施形態のスキャンコンバータにおけるライン描画処理の手順とその内容を示すフローチャート。6 is a flowchart showing a procedure of line drawing processing and its contents in the scan converter of the first embodiment. 第1の実施形態のスキャンコンバータによるライン描画を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating line drawing by the scan converter according to the first embodiment. 第1の実施形態のスキャンコンバータによるライン描画を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating line drawing by the scan converter according to the first embodiment. 第2の実施形態のスキャンコンバータにおけるライン描画処理の手順とその内容を示すフローチャート。9 is a flowchart showing the procedure of line drawing processing and its contents in the scan converter of the second embodiment. 第2の実施形態のスキャンコンバータによるライン描画を示す図。The figure which shows the line drawing by the scan converter of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のスキャンコンバータによるライン描画を示す図。The figure which shows the line drawing by the scan converter of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…スキャンコンバータ、11…送信機、12…アンテナ、13…受信機、14…信号処理装置、15…画面出力装置、16…CPU、17…表示装置、1…入力ビデオバッファ、2…始点終点メモリ、3…CPU、4…座標計算部、5…信号強度最大値検出部、6…フレームバッファ、7…表示領域設定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Scan converter, 11 ... Transmitter, 12 ... Antenna, 13 ... Receiver, 14 ... Signal processing device, 15 ... Screen output device, 16 ... CPU, 17 ... Display device, 1 ... Input video buffer, 2 ... Start point end point Memory, 3 ... CPU, 4 ... coordinate calculation unit, 5 ... signal intensity maximum value detection unit, 6 ... frame buffer, 7 ... display area setting unit.

Claims (5)

複数の方位に受信ビームを形成して、それぞれの方位の受信エコーから距離に対する信号強度を測定するレーダ装置に用いられ、前記複数の方位それぞれの距離に対する信号強度情報を表示スコープの画面に表示するためのラスタビデオに変換するスキャンコンバータであって、
前記複数の方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端の座標を記憶する記憶手段と、
前記表示スコープの画面表示領域を指定する情報を受け付ける受付手段と、
前記複数の方位それぞれの測定結果が入力され、前記測定結果を入力する毎にその被測定方位に対応する線分の両端の座標を前記記憶手段から読み出し、この読み出された両端の座標のいずれか一方を始点とし、他方の座標である終点に向かって前記指定された画面表示領域を越えるまで前記測定結果が示す距離を前記線分上の座標点に換算して、前記距離に対応する信号強度情報を換算された座標点に描画することで前記ラスタビデオに変換する変換手段と
を具備することを特徴とするスキャンコンバータ。
Used in a radar device that forms reception beams in a plurality of directions and measures the signal intensity with respect to the distance from reception echoes in the respective directions, and displays signal intensity information for the distances in the plurality of directions on the display scope screen. A scan converter that converts to raster video for
Storage means for storing coordinates of both ends of a line segment corresponding to a detection distance corresponding to each of the plurality of directions;
Receiving means for receiving information for designating a screen display area of the display scope;
The measurement results of each of the plurality of directions are input, and each time the measurement results are input, the coordinates of both ends of the line segment corresponding to the measurement direction are read from the storage means, A signal corresponding to the distance is calculated by converting the distance indicated by the measurement result into a coordinate point on the line segment until the specified screen display area is exceeded toward the end point which is the other coordinate from the start point. A scan converter, comprising: conversion means for converting the raster information into the raster video by drawing the intensity information at the converted coordinate points.
前記変換手段は、レーダの中心に相当する座標から前記指定された画面表示領域までの距離に基づいて、前記記憶手段から読み出された両端の座標のいずれか一方を始点とすることを特徴とする請求項1記載のスキャンコンバータ。   The conversion means starts from one of the coordinates at both ends read from the storage means based on the distance from the coordinate corresponding to the center of the radar to the designated screen display area. The scan converter according to claim 1. 前記変換手段は、さらに前記始点を前記終点に向かって前記指定された画面表示領域に近づけることを特徴とする請求項1記載のスキャンコンバータ。   The scan converter according to claim 1, wherein the conversion unit further brings the start point closer to the designated screen display area toward the end point. 複数の方位に受信ビームを形成して、それぞれの方位の受信エコーから距離に対する信号強度を測定するレーダ装置に用いられ、前記複数の方位それぞれの距離に対する信号強度情報を表示スコープの画面に表示するためのラスタビデオに変換するレーダ装置であって、
前記複数の方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端の座標を記憶する記憶手段と、
前記表示スコープの画面表示領域を指定する情報を受け付ける受付手段と、
前記複数の方位それぞれの測定結果が入力され、前記測定結果を入力する毎にその被測定方位に対応する線分の両端の座標を前記記憶手段から読み出し、この読み出された両端の座標のいずれか一方を始点とし、他方の座標である終点に向かって前記指定された画面表示領域を越えるまで前記測定結果が示す距離を前記線分上の座標点に換算して、前記距離に対応する信号強度情報を換算された座標点に描画することで前記ラスタビデオに変換する変換手段と
を具備することを特徴とするレーダ装置。
Used in a radar device that forms reception beams in a plurality of directions and measures the signal intensity with respect to the distance from reception echoes in the respective directions, and displays signal intensity information for the distances in the plurality of directions on the display scope screen. A radar device for converting to a raster video for
Storage means for storing coordinates of both ends of a line segment corresponding to a detection distance corresponding to each of the plurality of directions;
Receiving means for receiving information for designating a screen display area of the display scope;
The measurement results of each of the plurality of directions are input, and each time the measurement results are input, the coordinates of both ends of the line segment corresponding to the measurement direction are read from the storage unit, and any of the read coordinates of both ends is read. A signal corresponding to the distance is calculated by converting the distance indicated by the measurement result into a coordinate point on the line segment until the specified screen display area is exceeded toward the end point which is the other coordinate from the start point. A radar apparatus comprising: conversion means for converting intensity information into the raster video by drawing at converted coordinate points.
複数の方位に受信ビームを形成して、それぞれの方位の受信エコーから距離に対する信号強度を測定するレーダ装置に用いられ、前記複数の方位それぞれの距離に対する信号強度情報を表示スコープの画面に表示するためのラスタビデオに変換するスキャンコンバート方法であって、
前記複数の方位それぞれに対応する探知距離に相当する線分の両端の座標を記憶し、
前記表示スコープの画面表示領域を指定する情報を受け付け、
前記複数の方位それぞれの測定結果が入力され、前記測定結果を入力する毎にその被測定方位に対応する線分の両端の座標を読み出し、この読み出された両端の座標のいずれか一方を始点とし、他方の座標である終点に向かって前記指定された画面表示領域を越えるまで前記測定結果が示す距離を前記線分上の座標点に換算して、前記距離に対応する信号強度情報を換算された座標点に描画することで前記ラスタビデオに変換することを特徴とするスキャンコンバート方法。
Used in a radar device that forms reception beams in a plurality of directions and measures the signal intensity with respect to the distance from reception echoes in the respective directions, and displays signal intensity information for the distances in the plurality of directions on the display scope screen. A scan conversion method for converting to raster video for
Storing the coordinates of both ends of the line segment corresponding to the detection distance corresponding to each of the plurality of directions;
Accept information specifying the screen display area of the display scope,
Measurement results for each of the plurality of azimuths are input, and each time the measurement result is input, the coordinates of both ends of the line segment corresponding to the measurement azimuth are read, and either one of the read coordinates of both ends is the starting point. The distance indicated by the measurement result is converted into a coordinate point on the line segment until the specified screen display area is exceeded toward the end point which is the other coordinate, and signal intensity information corresponding to the distance is converted. A scan conversion method, wherein the raster video is converted into the raster video by drawing at the coordinate points.
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