雷达装置以及航迹显示方法与流程

本发明主要涉及能够显示取得的回波的航迹的雷达装置。

背景技术：

以往，已知有如下雷达装置：例如出于避免与其他的移动体碰撞的目的，对存在于本机的周围的物标进行检测并显示。另外，在专利文献1的雷达装置中，在雷达影像上显示其他移动体的航迹。并且，作为航迹的显示方式，存在真航迹模式与相对航迹模式。在真航迹模式中，基于所取得的回波的绝对位置显示回波的航迹。因此，在真航迹模式中，具有根据所显示的航迹容易把握其他物标的举动的优点。另外，在相对航迹模式下，基于与本机的相对位置关系显示回波的航迹。因此，在相对航迹模式中，具有容易把握相对于本机而接近的危险物标的优点。通过这样显示其他的移动体的航迹，由于容易理解其他的移动体的移动方向，因此能够更可靠地避免碰撞。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－59019号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，在以往的雷达装置中，由于对所取得的全部回波显示航迹，因此例如对陆地的回波也显示航迹。特别是，以相对航迹模式显示航迹的情况下，对于陆地的回波也显示航迹。另外，在以真航迹模式显示航迹的情况下，由于本船位置以及船首方位等的本船信息的误差或者延迟，也显示陆地的航迹。由于陆地的回波通常较大，因此显示画面的多数区域被陆地的航迹覆盖。因此，其他的回波以及航迹的可视性降低。另外，在显示画面显示有多个物标的情况下，若对全部的物标显示航迹，则回波以及航迹的可视性降低。

本发明鉴于以上的情况而做成，其主要目的在于提供能够仅制作必要的航迹数据而显示的雷达装置。

用于解决课题的手段以及效果

本发明所要解决的课题如以上所述，接下来说明用于解决该课题的手段及其效果。

根据本发明的第1观点，提供以下构成的雷达装置。即，该雷达装置具备取得部、回波数据制作部、存储部、航迹数据制作部以及显示部。所述取得部基于发送的电磁波的来自物标的反射波取得回波。所述回波数据制作部基于所述回波，制作至少表示物标的位置的回波数据。所述存储部基于所述回波存储判定用数据，该判定用数据按每个规定的显示区域设定了是否新制作表示物标的移动轨迹的航迹数据。所述航迹数据制作部基于所述回波以及所述判定用数据制作所述航迹数据。所述显示部显示所述回波数据以及所述航迹数据。

由此，由于能够仅对一部分的回波制作航迹数据，因此能够例如仅制作必要的航迹数据并显示。

在所述的雷达装置中优选的是，所述航迹数据制作部在不新制作所述航迹数据的区域中存在以前制作的所述航迹数据时，维持该航迹数据的存在。

由此，能够防止必要的航迹数据在中途被消除。

在所述的雷达装置中优选的是，所述判定用数据按每规定次扫描而更新。

由此，由于判定用数据按每规定次扫描而更新，因此能够进一步提高判定的精度。

在所述的雷达装置中优选的是，所述判定用数据按每规定次距离扫掠而更新。

由此，由于判定用数据以规定次距离扫掠更新，因此能够进一步提高判定的精度。

在所述的雷达装置中优选的是，在所述判定用数据中，按所述显示部的每个像素设定是否新制作表示物标的移动轨迹的航迹数据。

由此，由于能够细化进行判定的区域，因此能够详细地显示航迹数据。

在所述的雷达装置中优选的是，在所述判定用数据中，根据物标的种类决定是否新制作所述航迹数据。

由此，能够仅对规定的种类的物标制作航迹数据。

在所述的雷达装置中优选的是，在所述判定用数据中，陆地的回波所存在的区域被确定为不新制作所述航迹数据的区域。

或者，在所述的雷达装置中优选的是，在所述判定用数据中，移动物标的回波所存在的区域被确定为新制作所述航迹数据的区域。

对于陆地的航迹，显示的必要性较低，反而降低其他的回波的可视性。因此，通过进行上述的任一处理，能够阻止陆地的航迹数据的制作，而显示移动物标的回波的航迹。

在所述的雷达装置中优选的是，在所述判定用数据中，根据回波的性质决定是否新制作所述航迹数据。

由此，通过使用回波的性质能够获得与物标相关的信息，因此能够仅针对必要的回波制作航迹数据。

在所述的雷达装置中优选的是，所述航迹数据表示回波相对于本雷达装置的相对位置变化。

在显示回波的相对位置的变化的情况下，对于未移动的物标，位置的变化也作为航迹而显示，因此无用的航迹被显示。因此，能够更有效地发挥能够仅对一部分的回波显示航迹的效果。

根据本发明的第2观点，提供以下的航迹显示方法。即，该航迹显示方法包括取得工序、回波数据制作工序、判定用数据制作工序、航迹数据制作工序以及显示工序。在所述取得工序中，基于发送的电磁波的来自物标的反射波取得回波。在所述回波数据制作工序中，基于所述回波，制作至少表示物标的位置的回波数据。在所述判定用数据制作工序中，基于所述回波制作判定用数据，该判定用数据按每个规定的显示区域设定了是否新制作表示物标的移动轨迹的航迹数据。在所述航迹数据制作工序中，基于所述回波以及所述判定用数据，制作所述航迹数据。在所述显示工序中，显示所述回波数据以及所述航迹数据。

附图说明

图1为表示本发明的一实施方式的雷达装置的构成的框图。

图2为表示显示有回波以及航迹的雷达影像的图。

图3为表示制作回波数据以及航迹数据的处理的流程图。

图4为说明基于回波的陆地判定的结果以及回波的信号等级制作航迹数据的处理的表。

图5为表示回波数据、判定用数据、航迹数据、显示数据的推移的图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1为表示本实施方式的船舶用的雷达装置1的主要构成的框图。图2为表示显示有回波以及航迹的雷达影像的图。

本实施方式的雷达装置1所具备的雷达天线10能够发送由磁控管生成的脉冲状的发送波(电磁波)并且能够接收该发送波的反射波作为接收信号。此外，雷达装置1发送的发送波不限于脉冲状，也可以是连续波。另外，发送波也可以不由磁控管而是由半导体元件等生成。

另外，雷达天线10在水平面内以规定的旋转周期旋转且反复进行发送波的收发。由此，能够在水平面内以本船为中心遍及360°地探测。通过雷达天线10探测而得到的接收信号向雷达控制装置20输出。

雷达控制装置20利用省略图示的磁控管以及发送电路等生成发送波并且处理从雷达天线10输入的接收信号。另外，雷达控制装置20的各部(特别是，取得部21、回波数据制作部24、判定部28以及航迹数据制作部29)具体而言通过雷达控制装置20所具备的未图示的fpga、asic、或者cpu等的运算处理部实现。

从雷达天线10输入的接收信号(包括回波的信号)由雷达控制装置20的取得部21取得。由取得部21取得的接收信号被输入a/d转换部(模数转换部)22。a/d转换部22对该信号进行取样，转换为多个比特的数字数据并向距离扫掠存储器23输出。

距离扫掠存储器23能够实时存储1次距离扫掠量的接收信号。此外，“距离扫掠”是指从发送发送波起至发送下一发送波为止的一系列的动作，“1次距离扫掠量的接收信号”是指在发送了发送波后至发送下一发送波为止的期间取得的接收信号。另外，“扫描”是指雷达装置1取得本船周边的一系列的接收信号的动作。

回波数据制作部24基于接收信号所含的回波，制作作为表示物标的位置以及回波的信号等级等的数据的回波数据。这里，从发送发送波起至回波返回为止所花的时间与从雷达天线10至物标的距离成比例。因此，基于从发送发送波起至接收接收信号为止的时间能够求取至物标为止的距离。另外，基于发送发送波时的天线角度能够求取物标存在的方位。如以上那样，回波数据制作部24基于接收信号所含的回波，关于回波求取物标的位置。

另外，回波数据制作部24基于接收信号的振幅，求取回波的信号等级。回波数据制作部24求出物标的位置以及回波的信号等级，来制作回波数据。回波数据制作部24将制作的回波数据向回波数据用图像存储器25、判定用数据制作部26以及航迹数据制作部29输出。此外，回波数据制作部24在每次被输入接收信号时制作回波数据，并向各部输出。

回波数据用图像存储器25是为了显示回波数据制作部24制作的回波数据而被使用的图像存储器。在回波数据用图像存储器25中保存的表示回波数据的图像被向显示部31输出。

显示部31为液晶等的显示器，且为光栅扫描式的显示装置。如上述那样制作的回波数据在显示部31显示。图2为雷达影像的例子，中央的标记表示本船的位置。回波41为其他船的回波。回波42为陆地的回波。此外，本船的位置也可以是从中央偏离的位置。显示部31在每次被输入回波数据时更新显示内容。

航迹数据制作部29基于从回波数据制作部24输入的回波数据制作航迹数据。航迹是指物标的移动轨迹(位置变化)。航迹数据是指用于将物标的移动轨迹显示于画面的数据。此外，航迹数据制作部29在每次被输入新的回波数据时制作航迹数据，并向航迹数据用图像存储器30输出。

这里，作为航迹的显示方式，存在将物标相对于本船(本机)的相对位置变化作为航迹显示的相对航迹模式、以及将物标的绝对位置变化作为航迹显示的真航迹模式。在相对航迹模式中，物标相对于本船的相对位置变化作为航迹显示在画面上。在真航迹模式中，物标的实际位置变化与本船的运动无关地作为航迹显示在画面上。在本实施方式中，说明使用相对航迹模式显示航迹的例子，但本发明也能够适用于真航迹模式。

航迹数据制作部29输出的航迹数据被向航迹数据用图像存储器30输出。航迹数据用图像存储器30是为了显示航迹数据制作部29制作的航迹数据而被使用的图像存储器。在航迹数据用图像存储器30中保存的表示航迹数据的图像被向显示部31输出。在图2的雷达影像中，对于回波41显示航迹45。

航迹45以越接近回波41色则越浓(即透明度越低)的方式显示。由此，能够与较早的航迹相比强调地显示新的航迹。此外，该显示为一例，也可以以越接近回波41则色调越发生变化的方式进行显示。另外，也可以不对新的航迹与较早的航迹进行区别而以相同的颜色(即，色调、彩度以及明度相同)进行显示。

在以往的雷达装置中，对于全部的回波显示航迹。因此，对于陆地的回波也显示航迹，其他的回波以及航迹的可视性降低。关于该点，如图2所示，本实施方式的雷达装置1以对于其他船的回波41显示航迹45，且对于陆地的回波42不显示航迹的方式进行控制。

以下，参照图3至图5说明用于仅对陆地以外的回波显示航迹的航迹显示方法所涉及的控制。图3为表示制作回波数据以及航迹数据的处理的流程图。图4为说明基于回波的陆地判定的结果以及回波的信号等级制作航迹数据的处理的表。图5为表示回波数据、判定用数据、航迹数据、显示数据的推移的图。

雷达装置1具备判定用数据制作部26、存储部27以及判定部28作为用于仅对陆地以外的回波显示航迹的构成。

判定用数据制作部26制作判定用数据，该判定用数据是按每个规定的显示区域(详细而言按每像素)设定了是否新制作航迹的数据。存储部27存储判定用数据制作部26制作的判定用数据。此外，判定用数据也可以代替将1个像素设为显示区域的1个单位的构成，而将多个像素设为显示区域的1个单位。判定部28基于存储部27的判定用数据，按每个显示区域(按每个像素)判定是否新显示航迹。

接下来，按照图3的流程图说明制作航迹的处理的流程。取得部21从雷达天线10取得接收信号(取得工序)。回波数据制作部24基于取得部21取得的回波制作回波数据(s101，回波数据制作工序)。回波数据制作部24制作的回波数据如上述那样被向回波数据用图像存储器25、判定用数据制作部26以及航迹数据制作部29输出。这里，回波数据制作部24设为依次制作图5的第一次扫描～第四次扫描所示那样的回波数据。这些回波数据中包含其他船的回波41以及陆地的回波42。此外，陆地的回波的位置向画面下方移动是因为本船朝向画面上方移动。

判定用数据制作部26基于前1次扫描的回波数据更新判定用数据，并向存储部27中存储(s102，判定用数据制作工序)。此外，判定用数据制作部26也可以基于最新的回波数据而不是前1次扫描的回波数据来更新判定用数据。这里，本实施方式的判定用数据是用于在制作航迹数据时使得对于陆地的回波不新制作航迹数据的数据，具体而言，该判定用数据是对于取得部21取得的回波，确定表示陆地的回波的区域(即，不新制作航迹数据的区域)的数据。

在图5的第二次扫描的判定用数据的栏中确定了第一次扫描的回波数据中的相当于陆地的回波42的区域。此外，在第二次扫描的判定用数据中使用第一次扫描的回波数据是因为在第二次扫描的雷达影像中首次显示第一次扫描的航迹数据。因此，在第三次扫描的判定用数据中确定了第二次扫描的陆地的回波的像素。

判定用数据制作部26例如求出回波的大小，在回波的大小超过规定的阈值的情况下，判断该回波是陆地的回波。此外，也可以是除了回波的大小之外，在回波的移动速度(绝对速度)为规定的阈值以下的情况下，判定用数据制作部26判断该回波为陆地的回波的构成。判断回波为陆地的回波还是除此以外的回波的方法为任意方法，例如也能够通过比较地图或者海图的信息与回波的绝对位置进行上述的判断。

判定用数据制作部26若基于前1次扫描的回波数据制作新的判定用数据，则更新存储部27存储的判定用数据。判定用数据的更新按每1次扫描进行。此外，判定用数据的更新优选在制作航迹数据后且制作下一次航迹数据前(即按每次制作航迹数据)进行，但只要进行更新，则更新时机是任意的。例如，也可以按每多次扫描更新判定用数据，或以规定的时间间隔进行更新。另外，也可以按每规定次距离扫掠(1次距离扫掠或者多次距离扫掠)更新判定用数据。另外，制作(更新)图5所示的4个数据的时机是任意的，各自的数据也可以不同步地制作。此外，存储部27例如既可以是闪存(闪盘以及存储卡等)、硬盘、或者光盘等非易失性存储器，也可以是ram等易失性存储器。

接下来，判定部28基于前1次扫描的回波数据、以及更新后的判定用数据，按每个区域判定是否新制作航迹数据(s103，判定工序)。具体而言，判定部28将由判定用数据确定的区域中存在的回波视为陆地的回波。相反，判定部28将未由判定用数据确定的区域中存在的回波视为陆地以外的回波。这样，对于前1次扫描的回波数据，能够判定是陆地的回波还是陆地以外的回波(即，是否为新制作航迹数据的回波)。

航迹数据制作部29基于回波数据以及判定用数据(在本实施方式中为判定部28的判定结果)，制作航迹数据(s104，航迹数据制作工序)。在如本实施方式那样，航迹数据越早则颜色越浅的情况下，对于制作的航迹数据，按每次扫描使航迹数据等级(对显示航迹数据的强度(颜色的浓度等)进行表示的等级)降低。换句话说，新制作的航迹数据的航迹数据等级最高(颜色最浓)。之后，航迹数据等级按每次扫描而降低(使颜色变浅)。

具体而言，航迹数据制作部29基于图4的表，制作航迹数据。在图4中，记载有“陆地判定”与“回波的信号等级为规定以上”这两种。“陆地判定”是指判定部28视为陆地回波的回波。“回波的信号为等级规定以上”如字面意思表示回波的信号等级为规定以上。这是由于若在回波的信号等级较低的情况下制作航迹则也会对噪声显示航迹，因此设为在回波的信号等级为规定以上的情况下制作航迹数据。此外，该处理非必须的处理。即，也可以替代“回波的信号等级为规定以上”而采用“回波的有无”。

在图4的表中的第一行的情况下，即在为陆地的回波且回波的信号等级为规定以上的情况下，将前次的航迹数据等级减去1(规定的值)而得的值设为新的航迹数据等级。即，在判定部28判定为回波是陆地的情况下，即使回波的信号等级为规定以上时，也不制作新的航迹数据，而是仅降低前次的航迹数据等级。此外，在相应的区域中未包含前次的航迹数据的情况下，不进行特别的处理。

另外，在图4的表中的第二行的情况下，即在为陆地的回波且回波的信号等级小于规定的情况下，与上述相同地，将前次的航迹数据等级减去1而得的值设为新的航迹数据等级。另外，在图4的表中的第三行的情况下，即，在非陆地的回波且回波的信号等级为规定以上的情况下，新制作航迹数据。即，对于判定部28判定为回波是陆地以外的回波的区域，制作新的航迹数据。在图4的表中的第四行的情况下，即，在非陆地的回波且回波的信号等级小于规定的情况下，将前次的航迹数据等级减去1而得的值设为新的航迹数据等级。

通过这样进行处理，对于陆地的回波不新制作航迹数据。在图5中，对于其他船的回波41与陆地的回波42中的陆地的回波42，也不制作航迹45。然而，即使是陆地的回波42存在的区域(不新制作航迹数据的区域)，在以前制作的航迹数据存在时，仅将航迹数据等级减去1，维持该航迹数据的存在。

在图5中也同样，在第四次扫描中，其他船的回波41的航迹45排列有3个，最早的航迹45虽为陆地的回波42存在的区域，但维持航迹45的存在。此外，在第四次扫描的显示数据中，该最早的航迹45与陆地的回波42重叠显示，但在时间经过而陆地的回波42的位置变化的情况下，该航迹45被显示。

图5的显示用数据为在显示部31显示的数据。显示用数据是将回波数据与航迹数据重叠而成的数据。此外，在本实施方式中，在回波数据与航迹数据重叠的情况下，回波数据优先被显示。

如以上说明那样，雷达装置1具备取得部21、回波数据制作部24、存储部27、航迹数据制作部29以及显示部31。取得部21基于发送的电磁波的来自物标的反射波取得回波(取得工序)。回波数据制作部24基于该回波制作至少表示物标的位置的回波数据(回波数据制作工序)。基于该回波，制作按每个规定的显示区域(在本实施方式中为每个像素)设定了是否新制作表示物标的移动轨迹的航迹数据的判定用数据(判定用数据制作工序)，并存储于存储部27。航迹数据制作部29基于回波与判定用数据制作航迹数据(航迹数据制作工序)。显示部31显示回波数据以及航迹数据(显示工序)。

由此，由于能够仅对一部分的回波制作航迹数据，因此能够例如仅制作必要的航迹数据并显示。

以上说明了本发明的优选实施方式，但上述的构成也能够如以下那样进行变更。

在上述的实施方式中，举出了陆地的回波作为不新制作航迹数据的回波的例子进行了说明，但对陆地以外(渔具以及航路浮标等的不进行移动的物标)的回波也能够适用本发明。另外，在上述的实施方式中，通过确定陆地的回波的位置，将“无陆地回波的区域”设为“能够新制作航迹数据的区域”。但也可以代替地通过确定例如其他船等的移动物标的回波的位置，将“移动物标的回波存在的区域”设为“能够新制作航迹数据的区域”。这样，本发明能够根据物标的种类设定“能够新制作航迹数据的区域”。

另外，也能够不基于物标的种类而是基于回波的性质(移动速度、大小、位置、或者稳定度等)设定规定的条件，将满足该条件的回波存在的区域设为“能够新制作航迹数据的区域”。此外，回波的稳定度是指回波的信号等级的变化小。另外，也可以基于物标的种类与回波的性质双方，判定是否新制作航迹数据。

在上述实施方式中，在存储部27中存储有1个画面量的判定用数据，但在存储部27中只要至少对于判定部28进行判定的像素存储有判定用数据即可，也可以不同时存储1个画面量的判定用数据。例如，在雷达装置1能够基于多普勒频率检测物标的多普勒速度，且基于从距离扫掠存储器23等依次输入的多普勒速度以及回波数据，依次判定是否为移动物标的情况下，也能够制作相同的航迹数据。在这样的情况下，为了判定的处理而暂时存储判定用数据，因此也存在本发明的存储部。

在上述的实施方式中，说明了将本发明适用于相对航迹模式与真航迹模式中的相对航迹模式的例子，但也能够将本发明适用于真航迹模式。在真航迹模式中，虽然认为由于陆地不移动因此航迹不被显示，但实际上由于方位传感器或者位置传感器(gps接收机)等的误差或者延迟，即使在真航迹模式中陆地的回波的航迹也有可能被显示，因此通过使用本发明，能够更可靠地防止陆地的回波的航迹被显示。

在上述的实施方式中，雷达天线10在水平面内旋转且发送发送波，但也可以使用不使雷达天线10旋转的结构的雷达装置。例如，若为在整周方向上具有天线元件的结构，则无需使雷达天线10旋转。另外，在上述的实施方式中，能够在水平面内遍及360°地探测，但也可以是仅探测前方等的特定的方向的构成。进而，雷达天线10也可以分别具有发送用与接收用的天线。

在上述的实施方式中，说明了将本发明适用于船舶的例子，但对于在船舶以外的移动体(例如航空器)搭载的雷达装置也能够适用本发明。

附图标记说明：

1雷达装置

10雷达天线

20雷达控制装置

21取得部

22a/d转换部(模数转换器)

23距离扫掠存储器

24回波数据制作部

25回波数据用图像存储器

26判定用数据制作部

27存储部

28判定部

29航迹数据制作部

30航迹数据用图像存储器

31显示部

41、42回波

45航迹。