专利名称：回波信号处理装置、雷达装置、回波信号处理方法及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对回波信号进行各种的处理的回波信号处理装置、雷达装置、回波信号处理方法及回波信号处理程序。
背景技术：
以往，在雷达装置等中，在画面显示测定后的物标的图像(回波图像)时，抑制在相同位置上不连续产生的回波(海杂波等)，进行强调物标的回波的扫描相关处理(参照专利文献1)。专利文献1日本国特开平11-352212号公报但是，由于回波电平根据发射脉冲的条件而变化，即使进行扫描相关有时也会产生轮廓模糊等的问题。特别，在专利文献1的手法中，进行加权求和(Weighted summing) 处理，因物标的回波电平的变动、误差等，即使关于不动的物标有时也轮廓�：�。于是，本发明把提供回波信号处理装置、雷达装置、回波信号处理方法及回波信号处理程序作为目的，该回波信号处理装置、雷达装置、回波信号处理方法及回波信号处理程序能消除起因于发射脉冲的条件的�：芮逦叵允疚锉甑穆掷�。
发明内容
本发明的回波信号处理装置包括回波信号输入部、回波信号电平检测部、电平变化度计算部、边缘强调处理部、相关处理部。回波信号输入部，从向规定区域发射电磁波并接收在物标被反射后的回波信号的天线，上述回波信号被输入。回波信号电平检测部，让对应距离所述电磁波被发射后的方位的上述天线的距离，输出各地点的上述回波信号的电平。电平变化度计算部算出上述各地点中互相邻接的地点的上述回波信号的电平的变化度。边缘强调处理部，对于在上述方位上的所述回波信号的电平进行基于上述变化度的边缘强调处理并输出边缘强调回波信号。相关处理部，进行扫描相关处理，将上述规定区域全体的回波信号作为1次扫描，利用上述边缘强调回波信号计算出多次扫描的回波信号的相关值。在物标的轮廓中，离自船近的地方是互相邻接的地点间的回波电平的变化度(样本间的值的变化)相对大的地方(回波电平急剧上升的地方)。该上升部分的测定数据是即使脉冲宽等的发射脉冲条件变化也不会有大变动的信息。因此，由于进行边缘强调处理之后进行扫描相关处理，消除起因于发射脉冲的条件的模糊等，能清晰地显示物标的轮廓。变化度能够根据在各方位上的样本间的差分值、包络线的微分值求出。另外，关于各样本也能根据与周边地点的加权求和(空间滤波处理)等求出。边缘强调的手法，例如可以采取在原测定数据上乘以与微分值相应的系数，进行加权实施边缘强调。进一步，作为边缘强调的手法，可以进行抽出边缘部分的处理。例如， 使上述差分值是规定的阈值以上的地方将测定数据保持不变，将其他的地方置零，据此，抽出边缘部分。
另外，扫描相关，可以是求出此次的边缘强调处理后的数据和过去的测定数据 (没有进行边缘处理的测定数据)的相关的处理，也可以是求出进行依据微分值的边缘处理后的测定数据与实施抽出边缘部分的处理后的测定数据的相关的处理。发明效果根据本发明的图像处理方法，能够消除由发射脉冲的条件引起的模糊，清晰地显示物标的轮廓。
图1是表示本实施方式的雷达装置的结构的框图。图2图2(A)至同图(C)是说明以往的雷达装置的各种信号的概要的图，同图 (D)是表示以往的雷达装置的回波图像的模式图。图3图3(A)至同图(C)是说明本实施方式的各种信号的概要的图，同图(D)是表示本实施方式的雷达装置的回波图像的模式图。图4图4㈧至同图(E)是在1个发射脉冲内存在多个物标的情况下，说明以往的雷达装置的各种信号的概要的图。图5图5㈧至同图(C)是在1个发射脉冲内存在多个物标的情况下，说明本实施方式的雷达装置的各种信号的概要的图，同图(D)是表示本实施方式的雷达装置的回波图像的模式图。图6图6㈧是实际的卫星照片，同图⑶是进行以往的扫描相关处理情况下的雷达图像，同图(C)是进行本实施方式的扫描相关处理后时的雷达图像。图7是表示冲突预防支援装置的代表点的模式图。图8是表示涉及其他的例的回波图像的模式图。图中11、天线12、接收部13、A/D转换器14、距离扫掠存储器15、边缘强调处理部 16、微分处理部17、相关处理部18、图像存储器19、显示器
具体实施例方式图1是表示内置本发明的图像处理装置的雷达装置的结构的框图。雷达装置是例如被设置在船舶上，向自船周围发射接收电磁波，来探知其他船等的物标的装置。在同图中，雷达装置具备天线11、接收部12、A/D转换器13、距离扫掠存储器 (Sweep Memory) 14、边缘强调处理部15、微分处理部16、相关处理部17、图像存储器18及显不器19。天线11向自船周围(规定区域)发射电磁波，并接收在物标反射后的回波信号。 接收部12将相应于天线11的接收强度的值输出至A/D转换器13。A/D转换器13数字变换被输入的模拟信号值的接收强度，作为测定数据输出给距离扫掠存储器14。距离扫掠存储器14存储测定的1个周期量(自船的周围360度量)的测定数据。 各测定数据和极坐标系的坐标被对应付与，作为距离扫掠数据被存储着。由于天线11每规定角度脉冲状地发射接收电磁波，距离扫掠数据关于天线11的各收发角度(各方位)作为各规定样本t(各地点)的离散值x(t)被存储。该距离扫掠数据表示自船的周围全体的回波信号(1次扫描量的回波信号)。CN 102193089 A说 明 书3/6 页边缘强调处理部15及微分处理部16从距离扫掠存储器14读出距离扫掠数据， 进行各种处理。首先，微分处理部16进行距离扫掠数据的微分处理，算出各地点中互相邻 接的地点的回波电平的变化度。微分数据例如用ゴれ)=X(t)-X(t-l)能表示的那样，通 过取得距离方向的各样本间的差分值而生成的。X(t)取0 255(8比特)的值时，d(t) 为-255 255的值。另外，微分数据ゴれ)也可以是对被各样本的回波电平形成的包络 线，相对于各方位的微分值。另外，可以根据将各地点和其周围的回波电平平均化(加权求 和)生成微分数据。例如，关于各样本进行索贝尔滤波(Sobel Filter)或者拉普拉斯滤波 (Laplacian filter)等的空间滤波处理。其次，边缘强调处理部15在由距离扫掠存储器14输入的距离扫掠数据上，进行乘 以对应在微分处理部16求出的微分数据的各值的系数(边缘强调系数10的处理。即，进 行由数式1
权利要求
1.一种回波信号处理装置，其特征在于，具备回波信号输入部，从向规定区域发射电磁波并接收在物标被反射后的回波信号的天线，上述回波信号被输入；回波信号电平检测部，让对应距离电磁波被发射后的方位的上述天线的距离，输出各地点的上述回波信号的电平；电平变化度计算部，算出上述各地点中互相邻接的地点的上述回波信号的电平的变化度；边缘强调处理部，对于在上述方位上的上述回波信号的电平进行基于上述变化度的边缘强调处理，并输出边缘强调回波信号。
2.根据权利要求1所述的回波信号处理装置，其特征在于，还具有相关处理部，进行扫描相关处理，将上述规定区域全体的回波信号作为1次扫描，利用上述边缘强调回波信号计算出多次扫描的回波信号的相关值。
3.根据权利要求2所述回波信号处理装置，其特征在于，上述扫描相关处理是基于第1回波信号与边缘强调回波信号的相关，计算出回波信号的相关值的处理，该第1回波信号是在第1时刻从上述天线被发射后的电磁波所形成的第1回波信号， 该边缘强调回波信号是对于在不同于上述第1时刻的第2时刻从上述天线被发射后的电磁波所形成的、作为在和上述第1回波信号几乎相同位置的观测信号被观测到的回波信号的电平的、被上述边缘强调处理部输出的。
4.根据权利要求2所述的回波信号处理装置，其特征在于上述扫描相关处理是基于第1边缘强调回波信号与第2边缘强调回波信号的相关，计算出回波信号的相关值的处理，上述第1边缘强调回波信号是对于在第1时刻从上述天线被发射后的电磁波所形成的第1回波信号的电平的被上述边缘强调处理部输出的；上述第2边缘强调回波信号是对于在与上述第1时刻不同的第2时刻从上述天线被发射后的电磁波所形成的、作为在和上述第1回波信号几乎相同位置的观测信号被观测到的回波信号的电平的由上述边缘强调处理部输出的。
5.根据权利要求2所述的回波信号处理装置，其特征在于 具有存储部，存储来自上述相关处理部的输出信号，上述扫描相关处理是基于存储在上述存储部中的之前的扫描相关处理后的信号与第 1边缘强调回波信号之间的相关，计算出回波信号的相关值的处理，该第1边缘强调回波信号是对于在第1时刻从上述天线被发射后的电磁波所形成的第1回波信号的电平的、被上述边缘强调处理部输出的。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的回波信号处理装置，其特征在于 上述回波信号的变化度是互相邻接的上述地点的上述回波信号的电平彼此的差分。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的回波信号处理装置，其特征在于上述回波信号的变化度是根据关于被上述回波信号的电平形成的包络线，进行对于上述方位的微分处理被计算出的微分值。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的回波信号处理装置，其特征在于上述回波信号的变化度是被关于上述地点和上述地点周边的上述回波信号的电平的加权求和处理计算出的值。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的回波信号处理装置，其特征在于上述边缘强调处理是包含关于上述各地点的上述回波信号的电平，乘以基于上述变化度决定的系数的处理。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的回波信号处理装置，其特征在于上述边缘强调处理部，在上述回波信号的变化度超过事先被规定后的阈值时，进行上述边缘强调处理。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的回波信号处理装置，其特征在于还具备显示部，基于上述相关处理部的输出信号显示物标的图像。
12.一种雷达装置，其特征在于，具备；权利要求1至11中的任一项所述的回波信号处理装置以及天线，上述天线向每个方位发射电磁波，且边接收回波信号边旋转。
13.一种回波信号处理方法，其特征在于，具备回波信号输入步骤，从向规定区域发射电磁波并接收在物标被反射后的回波信号的天线，上述回波信号被输入；回波信号电平检测步骤，让对应距离上述电磁波被发射后的方位的上述天线的距离输出各地点的上述回波信号的电平；电平变化度计算步骤，算出上述各地点中互相邻接的地点的上述回波信号的电平的变化度；边缘强调处理步骤，对于上述方位上的上述回波信号的电平进行基于上述变化度的边缘强调处理并输出边缘强调回波信号。
14.根据权利要求13所述的回波信号处理方法，其特征在于，还具备相关处理步骤，进行扫描相关处理，将上述规定区域全体的回波信号作为1次扫描，利用上述边缘强调回波信号计算出多次扫描的回波信号的相关值。
15.一种回波信号处理程序，其特征在于，计算机执行下述步骤回波信号输入步骤，从向规定区域发射电磁波并接收在物标被反射后的回波信号的天线，上述回波信号被输入；回波信号电平检测步骤，让对应距离上述电磁波被发射后的方位的上述天线的距离， 输出各地点的上述回波信号的电平；电平变化度计算步骤，算出上述各地点中互相邻接的地点的上述回波信号的电平的变化度；边缘强调处理步骤，对于上述方位上的上述回波信号的电平进行基于上述变化度的边缘强调处理并输出边缘强调回波信号。
16.根据权利要求15所述的回波信号处理程序，其特征在于，还具有相关处理步骤，进行扫描相关处理，将上述规定区域全体的回波信号作为1次扫描，利用上述边缘强调回波信号计算出多次扫描的回波信号的相关值。
全文摘要
本发明提供一种回波信号处理装置、雷达装置、回波信号处理方法及程序，消除起因于发射脉冲的条件的�：芮逦叵允疚锉辍＝星康髟诓舛ㄊ葜醒炯涞闹档谋浠缺壤喽源蟮难镜牟舛ㄊ莸谋咴登康鞔恚帽咴登康鞔砗蟮牟舛ㄊ萁猩柘喙卮�。在物标的轮廓中，离自船近的地方是样本间的值的变化度相对大的地方(是回波电平急剧上升处)。该上升部分的测定数据是即使脉冲宽度等的发射脉冲条件变化也不会有大变动的信息。因此，由于进行边缘强调处理之后实施扫描相关处理，消除起因于发射脉冲的条件的�：龋芮逦叵允疚锉甑穆掷�。
文档编号G01S13/89GK102193089SQ20111004780
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月23日
发明者中川和也 申请人:古野电气株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
