專利名稱：雷達(dá)設(shè)備和類似設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及諸如雷達(dá)和聲納系統(tǒng)之類的感測系統(tǒng)，具體地， 涉及感測系統(tǒng)中在切換了測距時處理信號的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
諸如雷達(dá)和聲納系統(tǒng)的感測設(shè)備，用于識別諸如移動的船、車輛 和飛機(jī)等對象、固定系統(tǒng)和構(gòu)成、還有多種對象的海拔、速度或加速 度，等等。例如，感測設(shè)備典型地發(fā)送信號并接收來自外部對象的發(fā) 出信號，如反射或透射的射線、回波信號等。感測設(shè)備使用這些信號 獲得與信號關(guān)聯(lián)的對象的有關(guān)信息。對象的有關(guān)信息可以包括對象的 目標(biāo)圖像，還有對象的相關(guān)空間數(shù)據(jù)。
在將傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備從一個測距(探測范圍)切換至另一測距以改 變顯示測距標(biāo)度時，在先前使用的測距上存儲的目標(biāo)圖像變得不可用，
這是因?yàn)檫@樣的目標(biāo)圖像不適合新的測距標(biāo)度。因此，為了在新測距 標(biāo)度上存儲新目標(biāo)圖像，傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備需要從舊的測距標(biāo)度上刪除所 有先前存儲的目標(biāo)圖像。
圖l是示出了傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備的方框圖，圖2是傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中信號 處理器的詳細(xì)方框圖。圖1所示的傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備101包括以下部件天 線l;接收機(jī)2;信號處理器3;發(fā)射機(jī)7;和顯示器4。
雷達(dá)天線l在水平面上以特定速率旋轉(zhuǎn)，以特定的脈沖重復(fù)率發(fā)
射無線電波的脈沖，接收由目標(biāo)反射的無線電波的回波。接收機(jī)電路2 檢測和放大由雷達(dá)天線1接收的信號。信號處理器3處理從接收機(jī)2接收 的信號，將處理的信號發(fā)送至顯示器4。
圖2所示的傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備101的信號處理器3包括以下部件模擬 至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器3a;主存儲器3b;幀存儲器3c;坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器3d; 和選擇器3e。在信號處理器3中，A/D轉(zhuǎn)換器3a接收來自接收機(jī)2的回
波信號，將從接收機(jī)電路2獲得的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。主存儲器
3b實(shí)時存儲一次掃描(one sweep)的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。主存儲器3b還用 作緩沖器，用于在后續(xù)階段將該一次掃射數(shù)據(jù)寫入幀存儲器3c，直到 下一發(fā)射產(chǎn)生的新的一次掃射數(shù)據(jù)蓋寫了主存儲器3b中存儲的數(shù)據(jù)為 止。選擇器3將輸入至主存儲器3b的時鐘在寫入時鐘和讀取時鐘之間 切換，其中，寫入時鐘在向主存儲器3b實(shí)時地寫入數(shù)據(jù)時是必要的-， 讀取時鐘在將數(shù)據(jù)傳輸至存儲器時是必要的。
針對在笛卡兒(Cartesian)坐標(biāo)系中從系統(tǒng)中心向外依次布置的 像素，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器3d產(chǎn)生代表幀存儲器3c中的像素的地址。例如，坐 標(biāo)轉(zhuǎn)換器3d還基于以船頭部為參考的天線方向(0)，產(chǎn)生與中心坐標(biāo) 對應(yīng)的起始地址。例如，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器3d還可以在主存儲器3b中產(chǎn)生定 位，其中從主存儲器3b讀出信號。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器3d典型地包括執(zhí)行由以 下方程表示的運(yùn)算的硬件 X= r*cos(theta)+Xs (1) Y= r*sin(theta)+Ys (2)
其中，X和Y是代表幀存儲器中像素的地址坐標(biāo)，Xs和Ys是中心地 址的坐標(biāo)，r是從中心到像素的距離，theta是對于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的像素的方向。
幀存儲器3c具有足夠存儲在至少一個天線旋轉(zhuǎn)期間接收到的信 號的存儲容量。額定的顯示控制器(未示出)高速并與顯示器4的掃描 同步地讀出幀存儲器3c的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
在將傳統(tǒng)的雷達(dá)設(shè)備101從一個測距(探測范圍)切換至另一測 距以改變顯示測距標(biāo)度時，在先前使用的測距上存儲的目標(biāo)圖像是不 可用的，這是因?yàn)槠洳贿m合新的測距標(biāo)度(與新的測距關(guān)聯(lián)的標(biāo)度)。 因此，為了存儲新測距標(biāo)度上的新目標(biāo)圖像，有必要刪除所有先前存 儲的目標(biāo)圖像。如圖5所示，其中圖5是示出了傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中信號傳 輸處理的操作流程圖，在步驟S111中，由信號處理器3接收/創(chuàng)建圖像 數(shù)據(jù)。執(zhí)行測試(S112)以確定是否正在執(zhí)行測距交換。如果沒有執(zhí) 行測距交換，則極性通過幀存儲器3c至顯示器4的信號處理。然而，如 果執(zhí)行了測距標(biāo)度的交換，則清除與舊測距關(guān)聯(lián)的先前的圖像數(shù)據(jù)(S113)。
因此，在傳統(tǒng)的雷達(dá)設(shè)備中出現(xiàn)了問題在切換測距標(biāo)度之后的 一段時間內(nèi)，雷達(dá)系統(tǒng)的操作者不能識別目標(biāo)船或目標(biāo)船的運(yùn)動。如 果即使在已經(jīng)切換了測距標(biāo)度時還保留過去目標(biāo)圖像，則在將雷達(dá)設(shè) 備精確地切換回到原始測距時可以重新使用保留的過去目標(biāo)圖像。然 而，如果新選擇的測距僅略微不同于原始測距，則保留的過去目標(biāo)圖 像不可用了。因此，如果將雷達(dá)設(shè)備切換至略微不同于原始測距的測 距，則保留的來自原始測距的過去目標(biāo)圖像仍然是不可用的。
一種解決該問題的方法是，準(zhǔn)備多個幀存儲器，以同時存儲與多 個測距對應(yīng)的目標(biāo)圖像。然而，由于相關(guān)成本較高，該方法從經(jīng)濟(jì)角 度上來講很難實(shí)現(xiàn)。
本申請公開的實(shí)施例通過實(shí)現(xiàn)一種用于在切換測距標(biāo)度時處理 信號的方法和設(shè)備，來解決上述和其它問題。在本申請實(shí)施例中，當(dāng) 切換測距標(biāo)度時，將己采用先前測距標(biāo)度存儲的過去目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)換為 適合新的測距標(biāo)度，以便可以采用新測距標(biāo)度連續(xù)地顯示過去目標(biāo)圖 像。因此，不刪除先前采用先前標(biāo)度存儲的過去目標(biāo)圖像，并且這些 目標(biāo)圖像可以繼續(xù)提供圖像信息。本申請的實(shí)施例可以用于包括雷達(dá) 和聲納系統(tǒng)在內(nèi)的多種感測系統(tǒng)，以處理多種類型和來源的信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于處理感測信號的方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明第一方面， 一種用于在改變或已經(jīng)改變了測距時重新繪制感測圖像的方法，所述 方法包括記錄所述感測圖像，并將所述感測圖像輸出至顯示器；
記錄顯示在屏幕上的附加信息，并將所述附加信息輸出至所述顯示器; 使用圖像處理計算機(jī)功能，根據(jù)所記錄的感測圖像計算新圖像，以使 所計算的圖像適合已改變的測距的新標(biāo)度，并記錄所計算的圖像；以 及計算對所記錄的附加信息的改變，以將所述附加信息調(diào)整到適合已 改變的測距的所述新標(biāo)度，并記錄所計算的附加信息。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，顯示雷達(dá)圖像的方法包括(a)以預(yù)定 周期頻繁地將圖像數(shù)據(jù)從一個區(qū)域傳輸至另一區(qū)域；(b)在改變或已
經(jīng)改變了雷達(dá)測距時將所述圖像數(shù)據(jù)從所述一個區(qū)域傳輸至所述另一 區(qū)域，包括在改變或已經(jīng)改變了所述雷達(dá)測距時擴(kuò)大或縮小所述圖像
數(shù)據(jù)；以及(c)將已處理的圖像數(shù)據(jù)重新傳輸回所述一個區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面， 一種雷達(dá)和類似設(shè)備，包括至少一個 幀存儲器，用于存儲圖像數(shù)據(jù)，并將已處理的圖像數(shù)據(jù)輸出至顯示器； 以及控制器，用于以預(yù)定周期頻繁地將所述圖像數(shù)據(jù)從一個區(qū)域傳輸 至另一區(qū)域，其中所述一個區(qū)域包括在所述至少一個幀存儲器中，在 改變或已經(jīng)改變了雷達(dá)測距時，基于已改變的測距，將所述圖像數(shù)據(jù) 從所述一個區(qū)域傳輸至所述另一區(qū)域，同時擴(kuò)大或縮小所述圖像數(shù)據(jù)， 和將已處理的圖像數(shù)據(jù)重新傳輸回所述一個區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面， 一種雷達(dá)和類似設(shè)備包括幀存儲器；
視頻存儲器；以及控制器，用于以預(yù)定周期頻繁地將圖像數(shù)據(jù)從所述
幀存儲器傳輸至所述視頻存儲器，在改變或已經(jīng)改變了雷達(dá)測距時將 所述圖像數(shù)據(jù)從所述幀存儲器傳輸至所述視頻存儲器，包括在改變或 已經(jīng)改變所述雷達(dá)測距時使用圖像處理計算機(jī)功能擴(kuò)大或縮小所述圖 像數(shù)據(jù)，和將已處理的圖像數(shù)據(jù)重新傳輸回所述幀存儲器。


通過結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變
得顯而易見，附圖中
圖l是示出了傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備的方框圖2是傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中的信號處理器的詳細(xì)方框圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備的方框圖4是示出了根據(jù)圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備中信號處
理器和圖像處理器的示例方面的方框圖5是示出了傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中用于信號傳輸處理的操作的流程
圖6是示出了根據(jù)圖4所示的本發(fā)明實(shí)施例的用于信號傳輸處理
的雷達(dá)設(shè)備執(zhí)行的操作的流程圖7是示出了根據(jù)圖6所示的本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備執(zhí)行的圖
像平滑處理的流程圖8A示出了在傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中改變測距時圖像傳輸處理的方面；
圖8B示出了在傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中改變測距時圖像傳輸處理的其他 方面；以及
圖9示出了有和沒有縮減(scale-down)操作的傳輸圖像處理的示 例方面，由根據(jù)圖6所示的本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備執(zhí)行。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，下列描述更具體地闡明了本發(fā)明的方面。 以下，在雷達(dá)系統(tǒng)的情況下描述本發(fā)明的方法和設(shè)備。然而，例 如，當(dāng)前發(fā)明的原理同樣適用于其它感測系統(tǒng)，如聲納系統(tǒng)、SOFAR 系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、LIDAR系統(tǒng)和其它接收和處理信號的系統(tǒng)。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備的方框圖。圖3所示的
系統(tǒng)201包括以下部件天線ll;接收機(jī)12;信號處理器13;圖像處理 器15;發(fā)射機(jī)17;測距切換器16;和顯示器14。通過以下論述，圖3
所述的系統(tǒng)2 01的操作將變得清楚明顯。
天線ll發(fā)射和接收信號，信號可以是電磁信號、聲信號或其它類 型的信號?？梢杂商炀€ll發(fā)射和接收的信號的示例是由多種對象反射 的電磁信號，從魚、海床、水下巖石反射的聲音信號，等等。天線ll 可以在水平面上以特定速度旋轉(zhuǎn)，以采用特定脈沖重復(fù)率發(fā)射無線電 波的脈沖，并接收由多種目標(biāo)反射的無線電波的回波?？梢圆捎门c圖 l所示的傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中的天線l相類似的方式配置天線ll。
接收機(jī)電路12檢測和放大由天線11接收的信號。信號處理器13處 理從接收機(jī)12接收的信號，將處理的信號發(fā)送至圖像處理器15。在顯 示器14上輸出和顯示所處理的圖像/信號。
還可以使用打印單元(未示出)打印所處理的圖像/信號。例如， 打印單元可以是傳統(tǒng)的彩色激光打印機(jī)、黑白打印機(jī)等。例如，除了 產(chǎn)生雷達(dá)系統(tǒng)201的輸出的硬拷貝之外或者作為其備選，還可以通過便 攜式記錄介質(zhì)、CD-R、軟盤、USB驅(qū)動器或通過網(wǎng)絡(luò)將所處理的信號 /圖像數(shù)據(jù)作為文件返回。還可以將雷達(dá)系統(tǒng)201的輸出發(fā)送至存儲處
理結(jié)果的數(shù)據(jù)庫、發(fā)送至使用來自雷達(dá)系統(tǒng)201的信號處理結(jié)果的應(yīng) 用，等等。
雷達(dá)設(shè)備201從外界對象接收信號數(shù)據(jù)，采用以下詳細(xì)論述的方 式處理信號。雷達(dá)設(shè)備201在多個測距標(biāo)度上處理信號。在為雷達(dá)設(shè)備 201切換測距時，將已采用先前測距存儲的過去目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)換為適合新 的測距標(biāo)度，從而可以采用新的測距標(biāo)度連續(xù)地顯示過去目標(biāo)圖像。
用戶可以通過顯示器14査看雷達(dá)設(shè)備201的輸出(包括信號的中 間處理結(jié)果)，還可以通過用戶輸入單元(未示出)將命令輸入至雷達(dá) 設(shè)備201。
除了執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號處理之外，雷達(dá)設(shè)備201還可 以根據(jù)從用戶輸入單元接收的命令執(zhí)行附加的信號和圖像處理以及準(zhǔn) 備操作。這些信號處理和準(zhǔn)備操作可以包括用于信號放大、量化、壓 縮等的公知操作。
圖4是示出了根據(jù)圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備中信號處 理器和圖像處理器的示例方面的方框圖'。如圖4所示，根據(jù)該實(shí)施例的 雷達(dá)設(shè)備201的示例性信號處理器13包括A/D轉(zhuǎn)換器13a;主存儲器 13b;幀存儲器13c;選擇器13e;和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器13d。根據(jù)該實(shí)施例的
雷達(dá)設(shè)備201的示例性圖像處理器15包括視頻存儲器15C;主存儲器
15b;和CPU15a。測距切換器16與CPU 15a通信。
A/D轉(zhuǎn)換器13a、主存儲器13b、選擇器13e和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器13d可以 采用與圖1所示的傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中的A/D轉(zhuǎn)換器、主存儲器、選擇器和
坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器相類似的方式工作。
將從主存儲器13b輸出的新數(shù)據(jù)(接收的數(shù)據(jù))存儲在幀存儲器
13c中。以接收掃描周期頻繁地執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲。
圖像處理器15處理從信號處理器13接收的數(shù)據(jù)，并控制用于圖像 和數(shù)據(jù)處理的多種參數(shù)。視頻存儲器15c存儲從幀存儲器13c接收的由 控制器處理的數(shù)據(jù)。在當(dāng)前發(fā)明中，位于幀存儲器13c中并傳輸至視頻 存儲器15c的數(shù)據(jù)可以是圖像數(shù)據(jù)、信號數(shù)據(jù)、幀存儲器13c中的區(qū)域, 等等。在圖像數(shù)據(jù)的情況下描述根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的雷達(dá)設(shè)備的操作，然 而該操作可以類似地應(yīng)用于信號數(shù)據(jù)、幀存儲器13c中的區(qū)域，等等。
CPU處理器15a處理數(shù)據(jù)，并設(shè)置與當(dāng)前使用的測距標(biāo)度關(guān)聯(lián)的測 距參數(shù)。CPU處理器15a接收來自幀存儲器13c的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸至 視頻存儲器15c。 CPU 15a以預(yù)定周期連續(xù)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。主存儲器15b 臨時存儲CPU處理數(shù)據(jù)。
因此，CPU處理器15a將一個存儲器中存儲的數(shù)據(jù)傳輸至另一存儲 器。具體而言，CPU15a將視頻存儲器15c中存儲的數(shù)據(jù)傳輸至幀存儲 器13c，將存儲于幀存儲器15c中的數(shù)據(jù)傳輸至視頻存儲器15c。顯示單 元14顯示存儲在視頻存儲器15c中的數(shù)據(jù)。
如以下描述的，根據(jù)本發(fā)明，圖像處理器15執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。
CPU 15a執(zhí)行兩種的數(shù)據(jù)處理操作。具體而言，CPUI5a執(zhí)行在信 號處理器13和圖像處理器15之間的數(shù)據(jù)傳輸操作。CPU 15a還在切換 測距標(biāo)度時執(zhí)行針對改變測距處理的處理操作。可以在有或沒有圖像 平滑的情況下執(zhí)行針對改變測距處理的圖像處理操作。
CPU 15a在切換測距標(biāo)度時執(zhí)行沒有圖像平滑的改變測距處理。 為執(zhí)行沒有圖像平滑的改變測距處理，CPU處理器15a在第一步驟中將 數(shù)據(jù)從幀存儲器13c傳輸至視頻存儲器15a，以覆蓋與新測距關(guān)聯(lián)的區(qū) 域。然后，在改變或已經(jīng)改變了顯示測距標(biāo)度時，CPU處理器15a在第 二步驟中將存儲在視頻存儲器15c中的數(shù)據(jù)重新傳輸回到幀存儲器 13c。
CPU 15a還可以在切換測距標(biāo)度時執(zhí)行有圖像平滑的改變測距處 理。為執(zhí)行有圖像平滑的改變測距處理，CPU處理器15a以高幀率多次 地將位于幀存儲器13c中的數(shù)據(jù)依次讀出并傳輸至視頻存儲器lSc。在
這些傳輸步驟期間，根據(jù)改變的(新的)測距調(diào)整用于傳輸?shù)拇鎯^(qū) 域。因此，依據(jù)舊測距和新測距之間的關(guān)系，傳輸區(qū)域隨著每次傳輸 而變大或變小。因此，傳輸區(qū)域從先前的(舊的)測距逐漸擴(kuò)大或縮 小，直到該區(qū)域達(dá)到與改變的(新的)測距適合的大小為止。這樣， 可以高幀率地創(chuàng)建和插入中間畫面。當(dāng)CPU處理器15a完成所有傳輸以 達(dá)到適合改變的(新的)測距的圖像尺寸時，CPU處理器15a將存儲在 視頻存儲器15c中的數(shù)據(jù)重新傳輸回到幀存儲器13c。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成
時，在新的標(biāo)度上恢復(fù)正常操作。
因此，當(dāng)改變了測距標(biāo)度時，將已經(jīng)繪制并存儲于雷達(dá)設(shè)備的存 儲器中的過去目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)換以適合新測距標(biāo)度和用于顯示，直到將新 的一次掃描數(shù)據(jù)輸入到雷達(dá)設(shè)備中為止。采用該技術(shù)，可以在新的測 距標(biāo)度上連續(xù)地在屏顯示過去目標(biāo)圖像，而無需刪除先前存儲的過去 目標(biāo)圖像。通過以高幀率創(chuàng)建和插入中間畫面，平滑地執(zhí)行該顯示操 作。 二'
當(dāng)測距不再改變時，CPU 15a還在圖像平滑之后執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸操
作。為了在圖像平滑之后在恒定的測距標(biāo)度上執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸處理，
CPU處理器以預(yù)定周期將位于幀存儲器13c中的數(shù)據(jù)連續(xù)地傳輸至視 頻存儲器15c。只要不發(fā)生測距改變，傳輸區(qū)域就在當(dāng)前測距(設(shè)置測 距)上保持固定。采用這樣的操作，將當(dāng)前畫面圖像從幀存儲器13c 傳輸至視頻存儲器15c。
由測距切換器16選擇測距(探測范圍)。將探測范圍通信至CPU 15a。然后，CPU15a根據(jù)所選擇的測距將寫入和/或讀取時鐘信號輸出 至選擇器13e。當(dāng)通過操作測距切換器16切換測距標(biāo)度時，CPU15a設(shè) 置幀存儲器13c中的傳輸區(qū)域。因此，基于當(dāng)前探測測距將當(dāng)前圖像數(shù) 據(jù)存儲在幀存儲器13c中。
圖6是示出了根據(jù)圖4所示的本發(fā)明實(shí)施例的用于信號傳輸處理 的雷達(dá)設(shè)備206執(zhí)行的操作的流程圖。如圖6所示的，創(chuàng)建圖像數(shù)據(jù)
(S131)。使用天線11和接收機(jī)12捕獲圖像數(shù)據(jù)，并由信號處理器13 接收(S132)到幀存儲器13c中。執(zhí)行測試，以確定是否將要發(fā)生測距 交換(133)。如果沒有測距交換將要發(fā)生，則將來自幀存儲器13c的數(shù) 據(jù)傳輸至視頻存儲器15c (S139)，以在顯示器14上顯示。
如果要執(zhí)行測距交換(S133),則執(zhí)行測試，以確定是否要執(zhí)行 平滑處理(S134)。如果不將執(zhí)行平滑處理，則將幀存儲器13c中的數(shù) 據(jù)擴(kuò)大或縮小以適合新的測距標(biāo)度(S135)。然后，將擴(kuò)大/縮小的數(shù) 據(jù)傳輸至視頻存儲器15c (S136)。
備選地，可以執(zhí)行圖像平滑處理(S138)以獲得適合新測距標(biāo)度 的最終數(shù)據(jù)。然后將最終數(shù)據(jù)從視頻存儲器15c傳輸至幀存儲器13c
(S137)。圖7是示出了根據(jù)圖6所示的本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備執(zhí)行的圖 像平滑處理的流程圖。圖7示出了圖6中步驟S138的細(xì)節(jié)。
當(dāng)切換測距時，也就是，當(dāng)改變或已經(jīng)改變了測距時，可以執(zhí)行 有圖像平滑的改變測距處理。在該處理期間，CPU處理器15a以高幀率 多次將位于幀存儲器13c中的數(shù)據(jù)傳輸至視頻存儲器15c。在每個傳輸 期間，傳輸區(qū)域依據(jù)舊測距Ro與新測距Rx之間的關(guān)系變大或變小。傳 輸區(qū)域從在先前測距Ro中所具有的大小開始擴(kuò)大或縮小，直到傳輸區(qū) 域達(dá)到與新的(改變的)測距Rx適合的尺寸為止。
可以由l/n.AX給出圖像的擴(kuò)大/縮小因子(步驟S181)，其中AX 是測距改變量(AX-Rx-Ro)，用于獲得在圖像數(shù)據(jù)變大或變小的一次 傳輸處理中的圖像的擴(kuò)大/縮小，n是以l/n.AX擴(kuò)大/縮小圖像數(shù)據(jù)的次 數(shù)。參數(shù)l/ivAX可以是預(yù)定的步長改變、選擇的小步長改變或預(yù)定的 小步長改變。在擴(kuò)大或縮小之后，將改變的圖像數(shù)據(jù)傳輸至視頻存儲 器15c (S182)。執(zhí)行測試，以確定改變的數(shù)據(jù)是否適合改變的測距Rx 的標(biāo)度(S183)。如果擴(kuò)大/縮小的圖像數(shù)據(jù)還不適合改變的測距Rx的 標(biāo)度，則繼續(xù)數(shù)據(jù)的擴(kuò)大/縮小。當(dāng)擴(kuò)大/縮小的數(shù)據(jù)適合改變的測距 Rx的標(biāo)度時，平滑處理結(jié)束，并將最終擴(kuò)大/縮小的圖像數(shù)據(jù)傳輸至幀 存儲器13c (圖6中的步驟S137)。
采用該處理，可以以高幀率在雷達(dá)設(shè)備中201創(chuàng)建和插入中間畫 面。當(dāng)已經(jīng)改變了測距并且CPU處理器15a完成了所有數(shù)據(jù)傳輸以將圖 像調(diào)整到適合新測距Rx時，CPU處理器15a將當(dāng)前位于視頻存儲器15c 中的數(shù)據(jù)傳輸回幀存儲器13c。
在己經(jīng)完成圖像平滑且已經(jīng)將測距改變?yōu)樾聹y距Rx之后，CPU處 理器15a繼續(xù)圖像傳輸處理。在這樣的圖像傳輸處理期間，CPU處理器 15a以預(yù)定周期將幀存儲器13c中的數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸?shù)揭曨l存儲器15c。只
要沒有測距改變發(fā)生，傳輸圖像區(qū)域就在設(shè)定測距上保持固定。因此， 可以將來自幀存儲器13c的當(dāng)前畫面圖像連續(xù)地傳輸至視頻存儲器 15co
在當(dāng)前發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，由位塊傳輸(bitblit*)功能執(zhí)行對 視頻存儲器15c中圖像的所需區(qū)域的傳輸。還可以使用其它計算機(jī)功能
傳輸視頻存儲器15c中圖像的所選區(qū)域。
位塊傳輸(Bitblit)(也稱作bitblt515、 blitting等)操作是計算機(jī) 圖形操作。例如，采用位塊傳輸操作，將諸如位像數(shù)據(jù)之類的多 個圖案數(shù)據(jù)組合成一個圖案。例如，可以在位塊傳輸操作中使用諸如 光柵操作器之類的各種操作器。例如，可以與圖形設(shè)備接口 (GDI) 一起使用位塊傳輸功能。GDI是Microsoft Windows接口 ，用于表示圖 形對象以及將圖形對象傳輸至諸如監(jiān)視器、顯示器、掃描儀、打印機(jī) 等之類的多種輸出設(shè)備。位塊傳輸功能能夠?qū)崿F(xiàn)在顯示器上或在存儲 器中的任意位置以任意尺寸即時復(fù)制和粘貼圖像。
采用圖6或7中所示的技術(shù)，在改變或已經(jīng)改變了測距標(biāo)度時執(zhí)行 的傳輸或重新傳輸處理期間，放大或縮減存儲在幀存儲器13c中的數(shù) 據(jù)。因此，將符合新選擇的測距標(biāo)度的圖像存儲在幀存儲器13c中。在 圖6和7所示的處理期間，即使在已經(jīng)改變了測距之后顯示器14還是繼 續(xù)顯示過去目標(biāo)圖像。因此，即使在改變測距時也獲得了圖像信息的 連續(xù)性。
圖8A示出了在傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中改變測距時圖像傳輸過程的方面。 圖8B示出了在傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中改變測距時圖像傳輸處理的其他方面。
如圖8A中所示的，圖像I301示出了初始測距Ro上的對象P312。在 將傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備從測距Ro切換至另一測距Rx時，清除測距Ro上的圖像 (圖像I303)。然后在新測距Rx上創(chuàng)建圖像數(shù)據(jù)。掃描線315開始于初 始掃描線314，并覆蓋新測距Rx,以順次地在新標(biāo)度Rx上創(chuàng)建對象P332 的圖像。圖像1305、 1307和I309示出了在新測距Rx上對象P332的創(chuàng)建。
圖8B示出了傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備中在改變測距時產(chǎn)生圖像的備選技術(shù)。 如圖8B所示的，圖像I340示出了初始測距標(biāo)度Ro上的目標(biāo)P312。在將 傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備從測距Ro切換至新測距Rx時，測距Ro上的舊圖像保留在 屏幕上(圖像I342)。然后在新測距Rx上創(chuàng)建新的圖像數(shù)據(jù)。掃描線 315幵始于初始掃描線314并覆蓋新測距Rx,以順次地在新標(biāo)度Rx上創(chuàng) 建對象p332的圖像，同時從標(biāo)度Ro刪除凍結(jié)的圖像。1344、 D46和I348 示出了新測距Rx上對象P332的創(chuàng)建。
如從圖8A和8B中看到的，在將傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備101從一個測距(探
測范圍)Ro切換至另一測距Rx以改變顯示測距標(biāo)度時，在先前使用的 測距Ro上存儲的目標(biāo)圖像是不可用的，因?yàn)槠洳贿m合新測距Rx的標(biāo) 度。因此，為了在新測距Rx標(biāo)度上存儲新的目標(biāo)圖像，刪除所有先前
存儲的不可用的目標(biāo)圖像。
圖9示出了由根據(jù)圖4所示的本發(fā)明實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備201執(zhí)行 的、有和沒有有縮減操作的傳輸圖像處理)的示例方面。一
如圖9所示，在測距標(biāo)度不改變(沒有測距交換)或測距標(biāo)度改 變(測距交換)時，執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備201中的圖像傳輸。當(dāng)沒有測距交換 時，測距保持在Ro，并將包含對象P32在內(nèi)的圖像從幀存儲器13c無 變化地傳輸至視頻存儲器15c。
在將測距從Ro改變或已經(jīng)改變至Rx時，可以執(zhí)行平滑處理。在平 滑處理期間，依據(jù)舊測距Ro和新測距Rx之間的關(guān)系，圖像數(shù)據(jù)的傳輸 區(qū)域變大或變小。例如，首先從初始圖像I400獲得針對測距Ro-Al的 擴(kuò)大區(qū)域I410—1，并將擴(kuò)大區(qū)域I410一l從幀存儲器13c傳輸至視頻存儲 器15c。其次，獲得針對測距Ro-Ax.2的擴(kuò)大區(qū)域，并將擴(kuò)大區(qū)域從幀 存儲器13c傳輸至視頻存儲器15c。因此，獲得針對測距Ro-Ax.n的擴(kuò)大 區(qū)域1410—n，并將擴(kuò)大區(qū)域I410—n從幀存儲器13c傳輸至視頻存儲器 15c，其中n表示傳輸次數(shù)。在每個傳輸?shù)膱D像中，以連續(xù)更大的放大 率示出了初始對象P312的連續(xù)更小的部分(例如，P317， 319)。繼續(xù) 傳輸，直到獲得針對測距Rx的擴(kuò)大區(qū)域I410—Rx并將擴(kuò)大區(qū)域I410—Rx 從幀存儲器13c傳輸至視頻存儲器15c。擴(kuò)大區(qū)域I410—Rx表示與改變的 測距Rx關(guān)聯(lián)的圖像。最終將I410—Rx從視頻存儲器15c傳輸至幀存儲器 13c，以用于測距Rx。圖像1410—Rx示出了測距Rx上的對象P332。
如果測距Rx改變，從而需要從測距Ro至測距Rx的圖像的更大部 分，則傳輸?shù)膱D像將更大，以顯示比測距Ro上的初始圖像更多的數(shù)據(jù)。
可以在測距Ro上記錄雷達(dá)屏幕上顯示的附加信息。這樣的附加信 息可以包括雷達(dá)環(huán)、自動雷達(dá)測繪輔助(ARPA)目標(biāo)、和自動識別 系統(tǒng)(AIS)目標(biāo)，等等。如圖9中描述的，在測距交換操作期間，還 可以傳輸和修改所記錄的附加信息，以將其調(diào)整到適合所改變的測距 Rx的新標(biāo)度。然后，可以在Ro和Rx之間的中間測距上或在最終測距Rx上將來自幀存儲器13c的附加信息和初始圖像記錄并顯示在一起。 采用圖6、 7和9所示的方法，可以自動地或按用戶要求以新測距
立即重新繪制全部雷達(dá)回波畫面。 一將測距改變命令或重新繪制命令
發(fā)送至信號處理器13和發(fā)送至圖像處理器15，就可以像動畫一樣在新 測距上執(zhí)行對全部雷達(dá)回波畫面的重新繪制。通過在多個中間測距上 創(chuàng)建中間回波畫面并以高幀率插入中間畫面，來平滑地執(zhí)行全部雷達(dá) 回波畫面的重新繪制。
本發(fā)明的方法和設(shè)備可應(yīng)用于多個類型的船只，優(yōu)選地，對于這 些船只，即使雷達(dá)測距改變，也可以連續(xù)地在雷達(dá)屏幕上識別出目標(biāo) 船只的移動。本發(fā)明的方法和設(shè)備還可以用于捕魚船上，對于捕魚船， 希望在聲納屏幕上連續(xù)監(jiān)視魚群的移動。
本發(fā)明的方法和設(shè)備可以與Fuj ikawa等的美國專利6,424,292的方 法和設(shè)備組合，其全部內(nèi)容作為參考合并于此。在美國專利6，424，292 中，雷達(dá)和類似設(shè)備包括當(dāng)前圖像視頻存儲器，用于存儲大多數(shù)最 近接收的數(shù)據(jù)；過去圖像視頻存儲器，用于累積地存儲先前接收的數(shù) 據(jù)；指示器，用于對當(dāng)前圖像視頻存儲器和過去圖像視頻存儲器中存 儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和顯示；以及控制器，用于在己經(jīng)改變了顯示測距 標(biāo)度時，在第一步驟中將存儲在過去圖像視頻存儲器中的數(shù)據(jù)傳輸至 緩沖器，并在第二步驟中將存儲在緩沖器中的數(shù)據(jù)傳輸回過去圖像視 頻存儲器。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以用于處理諸如回波蹤跡(其顯示 當(dāng)前回波和過去回波的蹤跡)之類的過去目標(biāo)圖像，并用于反復(fù)且平 滑地使這些過去目標(biāo)圖像適合新的改變的測距。
本發(fā)明的方法和設(shè)備可以與雷達(dá)和聲納系統(tǒng)一起使用，其中雷達(dá) 和聲納系統(tǒng)將在極坐標(biāo)系中定義的接收回波信號存儲在視頻存儲器 中，該視頻存儲器具有以Cartesian坐標(biāo)系形式布置以覆蓋水平面上的
所有方向的存儲元件陣列。然后雷達(dá)和聲納系統(tǒng)將存儲的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在 光柵掃描顯示屏幕上。本發(fā)明的方法和設(shè)備在雷達(dá)設(shè)備和類似設(shè)備中 實(shí)現(xiàn)兩個圖像處理步驟。一個步驟依據(jù)改變的測距調(diào)整傳輸存儲區(qū)域。 另一步驟對從先前測距到所改變測距的轉(zhuǎn)換圖像進(jìn)行平滑，并顯示存 儲在視頻存儲器中的圖像數(shù)據(jù)。例如，本發(fā)明的方法和設(shè)備可以用于
諸如聲納系統(tǒng)、SOFAR系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、LIDAR系統(tǒng)和其它接收和 處理信號的系統(tǒng)之類的多種感測系統(tǒng)，以將己經(jīng)采用先前測距標(biāo)度存 儲的過去目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)換為適合新的測距標(biāo)度，從而可以新的測距標(biāo)度 連續(xù)地顯示過去目標(biāo)圖像。用于獲得目標(biāo)圖像的該信號可以是電磁信 號、聲信號或其它感測信號。
盡管以上己經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例和實(shí)施方式，然而 顯而易見的是，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下進(jìn)行多種 修改。
權(quán)利要求
1、一種用于在改變或已經(jīng)改變了測距時重新繪制感測圖像的方法，所述方法包括記錄所述感測圖像，并將所述感測圖像輸出至顯示器；記錄顯示在屏幕上的附加信息，并將所述附加信息輸出至所述顯示器；使用圖像處理計算機(jī)功能，根據(jù)所記錄的感測圖像計算新圖像，以使所計算的圖像適合已改變的測距的新標(biāo)度，并記錄所計算的圖像；以及計算對所記錄的附加信息的改變，以將所述附加信息調(diào)整到適合已改變的測距的所述新標(biāo)度，并記錄所計算的附加信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述感測圖像是雷達(dá)圖像， 所述測距是雷達(dá)測距，所述屏幕是雷達(dá)屏幕。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述附加信息至少包括 自動雷達(dá)測繪輔助(ARPA)目標(biāo)、自動識別系統(tǒng)(ASI)目標(biāo)、或雷 達(dá)環(huán)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述圖像處理計算機(jī)功能 是位塊傳輸功能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述圖像處理計算機(jī)功能 將所記錄的感測圖像的區(qū)域傳輸至存儲器，其中所傳輸?shù)膮^(qū)域適合所 述已改變的測距的所述新標(biāo)度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，以所述已改變的測距的所 述新標(biāo)度，將所計算的圖像和所計算的附加信息一起顯示在所述顯示 器上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，根據(jù)所記錄的感測圖像計 算新圖像的所述步驟包括多個計算子步驟，其中，每個計算子步驟計算中間圖像，以適合先前測距的先前標(biāo)度與所 述己改變的測距的所述新標(biāo)度之間的中間標(biāo)度，通過以預(yù)定的小步長改變至所述新標(biāo)度，根據(jù)所述先前測距獲得 所述中間標(biāo)度，以及以高幀率記錄每個計算的中間圖像，以針對中間測距創(chuàng)建平滑擴(kuò) 大或縮小圖像。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，計算對所記錄的附加信息 的改變的所述步驟包括多個計算子步驟，其中，每個計算子步驟計算中間附加信息，以適合先前測距的先前標(biāo)度 與所述已改變的測距的所述新標(biāo)度之間的中間標(biāo)度，通過以預(yù)定的小步長改變至所述新標(biāo)度，根據(jù)所述先前測距獲得 所述中間標(biāo)度，以及記錄每個計算的中間附加信息，以產(chǎn)生一樣多的對應(yīng)幀。
9、 一種顯示雷達(dá)圖像的方法，包括(a) 以預(yù)定周期頻繁地將圖像數(shù)據(jù)從一個區(qū)域傳輸至另一區(qū)域；(b) 在改變或已經(jīng)改變了雷達(dá)測距時將所述圖像數(shù)據(jù)從所述一 個區(qū)域傳輸至所述另一區(qū)域，包括在改變或己經(jīng)改變了所述雷達(dá)測距 時擴(kuò)大或縮小所述圖像數(shù)據(jù)；以及(c) 將已處理的圖像數(shù)據(jù)重新傳輸回所述一個區(qū)域。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述傳輸步驟頻繁地傳 輸所述圖像數(shù)據(jù)的擴(kuò)大或縮小區(qū)域以適合中間測距，所述中間測距是 通過以改變步長向著所述己改變的測距改變而根據(jù)先前測距獲得的。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，能夠在進(jìn)行或不進(jìn)行平 滑處理的情況下執(zhí)行所述傳輸步驟。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述傳輸步驟使用位塊 傳輸功能計算擴(kuò)大或縮小的圖像數(shù)據(jù)。
13、 一種雷達(dá)和類似設(shè)備，包括至少一個幀存儲器，用于存儲圖像數(shù)據(jù)，并將已處理的圖像數(shù)據(jù) 輸出至顯示器；以及 控制器，用于以預(yù)定周期頻繁地將所述圖像數(shù)據(jù)從一個區(qū)域傳輸至另一區(qū) 域，其中所述一個區(qū)域包括在所述至少一個幀存儲器中，在改變或已經(jīng)改變了雷達(dá)測距時，基于已改變的測距，將所 述圖像數(shù)據(jù)從所述一個區(qū)域傳輸至所述另一區(qū)域，同時擴(kuò)大或縮 小所述圖像數(shù)據(jù)，和將已處理的圖像數(shù)據(jù)重新傳輸回所述一個區(qū)域。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述控制器通過如下操作，在改變或己經(jīng)改變了雷達(dá)測距時頻繁地將所述圖像數(shù)據(jù)從所述一個區(qū)域傳輸至所述另一區(qū)域計算中間圖像以適合先前測距的先前標(biāo)度與所述已改變的測距 的新標(biāo)度之間的中間標(biāo)度，其中所述中間標(biāo)度是通過以小步長改變至 所述新標(biāo)度而根據(jù)所述先前測距獲得的，所述中間圖像是根據(jù)所述圖 像數(shù)據(jù)獲得的擴(kuò)大或縮小圖像。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述控制器以高幀率記錄每個所述中間圖像，以針對中間測距創(chuàng)建平滑擴(kuò)大或縮小的圖像。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述控制器 記錄在雷達(dá)屏幕上顯示的附加信息，并將所述附加信息輸出至所述顯示器，計算對所記錄的附加信息的改變，以將所述附加信息調(diào)整到適合 所述已改變的測距的所述新標(biāo)度，以及將己處理的附加信息重新傳輸至所述一個區(qū)域，以便隨后以所述 已改變的測距的所述新標(biāo)度來顯示所述已處理的圖像數(shù)據(jù)和所述已處 理的附加信息。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述附加信息至少包括自動雷達(dá)測繪輔助(ARPA)目標(biāo)、自動識別系統(tǒng)(AIS)目標(biāo)、或雷 達(dá)環(huán)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述控制器使用諸如位 塊傳輸功能之類的圖像處理計算機(jī)功能，基于所述已改變的測距擴(kuò)大 或縮小所述圖像數(shù)據(jù)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述另一區(qū)域是視頻存儲器。
20、 根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，在改變或已經(jīng)改變了雷達(dá)測 距時，所述控制器將所述圖像數(shù)據(jù)從所述一個區(qū)域傳輸至所述另一區(qū) 域，同時基于所述已改變的測距擴(kuò)大或縮小所述圖像數(shù)據(jù)，并以高幀 率記錄己處理的圖像數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建中間測距的平滑擴(kuò)大或縮小的圖像。
21、 一種雷達(dá)和類似設(shè)備，所述設(shè)備包括 幀存儲器；視頻存儲器；以及 控制器，用于以預(yù)定周期頻繁地將圖像數(shù)據(jù)從所述幀存儲器傳輸至所述視 頻存儲器，在改變或已經(jīng)改變了雷達(dá)測距時將所述圖像數(shù)據(jù)從所述幀存 儲器傳輸至所述視頻存儲器，包括在改變或已經(jīng)改變所述雷達(dá)測 距時使用圖像處理計算機(jī)功能擴(kuò)大或縮小所述圖像數(shù)據(jù)，和將已處理的圖像數(shù)據(jù)重新傳輸回所述幀存儲器。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述控制器頻繁地傳輸 所述圖像數(shù)據(jù)的擴(kuò)大或縮小的區(qū)域，以適合中間測距，所述中間測距 是通過以改變步長向著所述已改變的測距改變而根據(jù)先前測距獲得 的。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述控制器能夠選擇在進(jìn)行或不進(jìn)行平滑處理的情況下擴(kuò)大或縮小所述圖像數(shù)據(jù)。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述圖像處理計算機(jī)功能是位塊傳輸功能。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括測距切換器，用于切換針對所述設(shè)備的測距標(biāo)度，并用于將所述 新測距通信至所述控制器。
全文摘要
方法和系統(tǒng)處理感測信號。一種方法，用于在改變或已經(jīng)改變了測距時重新繪制感測圖像，根據(jù)本發(fā)明的一方面，記錄感測圖像并將感測圖像輸出至顯示器；記錄屏幕上顯示的附加信息并將附加信息輸出至顯示器；使用圖像處理計算機(jī)功能塊從記錄的感測圖像計算新圖像，以使得計算的圖像適合改變的測距的新標(biāo)度，記錄計算的圖像；和計算記錄的附加信息的改變，以將附加信息調(diào)整到適合改變的測距的新標(biāo)度，記錄計算的附加信息。本發(fā)明還公開了雷達(dá)設(shè)備和類似設(shè)備。
文檔編號G01S15/02GK101377546SQ20081013100
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者伊凱爾·普里斯諾, 大渕真, 奧利弗·羅賓, 布賴斯·普里斯諾, 德田浩二, 馬修·杰克奎奧特 申請人:古野電氣株式會社;馬克西國際Sas公司