JPH01212380A - 水中探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は水底を含まない特定水深の領域を超音波パル
スの送受によって探知する水中探知装置に関する。

（ｂ）従来の技術 一般に、水中探知装置においては、通常複数種類の探知
レンジが備えられており、これを適宜切り換えて所望の
魚群等を有効且つ適確に探知表示出来るように構成され
ている。

このような水中探知装置の場合、目的とする魚群を積極
的に探知するために、水面から水底（海底）までの探知
可能な深度範囲のうちの一部分のみを選択的に表示させ
ることがよく行われているまた、観察者の意図に関係な
く、探知レンジとそのときの水底深度によっては（例え
ば、探知レンジが０〜１００ｍに設定されているとき、
水底深度が１２０ｍであるような場合）、水底が含まれ
ていないという場合も少なくない。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、上記のような場合、前回またはそれ以前に送
信した超音波パルスの水底からの反射波が今回の探知範
囲からの反射波にまわり込むいわゆるゴーストが生じる
ことがあった。第７図はゴーストの発生を説明するため
の波形図である。第７図においてａは超音波パルスの送
信タイミング、ｂは受信信号を示している。このように
超音波パルスの送信周期を水底エコーの到来時間より長
くすれば問題はないが、同図のａ′およびｂ′に示すよ
うに、前回の超音波パルスの水底エコーが今回の超音波
パルスによる魚群エコーに重なれば、この水底エコーが
ゴーストとして表示される。

従来、このようなゴーストを除去するために超音波パル
スの送信周期を手動によって選択するか、第７図のａお
よびｂに示すように送信周期を非常に長くする必要があ
った。一方、表示画像のなかでゴーストと有効エコーの
識別には豊富な経験と勘が必要とされる。特に水温ギャ
ップや浮遊物などによる音響反射層（ＤＳＬ層）との見
間違いも非常に多く、超音波パルスの送信周期を的確に
選択することは困難であった。

この発明の目的は、前回またはそれ以前に送信した超音
波パルスの水底からの反射波によるゴーストを自動的に
除去できるようにした水中探知装置を提供することにあ
る。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明の水中探知装置は、超音波パルスを繰り返し送
受することによって水中を探知する水中探知装置におい
て、 超音波パルスの送信からＴ１時間に反射波の受信を行う
反射波受信手段と、 超音波パルス送信後、水底から反射波が到来するまでの
時間Ｔ３を測定によりまたは外部から入力された水底深
度データより求める水底反射波到来時間生成手段と、 水底からの反射波持続時間をＴ４として（ｎ−１）Ｔ＋
ＴＩ＜Ｔ３＜ｎ−Ｔ−Ｔ４（ｎ：　　１．　２．　３　
　・　・）を満足するＴを求める超音波パルス送信周期
生成手段と、 周期Ｔの間隔で超音波パルスを送信する超音波パルス送
信手段と、から構成したことを特徴としている。

（ｅ）作用 この発明の水中探知装置においては、反射波受信手段は
、超音波パルスの送信からＴ１時間に反射波の受信を行
い、水底反射波到来時間生成手段は、超音波パルスを送
信してからその水底による反射波が到来するまでの時間
Ｔ３を、測定により、または外部から入力された水底深
度データより求める。超音波パルス送信周期生成手段は
、水底からの反射波の持続時間をＴ４で表せば、（ｎ　
　１）Ｔ＋ＴＩ＜７３＜ｎ−Ｔ−７４（ｎ：　１．２．
３・・） を満足するＴを求め、超音波パルス送信手段は求めたＴ
の周期で超音波パルスを送信する。

第３図は上記Ｔ、Ｔ１．Ｔ３．Ｔ４等の関係について示
している。同図においてｅは超音波パルスの送信タイミ
ングであり、ｆは送信信号、ｇは受信信号をそれぞれ示
している。また、ｈは受信信号のうち選択的に信号を抽
出するタイミング、ｉは抽出された受信信号を示してい
る。水底からの反射波の持続時間はＴ４であるため、図
に示すように（ｎ−１）Ｔ＋Ｔ１〜ｎ−’ｒ−Ｔ４の時
間に水底エコーの立ち上がりタイミングが入るようにす
れば、この水底エコーが常にＴ２の時間内に存在するこ
ととなり、ゴーストとして現れない。

（ｆ）実施例 第１図はこの発明の実施例である水中探知装置のブロッ
ク図を示している。図において３はプログラム処理によ
って各部を制御するＣＰＵ、１はその処理プログラムを
予め記憶するＲＯＭ、２はプログラムの実行に際してカ
ウンタやタイマ等各種ワーキングエリアとして用いられ
るＲＡＭである。４および５はＩ１０ポートであり、以
下に述べる各種入出力回路が接続されている。制御回路
６および７はＣＰＵからの信号に基づいて発振回路８お
よび９を制御して一定時間持続する超音波信号を発生さ
せる回路である。発振回路８は低周波側の超音波信号を
発生する回路、発振回路９は高周波側の超音波信号を発
生する回路である。これらの信号はパワーアンプ１０お
よび１１によって増幅され、送受切換回路１２および１
３を介して振動子２２および２３に供給されて超音波パ
ルスが送信される。また、送受切換回路１２および１３
は反射波の受信によって発生した信号を増幅回路１４お
よび１５に供給する。１６および１７はＡ／Ｄコンバー
タであり、それぞれ受信信号をディジタルデータに変換
する。水底検出回路１８は、Ａ／Ｄコンバータ１６の出
力データから、反射波が水底からのものであることを検
出する回路である。１９は表示すべきデータを記憶する
表示用メモリ、表示制御回路２０はこの表示メモリ１９
の内容を読み出し、表示信号を生成してＣＲＴ２１へ出
力する。

同図に示すように低周波側の超音波パルスによって水底
深度を求め、高周波側の超音波パルスによって魚群など
の水中探知物体を探知するが、高周波側の超音波パルス
の送信周期は次に述べる方法によって定める。

第３図は第１図に示した各部の波形を示している。ここ
でａ　−ｇは第１図中に示す箇所と対応している。先ず
電源投入直後は、ａの送信周期ＴＯで低周波の超音波パ
ルスを送信し、水底深度を求める。Ｃに示すように超音
波パルスを送信してからＴ３を経過した後水底エコーが
到来し、これがＴ４だけ持続する。なおこのとき送信さ
れるパルスは低周波であるため魚群による反射波のレベ
ルは低く、第１図に示した水底検出回路１８は受信信号
のレベルから容易に水底を検出する。ＣＰＵは超音波パ
ルス送信後水底検出回路１８の出力信号ｄが発生するま
での時間Ｔ３を計測する。

第３図のみおよびｆに示すように高周波の超音波パルス
はＴの周期で送信される。ｇに示すように前回送信され
た高周波超音波パルスの水底エコーが発生するが、この
水底エコーがＴ２すなわち探知範囲外の期間に発生する
ようにＴの周期が定められる。ここでＴ＝Ｔ１＋７２の
関係があり、Ｔ１は探知範囲の深度であり一定であるた
め、Ｔ２の時間を制御することによって周期Ｔを制御し
ている。計測した水底反射波到来時間Ｔ３と高周波超音
波パルスの送信周期Ｔとの関係は次式で表され、 （ｎ−１）Ｔ＋ＴＩ＜７３＜ｎ−Ｔ−７４（ｎ：１，２
．３・・） ここでＴ＝Ｔ１＋７２であるから （ｎ−１）（Ｔ１＋Ｔ２）＋７１＜７３ｎ　（Ｔ１＋Ｔ
２）−７４＞Ｔ３ となり、上式を満足するＴ２を求める。

以上のようにして特定周期で高周波超音波パルスを送信
し、第３図のｉに示すようにＴ１時間の受信信号に基づ
いて表示データを作成することによって水底ゴーストの
無い表示画像が得られる。

なお、Ｔが決定された後、低周波超音波パルスはこの周
期Ｔの整数倍ｎＴの周期で送信を行うことによって高周
波超音波パルスとの干渉を防止している（第３図のａ′
参照）。

上述の各種処理は次に述べる手順で行われる。

第２図は第５図に示したＣＰＵ３の処理手順を表すフロ
ーチャートである。ここでＬ信号およびＨ信号が低周波
超音波パルスおよび高周波超音波パルスを表し、Ｌ反射
波およびＨ反射波はそれぞれの超音波パルスの反射波を
表している。また、Ｃは高周波超音波パルスの送信回数
をカウントするカウンタである。先ず、低周波超音波パ
ルスを送信し、水底反射時間Ｔ３を計測する（ｎｌ→ｎ
２）。続いて上記条件式を演算して高周波超音波パルス
の送信周期Ｔを算出する（ｎ３）。その後、高周波超音
波パルスの送信回数をカウントするカウンタＣをクリア
する（ｎ４）。続いて高周波超音波パルスを送信してＣ
をインクリメントし、サンプリングタイミングになれば
、Ｔ１の時間高周波超音波パルスの反射波を受信すると
ともに、表示データを作成する（ｎ８〜ｎ１１）。

高周波超音波パルスの送信回数がｎ回となれば、低周波
超音波パルスの送信を行うとともに、カウンタＣをクリ
アす・る（ｎ　？−ｎ　１２→ｎ　１３）。低周波超音
波パルスの反射波の受信はｎ１４にて行い、ｎ１５にて
表示データを作成する（ｎ１５）。高周波超音波パルス
の送信後１時間が経過するまで、高周波超音波パルスの
反射波及び低周波超音波パルスの反射波の受信をサンプ
リングタイミングごとに行う（ｎ１６→ｎ８→ｎ９→・
・・）。但し第３図に示した１２時間内であれば、高周
波超音波パルスの反射波データは読み込まない（ｎ９−
＝ｎ１４）。また、水底検出回路１８から検出信号が発
生されれば、ｎ１２において送信された低周波超音波パ
ルスの送信後の経過時間Ｔ３を計測し、これに基づいて
高周波超音波パルスの送信周期Ｔを算出する（ｎ１７→
ｎ１８→ｎ１９）。

以上のようにして低周波超音波パルスの送受によって水
底深度を測定しつつ高周波超音波パルスの送信周期を変
化させ、高周波超音波パルスの送受によって魚群などの
探知を行う。

第４図は上記水中探知装置のＣＲＴの表示例を示してい
る。画面の右側に表示されている数値は深度を示し、画
面の上半分は低周波超音波パルスの送受による画面、下
半分は高周波超音波パルスの送受による表示画面である
。

上記実施例は低周波超音波パルスを用いて水底深度を計
測した例であったが、他の方法により測定した水底深度
データを入力するか、または探知用の超音波パルスによ
って水底深度が検出できる場合は、１周波の超音波パル
スによっても同様にしてゴーストのない探知画像を得る
ことができる。第５図と第６図（Ａ）および（Ｂ）はそ
の例を示すブロック図と処理手順を表すフローチャート
である。第５図に示すブロック図は第１図に示した例と
異なり超音波パルスの送受に関するブロックが１系統の
みであり、またＣＰＵ３は外部から水底深度のデータを
読み込む。この外部からの水底深度データは割込み処理
によって行われ、第６図（Ｂ）に示すように、まず水底
深度データを読み込み、この水底深度から水底反射時間
Ｔ３を逆算する（ｎ２０→ｎ２１）。さらに上記実施例
の場合と同様にＴ３から超音波パルスの送信周期Ｔを算
出する（ｎ２２）。通常は第６図（Ａ）に示すように先
ず超音波パルスの送信を行い、Ｔ１時間反射波の受信を
行うとともに表示データを作成する（ｎ２３→ｎ２４→
ｎ２５）。その後、次の超音波パルス送信タイミングと
なるまで待機し、以降上記処理を繰り返す（ｎ２６−ｎ
２３）。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、前回またはそれ以前に
送信された超音波パルスの水底からの反射波が今回の超
音波パルスの探知物体からの反射波に重なることがなく
、いわゆる水底ゴーストのない探知画像が得られる。こ
れにより探知すべき領域の探知物体を的確に把握するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波パルスを繰り返し送受することによって探
   知する水中探知装置において、 超音波パルスの送信からＴ１時間に反射波の受信を行う
   反射波受信手段と、 超音波パルス送信後、水底から反射波が到来するまでの
   時間Ｔ３を測定によりまたは外部から入力された水底深
   度データより求める水底反射波到来時間生成手段と、 水底からの反射波持続時間をＴ４として （ｎ−１）Ｔ＋Ｔ１＜Ｔ３＜ｎ・Ｔ−Ｔ４ （ｎ：１、２、３・・） を満足するＴを求める超音波パルス送信周期生成手段と
   、 周期Ｔの間隔で超音波パルスを送信する超音波パルス送
   信手段と、 からなる水中探知装置。