JPH01212381A - 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】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、超音波送受波器を用いて水中に超音波を送
波し、水中物標からの帰来反射波を受波することにより
水中の状況を探知する水中探知装置に関する。

（ｂ）従来の技術 一般に、魚群探知機などの水中探知装置においては、送
信した超音波パルスの水中物標からのエコー表示以外の
信号が干渉によって画面上に表示されることがある。

第６図は水中探知装置の表示例を示しているが、ここで
Ａ１．Ａ２．Ｂｌ、Ｂ２．Ｂ３は魚群、Ｄは海底線、Ｅ
は発振線、Ｃ１，Ｃ２は干渉である。このような干渉が
現れる原因としては、■他の魚群探知器やソナーなどの
音響機器からの発振音の受信によるもの、 ■■の音波が反射物に反射した信号を受波することによ
るもの、 ■自己および他機から発せられる音波以外の誘導による
もの、 などである。従来はこのような干渉を除去するために、
前回またはそれ以前に受信した信号と新たに受信した信
号との比較を行い、重複していない信号成分を干渉とみ
なして消去するなどの方法を採っていた。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、このような従来の干渉除去方法によれば、本
来有効な信号であっても、１度だけしか現れなければ消
去されてしまう。また重複する信号成分を抽出するため
有効な信号に対する表示回数が一回分減少する。さらに
応答性が低下するため海底や魚群などの位置が急激に変
動した場合など表示すべき深度位置の追従が遅れるとい
った問題があった。

ところで、異なる周波数を有する２種類の超１°？波パ
ルスを用いて魚群探知を行うことにより魚種を識別する
ことが従来より行われている。これは魚種によって超音
波の周波数による反射強度にレベル差が生じることを利
用したものであるが、例えば魚種が異なってもシラスな
どの密集魚とサワラなどの単体点とでは周波数特性が近
似しているため識別しにくいという問題があった。この
ように密集魚と単体点を区別する方法としてその移動特
性の差に着目し、前述した従来の干渉除去方法を利用す
ることが考えられるが、その場合単体点が消去されてし
まうため、単体点の漁獲を目的とする用途には利用でき
ない。たとえば第６図に示した表示画面において、ＡＩ
、Ａ２は単体点、Ｂ１、Ｂ２．Ｂ３は密集魚であり、特
にＡ２はイワシ等の密集魚Ｂ２を餌として、その周囲に
集まるサワラ等の単体点を例示している。このような単
体点と密集魚を画面上で容易に識別できるようにするこ
とが望まれていた。そこで、構＃前回またはそれ以前に
受信した信号と新たに受信した信号との差成分を求める
ことによって、頻繁に位置を変える単体点を選択的に抽
出することが変えられる。しかしながら、その場合、干
渉信号も現れるという問題がある。

この発明の主な目的は、除去すべき干渉信号のみを確実
に除去し、有効な信号を正確に得られるようにした水中
探知装置を提供することにある。

また、この発明の他の目的は、密集魚と単体点を容易に
識別し、しかも密集魚の表示を消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 上記目的を達成するために、この発明の水中探知装置に
おいては、周波数の近接する２種類の超音波パルスを一
定時間ずらせたタイミングで送信する超音波パルス送信
手段と、 前記２種類の超音波パルスの反射波を受信し、受信信号
から、同一距離において同一レベルである信号成分を抽
出して探知信号を生成する探知信号生成手段と、 を備えたものである。

また、密集魚と単体点との識別を行うため、さらに、前
回またはそれ以前に送信した超音波パルスによる探知信
号と新たに送信した超音波パルスによる探知信号との差
成分を求める差成分抽出手段を備え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、超音波パルス送信
手段が、周波数の近接する２種類の゛超音波パルスを一
定時間ずらせたタイミングで送信を行う。一方探知信号
生成手段はこの２種類の超音波パルスの反射波を受信し
、受信信号から、同一距離において同一レベルである信
号成分を抽出してこれを探知信号とする。したがって２
種類の超音波パルスの送信タイミングのずれに対応して
干渉信号が発生し、しかもその干渉信号が同一レベルで
ないかぎり探知信号に干渉信号が重畳されることはない
。このような確率は非常に低いため干渉信号の除去はほ
ぼ完全なものとなる。ここで２種類の超音波パルスは近
接した異なる周波数を有するため、その音響特性はほぼ
同一とみなすことができ、しかも２種類の超音波パルス
の反射波を選択的に受信することができる。

また、前記差成分抽出手段は、前回またはそれ以前に送
信した超音波パルスによる探知信号と新たに送信した超
音波パルスによる探知信号との差成分を求める。したが
って密集魚など一定位置にほぼ静止している物標は、前
回またはそれ以前に得られた探知信号と新たに得られた
探知信号との差成分がほぼ０となり消去される。一方、
単体魚など一定位置に静止しない物標は前回またはそれ
以前に得られた探知信号と新たに得られた探知信号との
差成分が現れる。

（ｆｌ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１はプログラム処理によ
って装置全体の制御を行うＣＰＵ、２はそのプログラム
を予め記憶するＲＯＭ、３はプログラムの実行に際して
ワーキングエリアとして用いられるＲＡＭである。４は
表示モードなど各種条件を設定するための操作パネルで
ある。

５および６はＩ１０ポートであり後述する入出力装置が
接続されている。８は表示用データを記憶するメモリ、
９はその表示データから表示用信号を発生する表示制御
回路、１０は探知結果を画像表示するＣＲＴである。

７は後述する各部にタイミング信号を与える制御回路で
あり、丸印付番号の同一番号間が接続されている。発振
回路１）および１２は１９８ＫＨ２および２０２ＫＨｚ
の周波数信号を発生する回路であり、ａおよびｂの入力
信号に基づいて動作する。パワーアンプ１３は画周波数
信号を同一利得で増幅し、送受切換回路１４を介して振
動子１５を励振させる。１６および１７は振動子１５が
反射波を受波したことにより発生する起電圧を増幅する
増幅回路であり、それぞれ１９８ＫＨｚおよび２０２Ｋ
Ｈｚを中心とする狭帯域増幅を行う。１８〜１９は増幅
された受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコン
バータである。遅延回路２０はＡ／Ｄコンバータ１８の
出力信号を特定時間遅延させる。２１は遅延回路２０の
出力信号ｅ′とＡ／Ｄコンバータ１９の出力信号りとの
論理積を求めるＡＮＤ回路である。２２は２１の出力信
号ｉを１周期分記憶するメモリ。２４はメモＩＪ２２に
記憶されている探知信号と新たな探知信号ｉとの排他的
論理和を求めるゲート回路である。その際ラッチ回路２
３はメモリ２２の内容を順次読み出し一時記憶する。

第５図は第１図に示した増幅回路１６および１７０周波
数特性を示している。このように周波数の近接する２種
類の周波数信号を高い選択度で増幅することによって振
動子の受波した信号から２種類の周波数成分を分離して
いる。

第２図は第１図に示した信号ａ　”−ｉまでの波形を示
している。図に示すように発振回路１）の発振が行われ
てからＴ時間（数ｍ５ｅｃ〜数１０ｍ５ｅｃ）遅れて発
振回路１２の発振動作が行われる。ここでｄは１９８Ｋ
Ｈｚの超音波パルスによる反射波の受信信号、ｅはその
ディジタルデータである。（第２図では説明の簡単化の
ため３ビツトに変換した例を示している。）また、ｆは
２０２ＫＨｚの超音波パルスによる反射波の受信信号ｆ
にのみ重畳された干渉信号である。遅延回路２０（第１
図参照）は信号りによって２種類の超音波パルスの送信
タイミングのずれと同じ１時間遅延を行うため、第２図
においてｅ′およびｇに示すように両信号の位相が一致
する。魚群など本来の物標が存在すればｅ′とｇの同一
タイミングに同一信号が発生するが、干渉信号は不規則
なタイミングに発生する。従って両信号の論理積を求め
ることによってｉに示すように干渉信号が除去される。

以上のようにして求めた探知信号に対してさらに第１図
に示した構成により以下に述べるように単体魚のみの抽
出を行う。

第３図は第１図に示したゲート回路２４の入力信号およ
び出力信号との関係を示している。図中ｉとｉ′の関係
に示すように、メモリ２２は前回の超音波パルスの送信
により求めた探知信号を記憶し、新たに求めた探知信号
との排他的論理和を求めることによって、１周期の間に
全体の位置がほとんど変化しない密集魚は除去され、１
周期の間に大きく移動する単体魚だけが抽出される。

なお、第１図に示したメモリ２２およびラッチ回路２３
の動作タイミングを第４図に示す。ここでクロック信号
は数μｓｅｃ以下であり、図に示すようにクロックの１
周期中にリードおよびライトを行う。なおラッチ信号は
ラッチ回路２３に対する信号であり、メモリ２２からデ
ータを読み出しラッチした後、新たなデータを書き込む
処理を繰り返す。

上記実施例では密集魚を完全に除去する例であったが、
密集魚を他の信号レベルまたは表示色に変換して表示す
ることも有効である。そのためには第１図に示した信号
ｉおよびｉ′を直接ＣＰＵに取り込み、次の処理を行う
。信号ｉのレベルと信号ｉ′のレベルとが等しいとき最
弱色表示し、ｉのレベルとｉ′のレベルが異なるとき、
大きいレベル側の信号をそのレベルに応じた色で表示す
る。また、発振線と海底線など一定レベル以上の信号は
信号ｉのレベルに対応した色でそのまま表示すれば発振
線と海底線を消去することなく表示することができる。

実施例では周波数の異なる２種類の超音波パルスの送受
を共通の振動子を用いて行う例であったが、周波数毎に
振動子を設けることによっても可　　　□能である。ま
た、送波器と受波器を別個に設けることも可能である。

さらに、遅延回路はアナログ信号の段階で遅延動作を行
う回路であってもよい。また、実施例では２種類の狭帯
域増幅回路によって選択増幅を行う例であったが、例え
ば特開昭６０−２３５０７７号に開示しているように受
信信号の周波数を一旦逓倍し、この逓倍周波数状態でバ
ンドパスフィルタを通過させることにより２種類の受信
信号を分離することもできる。

（ｇ１発明の効果 以上のようにこの発明によれば、次に記載する効果を奏
する。請求項１の水中探知装置においては、互いに干渉
しない周波数の異なる２種類の超音波パルスを用いて、
比較的短時間だけずれた異なったタイミングで超音波の
送受を行い、両受信信号間で同一レベルの信号成分を抽
出することによって ■自己の探知能力に影響を与えることなく、他機からの
干渉を除去することができる。

■ハムノイズや機械振動による誘導ノイズなど自己の発
する不要信号の除去も可能である。

■海底および魚群などの水中物標などの急激な変動にも
対応することができる。

また、請求項２の水中探知装置においては、前回または
それ以前に求めた探知信号と新たに求めた探知信号との
差成分を求めることによってサワラなどの群れになるこ
との少ない単体魚や動きの速い魚の識別表示が容易にな
る。また、干渉による信号が予め除去されるため、密集
魚などの不要信号を除去して単体魚のみの表示も可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

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、第２図および第３図は第１図に示したブロック図
各部の波形図である。第４図は第１図に示したメモリと
ラッチ回路の動作タイミングを表す図、第５図は第１図
に示した増幅回路１６および１７の周波数特性を表す図
である。また第６図は一般的な水中探知装置の表示例を
示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）周波数の近接する２種類の超音波パルスを一定時
   間ずらせたタイミングで送信する超音波パルス送信手段
   と、 前記２種類の超音波パルスの反射波を受信し、受信信号
   から、同一距離において同一レベルである信号成分を抽
   出して探知信号を生成する探知信号生成手段と、 を備えた水中探知装置。
2. （２）周波数の近接する２種類の超音波パルスを一定時
   間ずらせたタイミングで送信する超音波パルス送信手段
   と、 前記２種類の超音波パルスの反射波を受信し、受信信号
   から、同一距離において同一レベルである信号成分を抽
   出して探知信号を生成する探知信号生成手段と、 前回またはそれ以前に送信した超音波パルスによる探知
   信号と、新たに送信した超音波パルスによる探知信号と
   の差成分を求める差成分抽出手段と、 を備えた水中探知装置。