JPH0143916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は超音波パルス、電波パルス等のパル
スを送信し、その反射波を受信して表示する反響
探知装置に関する。

〔従来の技術〕

魚群探知機においては、いわゆるプランクトン
などよりの反射波、その他水中雑響音等比較的小
さい雑音が存在し、レーダにおいては波浪雑音や
雨の反射波などの比較的小さい雑音が存在し、こ
れらのため、何れにおいても表示器上の表示を見
ても反射点の状態を良く探知できないことがあ
る。

このほか雑音成分としては種々あり、これらの
雑音成分を除去する手段として、反射信号を所定
の間隔でサンプリングし、過去のサンプリング時
に得られたサンプリングレベルと現在のサンプリ
ング時に得られたサンプリングレベルとを平均化
しながら記憶してゆくことにより、信号振幅の輪
郭に凹凸状に現れる雑音信号を平滑化した信号に
して雑音を除去する手段が、特開昭54−145165な
どにより開示されている。

また、方向と距離との双方に対して複数の区間
を設定するとともに、この各区間別に異なる減算
値を定め、各区間別に得られる受信信号に相応の
減算を与えることにより、特定方向・特定距離範
囲の区間にのみ存在する特別に大きいクラツタを
除去する手段が特開昭53−92689などにより開示
されている。

さらに、初回の予備的送信によつて得られる残
響レベルその他の雑音成分のみに相当する受信信
号を得てを記憶しておき、その後に得られた正規
の受信信号から記憶しておいた残響レベルその他
の雑音成分を除去する手段により残響を含めた雑
音成分を除去する手段が特開昭56−18777などに
より開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来の手段を、前記のような送信直後か
ら生ずる比較的小さい雑音成分を除去することを
対象とする手段としては利用した場合、これらの
手段のうち、前者・中者の手段、つまり、特開昭
54−145165・特開昭53−92689などによる手段で
は、構成が複雑すぎるという不都合がある。

また、後者の手段、つまり、特開昭56−18777
などによる手段では、予備的送信により得られる
反射信号中に、目的とする探知物標の反射信号ま
で含まれてしまうため、雑音成分と同時に探知物
標の反射信号まで除去されてしまうという不都合
がある。

さらに、いずれの手段でも、構成が複雑な割
に、時々刻々得られる反射信号に対して処理前と
処理後とを観測しながら可変処理できないという
不都合がある。

このため、こうした不都合を簡単安価な構成に
より解決したものの提供が望まれているという課
題がある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、 周期的にパルス波を送信して得られる反射信号
を送信時点では利得を充分下げ時間の経過と共に
利得を高くする、いわゆるSTCにより送信直後
の残響成分を除去して受信するとともに、受信し
た受信信号をAD変換してデイジタル信号にした
後、パルス波に対応して得られ一連の反射信号
（以下、探知信号という）を取り込んで各探知信
号が表示画面上において古い順に並べられ、か
つ、最も古い探知信号が消去されるように主メモ
リに記憶し、主メモリをラスタ走査形表示器の表
示制御に対応して繰返し読出して得たデイジタル
信号（以下、記憶読出デイジタル信号という）を
各デイジタル値に対応した色信号に変換してラス
タ走査形表示器に与えることにより、各探知信号
をカラー表示し得るようにした反響探知装置とし
て構成することにより、主メモリに記憶した量だ
け過去の探知信号を保持し得るようにし、 探知信号中の小さい雑音を除去するための低い
レベルのデイジタル値を減算し、かつ、減算結果
が、０レベルのデイジタル値以下のときは、０レ
ベルのデイジタル値により出力する減算回路に、
上記の記憶読出デイジタル信号を与えて得られる
各デイジタル値にもとづいて上記の色信号を得る
減算色変換手段と、 上記の表示制御における主走査と同期して、各
送信に相信する点を起点とする可変ゲートを発生
する可変ゲート発生手段と、 上記の可変ゲートの終点を探知信号の終了点に
相当する点までの間で可変操作するための可変操
作手段と、 上記の可変ゲートの期間のみ上記の減算手段を
動作させる減算動作手段と を設けることにより、上記の課題を解決し得るよ
うにしたものである。

〔実施例〕

以下、図面により、実施例を説明する。

第１図において、送受信制御器１１よりの制御
信号によつて送信器１２が駆動され、これより送
受切換器１３を通じて送受波器１４が励振され、
超音波パルスが海中に向つて放射される。その反
射波は送受波器１４にて受波され、送受切換器１
３を通り、受信器１５に受信される。この受信信
号はAD変換器１６より例えば４ビツトのデジタ
ル信号に変換され、そのデジタル信号は、後で説
明するが、バツフアメモリ１８に供給される。そ
のバツフアメモリ１８に記憶された１つの放射パ
ルスに対応する一連の反射信号は主メモリ１９に
転送される。

主メモリ１９はラスタ走査形表示器２１に対す
る表示制御器２２により制御されて繰返し読出さ
れ、その読出された信号は、カラー変換器２３よ
りその各デジタル値に対応した色信号に変換され
て表示器２１に供給される。１つの送信パルスに
対応した一連の反射信号、つまり１つの探知信号
は表示器２１の表示画面に１本の表示線として表
示される。反射信号のもつとも強いレベルは例え
は赤色に、もつとも弱いレベル（無信号）は青色
に等と各レベルに応じた色として表示するように
カラー変換器２３が構成される。かつ表示器２１
の表示画面上において各探知信号は古い順に並べ
られ、１つの探知信号がバツフアメモリ１８に得
られるごとに、これが主メモリ１９に転送され、
表示器２１における表示が一定方向にずらされ、
最も古い表示が消される。このようにして従来の
記録紙を使つた表示と同様な表示が表示器２１の
表示画面に得られる。

上記の構成はいわゆるカラー表示魚群探知機と
して知られる構成であり、第２図Ａに示すように
送信パルス２５に対し、これより遅れて魚群から
反射信号２６、更にその後海底反射信号２７が得
られる。しかし実際には超音波パルスを送波した
時に第２図Ｂに示すように送信パルス２９の直後
には、いわゆる残響信号２８が得られる。また水
中のプランクトンや例えばスクリユーや遠方より
発生する水中雑音等の背景雑音が弱いレベルで第
２図Ｃに示すように雑音２９が得られる。表示器
２１の表示面３１に例えば第３図に示すように上
下に走査線３２が形成され、その各走査線３２の
一定の高さの所に送信信号２５に対応した表示３
３が現われ、また魚群反射信号２６に対応した表
示３４、海底に対応した表示３５がそれぞれ現わ
れる。更に雑音２９に対応した小さい表示３６が
現われる。この雑音による表示３６が画面に多数
分布すると魚群に対する表示３４を読取ることが
難しくなる。

このような点より、従来より送信直後には受信
器１５の利得を充分下げ、時間と共に利得を高く
する、いわゆるSTC方式がとられていた。この
方式を用いると第２図Ｂに示した残響信号につい
ては表示画面から除去することができる。然し背
景雑音やプランクトンからの反射雑音２９はレベ
ルが小さく、魚群からの反射信号２６のレベルに
近いため、受信器１５の利得を下げると魚群反射
信号２６の表示も表示画面３１から見えなくなる
おそれがある。魚群反射信号２６のレベルと雑音
２９のレベルとが比較的接近しているため、その
表示色が同じになると魚群表示３４と雑音表示３
６とを区別することができなくなり、魚群反射信
号２６と雑音２９との表示色を異ならしても、カ
ラー表示においては雑音表示３６が非常に目立
ち、つまりカラー表示の特徴である表示が見やす
くなるため、この背景雑音表示３６が目立つて魚
群表示３４が目立たなくなり、これを単時間で識
別することが困難になる。

こうした背景雑音表示３６、つまり、送信直後
から発生する小さい雑音成分に対して、この発明
では、次のような構想にもとづいて、除去手段を
講ずるものである。

つまり、送信パルスと同期して立上るゲート信
号を可変ゲート信号発生器で発生し、このゲート
信号の期間は反射デジタル信号から所定値だけ減
算手段で減算する。このゲート信号のゲート幅は
手動で変化させることができ、最大は１つの探知
信号の終りでゲート信号が立下るようにされ、こ
のゲート信号の終了の時点を変化させることがで
きるようにされる。このように構成されるためゲ
ート信号の期間は前記減算により背景雑音が除去
され、これらは表示器の表示面に画像として現わ
れない。表示器の表示画像を見ながら背景雑音の
存在している領域においてゲート信号を発生する
ように可変ゲート信号発生器を調整することによ
り見易い表示画像を得ることができる。

そして、これと同様の効果を得るための構成を
主メモリ１９の読出し出力に対して行わせること
により、表示器２１の表示画面を見ながら、か
つ、過去の反射信号について元の状態と比較しな
がら調整し得るように構成したものである。

可変ゲート信号発生器３８は例えば単安定マル
チバイブレータにより構成され、トリガパルスが
入力されるごとにそのパルスから単安定マルチバ
イブレータの時定数で決る時間、例えば高レベル
になるゲート信号（第２図Ｄ）が発生する。摘み
３９を調整することにより前記時定数を変化さ
せ、つまりゲート信号のゲート幅T₁を調整する
ことができる。可変ゲート信号発生器３８は或は
カウンタにて構成され、トリガパルスが与えられ
ると、クロツクを計数し始めると共に出力が高レ
ベルになり、所定数を計数すると、出力が低レベ
ルになり、その所定数を摘み３９で調整できるよ
うにしてもよい。

可変ゲート信号発生器３８からのゲート信号は
減算器１７へ供給され、減算器１７はそのゲート
信号が入力されている間は主メモリ１９各出力デ
ジタル信号から所定値、例えば１（又は２）だけ
減算してその減算結果をカラー変換器２３へ供給
し、ゲート信号が与えられていない場合は主メモ
リ１９の出力をそのまゝカラー変換器２３へ供給
する。

減算器１７は例えば第４図に示すように、主メ
モリ１９の出力デジタル信号が加算器４３の一方
の入力側へ入力され、加算器４３の他方の入力側
には固定レジスタ４４から、予め決まつた数、例
えば１を減算する場合はその２の補数が入力され
る。たゞしこの固定レジスタ４４には、可変ゲー
ト信号発生器３８の出力ゲート信号が与えられて
おり、このゲート信号が与えられている間だけ固
定レジスタ４４の内容を出力するが、その他の間
は高インピーダンスが出力される。従つて加算器
４３の出力はゲート信号が存在している間は主メ
モリ１９の出力から所定数、例えば１つだけ減算
した値となり、その他の間は主メモリ１９の出力
がそのまゝ出力される。

更にこの例では高レベルを飽和させた場合であ
る。つまり主メモリ１９では入力レベルを16個の
レベルの何れかに応じて４ビツトのデジタル信号
として出力するが、減算器１７の出力は高レベル
を飽和させて９個のレベルを示すデジタル信号と
する。即ち主メモリ１９の出力は０〜15の何れか
のレベルを示すデジタル信号であり、加算器４３
の出力は減算されない場合は０〜15の何れかのレ
ベルを示し、減算された場合は０〜14の何れかの
レベルを示す。しかし減算器１７の出力としては
８〜15のレベルは何れも８レベルとして出力し、
減算器１７の出力は０〜８の何れかのレベルを示
すようにする。例えば加算器４３の出力は禁止ゲ
ート４５へ入力され、加算器４３の出力中の最上
位ビツトにより禁止ゲート４５を禁止制御する。
またこの最上位ビツトによりゲート４６を開閉制
御し、ゲート４６にはレジスタ４７から固定レベ
ル、この例では８レベルを示す２進数“1000”が
記憶されている。ゲート４５，４６の出力はオア
ゲート４８を通じて減算器１７の出力とされる。
加算器４３の出力の最上位ビツトが“０”の場合
は加算器４３の出力がそのまゝ減算器１７の出力
となり、前記最上位ビツトが“１”の場合は
“1000”が減算器１７から出力される。

以上の構成によれば、上述したようにゲート信
号の存在している間は主メモリ１９の出力は所定
値減算され、例えば第２図Ｃの探知信号は第２図
Ｅに示すように背景雑音２６が除去されるが背景
雑音中の魚群反射信号２６は残り、また海底近く
の反射信号に対してはゲート信号による減算動作
が行なわないため、小レベルの魚群反射信号２６
が残る。従つて表示器３１の表示面において背景
雑音の表示３６が消えるが、魚群反射信号の表示
３４は残り、この表示を容易にかつ直ちに読取る
ことができる。しかもゲート信号の幅T₁を調整
できるため、操作員は表示画面を見ながら摘み３
９を調整して海底近くのレベルの小さい魚群反射
信号を残すように除去する背景雑音の範囲を任意
に調整できる。また必要に応じて減算する所定値
も手動で変更できるようにすることもできる。

この構成は、図において、主メモリ１９の読出
し出力を、上記の減算を行わせるための減算器１
７へ供給し、減算器１７の出力をカラー変換器２
３へ供給する。

また、表示制御器２２と減算器１７との間に可
変ゲート信号発生器３８を設けて、減算器１７の
減算動作期間を作るために必要な上記のゲート信
号を発生する。

このゲート信号の発生には、表示制御器２２よ
り表示器２１に対する水平同期信号、つまり、主
走査同期信号と同期したトリガを可変ゲート信号
発生器３８へ供給し、可変ゲート信号発生器３８
からのゲート信号を減算器１７へ供給する。

〔発明の効果〕

この発明によれば、以上のように、いわゆる
STCによつて送信直後の残響成分による雑音成
分を除去した後の雑音、例えば、背景雑音を、主
メモリ１９の読出し出力中の各デジタル値から小
さいデジタル値を減算することにより除去し、こ
の除去範囲を、各送信に相当する点から、その送
信によつて得られる反射信号、つまり、探知信号
の終了点までの間を可変できる可変ゲートにより
可変動作させているため、探知海域の水中や海面
などの状況により除去対象とする雑音の発生範囲
が種々変化しても、これに対応して、除去するこ
とができる。

つまり、こうした雑音は送信直後から生じ、そ
れが継続して生じる期間は、例えば、送信出力の
大きさと水中のプランクトンなどの存在量などと
の関係によつて種々変化するが、過去の探知信号
が減算処理する以前の元の状態で表示画面に対応
した量だけ主メモリに記憶されているため、上記
の可変ゲートを操作してみれば、元の状態での表
示と減算処理している状態での画面との違いを表
示画面上で判断するできるものを、減算手段と可
変ゲート手段とを付加するだけの簡単安価な構成
で提供することができるなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例を示し、第１図は装置のブロツク
構成図、第２図は動作原理を説明するための信号
波形図、第３図は表示動作を説明するための表示
画面略図、第４図は要部回路の構成図である。 １１……送受信制御器、１２……送信器、１３
……送受切換器、１４……送受波器、１５……受
信器、１６……AD変換器、１７……減算器、１
８……バツフアメモリ、１９……主メモリ、２１
……表示器、２２……表示制御器、２３……カラ
ー変換器、３８……可変ゲート信号発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周期的にパルス波を送信して得られる反射信
   号を前記送信時点では利得を充分下げ時間の経過
   と共に前記利得を高くして受信した受信信号を
   AD変換してデイジタル信号にした後、前記パル
   ス波に対応して得られ一連の前記反射信号（以
   下、探知信号という）を取り込んで各前記探知信
   号が表示画面上において古い順に並べられ、か
   つ、最も古い前記探知信号が消去されるように主
   メモリに記憶し、前記主メモリをラスタ走査形表
   示器の表示制御に対応して繰返し読出して得たデ
   イジタル信号（以下、記憶読出デイジタル信号と
   いう）を各デイジタル値に対応した色信号に変換
   して前記ラスタ走査形表示器に与えることによ
   り、各前記探知信号をカラー表示し得るようにし
   た反響探知装置において、 ａ 前記探知信号中の小さい雑音を除去するため
   の前記デイジタル信号の低いレベルのデイジタ
   ル値を減算し、かつ、減算結果が、０レベルの
   デイジタル値以下のときは、０レベルのデイジ
   タル値により出力する減算回路に、前記記憶読
   出デイジタル信号を与えて得られる各デイジタ
   ル値にもとづいて前記色信号を得る減算色変換
   手段と、 ｂ 前記表示制御における主走査と同期して、各
   前記送信に相当する点を起点とする可変ゲート
   を発生する可変ゲート発生手段と、 ｃ 前記可変ゲートの終点を前記探知信号の終了
   点に相当する点までの間で可変操作するための
   可変操作手段と、 ｄ 前記可変ゲートの期間のみ前記減算手段を動
   作させる減算動作手段と を具備することを特徴とする装置。