JPH0312712B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水中探知情報を最新のものから順に
古いものへと経時的表示を行うCRT等の表示装
置を備えた水中探知表示装置において、表示面上
に現わされた海底線の傾斜を計測し、表示する機
能を備えた装置に関する。

把握の容易性から探知情報を経時表示する水中
探知表示装置が近年多く利用されているが、これ
は古い情報をも同時に観察することできるからで
ある。すなわち、古い情報は学術的、海中資源探
査やトロール漁業時において、魚群、海底形状の
再確認の上で極めて有用であり、この手助けとし
て表示面内には海底信号等の表示と共に通常経時
情報としての分時マークが表示される。

しかしながら、船速は海流等の諸外部状況によ
り又は人為的により一定ではなく変化するもので
あるから、上記分時マークを参考にしても経時方
向の実際長を知ることは出来ず、従つて表示上か
らは海底線の傾斜を把握することは出来ない。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、探知
用パルスの送波周期毎の自船の移動量を検出して
水平方向の距離と深度変化分より海底線の実際の
傾斜を算出表示する装置を提供するものである。

特許請求の範囲１に記載される発明は、水中探
知表示装置の表示器に表示される海底線上の二点
にそれぞれマーカーを表示し、自船の移動量を検
出することにより水平距離を算出し、探知レンジ
情報及び海底深度から垂直距離を算出し、これら
算出された水平及び垂直距離に基づいて上記二つ
のマーカー間の海底線の実際の傾斜を演算表示す
る水中探知表示装置を提供することを目的とす
る。

特許請求の範囲２に記載される発明は、水中探
知表示装置の表示器に表示される海底線上の一点
にマーカーを表示し、設定される傾斜角及び測定
される自船の移動量及び探知レンジ情報に基づい
て上記マーカーが表示される点を通る直線マーカ
ーを表示する水中探知表示装置を提供することを
目的とする。

以下、図面を用いて本発明を説明する。

第１図は表示画像の一例を示すもので、図中Ｂ
は海底線、Ｆは魚群を示す。又、M₁，M₂は位置
指定用のマーカーで、後述する如く、例えば海底
線Ｂ上を左右に移動するようになされている。
尚、説明の便宜上、深度方向をＸ軸方向と呼び、
経時方向をＹ軸方向と呼ぶ。

第２図は本発明の一実施例を示す回路図で、図
中１は超音波パルスを水中に送受波する送受波器
である。上記送波は後述するＸ軸カウンタ２より
送出される復帰パルスが送信トリガとして機能す
ることにより行われる。そして、受波信号は増幅
検波回路３で増幅検波された後、Ａ−Ｄ変換回路
４を経てメモリ５に記憶される。上記メモリはn₀
（列）×m₀（行）の記憶番地を有する。従つて、こ
のメモリ５の書込番地を形成するＸ軸カウンタ２
は計数容量がm₀、Ｙ軸カウンタ６は計数容量が
n₀に設定してある。探知レンジ切換回路７は観察
を希望する探知レンジに切換えるもので、この切
換えにより分周回路８は所定の分周比でクロツク
パルス発生回路９からの比較的高速周波のクロツ
クパルス列を分周する。例えば、探知レンジがＲ
（ｍ）に切換えられた場合、水中音速度を1500ｍ
とすると750m₀／Ｒ（Hz）の分周パルスが送出さ
れるように探知レンジ毎の分周比が予め設定され
ている。このようにして得られた750m₀／Ｒ（Hz）
の分周パルスはＸ軸カウンタ２に送入される。Ｘ
軸カウンタ２は上記分周パルスを０乃至m₀−１
まで加算計数し、計数値がm₀−１から０に復帰
する毎に復帰パルスを送出する。Ｙ軸カウンタ６
はＸ軸カウンタ２からの上記復帰パルスをn₀−１
乃至０まで減算計数し、計数値が０になると次の
復帰パルスでn₀−１に変化する如くなされてい
る。この上記両計数値が切換回路１０を介してメ
モリ５に送入される結果、Ａ−Ｄ変換された受信
信号は両計数値が指定する番地に書込まれる。従
つて、Ｘ軸カウンタ２の計数値が０乃至m₀−１
まで変化する間にメモリ５にはＲ（ｍ）に相当す
る深度方向一列分の受信信号が書込まれる。更
に、Ｙ軸カウンタ６の計数値がn₀−１乃至０まで
変化することによりメモリ５の全ての番地に受信
信号が書込まれることとなる。

上記記憶信号の表示器１１への読出表示は縦方
向掃引により実行される。尚、表示器１１はメモ
リ５に対応する表示画素を有するものとする。そ
して、第１図を参照して説明すれば、先ず０列目
のＸ軸方向０乃至m₀−１行までの掃引が行われ、
次に１列目のＸ軸方向０乃至m₀−１行までとい
う如く行われ、左端n₀−１列目が終了すると０列
目に復帰する。１２は上記深度方向の表示読出の
ための番地指定を行うＸ軸カウンタで、前記クロ
ツクパルス発生回路９からのパルス列を０乃至
m₀−１まで加算計数することにより上記読出番
地が形成される。そして、計数値がm₀−１から
０に復帰する毎に復帰パルスが送出され、この復
帰パルスがＸ軸偏向回路１３に送入されて表示器
１１上で深度方向の掃引を実行させると共にＹ軸
カウンタ１４に送入されている。Ｙ軸カウンタ１
４は上記復帰パルスを０乃至n₀−１まで加算計数
し、その出力計数値は後述する如くメモリ５の経
時方向の読出番地を指定する基本計数値として働
く。又、上記計数値がn₀−１から０に変化する毎
にＹ軸偏向回路１５にパルスを送出して表示器１
１上で経時方向の掃引を実行させる。さて、読出
番地の指定において、Ｘ軸カウンタ１２の出力計
数値は切換回路１０を経て直接読出番地として作
用するが、Ｙ軸カウンタ１４の出力計数値は加算
回路１６を経て形成される数値が読出番地として
作用することになる。従つて、最新の受信信号が
記憶されている列から順に古い列方向に指定が行
われる。尚、切換回路１０の切換えはクロツクパ
ルス発生回路９からの、例えば波形率1/2のパル
スにより行われ、該切換と同期してメモリ５の書
込、読出状態も切換制御される。以上、読出され
た記憶信号はROM１７送入される。ROM１７
は入力信号に対して予め定めた色信号が送出され
るようになされており、更に三原色のＤ−Ａ変換
回路１８乃至２０で各々アナログ信号に変換され
て表示器１１の赤、緑、青色の輝度端子へ導かれ
る。

上述の水中探知表示装置において、次にマーカ
ーM₁，M₂の表示器１１への表示について説明す
る。２１は、例えば魚群信号等と海底信号とのレ
ベル差に着目して一定レベル以上の信号をスライ
ス検出し、パルス整形して出力するようになされ
た海底判別回路である。該海底判別回路２１で検
出された海底パルスはその瞬間におけるＸ軸カウ
ンタ２の出力計数値としてラツチ回路２２でラツ
チされる。すなわち、ラツチ値は海底深度に対応
する行番地を示す。

上記行番地情報とＹ軸カウンタ６の列番地情報
は一組として入力バツフア２３に検出毎に逐次書
込まれる。尚、入力バツフア２３がn₀列の番地を
有するときは、Ｙ軸カウンタ６の送出値により指
定される番地に上記行番地情報を書込ませるよう
にしても良い。２４はマーカーM₁，M₂の列番地
を指定するマーカー設定回路で、指定のための２
個の設定値（例えばn₁，n₂（＞n₁））は交互に若し
くは図示していないが並列線路で入力バツフア２
３に送出される。

そして、出力バツフア２５から値n₁が比較回路
２６へ、値n₂が比較回路２７へ送出される。同時
に、n₁列，n₂列（メモリ５内の）における海底行
番地m₁，m₂が比較回路２８，２９へ送入され
る。比較回路２６，２７は加算回路１６の送出
値、すなわち読出番地指定のための列番地の値が
それぞれn₁，n₂に一致すると該一致期間中一致パ
ルスを送出する。そして、上記一致期間中におい
て比較回路２８，２９はＸ軸カウンタ１２の出力
計数値が１回だけm₁，m₂に一致してそれぞれ一
致パルスを送出する。この結果、比較回路２６，
２８からの両一致パルスの重複期間だけ、すなわ
ちn₁列m₁行の読出番地指定期間だけAND回路３
０は後者の一致パルスを通過させROM１７へ導
く。同様に、AND回路３１はn₂列m₂行の指定期
間だけ一致パルスを通過させROM１７へ導く。
そして、上記両一致パルスは色変換のための
ROM１７で指定色に変換された後、表示器１１
へ導かれてマーカーM₁，M₂として表示される。
このようにして、マーカーはマーカー設定回路２
４の操作により海底線上を自在に移動させること
ができる。

さて、マーカーM₁，M₂の傾斜は以下の如くし
て求められる。

前述した入力バツフア２３は上記傾斜を求める
ために最底限度要求されるデータが取込まれる。
すなわち、３２はレンジ切換回路７からのレンジ
情報より行方向一番地分に相当する深度Ｒ／m₀
を換算するROMで、上記Ｒ／m₀が入力バツフア
２３に導かれる。又、３３は、例えば超音波のド
ツプラー効果を利用した速度計を備える航程計
で、ある基準位置からの航程量が送波毎に若しく
は送波間隔毎の航程量が順次ラツチ回路３４にラ
ツチされ入力バツフア２３に導かれる。以上のよ
うにして、入力バツフア２３にはＹ軸カウンタ６
からの列番地、当該列番地における海底深度に対
応するラツチ回路２２からの行番地、ROM３２
からの行方向１番地分に相当する深度、ROM３
４からの航程量及びマーカー設定回路２４からの
設定列番地データの各データが導かれており、係
る各種データに基づいてCPU３５、ROM３６に
より予め定められた演算が施こされる。上記
CPU３５は、例えば送波毎（Ｘ軸カウンタ２か
らの復帰パルスの送入時）に演算フログラムを開
始制御するようになされており、演算式はROM
３６に予めプログラミングされている。上記演算
式としては単にマーカーM₁，M₂の両設定位置の
各種データに基づいて行つても良く、別の方法と
して、例えばより正確な傾斜を求めるため最小二
乗法による手法も考えられる。尚、３７はROM
３６による演算途中の結果等を一旦蓄えておくた
めに用いられるRAMである。上記演算方式によ
り求められた傾斜値は出力バツフア２５から送出
されて傾斜表示器３８に、例えば数値表示され
る。他の表示法として、求められた傾斜値を文字
発生器（図示せず）に導き、この出力をROM１
７を介して表示器１１の一部に表示することも考
えられる。

このように本発明によれば、表示上で観察され
る海底の傾斜を誤認することなく、実際の傾斜を
知ることが出来る。

さて、上記の実施例は海底線の任意位置を設定
し、該設定した２点間の勾配を表示するものであ
る。次に示す発明は設定位置に斜線を表示させ、
該斜線を手動により傾斜させて海底線の傾斜に沿
わすようにして実際の傾斜値を求めんとするもの
で、その実施例を一部省略した第４図に示す。図
中、第２図と同一番号物は同一のものを示す。但
し、第２図にて示したマーカー設定回路２４、比
較回路２６乃至２９、AND回路３０，３１及び
傾斜表示器３８はこの実施例では不要である。

さて、第３図はこの実施例における表示例を示
すもので、可変マーカーＭは前述と同様に海底線
Ｂ上を移動する如くなされている。又、Ｌは点Ｍ
を中点として表示される線分の斜線（図中点線で
示す）で、手動操作により矢印Ａで示すようにそ
の傾斜を変化させることができる。

前述したように、海底判別回路２１で検出され
た海底パルスはその瞬間におけるＸ軸カウンタ２
の出力計数値としてラツチ回路２２でラツチされ
る（第２図参照）。この海底深度に対応する行番
地情報とＹ軸カウンタ６の列番地情報は一組とし
て入力バツフア２３に送波毎に送入される。３９
はマーカーＭの位置を指定するマーカー設定回路
で、設定値、例えばｎは入力バツフア２３を介し
て出力バツフア２５から送出され比較回路４０へ
送入される。同時に上記ｎ列における海底行番地
例えばｍが出力バツフア２５から比較回路４１へ
送出される。比較回路４０は加算回路１６の送出
値がｎに一致すると一致期間中一致パルスを送出
する。そして、この一致期間中において比較回路
４１はＸ軸カウンタ１２の出力計数値が１回だけ
ｍに一致して一致パルスを送出する。この結果、
上記の後者の一致パルスはAND回路４２を通過
してROM１７へ導かれ、更に表示器１１上でマ
ーカーＭとして海底線上に表示される。係る説明
は前実施例の場合と同様である。

４３は、例えばＹ軸方向にｋ、Ｘ軸方向にｌの
記憶番地を有する斜線Ｌを表示するためのRAM
である。今、第３図に示す斜線ＬのRAM４３内
の番地上での直線式を、 Ｘ＝aY＋ｂ ……(1) とすると、 傾斜θ＝tan^-1（aR／m₀ΔD） ∴ａ＝tanθ・m₀ΔD／Ｒ ……(2) 但し、ΔDは送波周期間の航程量とする。

そして、RAM４３の中心番地（ｋ−１／２，
ｌ−１／２）を後述する如くマーカーＭと一致さ
せるため、斜線Ｌはこの点を通るものとし、 従つて、上記(1)式は結局 Ｘ＝tanθ・m₀ΔD／ＲＹ＋ｌ−１／２−（ｋ−１）
／２tanθ・m₀ΔD／Ｒ……(3) と表わされる。但し、ΔD，Ｒはマーカー設定回
路３９により指定されるメモリ５のｎ列目の各デ
ータである。更に別の方法として、メモリ５のｎ
列の前後数列分の上記各データに基づいて最小二
乗法で(1)式のａを求めることもできる。尚、ｂは ｌ−１／２＝ａ×ｋ−１／２＋ｂ より求まる。

４４は上記(3)式のθを設定する傾斜設定回路で
ある。上記(3)式はROM３６（第４図中では省略
している）に予めプログラミングされており、
CPU３５（同様に省略）によりＹか０からｋま
で順次変化されて対応するＸを求める。そして、
求められた（Ｙ，Ｘ）の番地情報は切換スイツチ
４５を介してRAM４３の書込番地を指定し、該
指定番地に所定の信号が書込まれる。このように
して、RAM４３内に(3)式の直線が書込まれる。

斜線Ｌの表示は次のようにしてRAM４３の番
地が指定されることにより読出して行われる。
尚、RAM４３の番地の関係は、例えば第５図に
示す如くなつている。

マーカーＭがRAM４３の中心番地と一致する
ように加算回路１６及びＸ軸カウンタ１２により
読出番地を指定するためには Ｙ＝（加算回路１６の送出値）−（ｎ−ｋ−１／２） Ｘ＝（Ｘ軸カウンタ１２の送出値）−（ｍ−
ｌ−１／２） とすれば良い。

加算回路４６，４７、減算回路４８，４９はこ
のための回路である。このようにして得られた読
出番地はRAM４３に送入され、読出時に接続さ
れる切換スイツチ５０を介して前記(3)式の信号が
ROM１７へ送出される。そして、所定の色に変
換されて表示器１１上で斜線Ｌとして表示され
る。斜線Ｌの傾斜の変更は傾斜設定回路４４を操
作することにより(3)式に基づいて自在に行える。
又、その時の傾斜角θは別の表示器（図示せず）
上に若しくは表示器１１上の一部に表示すること
も出来る。

海底線の傾斜を求める場合は、先ず傾斜を知り
たい海底部分にマーカーＭを移動させ、次に傾斜
設定回路４４を操作して斜線Ｌを表示面上で海底
線Ｂに一致させる。この時の傾斜設定回路４４の
設定傾斜角θがその海底線部分の傾斜を示す。

尚、斜線ＬはマーカーＭの一方だけに表示され
る場合も考えられる。この場合は、演算のための
各種データは、斜線Ｌの現われる側の列番地に基
づくデータのみで良く、又、マーカーＭがRAM
４３の中心番地と一致する必要もない。これは、
読出のための番地形成において単純な加算・減算
処理により適正とすることができるものである。

更に、斜線表示用のRAM４３は予め(2)式のａ
の値の取り得る範囲内で特定の基準点を通る直線
が書込まれたROMであつて、得られるａの値に
より対応する直線が読出されてROM１７に導か
れる構成としても良い。尚、この場合はROMへ
の書込番地指定手段は不要で、(2)式により求まる
値ａがROMに導かれるようになされておればよ
い。

上述のように、この発明によれば、水中探知表
示装置の表示器に表示される海底線の任意の場所
の実際の海底の傾斜を演算表示する装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による水中探知表示装置の信
号表示例を示し、第２図は本発明の一実施例を示
す回路図である。第３図は他の実施例における信
号表示例を示し、第４図はこの実施例のための回
路図である。第５図は斜線表示用のRAM４４の
番地関係を説明するための図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水中に超音波探知パルス信号を繰り返し送波
   し、帰来反射波を行及び列番地指定用書込手段に
   より一旦記憶器に記憶し、更に行及び列番地指定
   用読出手段により読出し表示器上に新しい探知信
   号から古い探知信号の順に列方向に経時的に表示
   する水中探知表示装置において、 帰来反射波中より海底信号を検出する検出回路
   と、 自船の航程量を検出する航程計と、 上記検出回路が海底信号を検出した時に行番地
   指定用書込手段が指定する行番地をその時の列番
   地と共に一組として及び探知レンジ情報、送波毎
   の航程量の各情報を順次取込む取込手段と、 上記取込手段内の所望する第１及び第２の一組
   の行、列番地情報をそれぞれ指定して取出す第
   １、第２の指定手段と、 第１の指定手段により取出された列番地情報と
   上記列番地指定用読出手段の出力値の一致を検出
   する第１の比較回路と、 第１の指定手段により取出された行番地情報と
   上記行番地指定用読出手段の出力値の一致を検出
   する第２の比較回路と、 第２の指定手段により取出された列番地情報と
   上記列番地指定用読出手段の出力値の一致を検出
   する第３の比較回路と、 第２の指定手段により取出された行番地情報と
   上記行番地指定用読出手段の出力値の一致を検出
   する第４の比較回路と、 第１、第２の比較回路出力の一致期間のみ出力
   信号を送出し表示器上に第１のマーカーを表示す
   る第１のマーカー表示手段と、 第３、第４の比較回路出力の一致期間のみ出力
   信号を送出し表示器上に第２のマーカーを表示す
   る第２のマーカー表示手段と、 前述の第１、第２の指定手段により指定される
   第１及び第２の一組の行、列番地情報若しくはこ
   れら両列番地間の複数組の行、列番地情報並びに
   上記探知レンジ情報及び上記送波毎の航程量に基
   づいて上記第１のマーカーと第２のマーカーとの
   間の実際の傾斜を演算する演算手段と、 該演算結果を表示する手段とを具備して成る水
   中探知表示装置。 ２ 水中に超音波探知パルス信号を繰り返し送波
   し、帰来反射波を行及び列番地指定用書込手段に
   より一旦記憶器に記憶し、更に行及び列番地指定
   用読出手段により読出し表示器上に新しい探知信
   号から古い探知信号の順に列方向に経時的に表示
   する水中探知表示装置において、 帰来反射波中より海底信号を検出する検出回路
   と、 自船の航程量を検出する航程計と、 上記検出回路が海底信号を検出した時に行番地
   指定用書込手段が指定する行番地をその時の列番
   地と共に一組として及び探知レンジ情報、送波毎
   の航程量の各情報を順次取込む取込手段と、 上記取込手段内の所望する一組の行、列番地情
   報を指定して取出す指定手段と、 上記指定手段により取出された列番地情報と上
   記列番地指定用読出手段の出力値の一致を検出す
   る第１の比較回路と、 上記指定手段により取出された行番地情報と上
   記行番地指定用読出手段の出力値の一致を検出す
   る第２の比較回路と、 第１、第２の比較回路出力の一致期間のみ出力
   信号を送出し表示器上にマーカーを表示するマー
   カー表示手段と、 傾斜角を設定する設定手段と、 上記設定傾斜角及び前述の指定により取出され
   た列番地の前数列分又は後数列分若しくは前後数
   列分における前記各種情報に基づいて上記設定傾
   斜角に対応した傾斜直線を求める演算手段と、 上記傾斜直線を一の番地を基準として書込む記
   憶手段と、 前記行及び列番地指定用読出手段の行、列番地
   に加算又は減算処理を施すことにより前記マーカ
   ーの表示器上の行、列番地と上記記憶手段の基準
   とを表示器上で一致させる読出番地変換手段とを
   具備して成る水中探知表示装置。