JPH0434704B2

JPH0434704B2 -

Info

Publication number: JPH0434704B2
Application number: JP59125706A
Authority: JP
Inventors: Shozo Shibuya
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1992-06-08
Also published as: JPS613080A

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野この発明は広範囲方向を探知するスキヤンニン
グソナー等を使用して帰来する探知信号の時間的
経過を立体的に表示することのできる水中探知装
置に関する。

(b) 従来技術とその欠点一般的な水中探知装置では、スキヤニングソナ
ーで探知した超音波反射信号を瞬時毎に表示する
に過ぎないために、探知物体の時間的経過を表示
画面上で直接把握することができない。そこでこ
の問題を解決するために、本出願人は特開昭58−
198775号公報および特開昭58−198776号公報にお
いて、スキヤニングソナーで得られる探知信号の
時間的経過を立体的に表示する装置について提案
した。しかし、これらの装置で表示される探知信
号は船の速度、進行方向に全く無関係であるため
に表示画面から真の水中状態を正確に把握するこ
とができない欠点があつた。

(c) 発明の目的この発明の目的は船の速度、進行方向を考慮し
て真の水中状態を立体的に表示し、魚群や海底等
の状態を迅速に正確に把握して漁業、航行、海底
測量等に役立つ水中探知装置を提供することにあ
る。

(d) 発明の概要広範囲方向に超音波を発射し、その反射信号を
受信するソナーとしてスキヤニングソナーを使用
する。ここではそのソナーの仕様を次のように設
定する。

(1) ビーム形状は扇形とする。

(2) ビーム方向は船の真下方向で船首方向に垂直
とする。また船のローリングおよびピツチング
によるビームのふらつきを防止するために水
平、垂直ジヤイロとサーボ系を使用するものと
する。

第２図は上記のビームを示す図である。図にお
いて１は船、２は振動子群である。ビームは船の
真下方向に扇形形状になつていて進行方向に
Δθ_v、進行方向に垂直な方向にΔθ_Hのビーム幅を
有するｋ＋１個の小ビームによつて構成されてい
る。ここで扇形のビームの幅を2θ_Hとすると、 2θ_H＝（ｋ＋１）×Δθ_H である。したがつて、一回の送信によつて船の下
方で進行方向に垂直な±θ_Hの範囲の、進行方向の
狭い範囲の水中状況を探知することができる。探
知された信号は、第３図のように表示される。こ
の図においては海底付近が拡大して表示されてお
り、過去８回の送信に基づく探知信号が航跡（●
印で示す）とともにCRT上に表示される。

次に第３図の表示方法について説明する。

今、第４図に示すように水中の位置を表現する
ために、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標を用いる。現在の送受波
器位置を原点とし、鉛直方向をＸ、進行方向を
Ｚ、Ｚに垂直な方向をＹとする。目をＸ−Ｚ平面
（Ｙ＝０，Ｘ≧０，Ｚ≧０）のある位置において、
つまり船の上から船の前後方向を眺めたときの水
中状況を表示したのが第３図である。第３図の８
つの海底線のうち、一番下が最新の送信に基づく
海底線である。この表示の航跡マークから船は現
在、左側に旋回しつつあることが分かる。

第３図の示す表示画面では、画面の縦方向を
ｘ、横方向をｙとしたとき、Ｙ方向をｙ方向に、
ＸおよびＺ方向をｘ方向に表示し、最新の送信に
基づく船の真下の海底位置をｘ＝M₀，ｙ＝Ｎ／
２に表示するようにしたものである。即ち、海底
付近に注目した表示内容となつている。この表示
画面に表示される水中の範囲はＸ方向にΔX、Ｙ
方向にΔY、Ｚ方向にΔZである。

表示画面の画素数はｘ方向にＭ＋１、ｙ方向に
Ｎ＋１の（Ｍ＋１）×（Ｎ＋１）である。このとき
ｘ，ｙとＸ，Ｙ，Ｚの関係は、 a₁＝Ｍ／ΔX ……(1) a₂＝Ｍ／ΔZ ……(2) a₃＝Ｎ／ΔY ……(3) とすると、次の(4)，(5)式で示される。

ｘ＝a₁（Ｘ−X_B0）＋a₂・Ｚ＋M₀ ……(4) ｙ＝a₃・Ｙ＋Ｎ／２ ……(5) ここでX_B0は最新（今回）の送信による船の真
下の海底深度を示す。

第４図では最新の送信による探知範囲を扇形０
で、ｉ回前の送信による探知範囲を扇形ｉで示し
ている。ｉ回前の探知範囲である扇形ｉの頂点位
置を（０，Y_i，Z_i）で表す。またそのときの船の
進行方向のＺ軸に対する角度をφ_iとする。

扇形上の位置を示すために、極座漂（ｒ，θ）
を用いる。このとき扇形状の位置（ｒ，θ）と表
示画面上の表示位置（ｘ，ｙ）の関係は下記の
(9)，(10)式で表される。尚、θは真下方向から右舷
側をプラスとする。

Ｘ＝rcosθ ……(6) Ｙ＝rsinθ・cosφ_i＋Y_i ……(7) Ｚ＝rsinθ・sinφ_i＋Z_i ……(8) (4)，(5)式に(6)，(7)，(8)式を代入してｘ＝a₁・ｒ・cosθ−a₁・X_B0＋a₂・ｒ・sinθ ・sinφ_i＋a₂・Z_i＋M₀ ……(9) ｙ＝a₃・ｒ・sinθ・cosφ_i＋a₃・Y_i＋Ｎ／２
……(10) 次に上記(9)，(10)式のY_i，Z_i，φ_iを求める方法に
ついて述べる。

これらの値Y_i，Z_i，φ_iは船の移動に伴う、基準
位置（例えば今回位置または前回位置）に対する
過去の位置の相対位置変化量である。各種を求め
るためには船の位置を測定するための船位測定器
および針路を求めるためのコンパスが必要であ
る。船位測定器としてはNNSS、ロラン、オメ
ガ、対地速度計（コンパスとともに用いる）等が
あり、コンパスとしてはジヤイロコンパスや磁気
コンパスがある。ここでは対地速度計であるドプ
ラソナーとジヤイロコンパスを使用する。今、第
５図に示すように船位を表すために（ｓ，ｕ）座
標を用いる。北方向をｕ、東方向をｓとする。船
速をｖ、進行方向をωとし、第５図のo′点をｓ−
ｕ座標の原点とし、o′点を船が通過した時刻を基
準としてＴ時間後の船位（ｓ，ｕ）は下記の(11)，
(12)式で示される。

ｓ＝β₁・∫^T _Oｖ(t)・cosω(t)dt ……(11) ｕ＝β₂・∫^T _Oｖ(t)・sinω(t)dt ……(12) 尚、ωは北に対する角度であり、ジヤイロコン
パスにより求められる。β₁，β₂は定数である。

扇形ｉの送信時のｓ，ｕ，ωをs_i，u_i，ω_iとし、
扇形０の送信時のそれをs₀，u₀，ω₀とする。第６
図にｓ−ｕ座標とＹ−Ｚ座標の関係と扇形ｉおよ
び０の位置を示す。▲印が扇形ｉの、●印が扇形
０の位置を示す。

ｓ−ｕ座標を●印まで平行移動した座標をs′−
u′座標としたとき●，▲印のs′−u′座標上の位置
は、 ●印（０，０） ▲印（s_i−s₀，u_i−u₀）となる。このs′−u′座標をω₀回転させた座標がＹ
−Ｚ座標であるから、Ｙ＝s′cosω₀＋u′sinω₀ ……(13) Ｚ＝−s′sinω₀＋u′cosω₀ ……(14) (13)，(14)式にs′＝s_i−s₀，u′＝u_i−u₀を代入して Y_i＝（s_i−s₀）・cosω₀＋（u_i−u₀）・sinω₀……(1
5) Z_i＝−（s_i−s₀）・sinω₀＋（u_i−u₀）・cosω₀
……(16) これによりs_i，u_iとY_i，Z_iの関係が求められた。
一方、φ_iはω₀とω_iの差であるから φ_i＝ω_i−ω₀ ……(17) となる。

以上によつて式(15)〜(17)から今回位置（基準位置
を今回位置とする）に対する過去の各位置のそれ
ぞれの相対位置変化量Y_i，Z_i，φ_iを求め、これら
の値を式(9)，(10)に代入して表示画面の座標ｘ，ｙ
を求めれば、船の移動に伴う水中状態を表示画面
上に立体的に表示することができる。この発明に
係る「座標変換手段」は、前記座標ｘ，ｙを求め
る手段に相当する。尚、上記においてはX_B0を真
下の海底深度として表示画面上にプロツトしてい
るため、このプロツト位置の変化から航跡を知る
ことができる。このプロツト位置は必ずしも船の
真下の海底深度でなくてもよく、任意の深度X_P
でもよい。

(e) 発明の構成第１図はこの発明の構成図である。

船底に取り付けられる振動子群２は送信器３か
らの送信パルスを受けて海底に第２図に示す扇形
ビームの超音波パルスを発射するとともに、その
反射信号を受信してＡ／Ｄ変換器４に導く、Ａ／
Ｄ変換されたデータは切換器５を介してメモリ６
に導かれる。メモリ６は船の移動に伴う今回位置
および前回を含む過去の位置での超音波反射信号
のＡ／Ｄ変換値を記憶する。即ち、第一回目の超
音波パルスに対する受信データをメモリ６ａで記
憶し、第二回目の超音波パルスに対する受信デー
タをメモリ６ｂに記憶し、されに第三回目の超音
波パルスに対する受信データをメモリ６ｃに記憶
する。このようにしてｎ回の超音波パルスに対す
るそれぞれの受信データを各メモリに記憶してい
く。

それぞれのメモリは一回の送信分の全探知デー
タを記憶することができる容量を有し、さらに探
知信号強度を複数段階に分割して記憶することが
できる。メモリ６の記憶データは色変換ROM７
を介してCRT８に表示される。色変換ROM７は
各メモリに記憶されている受信データを探知信号
の強度に応じて所定の色データに変換する。

CP（クロツクパルス）回路９は分周回路１０に
クロツクパルスを供給する。分周回路１０は送信
器３に対して送信同期パルスを供給し、さらにｎ
進カウンタ１１に対して送信同期パルスを供給す
る。ｎ進カウンタ１１のｎはメモリ回路６のメモ
リの数に一致し、カウントアツプの毎に書込みメ
モリを切り換えていく。またカウンタ１１の出力
でＲ／Ｗ信号（リードライト信号）が形成されメ
モリ回路６に供給される。このＲ／Ｗ信号によつ
て複数のメモリのうち一つだけが書込みモードに
設定され、且つ他のメモリが読み出しモードに設
定される。メモリ回路６にはさらに分周回路１０
からｒ信号およびθ′信号が供給される。各メモリ
は第７図に示すようにｒ（距離）方向にＲ＋１、
θ′（角度）方向にｋ＋１の（Ｒ＋１）×（ｋ＋１）×
Ｉ（ビツト）の容量を備えている。したがつて、
分周回路１０から供給されるｒ信号およびθ′信号
によつてメモリが走査されていくことになる。
尚、θとθ′の関係は次のようになる（第４図参
照）。

θ＝θ′−ｋ／２ドツプラソナー１２およびジヤイロ１３の出力
は位置、針路判別回路１４に導かれ、ここで
（ｓ，ｕ）座漂の位置および針路が判別される。
その位置、針路データは相対位置変化量算出回路
１５に導かれる。相対位置変化量算出回路１５で
は、このデータとともにカウンタ１１の出力、ｒ
信号および海底判別器１６からの信号Ｂを入力デ
ータとして取り込む。この相対位置変化量算出回
路１５はｎ個のラツチ回路を備え、各ラツチ回路
において今回および前回を含む過去の位置、針路
データと各回での船の真下の海底深度データをラ
ツチする。これらのデータから基準位置に対する
過去の各位置での相対位置変化量を求め、座標変
換回路１７に出力する。座標変換回路１７では相
対位置変化量回路１５から得られた相対位置変化
量と、CRT８の表示画面の表示位置を示すｘ，
ｙデータと、定数ΔX，ΔY，ΔZ（式(1)〜(3)式を
参照）から表示画面座標（ｘ，ｙ）をメモリの座
標（ｒ，θ′）に変換し、メモリ回路６に対して読
み出しアドレス信号としてr_o，θ_oの信号を出力す
る。尚、相対位置変化量算出回路１５では相対位
置変化量を求めるための基準位置を前回位置とし
ている。即ち、前回の超音波パルス発射位置を基
準位置とし、この位置に対する過去の各位置の相
対位置変化量を求めるようにしている。

次に上記の構成からなる水中探知装置の動作を
説明する。

まず第一回目の超音波パルスが振動子群２から
発射されると切換器５がθ′信号を受けて振動子を
切り換えていく。また第一回目の送信パルスであ
るため、カウンタ１１は１を計数しメモリ回路６
のメモリ６ａを書込みモードに設定する。これに
よつてｋ個の振動子からなる振動子群２からの受
信信号はＡ／Ｄ変換後、メモリ６ａに順に記憶さ
れていく。記憶の仕方は、第７図においてθ′方向
の走査をｒ方向に進ませることで行う。前述のよ
うに各メモリは一回の送信分の全探知信号を記憶
できる容量を有するとともに、各受信データの強
度Ｉを記憶できる枚数を備えている。一回の超音
波受信信号中に、ｋ／２の振動子が、即ち振動子
群の中央位置の振動子が海底からの反射信号を受
信すると海底判別器１６が海底を判別し、そのと
きの海底判別パルスＢを相対位置変化量算出回路
１５に供給する。また図示しない回路によつて、
この海底判別パルスＢが出力されたときメモリ６
ａに記憶される船舶直下の受信データ（海底深度
データ）を一定の強度に設定する。

メモリ６ａに対する書込みをすべて終了すると
送信器３に対して二回目の送信同期パルスが供給
され、振動子群２から二回目の超音波パルスが発
射される。またカウンタ１１がカウントアツプさ
れ、メモリ回路６ではメモリ６ｂが書込みモード
に設定される。また前回書き込んだメモリ６ａは
読み出しモードに設定される。

同じようにしてメモリ６ｂにも二回目の受信デ
ータが記憶されていく。また二回目の位置の船舶
直下の海底深度データも一定の強度に設定され
る。一方、相対位置変化量算出回路１５では前回
位置、即ち第一回目の超音波パルスが発射された
位置での位置s₁，u₁および針路ω₁と船舶直下の海
底深度X_B1を第一回目の海底判別パルスB₁でラツ
チしている。即ち、メモリ６ｂが書込みモードに
設定された場合、相対位置変化量算出回路１５で
は前回位置での船舶直下の海底深度データX_B1と
その位置s₁，u₁とその前回位置での針路ω₁をラツ
チしている。

メモリ６ｂに対する書込みが終了し、送信器３
に対して三回目の送信同期パルスが与えられると
カウンタ１１がカウントアツプし、今度はメモリ
６ｃが書込みモードに設定され、メモリ６ａ，６
ｂが読み出しモードに設定される。また相対位置
変化量算出回路１５では、既にラツチされている
データが前々回のデータとなり新たに前回位置で
の船舶直下海底深度データM_B0、その位置s₀，u₀
およびその位置での針路ω₀がラツチされる。即
ち、メモリ６ｃに受信データが記憶されていると
きには相対位置変化量算出回路１５には前回位置
に対応する各データと前々回位置に対する各デー
タがラツチされていることになる。

前記相対位置変化量算出回路１５において、上
記の動作によつて少なくとも前回位置に対する各
データと、前々回位置に対する各データとがラツ
チされると、前回位置を基情位置としてその基準
位置に対する過去の位置の相対位置変化量が算出
される。ラツチされるデータが三種類ある場合に
は、前回位置を基準位置として前々回位置および
さらにその前回位置の相対位置変化量が算出され
る。相対位置変化量は式(15)〜(17)によつて求められ
る。そして、この相対位置変化量を座標変換回路
１７が受けると、その変化量に基づいて表示画面
座標（ｘ，ｙ）をメモリ座標（ｒ，θ′）に変換す
る。座標変換によつて得られるアドレス信号r_o，
θ_oはメモリ回路６に供給されるから、この信号が
読み出しモードに設定されているメモリに供給さ
れ、その記憶データが読み出されて色変換ROM
７に出力されることになる。例えば、メモリ６ｃ
が書込みモードに設定され、メモリ６ａ，６ｂが
読み出しモードに設定されている場合を考える
と、座標変換回路１７からのアドレス信号r_a，θ_a
はメモリ６ａに供給され、アドレス信号r_b，θ_bは
メモリ６ｂに供給される。アドレス信号r_a，θ_aは
入力する相対位置変化量が基準位置に対する前々
回の変化量である場合に出力される。またアドレ
ス信号r_b，θ_bは入力する相対位置変化量が基準位
置に対する前回位置の相対位置変化量である場合
に出力される。このため、CRT８の表示画面に
はメモリ６ａの記憶データとメモリ６ｂの記憶デ
ータとがずれて表示されることになる。

以上の動作により表示画面には、第３図に示す
ような海底の変化と船舶直下の海底深度が立体的
に表示されていく。

(f) 発明の効果以上のようにこの発明によれば、船速および進
行方向を考慮した探知信号の時間的経過が立体的
に表示されるため、魚群や海底等の状態を素早
く、且つ正確に把握することができる。

(g) 実施例第８図は上記水中探知装置の具体例を示してい
る。本実施例は下記の条件下で構成される。

(1) 表示画面には過去二回の探知信号が表示され
るものとする。

(2) Δθ_H＝1゜とする。

(3) メモリへの探知信号の取り込みは１ｍ毎とす
る。

(4) 各小ビーム（Δθ_H×Δθ_V）は一つの振動子で
形成される。（実際には複数の振動子によりデ
イレー回路等を用いて形成されるが、ここでは
一つの振動子で形成されるものとする。）振動子群２のｋ＋１個の振動子はそれぞれが予
め定められた方向に送信器３により同時に超音波
パルスを水中に発射する。発射された超音波パル
スは魚群や海底等の物体により反射され、探知信
号としてそれぞれが予め定められた指向方向を有
するｋ＋１個の振動子で受信される。

各振動子で受信された探知信号はｋ＋１個のプ
リアンプ群２０で増幅された後、切換器５でθ′カ
ウンタ２２の計数値により順次Ａ／Ｄ変換器４に
送り込まれる。

前記θ′カウンタ２２は分周器２３の出力パルス
を計数するｋ＋１進アツプカウンタである。分周
器２３はCP１００のクロツクを計数し、その出
力パルス周波数はＣ／２×（ｋ＋１）〔Hz〕である
（Ｃは音速〔ｍ／sec〕）。またθ′カウンタ２２の出
力パルスはｒカウンタ２１に供給される。ｒカウ
ンタ２１はＲ＋１進アツプカウンタである。尚、
θ′カウンタ２２およびｒカウンタ２１は第７図に
示すようにメモリの書込みアドレスを指定する。
またθ（第４図参照）とθ′との関係はθ＝θ′−
ｋ／２である。

Ａ／Ｄ変換器４によりデジタル化された探知信
号はメモリ６ａ，６ｂ，６ｃに送り込まれる。メ
モリ６ａ〜６ｃはそれぞれ第７図に示すようにｒ
（距離）方向にＲ＋１、θ′（角度）方向にｋ＋１の
（Ｒ＋１）×（ｋ＋１）×Ｉ（ビツト）の容量を有し、
それぞれ一回の送信分の全探知信号を記憶するこ
とができる。尚、Ｉは探知信号強度を2^I段階に分
割して記憶することを示す。

３進カウンタ１１はｒカウンタ２１から出力さ
れる送信同期パルスを計数し、その計数出力を切
換器４０に出力している。切換器４０は３進カウ
ンタ１１の計数値に応じて書込みモードに設定さ
れるメモリを切り換えていく。例えば、計数値が
０の場合はメモリ６ａが書込みモードに設定さ
れ、１の場合はメモリ６ｂが書込みモードに設定
される。書込みモードに設定されたメモリ以外の
メモリは読み出しモードに設定されることにな
る。ここでメモリ回路を三個のメモリで構成して
いるのは、表示画面に表示する探知信号を過去二
回分としているためで、読み出しモードに設定さ
れているメモリの記憶内容が過去二回分の探知信
号として表示される。メモリが三個であるからカ
ウンタ１１も３進のものが使用される。図では３
進カウンタ１１の計数値が２の場合を示してい
る。即ち、メモリ６ａ，６ｂが読み出しモードに
設定され、メモリ６ｃが書込みモードに設定され
ている。この場合、メモリ６ｃには探知信号が記
憶されつつあり、メモリ６ａ，６ｂに記憶されて
いる探知信号はCRT１１０に表示される。

海底判別器１６の出力パルスでセツトされるフ
リツプフロツプ２４および切換器２５は海底上に
航跡を書き込むための回路である。フリツプフロ
ツプ２４は海底判別パルスでセツトされ、このセ
ツトされている間切換器２５はｋ／２振動子の探
知信号の代わりにV_aを切換器５のｋ／２端子に
接続する。これにより、θ′カウンタ２２の計数値
がｋ／２になつたときV_aの電圧がＡ／Ｄ変換器
４を通してメモリに記憶される。V_aの電圧値は
探知信号の電圧の最高値より大きく設定されてい
るため、色変換ROM７を通してCRT１１０上で
探知信号と異なる色で航跡が表示される。尚、比
較器２６はθ′カウンタ２２の計数値がｋ／２＋１
となつたとき、フリツプフロツプ２４をリセツト
するためのものである。

符号４１〜８２で示す各要素は第１図の相対位
置変化量算出回路１５を構成する。また符号３３
〜３８で示す各要素は第１図の位置、針路判別回
路１４を構成する。位置、針路判別回路１４は積
算回路３５，３６、乗算器３７，３８、ROM３
３，３４で構成される。このうち積算回路３５，
３６はそれぞれ二つのラツチ回路と一つの加算器
と一つの分周器で構成され、CP１００の出力す
るパルスを分周し、分周器の出力するパルス周期
毎に加算を繰り返す。またROM３３はジヤイロ
１３の出力であるωからcosωを求め、ROM３４
はsinωを求める。ドツプラーソナー１２は船速
ｖを乗算器３７，３８に出力する。以上の構成に
よつて積算回路３５は式(11)に示す位置データｓを
出力し、積算回路３６は式(12)に示す位置データｕ
を出力する。

相対位置変化量算出回路１５は切換器４１〜４
５とラツチ５０〜６１と減算器７０〜７８と
ROM８０〜８２とで構成される。切換器４１は
ラツチ５０〜６１のラツチパルスを形成する。ラ
ツチパルスは海底判別パルスを利用している。３
進カウンタ１１が０の場合は上段のラツチ群、即
ち５０，５３，５６，５９にラツチパルスが送ら
れる。カウンタ１１の計数値が１の場合は中段の
ラツチ群、即ちラツチ５１，５４，５７，６０に
ラツチパルスが送られる。またカウンタ１１の計
数値が２の場合は下段のラツチ群、即ちラツチ５
２，５５，５８，６１にラツチパルスが送られ
る。尚、ラツチパルスは前述のように海底判別パ
ルスとしているために船舶直下の海底が探知され
たとき各データがラツチされることになる。

上記ラツチ群の中でラツチ５０〜５２には海底
深度が供給される。本例ではメモリへの探知信号
の取り込みを１ｍ毎としているため、海底深度は
海底判別パルスが出力さたときのｒカウンタ計数
値で与えられる。したがつて、ラツチ５０〜５２
にはｒカウンタの計数値を接続している。

ラツチ５３〜５５には積算回路３５の出力値で
あるｓが導かれる。ラツチ５６〜５８には積算回
路３６の出力値であるｕが導かれる。またラツチ
５９〜６１にはジヤイロ１３の出力値であるωが
導かれる。以上の構成によつて上段、中段、下段
のそれぞれのラツチ群の何れかに海底判別パルス
が出力されたときX_B，ｓ，ｕ，ωの各値が記憶
されることになる。例えば図示するように３進カ
ウンタ１１の計数値が２のときは、ラツチ５２に
X_Bが、５５にｓが、５８にｕが、６１にωが記
憶される。

前記切換器４３〜４５および減算器７０〜７８
は式(15)，(16)，(17)に必要なs_i−s₀，u_i−u₀，ω_i−
ω₀
を求めるための回路である。今、図示するように
３進カウンタ１１の計数値が２のときを考える。
この場合、ラツチ５０，５３，５６，５９にはそ
れぞれ前々回の位置のデータであるX_B1，s₁，u₁，
ω₁が記憶される。またラツチ５１，５４，５７，
６０にはそれぞれ前回の位置のデータである
X_B0，s₀，u₀，ω₀が記憶されている。このとき、
切換器４２〜４５は加算器４６によつて３進カウ
ンタ１１の計数値が１引かれているために２−１
＝１となつて１を指している。したがつて、減算
器７０，７３，７６の出力にはそれぞれs₁−s₀，
u₁−u₀，ω₁−ω₀が出力される。また減算器７１，
７４，７７の出力はそれぞれ０となる。

ROM８０〜８２は式(15)，(16)よりY_i，Z_iを出力
するための回路である。３進カウンタ１１の計数
値が２の場合、ROM８０の出力はY₁，Z₁とな
る。また、ROM８１の出力はY₀，Z₀となるが、
これらの値は０である。

尚、以上の相対位置変化量算出回路において、
３進カウンタ１１の計数値が２の場合、ROM８
１の出力が基準位置に対応する。

前記座標変換回路１７は三個の座標変換器９０
〜９２で構成される。各座標変換器は表示画面上
の位置ｘ，ｙに対する扇形上の位置ｒ，θを求め
るための回路である。式(9)，(10)はｒ，θに対する
ｘ，ｙの関係を示しているが、これらの式から逆
にｘ，ｙに対するｒ，θを求めると、式(20)，(21)
となる。

θ＝tan^-1｛a₁−y′／a₅・x′−a₄y′｝ ……(20) ｒ＝y′／［a₅・sin｛tan^-1
（a₁・y′／a₅・x′−a₄・y′）｝］ ……(21) 但し、 x′＝ｘ＋a₁・X_B0−a₂・Z_i−M₀ y′＝ｙ−a₃・Y_i−Ｎ／２ a₄＝a₂sinφ_i a₅＝a₃cosφ とする。

第９図は上記式(20)，(21)からｒ，θを求めるた
めの座標変換器の構成図である。

図示するように、この座標変換器はROM１２
０と複数の乗算および加算器１２１〜１２７で構
成されている。この座標変換器は一つのROMで
構成することも勿論できる。以上の構成の座標変
換器を使用することにより、ROM８０〜８２か
ら出力される相対位置変化量Y_i，Z_i，φ_iに基づい
て、本実施例ではさらに基準位置の海底深度X_B0
にも基づいてメモリの座標（ｒ，θ）を表示画面
座標（ｘ，ｙ）に変換することができる。座標変
換されたr_o（r_a，r_b，r_c）およびθ_o（θ_a，θ_b，θ_c）
は
それぞれメモリ６ａ，６ｂ，６ｃの読み出しアド
レス端子に供給される。読み出しアドレス端子に
接続されている加算器６２〜６４はθとθ′との関
係（θ−ｋ／２）を調整するためのものである。

前記メモリ６ａ〜６ｃの読み出しデータは
ROM７に出力される。ROM７は各メモリから
の出力信号をCRT上で色に表示するために信号
強度や色変換を行う回路である。またそれととも
にROM７はメモリ６ａ〜６ｃの信号の表示優先
順位をも決定し、３進カウンタ１１の計数値が２
のときにはメモリ６ｂからの信号をメモリ６ａか
らの信号に優先して表示し、メモリ６ｃからの信
号は全く表示しないようにしている。また、１０
５，１０６はCRT１１０のｙ偏向コイルｘ偏向
コイルであり、１０３，１０４はそれぞれの偏向
アンプ、１０２，１０１はｙカウンタ、ｘカウン
タである。このｙカウンタ１０２、ｘカウンタ１
０１で表示画面上の座標（ｘ，ｙ）を規定する。

以上の実施例では海底を基準とし、さらに海底
上に航跡を表示するようにしているが、海底を基
準としないで任意の深度X_pを基準とし、さらに
X_Pのところに航跡を表示するようにしてもよい。
この場合には、第８図の海底判別器１６の代わり
に、第１０図に示すように表示深度設定器２００
と比較器２０１を使用すればよい。

さらに第９図のROM１２０の代わりに、
RAMとCPUを使用してもよい。第９図に示すよ
うにROM１２０には入力が非常に多いために、
この回路構成では記憶容量が非常に大きくなる。
そこでRAMとCPUを使用し、入力は時々刻々変
化するx′，y′，φ_iのみとし、ΔX，ΔY，ΔZが変
化したときにΔX，ΔY，ΔZを用いてCPUで計算
し、RAMに入力する。これによつてΔX，ΔY，
ΔZの入力がなくなるので、RAMの容量を小さく
することができる。勿論これによりΔX，ΔY，
ΔZを変化したときに計算のため時間を必要とす
る。さらに上記相対位置変化量算出回路１５を
CPUおよびRAM，ROMで構成すれば回路構成
を非常に簡単にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水中探知装置の構成図で
ある。第２図〜第６図は本発明の原理を説明する
ための図であり、第２図は振動子群２から発射さ
れるビームを示す図、第３図は表示画面の一例を
示す図、第４図は今回位置と過去の任意の位置で
のビームの移動状態を示す図、第５図は座標
（ｓ，ｕ）での船の位置を示す図、第６図はＸ−
Ｙ−Ｚ座標とｓ−ｕ座標との関係を示す図であ
る。第７図はメモリの構成図である。第８図Ａ，
Ｂは上記水中探知装置の具体例を示す図、第９図
は座標変換器の具体的な回路図、第１０図は海底
判別パルスに変えて任意の深度パルスを形成する
場合の回路例を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１広範囲方向からの超音波反射信号を受信して
表示する水中探知装置において、船を中心とし
て、船の両舷方向に広がりを有し、距離方向と角
度方向に分布する扇状範囲の水中探知情報を、複
数探知回数分記憶するメモリと、船の移動に伴う基準位置に対する位置変化およ
び基準針路に対する針路変化を検出する変位検出
手段と、前記メモリに記憶されている極座標形式の各探
知情報を、表示画面の直角座標形式に変換すると
ともに、前記変位検出手段により検出された基準
位置に対する船の位置変化量に比例して前記メモ
リの記憶データの直角座標における表示位置を平
行移動させ、前記変位検出手段により検出された
基準針路に対する針路変化量だけ前記メモリの記
憶データの直角座標における表示位置を回転させ
る座標変換手段と、変換された座標によつて前記各メモリの記憶デ
ータを重ねて表示する手段とを備えたことを特徴
とする水中探知装置。