JPH05288854A - スキャニングソナーおよびその探知表示方法 - Google Patents
スキャニングソナーおよびその探知表示方法Info
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- JPH05288854A JPH05288854A JP9058192A JP9058192A JPH05288854A JP H05288854 A JPH05288854 A JP H05288854A JP 9058192 A JP9058192 A JP 9058192A JP 9058192 A JP9058192 A JP 9058192A JP H05288854 A JPH05288854 A JP H05288854A
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Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 表示画面から探知対象の判読が容易なスキャ
ニングソナーを提供する。 【構成】 送信器１が広い俯角幅で、前記縦配列が対面
する全周を指向する送信ビームＴＢを送信し、俯角走査
器５が方位走査周期ごとに受信ビームＲＢの俯角を順次
変え、方位走査器１２が予め定められた方位幅内を方位
走査し、方位走査出力を出力する。多重回路１３が隣り
合う方位走査周期の方位走査出力間を補間する補間走査
出力を信号形成し、表示器１８が方位走査出力と補間走
査出力とを用いて、リアルタイムで画像形成し表示す
る。
ニングソナーを提供する。 【構成】 送信器１が広い俯角幅で、前記縦配列が対面
する全周を指向する送信ビームＴＢを送信し、俯角走査
器５が方位走査周期ごとに受信ビームＲＢの俯角を順次
変え、方位走査器１２が予め定められた方位幅内を方位
走査し、方位走査出力を出力する。多重回路１３が隣り
合う方位走査周期の方位走査出力間を補間する補間走査
出力を信号形成し、表示器１８が方位走査出力と補間走
査出力とを用いて、リアルタイムで画像形成し表示す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の振動子が縦配列さ
れた縦配列振動子を複数列円筒状あるいは円弧状に配列
した送受波器を用いて、広い方位が検知でき、かつ広い
俯角方向をリアルタイムで探知表示できるスキャニング
ソナーに関する。
れた縦配列振動子を複数列円筒状あるいは円弧状に配列
した送受波器を用いて、広い方位が検知でき、かつ広い
俯角方向をリアルタイムで探知表示できるスキャニング
ソナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスキャニングソナーは図５
（ａ），（ｂ）のように複数の振動子が積層されて形成
される縦配列振動子が円筒状に配列されてなる送受波器
２を用い、俯角θを有し全周を指向する送信ビームＴＢ
を送信し、受信は図５（ｂ），（ｃ）および（ｄ）のよ
うに俯角θを向き送信周期ＴX 内の方位走査周期ＴH ご
とに全周３６０°を方位φ方向に高速で旋回走査される
受信ビームＲＢを介して行われ、俯角θ1 方向にある魚
群Ｆなどの反射体（以下単に魚群という）からの反射信
号が図５（ｃ）の平面表示する平面画面（以下ＨＧ画面
という）上にＰＰＩ表示される。次に、探知される魚群
の深度表示は、図５（ｃ）のようにＨＧ画面上の魚群Ｆ
の方向に適宜選定される方位マークφ1 〜φ2 の間を受
信ビームが通過する都度受信信号を取出し、図５（ｃ）
のように垂直表示する垂直画面（以下ＶＧ画面という）
上の俯角θ1 方向に掃引される走査線上に魚群像Ｆ（平
均値あるいは最大値等）として表示する。魚群の深度は
図には省略される適宜の深度スケールにより読取りされ
る。次いで魚群の深度方向の分布・形状等の探知と表示
は、送信ビームＴＢと受信ビームＲＢの俯角およびＶＧ
画面の走査線の掃引角度（俯角）が、送信周期ごとに同
時に適宜の角度θS づつθ1 ，θ2 ・・・と順次に切換
えられて探知と表示が行われる。図５（ｃ），（ｄ）に
２回の送信周期により俯角θ1 とθ2 の探知が行われ俯
角２方向の魚群ＦとＦ’が表示される例を示す。このよ
うにして複数の俯角方向の探知が送信周期ごとに行われ
たのち、得られるＶＧ画面上の各走査線上の魚群像全体
から、魚群の深度方向の分布・形状等が観察される。な
お送受波器の縦配列振動子が円弧状に配列される場合の
探知表示方法は方位方向の探知幅が全周用と異なるほか
は上記と同様であるから略記する。
（ａ），（ｂ）のように複数の振動子が積層されて形成
される縦配列振動子が円筒状に配列されてなる送受波器
２を用い、俯角θを有し全周を指向する送信ビームＴＢ
を送信し、受信は図５（ｂ），（ｃ）および（ｄ）のよ
うに俯角θを向き送信周期ＴX 内の方位走査周期ＴH ご
とに全周３６０°を方位φ方向に高速で旋回走査される
受信ビームＲＢを介して行われ、俯角θ1 方向にある魚
群Ｆなどの反射体（以下単に魚群という）からの反射信
号が図５（ｃ）の平面表示する平面画面（以下ＨＧ画面
という）上にＰＰＩ表示される。次に、探知される魚群
の深度表示は、図５（ｃ）のようにＨＧ画面上の魚群Ｆ
の方向に適宜選定される方位マークφ1 〜φ2 の間を受
信ビームが通過する都度受信信号を取出し、図５（ｃ）
のように垂直表示する垂直画面（以下ＶＧ画面という）
上の俯角θ1 方向に掃引される走査線上に魚群像Ｆ（平
均値あるいは最大値等）として表示する。魚群の深度は
図には省略される適宜の深度スケールにより読取りされ
る。次いで魚群の深度方向の分布・形状等の探知と表示
は、送信ビームＴＢと受信ビームＲＢの俯角およびＶＧ
画面の走査線の掃引角度（俯角）が、送信周期ごとに同
時に適宜の角度θS づつθ1 ，θ2 ・・・と順次に切換
えられて探知と表示が行われる。図５（ｃ），（ｄ）に
２回の送信周期により俯角θ1 とθ2 の探知が行われ俯
角２方向の魚群ＦとＦ’が表示される例を示す。このよ
うにして複数の俯角方向の探知が送信周期ごとに行われ
たのち、得られるＶＧ画面上の各走査線上の魚群像全体
から、魚群の深度方向の分布・形状等が観察される。な
お送受波器の縦配列振動子が円弧状に配列される場合の
探知表示方法は方位方向の探知幅が全周用と異なるほか
は上記と同様であるから略記する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のスキャニングソ
ナーによる全周に亘って俯角方向に広い３次元空間の探
知表示には、多数の俯角方向の探知と表示が必要である
が、１送信周期では１俯角方向の探知と１俯角方向の走
査線上の受信像しか得られないから、空間全体の探知表
示には時間がかかる。また探知時間を短縮するために図
５（ｂ）のＶＧ画面のように、送信時の俯角切換角度θ
S を受信ビームに比較して大きくし、切替速度を高める
と走査線間の空白部が拡大し、魚群が俯角方向に疎らに
表示されて、魚群の認識、分布状況の判読が難しくなる
とともに魚群と雑音の弁別が阻害され探知能力が低下す
る。上記の理由により俯角切換角度θS を小さくするか
ら、空間全体の探知表示に時間がかかる欠点がある。ま
た複数の俯角方向を同時に探知するために、俯角方向別
に受信器を複数個併用することはコスト高になる欠点が
ある。
ナーによる全周に亘って俯角方向に広い３次元空間の探
知表示には、多数の俯角方向の探知と表示が必要である
が、１送信周期では１俯角方向の探知と１俯角方向の走
査線上の受信像しか得られないから、空間全体の探知表
示には時間がかかる。また探知時間を短縮するために図
５（ｂ）のＶＧ画面のように、送信時の俯角切換角度θ
S を受信ビームに比較して大きくし、切替速度を高める
と走査線間の空白部が拡大し、魚群が俯角方向に疎らに
表示されて、魚群の認識、分布状況の判読が難しくなる
とともに魚群と雑音の弁別が阻害され探知能力が低下す
る。上記の理由により俯角切換角度θS を小さくするか
ら、空間全体の探知表示に時間がかかる欠点がある。ま
た複数の俯角方向を同時に探知するために、俯角方向別
に受信器を複数個併用することはコスト高になる欠点が
ある。
【０００４】本発明の目的は、上記のように全周に亘り
俯角方向に広い空間を送信周期ごとに俯角を切換えて探
知しかつ１走査線づつ表示するから空間全体の探知に時
間が掛かり、さらに探知時間短縮のために俯角切換角を
拡げると、ＶＧ画面の走査線間の空白部が増大し、画像
の観察が困難になる問題点、ならびに複数の俯角方向の
並列探知のために受信器を複数併用する場合にはコスト
高を生ずる問題点に省みて、受信ビームを方位走査する
都度俯角走査して、複数の俯角方向の全周を順次にかつ
反復して探知し、かつ隣接する２つの俯角の方位走査に
より取得する対の受信信号間を補間するために、対の受
信信号を適宜の配分比で組合せて適宜数の多重信号を作
成することにより、受信信号と多重信号をリアルタイム
で並画表示できるスキャニングソナーを提供しようとす
ることにある。
俯角方向に広い空間を送信周期ごとに俯角を切換えて探
知しかつ１走査線づつ表示するから空間全体の探知に時
間が掛かり、さらに探知時間短縮のために俯角切換角を
拡げると、ＶＧ画面の走査線間の空白部が増大し、画像
の観察が困難になる問題点、ならびに複数の俯角方向の
並列探知のために受信器を複数併用する場合にはコスト
高を生ずる問題点に省みて、受信ビームを方位走査する
都度俯角走査して、複数の俯角方向の全周を順次にかつ
反復して探知し、かつ隣接する２つの俯角の方位走査に
より取得する対の受信信号間を補間するために、対の受
信信号を適宜の配分比で組合せて適宜数の多重信号を作
成することにより、受信信号と多重信号をリアルタイム
で並画表示できるスキャニングソナーを提供しようとす
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のスキャニングソ
ナーの探知表示方法は、円筒面上で円筒軸に沿って配置
された複数の振動子からなる縦配列振動子を複数列配置
し、複数列配置した縦配列振動子が前記円筒面の少なく
とも一部を平均的に覆う送受波器を用いるスキャニング
ソナーにおいて、広い俯角幅で、前記縦配列が対面する
全周を指向する送信ビームを送信し、方位走査周期ごと
に受信ビームの俯角を予め定められた範囲内で予め定め
られた角度だけ順次変え、予め定められた方位幅内を方
位走査し、方位走査出力を出力し、隣り合う方位走査周
期の方位走査出力間の受信時刻差を補償し走査出力間を
補間する補間走査出力を信号形成し、方位走査出力と補
間走査出力とを用いて、リアルタイムで画像形成し表示
する。
ナーの探知表示方法は、円筒面上で円筒軸に沿って配置
された複数の振動子からなる縦配列振動子を複数列配置
し、複数列配置した縦配列振動子が前記円筒面の少なく
とも一部を平均的に覆う送受波器を用いるスキャニング
ソナーにおいて、広い俯角幅で、前記縦配列が対面する
全周を指向する送信ビームを送信し、方位走査周期ごと
に受信ビームの俯角を予め定められた範囲内で予め定め
られた角度だけ順次変え、予め定められた方位幅内を方
位走査し、方位走査出力を出力し、隣り合う方位走査周
期の方位走査出力間の受信時刻差を補償し走査出力間を
補間する補間走査出力を信号形成し、方位走査出力と補
間走査出力とを用いて、リアルタイムで画像形成し表示
する。
【０００６】また、本発明のスキャニングソナ−は、円
筒面上で円筒軸に沿って配置された複数の振動子からな
る縦配列振動子を複数列配置し、複数列配置した縦配列
振動子が前記円筒面の少なくとも一部を平均的に覆う送
受波器を用いるスキャニングソナーにおいて、広い俯角
幅で全周を指向する送信ビームを送信する送信手段と、
方位走査周期ごとに受信ビームの俯角を予め定められた
範囲内で予め定められた角度だけ順次変えることを反復
する俯角走査手段と、俯角走査手段が設定する俯角ごと
に、予め定められた方位幅内を方位走査する方位走査手
段と、方位走査手段の方位走査出力に１方位走査周期分
の遅延を与え遅延出力として出力する遅延手段と、方位
走査出力と遅延出力とを入力し、隣り合う方位走査周期
の方位走査出力間を補間する補間走査出力を出力する信
号形成手段と、方位走査周期ごとに方位走査出力と補間
走査出力とを用いて、リアルタイムで画像形成し表示す
る画像表示手段とを有する。さらに、前記信号形成手段
は、前記方位走査出力と遅延出力を適宜配分した多重信
号を補間走査出力として出力するのが好ましい。
筒面上で円筒軸に沿って配置された複数の振動子からな
る縦配列振動子を複数列配置し、複数列配置した縦配列
振動子が前記円筒面の少なくとも一部を平均的に覆う送
受波器を用いるスキャニングソナーにおいて、広い俯角
幅で全周を指向する送信ビームを送信する送信手段と、
方位走査周期ごとに受信ビームの俯角を予め定められた
範囲内で予め定められた角度だけ順次変えることを反復
する俯角走査手段と、俯角走査手段が設定する俯角ごと
に、予め定められた方位幅内を方位走査する方位走査手
段と、方位走査手段の方位走査出力に１方位走査周期分
の遅延を与え遅延出力として出力する遅延手段と、方位
走査出力と遅延出力とを入力し、隣り合う方位走査周期
の方位走査出力間を補間する補間走査出力を出力する信
号形成手段と、方位走査周期ごとに方位走査出力と補間
走査出力とを用いて、リアルタイムで画像形成し表示す
る画像表示手段とを有する。さらに、前記信号形成手段
は、前記方位走査出力と遅延出力を適宜配分した多重信
号を補間走査出力として出力するのが好ましい。
【０００７】
【作用】本発明のスキャニングソナーは上記のように構
成されているから、送信周期毎に送信回路が送信する広
い俯角幅で全周を指向する送信ビームのエコーを受信す
る間、俯角走査手段と方位走査手段とが予め定められた
俯角幅内および方位幅内を走査する。信号形成手段が前
後し隣接する方位走査出力間を補間する補間走査し、補
間走査出力を出力し、画像表示手段が各方位走査周期ご
とに方位走査出力と補間走査出力とを用いて、リアルタ
イムで画像形成し探知画像を表示する。
成されているから、送信周期毎に送信回路が送信する広
い俯角幅で全周を指向する送信ビームのエコーを受信す
る間、俯角走査手段と方位走査手段とが予め定められた
俯角幅内および方位幅内を走査する。信号形成手段が前
後し隣接する方位走査出力間を補間する補間走査し、補
間走査出力を出力し、画像表示手段が各方位走査周期ご
とに方位走査出力と補間走査出力とを用いて、リアルタ
イムで画像形成し探知画像を表示する。
【０００８】例えば、図３（ａ），（ｂ）のように受信
ビームＲＢ（：方位角φ、俯角θ）が方位走査周期ＴH
（以下単に周期ＴH という）ごとに全周走査されるとと
もに、俯角が適宜の角度θS （例：探知抜け防止のため
半減半角より小さい角度）づつθ1 ，θ2 ，・・・，θ
q と順次に、かつ周期ｑＴH ごとに反復して俯角走査さ
れる複角走査が送信周期の間連続して行われて、３次元
空間全体がリアルタイムで探知され、受信信号がリアル
タイムで取出される。次いで隣接する俯角（例：θ1 と
θ2 ）のそれぞれの全周から、周期ＴH の間隔で前後し
て取出される２つの受信信号の中の、図３（ｃ）のよう
に先行する周期（＃１ＴH ）において俯角θ1 から得ら
れる受信信号（Ｓ2 ）で周期ＴH の時間遅延されて取出
される受信信号Ｓ1 （第１の信号という）と、後続する
周期（＃２ＴH ）において俯角θ 2 から得られる受信信
号Ｓ2 （第２の信号という）が、俯角方向は異なるが刻
々の探知方位を等しくする対の時系列信号として同時に
取出される。次いで図２（ｃ）のＶＧ画面のように隣接
する俯角θ1 とθ2 の開き角度θS を適宜分割（例：ｍ
＋１分割）するよう設定される俯角δ1 ，δ2 ，・・
・，δm の角走査線上に表示する信号（第３の信号で以
下多重信号という）ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳmをｌ
＝１，２，・・・，ｍとして、第１の信号Ｓ1 と第２の
信号Ｓ2 を次式（１）
ビームＲＢ（：方位角φ、俯角θ）が方位走査周期ＴH
（以下単に周期ＴH という）ごとに全周走査されるとと
もに、俯角が適宜の角度θS （例：探知抜け防止のため
半減半角より小さい角度）づつθ1 ，θ2 ，・・・，θ
q と順次に、かつ周期ｑＴH ごとに反復して俯角走査さ
れる複角走査が送信周期の間連続して行われて、３次元
空間全体がリアルタイムで探知され、受信信号がリアル
タイムで取出される。次いで隣接する俯角（例：θ1 と
θ2 ）のそれぞれの全周から、周期ＴH の間隔で前後し
て取出される２つの受信信号の中の、図３（ｃ）のよう
に先行する周期（＃１ＴH ）において俯角θ1 から得ら
れる受信信号（Ｓ2 ）で周期ＴH の時間遅延されて取出
される受信信号Ｓ1 （第１の信号という）と、後続する
周期（＃２ＴH ）において俯角θ 2 から得られる受信信
号Ｓ2 （第２の信号という）が、俯角方向は異なるが刻
々の探知方位を等しくする対の時系列信号として同時に
取出される。次いで図２（ｃ）のＶＧ画面のように隣接
する俯角θ1 とθ2 の開き角度θS を適宜分割（例：ｍ
＋１分割）するよう設定される俯角δ1 ，δ2 ，・・
・，δm の角走査線上に表示する信号（第３の信号で以
下多重信号という）ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳmをｌ
＝１，２，・・・，ｍとして、第１の信号Ｓ1 と第２の
信号Ｓ2 を次式（１）
【０００９】
【数１】 のように配分し組合せて形成する。ここにｍ＝６とすれ
ば多重信号ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳmはそれぞれ次
式（２）
ば多重信号ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳmはそれぞれ次
式（２）
【００１０】
【数２】 のように形成され、同図（ｄ）のモデルのように出力さ
れる。これらの多重信号ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳm
と受信信号Ｓ1 ，Ｓ2 と俯角δ1 ，δ2 ，・・・，δm
とθ1 ，θ2 の関係は同図（ｃ）・（ｄ）・（ｅ）のよ
うに示される。次いで受信信号Ｓ1 ，Ｓ2 および多重信
号ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳmから図２（ｂ）のＨＧ
画面の方位幅φ1〜φ2 の間の信号が適宜選択され同図
（ｃ）のＶＧ画面のように表示される。ついで上記と同
様に図３（ｂ）のように周期ＴH ごとに俯角走査が行わ
れ、かつ順次隣接する俯角（例：θ1 とθ2 ，θ2 とθ
3 ・・・θq ）間の多重表示用の多重信号がリアルタイ
ムで形成され、リアルタイムの受信信号Ｓ2 とともにＶ
Ｇ画面およびＨＧ画面に表示される。なお俯角θ1 の受
信信号は周期＃１ＴH において同図（ｃ）の受信信号Ｓ
2 として取出され図２（ｃ）のＶＧ画面のように表示さ
れる。
れる。これらの多重信号ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳm
と受信信号Ｓ1 ，Ｓ2 と俯角δ1 ，δ2 ，・・・，δm
とθ1 ，θ2 の関係は同図（ｃ）・（ｄ）・（ｅ）のよ
うに示される。次いで受信信号Ｓ1 ，Ｓ2 および多重信
号ＳＳ1，ＳＳ2，・・・，ＳＳmから図２（ｂ）のＨＧ
画面の方位幅φ1〜φ2 の間の信号が適宜選択され同図
（ｃ）のＶＧ画面のように表示される。ついで上記と同
様に図３（ｂ）のように周期ＴH ごとに俯角走査が行わ
れ、かつ順次隣接する俯角（例：θ1 とθ2 ，θ2 とθ
3 ・・・θq ）間の多重表示用の多重信号がリアルタイ
ムで形成され、リアルタイムの受信信号Ｓ2 とともにＶ
Ｇ画面およびＨＧ画面に表示される。なお俯角θ1 の受
信信号は周期＃１ＴH において同図（ｃ）の受信信号Ｓ
2 として取出され図２（ｃ）のＶＧ画面のように表示さ
れる。
【００１１】なお一般に周期は１ｍＳ程度であるから、
俯角切換方位数ｑを４とする場合には、４つの俯角の全
周がそれぞれ４ｍＳごとに探知され、その距離方向の探
知間隔は３ｍＳ程度となる。よって単体専を探知する場
合の送信パルス幅は４ｍＳ程度に設定される。
俯角切換方位数ｑを４とする場合には、４つの俯角の全
周がそれぞれ４ｍＳごとに探知され、その距離方向の探
知間隔は３ｍＳ程度となる。よって単体専を探知する場
合の送信パルス幅は４ｍＳ程度に設定される。
【００１２】このようにして１送信周期において全周に
亘って俯角方向に広い３次元空間が、ｑ個の俯角方向別
に全周走査される受信ビームの反復走査によりリアルタ
イムで探知され、かつ隣接する俯角から時刻を異にして
得られる対の受信信号の時間補償が行われたのち適宜の
配分比で組合せられてｍ個の多重信号が形成され、得ら
れるｑ個の全周からの時系列受信信号と、ｍ（ｑ−１）
個の全周対応の時系列受信信号がｑ＋ｍ（ｑ−１）個の
走査線によりＨＧ画面に、また上記の受信信号と多重信
号にあって方位幅φ1〜φ2の間の信号がＨＧ画面と同時
にＶＧ画面にリアルタイムで表示される。
亘って俯角方向に広い３次元空間が、ｑ個の俯角方向別
に全周走査される受信ビームの反復走査によりリアルタ
イムで探知され、かつ隣接する俯角から時刻を異にして
得られる対の受信信号の時間補償が行われたのち適宜の
配分比で組合せられてｍ個の多重信号が形成され、得ら
れるｑ個の全周からの時系列受信信号と、ｍ（ｑ−１）
個の全周対応の時系列受信信号がｑ＋ｍ（ｑ−１）個の
走査線によりＨＧ画面に、また上記の受信信号と多重信
号にあって方位幅φ1〜φ2の間の信号がＨＧ画面と同時
にＶＧ画面にリアルタイムで表示される。
【００１３】このようにして従来の方法では送信周期ご
との探知と画像表示が１俯角方向の探知と１走査線上の
表示であったのに対し、本発明の探知表示の方法では送
信周期ごとにｑ俯角方向の探知と、ｑ＋ｍ（ｑ−１）の
走査線の並画表示により空白部を生じない画像表示がリ
アルタイムで行われるから探知表示に時間が掛からな
い。
との探知と画像表示が１俯角方向の探知と１走査線上の
表示であったのに対し、本発明の探知表示の方法では送
信周期ごとにｑ俯角方向の探知と、ｑ＋ｍ（ｑ−１）の
走査線の並画表示により空白部を生じない画像表示がリ
アルタイムで行われるから探知表示に時間が掛からな
い。
【００１４】このように俯角方向に広い全周の３次元空
間に拡がる魚群が、送信周期ごとにリアルタイムで探知
され、かつＨＧ，ＶＧ画面上に多数の走査線によりリア
ルタイムで表示されるから、魚群像の認識、分布状況の
判読が容易に行われ、かつ雑音の弁別が容易になり探知
能力が向上する。
間に拡がる魚群が、送信周期ごとにリアルタイムで探知
され、かつＨＧ，ＶＧ画面上に多数の走査線によりリア
ルタイムで表示されるから、魚群像の認識、分布状況の
判読が容易に行われ、かつ雑音の弁別が容易になり探知
能力が向上する。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明のスキャニングソナーの一実
施例を示すブロック図である。
て説明する。図１は本発明のスキャニングソナーの一実
施例を示すブロック図である。
【００１６】送信器１に従来と同様に構成される送受波
器２を組合わせて、図２（ａ）のように広い俯角幅θW
で全周を指向する送信ビームＴＢを形成して送信する。
送受波器２のｋ段に積層されてｎ方向を向くｎ個の縦配
列振動子３〜４は受信信号Ｓ 11〜Ｓ1K，・・・，Ｓn1〜
Ｓnkを出力する。ここに俯角θ1 〜θq における受信信
号Ｓ11〜Ｓn1に対する受信信号Ｓ12〜Ｓn2，・・・，Ｓ
1k〜Ｓnkの各位相差は方位に関係なく、２〜ｋ層の各振
動子の俯角θ1 〜θq の受信時の各位相差をψ 21〜
ψk1，・・・，ψ2q〜ψkqとし、また、ｊ＝２〜ｋおよ
びｐ＝１〜ｑとして、位相差ψ21〜ψk1，・・・，ψ2q
〜ψkqをψjpと略記する。俯角走査器５の発振器６は局
発信号Ｌ1 を出力する。遅延回路７はタップ付遅延回路
網などから構成され、各タップから入力信号Ｌ1 に対し
位相差ψjp（：ψ21〜ψkq）を有する信号群ＬG を出力
する。スイッチングマトリックス８は信号群ＬG の入力
回線、移相器１０〜１１への局発出力Ｌ2 〜Ｌk の出力
回線、および入−出力回線を切換え接続する電子スイッ
チ群を制御する制御回路Ｄ1〜Ｄq より構成される。制
御器９は図３（ｂ）のように周期＃１ＴH 〜＃ｑＴH の
周期ＴH ごとに制御回線Ｄ1 〜Ｄq を順次作動させ、各
制御回線のスイッチ群を介して入力回線から位相差ψ21
〜ψk1，・・・，ψ2q〜ψkqを有する信号を順次に取出
し、出力回線の局発出力Ｌ2 〜Ｌk の各位相を周期ＴH
ごとに同時にかつ瞬時に切換える。移相器１０〜１１は
従来と同様に、略記される変調器と合成器よりそれぞれ
構成され、受信信号Ｓ11〜Ｓn1，Ｓ12〜Ｓn2，・・・，
Ｓ1k〜Ｓnkを、それぞれ局発Ｌ1 ，Ｌ2 〜Ｌk により変
調して同相に揃え、次いで各合成器によりそれぞれ合成
して、周期ｑＴH において周期ＴH ごとに俯角がθ1 〜
θq と切換えられるｎ方位を向く受信ビームによる受信
信号ＳV1〜ＳVnを出力する。次いで上記のように瞬時に
切換えられる俯角走査が周期ｑＴH ごとにリアルタイム
で反復し続行される。方位走査器１２は並列に入力する
ｎ方位からの受信信号ＳV1〜ＳVnを従来と同様に適宜に
選択して取出し、整相して図２（ａ）と図３（ａ）のよ
うに受信ビームＲＢの水平指向性の合成と周期ＴH ごと
の全周の方位走査を行い受信信号Ｓ2 をリアルタイムで
出力する。このようにして図３（ａ）・（ｂ）のように
周期ｑＴ H ごとに、俯角θ1 〜θq の各方向ごとの全周
探知が順次リアルタイムで反復され、かつ受信信号がリ
アルタイムで出力される。多重回路１３は入力信号Ｓ2
を遅延回路１４により周期ＴH に相当する時間遅延し第
１の信号Ｓ1 として出力する。次いで第１の信号Ｓ1 と
リアルタイムで入力される信号Ｓ2 （第２の信号とい
う）はｍ個の信号形成器（１〜ｍ）１５〜１７に入力さ
れる。信号形成器（１〜ｍ）１５〜１７は上記および図
２（ｄ），図３（ｅ）のように俯角切換角θSをｍ＋１
分割する角度δ1 ，δ2 ，・・・，δm の走査線上に表
示する多重信号ＳＳ1 ，ＳＳ2 ，・・・，ＳＳm の形成
回路で、それぞれ図４のように構成される。各信号形成
器１５〜１７の乗算器２１および２２は上記の（１）式
の第１項および第２項の乗算をそれぞれ行い、次いで加
算器２３は乗算器２１および２２の出力を加算して多重
信号ＳＳL（L＝１，２，〜，ｍ）を出力する。これらの
多重信号は図３（ｄ）（ｅ）のように周期ＴH ごとに各
俯角間に作成され、かつ周期ｑＴH ごとに反復される。
表示器１８の変換器２０はスキャンコンバーター等を有
し、多重回路１３からの多重信号ＳＳL および受信信号
Ｓ2 を、ＴＶ用カラーブラウン管デスプレなどのラスタ
表示装置を有する表示部１８の表示画面の図２（ｃ）の
ようなＨＧ画面に表示するとともに、多重信号ＳＳL と
受信信号Ｓ2の中からＨＧ画面上の方位マークφ1〜φ2
の間の信号を取出し、同図（ｃ）（ｄ）のＶＧ画面の俯
角δ1 〜δm とθ2 の走査線上にそれぞれリアルタイム
で画像表示する。
器２を組合わせて、図２（ａ）のように広い俯角幅θW
で全周を指向する送信ビームＴＢを形成して送信する。
送受波器２のｋ段に積層されてｎ方向を向くｎ個の縦配
列振動子３〜４は受信信号Ｓ 11〜Ｓ1K，・・・，Ｓn1〜
Ｓnkを出力する。ここに俯角θ1 〜θq における受信信
号Ｓ11〜Ｓn1に対する受信信号Ｓ12〜Ｓn2，・・・，Ｓ
1k〜Ｓnkの各位相差は方位に関係なく、２〜ｋ層の各振
動子の俯角θ1 〜θq の受信時の各位相差をψ 21〜
ψk1，・・・，ψ2q〜ψkqとし、また、ｊ＝２〜ｋおよ
びｐ＝１〜ｑとして、位相差ψ21〜ψk1，・・・，ψ2q
〜ψkqをψjpと略記する。俯角走査器５の発振器６は局
発信号Ｌ1 を出力する。遅延回路７はタップ付遅延回路
網などから構成され、各タップから入力信号Ｌ1 に対し
位相差ψjp（：ψ21〜ψkq）を有する信号群ＬG を出力
する。スイッチングマトリックス８は信号群ＬG の入力
回線、移相器１０〜１１への局発出力Ｌ2 〜Ｌk の出力
回線、および入−出力回線を切換え接続する電子スイッ
チ群を制御する制御回路Ｄ1〜Ｄq より構成される。制
御器９は図３（ｂ）のように周期＃１ＴH 〜＃ｑＴH の
周期ＴH ごとに制御回線Ｄ1 〜Ｄq を順次作動させ、各
制御回線のスイッチ群を介して入力回線から位相差ψ21
〜ψk1，・・・，ψ2q〜ψkqを有する信号を順次に取出
し、出力回線の局発出力Ｌ2 〜Ｌk の各位相を周期ＴH
ごとに同時にかつ瞬時に切換える。移相器１０〜１１は
従来と同様に、略記される変調器と合成器よりそれぞれ
構成され、受信信号Ｓ11〜Ｓn1，Ｓ12〜Ｓn2，・・・，
Ｓ1k〜Ｓnkを、それぞれ局発Ｌ1 ，Ｌ2 〜Ｌk により変
調して同相に揃え、次いで各合成器によりそれぞれ合成
して、周期ｑＴH において周期ＴH ごとに俯角がθ1 〜
θq と切換えられるｎ方位を向く受信ビームによる受信
信号ＳV1〜ＳVnを出力する。次いで上記のように瞬時に
切換えられる俯角走査が周期ｑＴH ごとにリアルタイム
で反復し続行される。方位走査器１２は並列に入力する
ｎ方位からの受信信号ＳV1〜ＳVnを従来と同様に適宜に
選択して取出し、整相して図２（ａ）と図３（ａ）のよ
うに受信ビームＲＢの水平指向性の合成と周期ＴH ごと
の全周の方位走査を行い受信信号Ｓ2 をリアルタイムで
出力する。このようにして図３（ａ）・（ｂ）のように
周期ｑＴ H ごとに、俯角θ1 〜θq の各方向ごとの全周
探知が順次リアルタイムで反復され、かつ受信信号がリ
アルタイムで出力される。多重回路１３は入力信号Ｓ2
を遅延回路１４により周期ＴH に相当する時間遅延し第
１の信号Ｓ1 として出力する。次いで第１の信号Ｓ1 と
リアルタイムで入力される信号Ｓ2 （第２の信号とい
う）はｍ個の信号形成器（１〜ｍ）１５〜１７に入力さ
れる。信号形成器（１〜ｍ）１５〜１７は上記および図
２（ｄ），図３（ｅ）のように俯角切換角θSをｍ＋１
分割する角度δ1 ，δ2 ，・・・，δm の走査線上に表
示する多重信号ＳＳ1 ，ＳＳ2 ，・・・，ＳＳm の形成
回路で、それぞれ図４のように構成される。各信号形成
器１５〜１７の乗算器２１および２２は上記の（１）式
の第１項および第２項の乗算をそれぞれ行い、次いで加
算器２３は乗算器２１および２２の出力を加算して多重
信号ＳＳL（L＝１，２，〜，ｍ）を出力する。これらの
多重信号は図３（ｄ）（ｅ）のように周期ＴH ごとに各
俯角間に作成され、かつ周期ｑＴH ごとに反復される。
表示器１８の変換器２０はスキャンコンバーター等を有
し、多重回路１３からの多重信号ＳＳL および受信信号
Ｓ2 を、ＴＶ用カラーブラウン管デスプレなどのラスタ
表示装置を有する表示部１８の表示画面の図２（ｃ）の
ようなＨＧ画面に表示するとともに、多重信号ＳＳL と
受信信号Ｓ2の中からＨＧ画面上の方位マークφ1〜φ2
の間の信号を取出し、同図（ｃ）（ｄ）のＶＧ画面の俯
角δ1 〜δm とθ2 の走査線上にそれぞれリアルタイム
で画像表示する。
【００１７】以上のようにして送信周期の間、周期ｑＴ
H ごとにｑ俯角方向別の全周探知が複合走査により反復
され、ｑ俯角方向別の全周の時系列受信信号が順次リア
ルタイムで取出され、かつ隣接する俯角ごとに周期ＴH
前後して得られる対の俯角別の全周の時系列信号からｍ
個の多重信号がリアルタイムで作成され、周期ｑＴHご
とに受信信号と多重信号よりなるｑ＋ｍ（ｑ−１）の信
号が、ＨＧおよびＶＧ画面の各ｑ＋ｍ（ｑ−１）個の走
査線上にそれぞれリアルタイムで並画表示される。
H ごとにｑ俯角方向別の全周探知が複合走査により反復
され、ｑ俯角方向別の全周の時系列受信信号が順次リア
ルタイムで取出され、かつ隣接する俯角ごとに周期ＴH
前後して得られる対の俯角別の全周の時系列信号からｍ
個の多重信号がリアルタイムで作成され、周期ｑＴHご
とに受信信号と多重信号よりなるｑ＋ｍ（ｑ−１）の信
号が、ＨＧおよびＶＧ画面の各ｑ＋ｍ（ｑ−１）個の走
査線上にそれぞれリアルタイムで並画表示される。
【００１８】
【発明の効果】本発明の探知表示方法は以上述べたよう
に、俯角方向に広い３次元空間に送信し、受信ビームを
複合走査してリアルタイムで探知し、得られる３次元空
間からの受信信号と、受信信号からリアルタイムで作成
する多重信号によりＶＧ画面をリアルタイムで表示する
から、送信ごとにＶＧ画面が広い俯角幅で面走査表示さ
れて、魚群像が緻密に描かれ、魚群像の認識、分布状況
・雑音の弁別を直感的にかつ容易に行うことができ、画
面の長時間観察による疲労を予防することができる。従
って、深度・密度分布・形状の変化の激しい魚群の追尾
・調査に利用価値が高い。
に、俯角方向に広い３次元空間に送信し、受信ビームを
複合走査してリアルタイムで探知し、得られる３次元空
間からの受信信号と、受信信号からリアルタイムで作成
する多重信号によりＶＧ画面をリアルタイムで表示する
から、送信ごとにＶＧ画面が広い俯角幅で面走査表示さ
れて、魚群像が緻密に描かれ、魚群像の認識、分布状況
・雑音の弁別を直感的にかつ容易に行うことができ、画
面の長時間観察による疲労を予防することができる。従
って、深度・密度分布・形状の変化の激しい魚群の追尾
・調査に利用価値が高い。
【００１９】また上記は全周を探知する例を示したが、
受信ビームの方位走査幅を適宜狭く設定して、方位走査
回数を増大する探知表示方法を併用する場合、探知俯角
幅および探知表示密度の増大とともに表示画面の改善を
得ることができる。
受信ビームの方位走査幅を適宜狭く設定して、方位走査
回数を増大する探知表示方法を併用する場合、探知俯角
幅および探知表示密度の増大とともに表示画面の改善を
得ることができる。
【図１】本発明のスキャニングソナーの一実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】（ａ）は図１のスキャニングソナーの探知方法
を示す平面図である。（ｂ）は（ａ）の縦断面図であ
る。（ｃ）は（ａ）および（ｂ）の表示器上の表示を示
す図である。（ｄ）は（ａ），（ｂ）による補間表示を
示す図である。
を示す平面図である。（ｂ）は（ａ）の縦断面図であ
る。（ｃ）は（ａ）および（ｂ）の表示器上の表示を示
す図である。（ｄ）は（ａ），（ｂ）による補間表示を
示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は受信ビームの走査制御を
具体的に説明する図である。（ｃ），（ｄ）および
（ｅ）は受信信号から形成される多重信号の説明図であ
る。
具体的に説明する図である。（ｃ），（ｄ）および
（ｅ）は受信信号から形成される多重信号の説明図であ
る。
【図４】信号形成器の説明図である。
【図５】（ａ）は従来のスキャニングソナーの探知方法
を示す平面図である。（ｂ）は（ａ）の縦断面図であ
る。（ｃ）は（ａ）および（ｂ）の表示器上の表示を示
す図である。（ｄ）は（ａ），（ｂ）による走査動作を
示す波形図である。
を示す平面図である。（ｂ）は（ａ）の縦断面図であ
る。（ｃ）は（ａ）および（ｂ）の表示器上の表示を示
す図である。（ｄ）は（ａ），（ｂ）による走査動作を
示す波形図である。
１ 送信器 ２ 送受波器 ３，４ 縦配列振動子 ５ 俯角走査器 ６ 発振器 ７ 遅延回路 ８ スイッチングマトリックス ９ 制御器 １０，１１ 移相器 １２ 方位走査器 １３ 多重回路 １４ 遅延回路 １５，１６，１７ 信号形成器 １８ 表示器 １９ 表示部 ２０ 変換器 ２１，２２ 乗算器 ２３ 加算器 ＴＢ 送信ビーム ＲＢ 受信ビーム ＨＧ 平面画面 ＶＧ 垂直画面
Claims (3)
- 【請求項１】 円筒面上で円筒軸に沿って配置された複
数の振動子からなる縦配列振動子を複数列配置し、複数
列配置した縦配列振動子が前記円筒面の少なくとも一部
を平均的に覆う送受波器を用いるスキャニングソナーに
おいて、 広い俯角幅で、前記縦配列が対面する全周を指向する送
信ビームを送信し、 方位走査周期ごとに受信ビームの俯角を予め定められた
範囲内で予め定められた角度だけ順次変え、予め定めら
れた方位幅内を方位走査し、方位走査出力を出力し、 隣り合う方位走査周期の方位走査出力間の受信時刻差を
補償し方位走査出力間を補間する補間走査出力を信号形
成し、 方位走査出力と補間走査出力とを用いて、リアルタイム
で画像形成し表示するスキャニングソナーの探知表示方
法。 - 【請求項２】 円筒面上で円筒軸に沿って配置された複
数の振動子からなる縦配列振動子を複数列配置し、複数
列配置した縦配列振動子が前記円筒面の少なくとも一部
を平均的に覆う送受波器を用いるスキャニングソナーに
おいて、 広い俯角幅で、前記縦配列が対面する全周を指向する送
信ビームを送信する送信手段と、 方位走査周期ごとに受信ビームの俯角を予め定められた
範囲内で予め定められた角度だけ順次変えることを反復
する俯角走査手段と、 俯角走査手段が設定する俯角ごとに、受信ビームの方位
を予め定められた方位幅内を方位走査する方位走査手段
と、 方位走査手段の方位走査出力に１方位走査周期分の遅延
を与え遅延出力として出力する遅延手段と、 方位走査出力と遅延出力とを入力し、隣り合う方位走査
周期の方位走査出力間を補間する補間走査出力を出力す
る信号形成手段と、 方位走査周期ごとに方位走査出力と補間走査出力とを用
いて、リアルタイムで画像形成し表示する画像表示手段
とを有することを特徴とするスキャニングソナー。 - 【請求項３】 前記信号形成手段は、前記方位走査出力
と遅延出力を適宜配分した多重信号を補間走査出力とし
て出力する請求項２記載のスキャニングソナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058192A JP2885989B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | スキャニングソナーおよびその探知表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058192A JP2885989B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | スキャニングソナーおよびその探知表示方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288854A true JPH05288854A (ja) | 1993-11-05 |
| JP2885989B2 JP2885989B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=14002412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9058192A Expired - Fee Related JP2885989B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | スキャニングソナーおよびその探知表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885989B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105850A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Furuno Electric Co Ltd | スキャニングソナー |
| CN107544071A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-01-05 | 古野电气株式会社 | 水中探测系统 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP9058192A patent/JP2885989B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105850A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Furuno Electric Co Ltd | スキャニングソナー |
| CN107544071A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-01-05 | 古野电气株式会社 | 水中探测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2885989B2 (ja) | 1999-04-26 |
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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