JPH06347548A - 船舶速度測定装置 - Google Patents
船舶速度測定装置Info
- Publication number
- JPH06347548A JPH06347548A JP16325093A JP16325093A JPH06347548A JP H06347548 A JPH06347548 A JP H06347548A JP 16325093 A JP16325093 A JP 16325093A JP 16325093 A JP16325093 A JP 16325093A JP H06347548 A JPH06347548 A JP H06347548A
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- JP
- Japan
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- ship
- ship speed
- speed
- circuit
- measuring device
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- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 船舶から超音波を海底へ送受波し、所定幅の
ドップラ周波数を計測して平均化し自船の船速とする船
舶速度測定装置において、水深の変化や急激な船速の変
化にも安定した計測が行える装置を得る。 【構成】 水深情報で受信信号のゲート幅を可変し、且
つ、船速情報により平均化する時定数を可変する。
ドップラ周波数を計測して平均化し自船の船速とする船
舶速度測定装置において、水深の変化や急激な船速の変
化にも安定した計測が行える装置を得る。 【構成】 水深情報で受信信号のゲート幅を可変し、且
つ、船速情報により平均化する時定数を可変する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は航行中の船舶から海底へ
向けて超音波を送受波し、ドップラ周波数を計測して自
船の航行速度を測定する船舶速度測定装置に関する。
向けて超音波を送受波し、ドップラ周波数を計測して自
船の航行速度を測定する船舶速度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の船舶速度測定装置は良く知られ
ているように、航行中の船舶から所定の俯角をもって海
底へ向けて超音波を送受波し、ドップラ周波数を計測し
て自船の航行速度を測定している。図３は従来のこの種
の船舶速度測定装置の構成の概略を示すブロック図であ
り、図において、１は超音波パルスを海底へ送受波する
ための送受波器、２は送信回路、３は送受切換回路、４
は受信信号増幅回路、６はドップラ周波数計数回路、７
は船速・深度演算回路、９は表示器である。図３に示す
ように従来の装置では、安定した受信信号を得るために
船速・深度演算回路７で計測された水深情報により、受
信信号増幅回路４のゲインを制御して受信信号を水深と
無関係になるように、常に一定レベルまで増幅し、所定
のスレショールドレベルを越えた信号のみを抽出するよ
うにしている（図２(b) 参照）。
ているように、航行中の船舶から所定の俯角をもって海
底へ向けて超音波を送受波し、ドップラ周波数を計測し
て自船の航行速度を測定している。図３は従来のこの種
の船舶速度測定装置の構成の概略を示すブロック図であ
り、図において、１は超音波パルスを海底へ送受波する
ための送受波器、２は送信回路、３は送受切換回路、４
は受信信号増幅回路、６はドップラ周波数計数回路、７
は船速・深度演算回路、９は表示器である。図３に示す
ように従来の装置では、安定した受信信号を得るために
船速・深度演算回路７で計測された水深情報により、受
信信号増幅回路４のゲインを制御して受信信号を水深と
無関係になるように、常に一定レベルまで増幅し、所定
のスレショールドレベルを越えた信号のみを抽出するよ
うにしている（図２(b) 参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の船
舶速度測定装置では以上のように構成され動作するの
で、以下のような問題点があり、安定して正確な船速の
測定ができない。すなわち水深の浅いところでは受信信
号の到来時間間隔が短いので、送信パルス幅を短くせざ
るを得ず、従って、受信信号の周波数の安定した中央部
分比べて、周波数の不安定な前端，後端の比率が大きく
なり、船速が不安定となる。このため、充分な平均化を
行う必要がある。一方、水深が深いところでは、急峻な
矩形状の受信信号を得にくく、そのため送信パルス幅に
対し比較的狭いゲートを用いて受信信号を得る必要があ
る。すなわち出来るだけ正確な測定を行うためには、水
深に応じたゲートを設定できる装置が必要となる。
舶速度測定装置では以上のように構成され動作するの
で、以下のような問題点があり、安定して正確な船速の
測定ができない。すなわち水深の浅いところでは受信信
号の到来時間間隔が短いので、送信パルス幅を短くせざ
るを得ず、従って、受信信号の周波数の安定した中央部
分比べて、周波数の不安定な前端，後端の比率が大きく
なり、船速が不安定となる。このため、充分な平均化を
行う必要がある。一方、水深が深いところでは、急峻な
矩形状の受信信号を得にくく、そのため送信パルス幅に
対し比較的狭いゲートを用いて受信信号を得る必要があ
る。すなわち出来るだけ正確な測定を行うためには、水
深に応じたゲートを設定できる装置が必要となる。
【０００４】ところがこのような装置でも水深が深く船
速が速い場合等には問題が生じる。すなわち、この種の
装置ではゲートを介して得られた受信信号のパルス幅分
のドップラ周波数の平均値で船速を測定しているが、高
速で航行している船舶の船速が急に変化すると、充分な
平均化が行われているため、追従が遅く測定結果に乱れ
が生じる。
速が速い場合等には問題が生じる。すなわち、この種の
装置ではゲートを介して得られた受信信号のパルス幅分
のドップラ周波数の平均値で船速を測定しているが、高
速で航行している船舶の船速が急に変化すると、充分な
平均化が行われているため、追従が遅く測定結果に乱れ
が生じる。
【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、水深の相違や急激に船速が変化する
場合であっても、比較的安定して正確な船速が測定でき
る船舶速度測定装置を提供することを目的としている。
されたものであり、水深の相違や急激に船速が変化する
場合であっても、比較的安定して正確な船速が測定でき
る船舶速度測定装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる船舶速度
測定装置は、船速の測定平均値を得る平均化時定数を船
速に対応させて可変する手段を備えたことを特徴とす
る。また、船速の測定平均値を得る平均化時定数を水深
に対応させて可変する手段を備えたことを特徴とする。
さらにこれらの手段と共に、水深に対応させて受信信号
のゲート幅を可変させる手段を備えたことを特徴とす
る。
測定装置は、船速の測定平均値を得る平均化時定数を船
速に対応させて可変する手段を備えたことを特徴とす
る。また、船速の測定平均値を得る平均化時定数を水深
に対応させて可変する手段を備えたことを特徴とする。
さらにこれらの手段と共に、水深に対応させて受信信号
のゲート幅を可変させる手段を備えたことを特徴とす
る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すブロック図で、図に
おいて、１は超音波を海底へ送受波するための送受波
器、２は送信回路、３は送受切換回路、４は受信信号増
幅回路、５はゲート設定回路、６はドップラ周波数計数
回路、７は船速・深度演算回路、８は自動平均化回路、
９は表示器である。
る。図１は本発明の一実施例を示すブロック図で、図に
おいて、１は超音波を海底へ送受波するための送受波
器、２は送信回路、３は送受切換回路、４は受信信号増
幅回路、５はゲート設定回路、６はドップラ周波数計数
回路、７は船速・深度演算回路、８は自動平均化回路、
９は表示器である。
【０００８】次に動作について説明する。船速・深度演
算回路７で発生させた送信トリガを基に、送信回路２が
送信周波数ｆ0 の信号を送信トリガ幅分（図２(a) 参
照）だけ増幅し、送受切換回路３を介して送受波器１に
供給する。送受波器１は通常船舶の船底に装備されてお
り、船首あるいは船尾方向で海中斜め下方に所定の俯角
を持って超音波を送受波するように設定されており、発
射された超音波が海底や海中のプランクトン等で反射さ
れて再び送受波器１で受波され、送受切換回路３を介し
て受信信号増幅回路４に電気信号として供給される。こ
の電気信号は受信信号増幅回路４で船速・深度演算回路
７からの深度情報によりゲインコントロールされ、適切
なレベルに増幅されてからゲート設定回路５に供給され
る。
算回路７で発生させた送信トリガを基に、送信回路２が
送信周波数ｆ0 の信号を送信トリガ幅分（図２(a) 参
照）だけ増幅し、送受切換回路３を介して送受波器１に
供給する。送受波器１は通常船舶の船底に装備されてお
り、船首あるいは船尾方向で海中斜め下方に所定の俯角
を持って超音波を送受波するように設定されており、発
射された超音波が海底や海中のプランクトン等で反射さ
れて再び送受波器１で受波され、送受切換回路３を介し
て受信信号増幅回路４に電気信号として供給される。こ
の電気信号は受信信号増幅回路４で船速・深度演算回路
７からの深度情報によりゲインコントロールされ、適切
なレベルに増幅されてからゲート設定回路５に供給され
る。
【０００９】ゲート設定回路５では、所定のスレショー
ルドレベルが１次ゲートとして設けられ（図２(b) (c)
参照）、さらに船速・深度演算回路７から得られる送信
信号のパルス幅Ｔに従って可変するゲートが２次ゲート
として設けられており（図２(d) 参照）、この１次，２
次ゲートを通過した受信信号のみがドップラ周波数計測
回路に入力され、ここでドップラ周波数が計測される。
すなわちゲート回路５には、海底からの反射信号に対
し、スレショールドレベルを越えた信号に対して１次ゲ
ートをかけ、さらに船速・深度演算回路７からの送信パ
ルス幅Ｔを基に、例えば１次ゲートの立上がりから船速
に比例するｔ2 だけ遅れてＬＯＷからＨＩＧＨとなり、
１次ゲートの立下がりからｔ2 だけ速くＨＩＧＨからＬ
ＯＷとなる２次ゲートが設定される。
ルドレベルが１次ゲートとして設けられ（図２(b) (c)
参照）、さらに船速・深度演算回路７から得られる送信
信号のパルス幅Ｔに従って可変するゲートが２次ゲート
として設けられており（図２(d) 参照）、この１次，２
次ゲートを通過した受信信号のみがドップラ周波数計測
回路に入力され、ここでドップラ周波数が計測される。
すなわちゲート回路５には、海底からの反射信号に対
し、スレショールドレベルを越えた信号に対して１次ゲ
ートをかけ、さらに船速・深度演算回路７からの送信パ
ルス幅Ｔを基に、例えば１次ゲートの立上がりから船速
に比例するｔ2 だけ遅れてＬＯＷからＨＩＧＨとなり、
１次ゲートの立下がりからｔ2 だけ速くＨＩＧＨからＬ
ＯＷとなる２次ゲートが設定される。
【００１０】次のドップラ周波数計数回路６では、上述
の１次，２次ゲートを通過した部分だけのパルス幅分の
ドップラ周波数を、自己相関法、ＦＦＴ法、ゼロクロス
法、ＰＬＬ法等により計数し、計数結果を船速・深度演
算回路７に供給する。そして次の船速・深度演算回路７
では、得られたパルス幅分の船速情報がドップラ周波数
と船速との関係式に基づいて逐次演算されて自動平均化
回路８へ入力され、パルス幅分の船速情報から、船速対
応した時定数で平均化処理が行われ、測定平均船速が測
定した船速として表示器９に入力され表示される。すな
わち、自動平均化回路８における平均化処理には、移動
平均、ディジタルローパスフィルタ等が用いられるが、
本実施例では、船速の平均値を得る平均化時定数を船速
に対応させて、例えば、船速が０．５ノット以下の場合
には１２０秒間で、１．０ノット以下の場合には９０秒
間で、１．５ノット以下の場合には６０秒間で、１．５
ノットを越える場合には３０秒間の時定数で平均化処理
を行う。
の１次，２次ゲートを通過した部分だけのパルス幅分の
ドップラ周波数を、自己相関法、ＦＦＴ法、ゼロクロス
法、ＰＬＬ法等により計数し、計数結果を船速・深度演
算回路７に供給する。そして次の船速・深度演算回路７
では、得られたパルス幅分の船速情報がドップラ周波数
と船速との関係式に基づいて逐次演算されて自動平均化
回路８へ入力され、パルス幅分の船速情報から、船速対
応した時定数で平均化処理が行われ、測定平均船速が測
定した船速として表示器９に入力され表示される。すな
わち、自動平均化回路８における平均化処理には、移動
平均、ディジタルローパスフィルタ等が用いられるが、
本実施例では、船速の平均値を得る平均化時定数を船速
に対応させて、例えば、船速が０．５ノット以下の場合
には１２０秒間で、１．０ノット以下の場合には９０秒
間で、１．５ノット以下の場合には６０秒間で、１．５
ノットを越える場合には３０秒間の時定数で平均化処理
を行う。
【００１１】すなわち、低速で航行している船舶は一般
的に急激に船速を変化させることが難しいため、平均化
時定数を長くして平均化処理を行うことができるが、上
述のように、高速で航行している船舶は比較的急激に船
速を変化させる場合がある。この場合、時定数が長いと
船速の急激な変化も平均化処理を行うデータに入ってし
まい、これにより測定結果に乱れが生じてしまい、安定
した測定ができないという問題を解決すべく、本実施例
では自動平均化回路８を設けて、安定した測定を行わせ
るようにしている。
的に急激に船速を変化させることが難しいため、平均化
時定数を長くして平均化処理を行うことができるが、上
述のように、高速で航行している船舶は比較的急激に船
速を変化させる場合がある。この場合、時定数が長いと
船速の急激な変化も平均化処理を行うデータに入ってし
まい、これにより測定結果に乱れが生じてしまい、安定
した測定ができないという問題を解決すべく、本実施例
では自動平均化回路８を設けて、安定した測定を行わせ
るようにしている。
【００１２】なお上記実施例では、自動平均化回路８で
船速に対応させて平均化時定数を決定することとしてい
るが、船舶は一般的に水深が浅い所では船速が遅く、ま
た、船速を急激に変化させることが難しく、水深が深い
所では船速が速く、且つ、船速を急激に変化させること
ができるという特質を利用し、水深によりサンプリング
幅を決定することとしても良い。
船速に対応させて平均化時定数を決定することとしてい
るが、船舶は一般的に水深が浅い所では船速が遅く、ま
た、船速を急激に変化させることが難しく、水深が深い
所では船速が速く、且つ、船速を急激に変化させること
ができるという特質を利用し、水深によりサンプリング
幅を決定することとしても良い。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の船舶速度測
定装置は、水深に応じた送信パルス幅に対応させて受信
信号のゲート幅を可変させることにより、周波数成分の
不安定領域を適切にカットでき、測定平均値を得るため
のデータの平均化時定数を船速に応じて可変させること
により、船速の急激な変化にも乱れることのない、安定
して正確な計測を行える装置が得られる。
定装置は、水深に応じた送信パルス幅に対応させて受信
信号のゲート幅を可変させることにより、周波数成分の
不安定領域を適切にカットでき、測定平均値を得るため
のデータの平均化時定数を船速に応じて可変させること
により、船速の急激な変化にも乱れることのない、安定
して正確な計測を行える装置が得られる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の動作を説明するための波形図である。
【図３】従来の装置の一例を示すブロック図である。
１ 送受波器 ２ 送信回路 ３ 送受切換回路 ４ 受信信号増幅回路 ５ ゲート設定回路 ６ ドップラ周波数計数回路 ７ 船速・深度演算回路 ８ 自動平均化回路 ９ 表示器
Claims (3)
- 【請求項１】 航行中の船舶から海底へ所定幅の超音波
パルスを送受波し、受信信号からのドップラ周波数を計
測して平均化しその測定平均値を自船の船速とする船舶
速度測定装置において、 船速の測定平均値を得る平均化時定数を船速に対応させ
て可変する手段を備えたことを特徴とする船舶速度測定
装置。 - 【請求項２】 航行中の船舶から海底へ所定幅の超音波
パルスを送受波し、受信信号のドップラ周波数を計測し
て平均化しその測定平均値を自船の船速とする船舶速度
測定装置において、 船速の測定平均値を得る平均化時定数を水深に対応させ
て可変する手段を備えたことを特徴とする船舶速度測定
装置。 - 【請求項３】 水深に関連し変化する送信パルス幅に対
応してゲート幅を可変するゲートを介して計測に必要な
受信パルス幅を得る手段を備えたことを特徴とする請求
項第１項または第２項記載の船舶速度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16325093A JPH06347548A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 船舶速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16325093A JPH06347548A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 船舶速度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347548A true JPH06347548A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15770218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16325093A Pending JPH06347548A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 船舶速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347548A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012194153A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | 距離算出装置、及び制御方法 |
| JP2012247304A (ja) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Sonic Corp | 短時間信号のピークパワースペクトルを検出する方法及び装置 |
| EP2548796A1 (de) * | 2011-07-16 | 2013-01-23 | Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH | Analyse der Wellenlaufrichtung mittels Korrelation |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5647868A (en) * | 1979-09-27 | 1981-04-30 | Marine Instr Co Ltd | Averaging device of digital data |
| JPS5839972A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | Japan Radio Co Ltd | ドプラ式対地速度測定装置 |
| JPH04177193A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-24 | Toyota Motor Corp | ドップラ型対地車速検出装置 |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP16325093A patent/JPH06347548A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5647868A (en) * | 1979-09-27 | 1981-04-30 | Marine Instr Co Ltd | Averaging device of digital data |
| JPS5839972A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | Japan Radio Co Ltd | ドプラ式対地速度測定装置 |
| JPH04177193A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-24 | Toyota Motor Corp | ドップラ型対地車速検出装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012194153A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | 距離算出装置、及び制御方法 |
| JP2012247304A (ja) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Sonic Corp | 短時間信号のピークパワースペクトルを検出する方法及び装置 |
| EP2548796A1 (de) * | 2011-07-16 | 2013-01-23 | Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH | Analyse der Wellenlaufrichtung mittels Korrelation |
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