JPH0719020Y2 - 標的追尾方式のスキヤニングソ−ナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は魚群等の標的の追尾手段を備えたスキャニング
ソーナの改良に関するものである。

（従来の技術） 船底等に装備された超音波送受波器から魚群等の標的に
向けて超音波ビームを放射し、標的からのエコーを信号
処理して標的探知画像をカラーブラウン管表示器に表示
するスキャニングソーナは周知である。近年、この種の
装置には標的の移動に追従させて超音波ビームの俯角を
変化させる俯角追尾手段が設けられている。

この俯角追尾手段は、前記エコーから得られるある時点
における標的探知画像の標的位置に目標のマーク、つま
り、イベントマークを付し、船体の航行量と航行方位に
対応させてイベントマークの船体に対する正しい相対位
置を演算等により求め、該イベントマークの船体に対す
る相対的な動きに追従させて超音波ビームの俯角を変化
させるものである。すなわち、超音波ビームの俯角を常
にイベントマークに向けることによって標的を追跡しよ
うとするものである。

（考案が解決しようとする問題点） 上記従来の装置において、標的が静止体であるときには
該標的とイベントマークとは常に一体となっているの
で、超音波ビームの俯角をイベントマークに向ければ長
時間標的を見失うことなく追跡できる。しかし標的が魚
群のように移動する物体であるときには、時間の経過と
ともに標的がイベントマークから移動してしまうので、
俯角をイベントマークに向けても標的を見失うという不
都合が生じる。そのため、従来の装置の使用に際して
は、操作者は一定時間毎に標的を捕捉し直し、該捕捉し
た標的にイベントマークを付け直さなければならないと
いう面倒があった。

本考案は上記従来の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、標的が魚群等のようにたとえ移
動する物体であっても、イベントマークの位置を標的の
移動に追従して自動的に修正することができる標的追尾
方式のスキャニングソーナを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記目的を達成するために次のように構成され
ている。すなわち、本考案は、船体に装備された超音波
送受波器により得られる標的探知信号を記憶する主記憶
部と；主記憶部の情報を読み出して標的探知信号を画像
表示する表示装置と；を具備する標的追尾方式のスキャ
ニングソーナにおいて、前記主記憶部の標的位置にマー
クを付けそのマークを中心とする所定範囲の追尾検出領
域を可変設定するマーカ領域設定部と；該マーカ領域設
定部からの領域設定信号により、主記憶部から読み出さ
れる標的探知信号のうち追尾検出領域の信号のみを取り
入れるゲート回路と；該ゲート回路から加えられる追尾
検出領域の標的探知信号を記憶する補助記憶部と；該補
助記憶部の画素情報を読み出し、該画素情報の信号レベ
ルの比較演算により標的のレベルの最も高い記憶画素位
置を検出し、該検出信号をマーク位置の修正信号として
マーカ領域設定部へ加えるレベル比較判定回路と；を有
する標的追尾方式のスキャニングソーナである。

（作用） 上記構成からなる本考案において、標的追尾は次のよう
にして行われる。まず、最初に、表示装置に表示されて
いる標的探知画像を見ながら周知の手段によって標的上
に目標のマーク、例えばイベントマークを付す。つま
り、このイベントマークは主記憶部の画素のうち標的記
憶画素（標的を記憶している画素）に付されることにな
る。一方、マーカ領域設定部は前記イベントマークを中
心とする所定範囲の追尾検出領域を主記憶部に設定す
る。そして、この追尾検出領域の記憶情報は、例えば、
超音波送受の各周期毎にゲート回路を経て補助記憶部へ
読み出される。

補助記憶部へ格納された追尾検出領域の信号に対し、レ
ベル比較判定回路がこれを読み出し、該画素情報の信号
レベルの比較演算により標的のレベルの最も高い記憶画
素位置を該追尾検出領域中の標的位置として検出し、こ
の標的位置情報を修正信号としてマーカ領域設定部へ加
える。マーカ領域設定部はこの修正信号を受け、前に設
定された標的位置からこの新たに検出された標的位置へ
イベントマークを付け変え、この付け変えたイベントマ
ークを中心として新たな追尾検出領域を設定する。そし
て、さらに、旧い追尾検出領域を該新追尾検出領域に更
新する。このように、超音波の送受周期毎あるいは一定
時間間隔毎に標的位置の検出と、イベントマーク位置の
修正および追尾検出領域の更新とを繰り返すことによ
り、イベントマークの標的位置との一致が図られる。し
たがって、このイベントマークの移動に追従させること
により、移動標的を見失うことなく表示画面上に捉える
ことが可能となるものである。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図には本考案に係る一実施例の構成を示すブロック図
が示されている。図において、本実施例の装置は、送受
信部１と、座標変換回路２と、主記憶部３と、表示装置
４と、マーカ領域設定部５と、補助記憶部16と、レベル
比較判定回路17と、書き込み・読み出し制御回路７と、
タイミング信号を出力するタイミング制御器８と、動作
制御器９とを有している。

前記送受信部１はタイミング制御器８からのタイミング
信号を受けて船底等に装備されている超音波送受波器
（図示せず）へ超音波の送受指令を行う。超音波送受波
器は前記送受信部１の送受指令に従い、指定された俯
角、すなわち、魚群等の標的に向けて超音波を放射し、
標的からのエコーを受波する。そして、この受波信号は
音波信号から電気信号として受信信号に変換され、この
アナログの受信信号はさらにデジタルの信号に変換され
増幅等の所定の信号処理を経てスパイラルスキャンの極
座標系の信号として座標変換回路２へ送られてくる。該
座標変換回路２は前記極座標系の信号をラスタースキャ
ンの直交座標系の信号に変換し、この変換された信号を
主記憶部３に加える。

該主記憶部３はカラーブラウン管表示器10の画素と１対
１に対応した画素配列からなる記憶素子を有しており、
該記憶素子に座標変換回路２から送られてくる信号を標
的探知信号として書き込み記憶するものである。

ところで、表示装置４は、D/A変換器11と、カラーブラ
ウン管表示器10と、掃引回路12とからなる。D/A変換器1
1は主記憶部３から読み出されたデジタルの標的探知信
号をアナログの標的探知信号に変換し、さらにその信号
レベルに応じて色付けを行う。

この信号の色付けは、例えば、カラー信号の３原色の組
み合わせを利用し、信号強度に応じてその組み合わせの
割合を変えることにより行われる この色付けされた標的探知信号はカラーブラウン管表示
器10へ加えられる。

掃引回路12はカラーブラウン管表示器10の画面を掃引し
てD/A変換器11から加えられる標的探知信号の表示装置
を指定する。

この連続の位置指定、即ち、掃引により、カラーブラウ
ン管表示器10の画面に標的探知信号のカラー画像が表示
される。

前記座標変換回路２の座標変換動作と主記憶部３の書き
込み・読み出し動作と掃引回路12の掃引動作は書き込み
・読み出し制御回路７から加えられる動作信号によって
行われ、さらに、これらの各動作のタイミングはタイミ
ング制御器８から加えられるタイミング信号により、座
標変換回路２のラスタースキャンの走査タイミングに同
期して行われている。

一方、マーカ領域設定部５は、第２図に示すように、標
的探知信号の表示画像、つまり、標的探知画像の標的Ａ
上に付けられるマーク、即ち、イベントマーク13を中心
とする所定範囲に追尾検出領域14を設定するものであ
る。この場合、まず最初は、カラーブラウン管表示器10
の標的探知画像上の標的Ａ上に周知の手段（図示せ
ず）、例えばジョイステック等を利用してイベントマー
ク13が付される。この周知手段によるイベントマーク13
の入力信号は動作制御器９からレベル比較判定回路17を
経てマーカ領域設定部５へ加えられる。マーカ領域設定
部５は前記イベントマーク13の入力信号を受けて、該イ
ベントマーク13を中心とする所定の範囲に追尾検出領域
14を設定し、その領域設定信号を主記憶部３およびゲー
ト回路15へ加える。

該領域設定信号を受けて主記憶部３においては、標的探
知画像の標的画素位置（カラーブラウン管表示器10の標
的表示画素位置に対応する主記憶部３の標的記憶画素位
置）にイベントマーク13が記憶され、かつ、該イベント
マーク13を中心とする追尾検出領域14が記憶される。こ
のように、主記憶部３の標的探知画像上にはイベントマ
ーク13および該イベントマーク13を中心とする追尾検出
領域14が設定されることになる。

ゲート回路15は前記マーカ領域設定部５からの領域設定
信号と、主記憶部３からD/A変換器11へ分岐して読み出
される次の周期の標的探知信号（イベントマーク13の入
力設定後、次の超音波送受によって得られる標的探知信
号）とを受け、標的探知信号のうち追尾検出領域４内１
の信号のみを補助記憶部16へ加える。

補助記憶部16は追尾検出領域14の信号を記憶するととも
に、その記憶した信号をレベル比較判定回路17へ読み出
す。該レベル比較判定回路17は補助記憶部16から読み出
された信号のレベルを比較演算して追尾検出領域14のう
ちで最も信号レベルの高いと思われる画素（信号レベル
の高い中心位置の画素）を標的記憶画素（標的記憶位
置）として検出する。

例えば、第３図に示すように、追尾検出領域14の各画素
が横にX₀からX₆までの７列、縦にY₀からY₆までの７行の
配列となっている場合、各画素の信号レベルの強さは０
から９までの数値（数値が大きくなるほど信号レベルが
高い）で表される。レベル比較判定回路17はX₀列からX₆
列までの各列ごとに各画素のレベル数値を加算し、それ
らの加算値の比較からその加算値の一番大きい列、図で
は第X₄列を見つけ出す。

同様に、Y₀列からY₆列の各加算値の比較から加算値の最
大の列としてY₁列を見つけ出す。

そして、レベル比較判定回路17はそれぞれ加算値が最大
となるX₄列とY₁列とが交差する位置（X₄，Y₁）の画素を
標的記憶画素として判定する。この場合、例えば、１周
期前に付せられたイベントマーク13が（X₃，Y₃）の画素
位置である場合には、時間の経過により標的Ａが（X₃，
Y₃）の位置Ｓから（X₄，Y₁）の位置Ｓ′へ移動し、最初
のイベントマーク13の位置Ｓと移動後の標的Ａ′の位置
とがずれることになる。

レベル比較判定回路17は前記新たに判定した標的記憶位
置（X₄，Y₁）の検出信号を修正信号として動作制御器９
およびマーカ領域設定部５へ送るのである。該マーカ領
域設定部５はこの修正信号を受け、イベントマークを
（X₃，Y₃）の位置から新たな標的記憶位置（X₄，Y₁）へ
付け変えて標的Ａ′とイベントマーク13′とを一致さ
せ、さらにこの（X₄，Y₁）の位置を中心として新たな追
尾検出領域14′（図示せず）を設定し、主記憶部３に設
けた旧い追尾検出領域14を新たな追尾検出領域14′に更
新する。

本実施例によれば、上記のレベル比較判定回路17による
標的位置の検出および修正信号の出力と、マーカ領域設
定部５によるイベントマーク13および同13′の付け変え
および追尾検出領域14および同14′の更新とが１周期毎
あるいは所定時間間隔毎に行われる結果、イベントマー
ク13および同13′を移動標的Ａおよび同Ａ′からずれる
ことなく追従させることが可能となり、このイベントマ
ークをたよりに移動標的を見失うことなく、超音波ビー
ムの俯角を標的の移動に合わせて調整し直すことが可能
となる。

ところで、船体の動揺、水中の気泡、ごみ等の浮遊物、
急激な温度変化、その他の超音波伝搬条件の厳しい変化
によって標的位置を正しく捕捉できない場合がまれに生
じることがある。このような事態においては、上記俯角
の自動追尾方式ではその追尾目的が十分に達成できな
い。

本実施例においては、かかる異常事態を考慮し、俯角の
上記自動追尾方式と従来の俯角追尾方式とを切り換え使
用できるように構成している。

本実施例では船速情報および船体の移動方位（航行方
位）情報等の船体航行情報が動作制御器９に加えられて
おり、該動作制御器９にこの船体航行情報に基づき、船
体の移動中、該船体に対する静止標的の正しい相対位置
を演算し、その演算位置をレベル比較判定回路17へ加え
ている。

そして、さらにこの演算位置の情報は修正信号としてマ
ーカ領域設定部５へ加えられている。

マーカ領域設定部５は一定時間間隔で送られてくる演算
位置にイベントマーク13を付け変えて行くので、従来方
式と同様に静止標的上に付したイベントマーク13を船体
の移動に対応して該船体と正しい相対位置を保った位置
に表示できることになる。そして、前記動作制御器９に
よって演算された静止標的の演算位置の情報は送受信部
１へ俯角変更指令として加えられるから、超音波ビーム
の俯角は、船体の移動中、イベントマーク13、つまり、
静止標的を向くように制御されることとなる。

これら俯角の自動追尾方式と従来方式との切り換えは切
り換えスイッチにより行われ、例えば自動追尾方式によ
る動作中に、レベル比較判定回路17の演算によって得ら
れた標的記憶位置がその前の標的記憶位置から異常に離
れた位置となったときには、超音波伝搬条件の異常事態
として検知し、切り換えスイッチを動作させて俯角制御
を従来方式に切り換え、所定時間経過後、超音波伝搬条
件の異常が解消したときに再び自動追尾方式に切り換え
るように構成してある。

（考案の効果） 本考案は以上説明したような構成と作用とを有している
ので、標的が魚群等の移動物体の場合においても、イベ
ントマークを移動する標的上に付け変えて行くことが可
能となり、これにより移動標的を見失うことなく超音波
ビームの俯角を標的の移動に合わせて調整し直すことが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る一実施例の構成を示すブロック
図、第２図は標的探知信号の画像表示の態様図、第３図
は追尾検出領域における信号レベルの記憶状態図であ
る。 １……送受信部、２……座標変換回路、３……主記憶
部、４……表示装置、５……マーカ領域設定部、７……
書き込み・読み出し制御回路、８……タイミング制御
器、９……動作制御器、10……カラーブラウン管表示
器、11……D/A変換器、12……掃引回路、13、13′……
イベントマーク、14、14′……追尾検出領域、15……ゲ
ート回路、16……補助記憶部、17……レベル比較判定回
路、A,A′……標的、S,S′……標的の位置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】＿船体に装備された超音波送受波器により
   得られる標的探知信号を記憶する主記憶部と；主記憶部
   の情報を読み出して標的探知信号を画像表示する表示装
   置と;_を具備する標的追尾方式のスキャニングソーナに
   おいて、前記主記憶部の標的位置に＿マークを付けその
   マークを中心とする所定範囲の追尾検出領域を可変設定
   するマーカ領域設定部と；該マーカ領域設定部からの領
   域設定信号により、主記憶部から読み出される標的探知
   信号のうち追尾検出領域の信号のみを取り入れるゲート
   回路と；該ゲート回路から加えられる追尾検出領域の標
   的探知信号を記憶する補助記憶部と； 該補助記憶部の画素情報を読み出し、該画素情報の信号
   レベルの比較演算により標的のレベルの最も高い記憶画
   素位置を検出し、該検出信号をマーク位置の修正信号と
   してマーカ領域設定部へ加えるレベル比較判定回路と；
   を有することを特徴とする標的追尾方式のスキャニング
   ソーナ。＿