JPH0749376A - 超音波藻計測装置 - Google Patents
超音波藻計測装置Info
- Publication number
- JPH0749376A JPH0749376A JP20994793A JP20994793A JPH0749376A JP H0749376 A JPH0749376 A JP H0749376A JP 20994793 A JP20994793 A JP 20994793A JP 20994793 A JP20994793 A JP 20994793A JP H0749376 A JPH0749376 A JP H0749376A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- algae
- signal
- circuit
- seabed
- reflection
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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】 海底に着底する藻の高さ及び密度を、例えば
船上などの遠隔から自動測定する超音波藻計測装置を得
る。 【構成】 海底からの反射エコーと藻からの反射エコー
とを、２回路でそれぞれ別々に伝播減衰補正と包絡線検
波とを行い、海底からの反射信号を常時飽和させ藻と海
底との反射信号から海底信号を除去し、抽出した藻信号
の時間幅と振幅とにより藻の高さと密度を演算回路で算
出する。
船上などの遠隔から自動測定する超音波藻計測装置を得
る。 【構成】 海底からの反射エコーと藻からの反射エコー
とを、２回路でそれぞれ別々に伝播減衰補正と包絡線検
波とを行い、海底からの反射信号を常時飽和させ藻と海
底との反射信号から海底信号を除去し、抽出した藻信号
の時間幅と振幅とにより藻の高さと密度を演算回路で算
出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波により海底に繁
茂する藻の高さ及び量を自動計測する超音波藻計測装置
に関する。
茂する藻の高さ及び量を自動計測する超音波藻計測装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】海底に繁茂する藻の状態を例えば船上な
どの遠隔から観測しようとする場合、従来では超音波魚
群探知機をそのまま用いる方法があった。この方法は、
海底に向けて超音波を発射し、海底からの反射エコーを
受信することにより、海底と藻との反射エコーレベルの
差から藻の存在の有無を識別するものである。然しなが
ら藻は海底に着底しているため、藻の反射エコーと海底
の反射エコーとは受信信号が連続してしまい、藻信号の
みの抽出に慣れを要する。また、繁茂する藻の状態、す
なわち藻の高さや繁茂密度の観測には、その都度観測者
が受信信号から藻の反射エコーのみを抽出し、さらにこ
の反射エコーの反射強度を精密に計測して演算により求
めることになり、観測者の経験が必要で且つ正確な測定
が困難であった。
どの遠隔から観測しようとする場合、従来では超音波魚
群探知機をそのまま用いる方法があった。この方法は、
海底に向けて超音波を発射し、海底からの反射エコーを
受信することにより、海底と藻との反射エコーレベルの
差から藻の存在の有無を識別するものである。然しなが
ら藻は海底に着底しているため、藻の反射エコーと海底
の反射エコーとは受信信号が連続してしまい、藻信号の
みの抽出に慣れを要する。また、繁茂する藻の状態、す
なわち藻の高さや繁茂密度の観測には、その都度観測者
が受信信号から藻の反射エコーのみを抽出し、さらにこ
の反射エコーの反射強度を精密に計測して演算により求
めることになり、観測者の経験が必要で且つ正確な測定
が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の魚
群探知機を用いる藻の観測は、煩雑であり経験を要し、
且つ正確な測定が困難である等の問題点があった。
群探知機を用いる藻の観測は、煩雑であり経験を要し、
且つ正確な測定が困難である等の問題点があった。
【０００４】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、藻の存在の有無、藻の高さ、および
繁茂密度を自動的に測定し、且つ魚群探知機としても使
用可能な超音波藻計測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、藻の存在の有無、藻の高さ、および
繁茂密度を自動的に測定し、且つ魚群探知機としても使
用可能な超音波藻計測装置を提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる超音波藻
計測装置は、海底からの反射エコーと藻からの反射エコ
ーとを、それぞれ別々に伝播減衰補正および包絡線検波
を行い、検出された海底からの反射信号と藻からの反射
信号とのレベル差により藻信号のみを抽出し、抽出され
た藻信号の時間幅と振幅とにより藻の高さと量を算出す
ることとした。
計測装置は、海底からの反射エコーと藻からの反射エコ
ーとを、それぞれ別々に伝播減衰補正および包絡線検波
を行い、検出された海底からの反射信号と藻からの反射
信号とのレベル差により藻信号のみを抽出し、抽出され
た藻信号の時間幅と振幅とにより藻の高さと量を算出す
ることとした。
【０００６】
【作用】海底からの反射エコーと藻からの反射エコーと
は伝播減衰量が相違するため１回路で伝播減衰補正と包
絡線検波とを行うと藻信号と海底信号との正確な信号レ
ベルが把握できず、このため両信号の分離が困難にな
る。本発明では、海底からの反射エコーと藻からの反射
エコーとを、２回路でそれぞれ別々に伝播減衰補正と包
絡線検波とを行い、藻信号と海底信号との正確な信号レ
ベルを把握した上で海底からの反射信号を常時飽和さ
せ、海底からの反射信号レベルと藻からの反射信号レベ
ルとのレベル差を最大にし、連続して受信される藻と海
底との反射信号から海底信号を除去し、抽出した藻信号
の時間幅と振幅とにより藻の高さと密度を算出すること
とした。従って、藻の高さと量の自動計測を精度良く行
うことができ、広範囲の藻場計測が短時間で実施できる
こととなる。
は伝播減衰量が相違するため１回路で伝播減衰補正と包
絡線検波とを行うと藻信号と海底信号との正確な信号レ
ベルが把握できず、このため両信号の分離が困難にな
る。本発明では、海底からの反射エコーと藻からの反射
エコーとを、２回路でそれぞれ別々に伝播減衰補正と包
絡線検波とを行い、藻信号と海底信号との正確な信号レ
ベルを把握した上で海底からの反射信号を常時飽和さ
せ、海底からの反射信号レベルと藻からの反射信号レベ
ルとのレベル差を最大にし、連続して受信される藻と海
底との反射信号から海底信号を除去し、抽出した藻信号
の時間幅と振幅とにより藻の高さと密度を算出すること
とした。従って、藻の高さと量の自動計測を精度良く行
うことができ、広範囲の藻場計測が短時間で実施できる
こととなる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る超音波藻計測装
置の構成を示すブロック図であり、図において、１は送
受波器、２は送信器、３は前置増幅回路、４ａは海底用
ＴＶＧ回路、４ｂは藻用ＴＶＧ回路、５ａは海底用検波
回路、５ｂは藻用検波回路、６は藻信号抽出回路、７は
演算回路である。
する。図１は、本発明の一実施例に係る超音波藻計測装
置の構成を示すブロック図であり、図において、１は送
受波器、２は送信器、３は前置増幅回路、４ａは海底用
ＴＶＧ回路、４ｂは藻用ＴＶＧ回路、５ａは海底用検波
回路、５ｂは藻用検波回路、６は藻信号抽出回路、７は
演算回路である。
【０００８】次に動作について説明する。送受波器１は
送信器２からの送信用バースト信号により励振され、超
音波パルスを水中に放射する。放射された超音波パルス
は海底に着底している藻や海底そのものによって反射
し、それぞれの反射エコーが再び送受波器１で受波され
て前置増幅器３で増幅され出力される。
送信器２からの送信用バースト信号により励振され、超
音波パルスを水中に放射する。放射された超音波パルス
は海底に着底している藻や海底そのものによって反射
し、それぞれの反射エコーが再び送受波器１で受波され
て前置増幅器３で増幅され出力される。
【０００９】そして前置増幅器３で増幅された受信信号
は次のＴＶＧ回路で距離による伝播減衰が補正される
が、ここで、海底そのものからの反射エコーと藻からの
反射エコーとでは伝播減衰率が異なるため、海底用ＴＶ
Ｇ回路４ａと藻用ＴＶＧ回路４ｂとに分けて減衰補正を
行う。すなわち、海底からの反射エコーの伝播減衰補正
は周知のように下記式（１）を用いて補正でき、藻から
の反射エコーの伝播減衰補正は藻が一様に着底している
場合、理論上から下記式（２）を用いて補正できる。従
って、それぞれのＴＶＧ回路４ａ，４ｂで下記式
（１），（２）を用いて減衰量の補正を行う。 Ａ＝２０・ｌｏｇ２Ｒ＋２αＲ・・・（１） Ｂ＝２０・ｌｏｇＲ＋２αＲ ・・・（２） 但し、Ａ：海底反射エコーの減衰量 Ｂ：藻反射
エコーの減衰量 Ｒ：水深 α：吸収減衰定数 そして、海底用ＴＶＧ回路４ａと藻用ＴＶＧ回路４ｂと
で伝播減衰補正が行われた海底信号と藻信号とは、次の
海底用検波回路５ａと藻用検波回路５ｂとでそれぞれ包
絡線検波が行われ、藻信号抽出回路６に入力され、ここ
で藻信号のみが抽出される。以下、藻信号抽出回路６に
おける藻信号の抽出について詳述する。
は次のＴＶＧ回路で距離による伝播減衰が補正される
が、ここで、海底そのものからの反射エコーと藻からの
反射エコーとでは伝播減衰率が異なるため、海底用ＴＶ
Ｇ回路４ａと藻用ＴＶＧ回路４ｂとに分けて減衰補正を
行う。すなわち、海底からの反射エコーの伝播減衰補正
は周知のように下記式（１）を用いて補正でき、藻から
の反射エコーの伝播減衰補正は藻が一様に着底している
場合、理論上から下記式（２）を用いて補正できる。従
って、それぞれのＴＶＧ回路４ａ，４ｂで下記式
（１），（２）を用いて減衰量の補正を行う。 Ａ＝２０・ｌｏｇ２Ｒ＋２αＲ・・・（１） Ｂ＝２０・ｌｏｇＲ＋２αＲ ・・・（２） 但し、Ａ：海底反射エコーの減衰量 Ｂ：藻反射
エコーの減衰量 Ｒ：水深 α：吸収減衰定数 そして、海底用ＴＶＧ回路４ａと藻用ＴＶＧ回路４ｂと
で伝播減衰補正が行われた海底信号と藻信号とは、次の
海底用検波回路５ａと藻用検波回路５ｂとでそれぞれ包
絡線検波が行われ、藻信号抽出回路６に入力され、ここ
で藻信号のみが抽出される。以下、藻信号抽出回路６に
おける藻信号の抽出について詳述する。
【００１０】海底信号は海底用ＴＶＧ回路４ａで距離の
相違による伝播減衰補正が行われた結果、その反射信号
レベルは水深と無関係になり、底質のみに依存するよう
になる。また、藻信号も同様に藻用ＴＶＧ回路４ａで距
離の相違による伝播減衰補正が行われた結果、その反射
信号レベルは水深に無関係となり、藻の繁茂密度のみに
依存するようになる。そして、底質の相違による反射レ
ベルの差は、日刊工業新聞社「超音波技術便覧」に記載
されるように、底質が（岩）の場合その反射強度は−５
ｄＢ、（砂）の場合−８ｄＢ、（泥）の場合−１２ｄＢ
であることが知られている。また、藻の繁茂密度の相違
による反射レベルの差は、鬼頭鈞：「超音波機器による
藻類現存量の把握」１９８６年において、繁茂が（密）
の場合その反射強度は−３３．３ｄＢ、（粗）の場合−
５２ｄＢであることが知られている。従って、海底と藻
との反射レベルの差が一番小さい、底質が（泥）と藻が
（密）の場合でも反射レベルの差は２０ｄＢ以上相違
し、このレベルの相違により藻の反射信号のみを抽出で
きる。
相違による伝播減衰補正が行われた結果、その反射信号
レベルは水深と無関係になり、底質のみに依存するよう
になる。また、藻信号も同様に藻用ＴＶＧ回路４ａで距
離の相違による伝播減衰補正が行われた結果、その反射
信号レベルは水深に無関係となり、藻の繁茂密度のみに
依存するようになる。そして、底質の相違による反射レ
ベルの差は、日刊工業新聞社「超音波技術便覧」に記載
されるように、底質が（岩）の場合その反射強度は−５
ｄＢ、（砂）の場合−８ｄＢ、（泥）の場合−１２ｄＢ
であることが知られている。また、藻の繁茂密度の相違
による反射レベルの差は、鬼頭鈞：「超音波機器による
藻類現存量の把握」１９８６年において、繁茂が（密）
の場合その反射強度は−３３．３ｄＢ、（粗）の場合−
５２ｄＢであることが知られている。従って、海底と藻
との反射レベルの差が一番小さい、底質が（泥）と藻が
（密）の場合でも反射レベルの差は２０ｄＢ以上相違
し、このレベルの相違により藻の反射信号のみを抽出で
きる。
【００１１】すなわち、海底用ＴＶＧ回路４ａの出力を
Ｔｓ１とすると、 Ｔｓ１＝２０・ｌｏｇＶ1 −（ＳＬ＋ＥＲ＋Ｇ0 ）＝２
０・ｌｏｇＶ1 −Ｋ・・・（３）で表すことができ（但
し、ＳＬ：送波レベル、ＥＲ：受波感度、Ｇ0 ：前置増
幅回路利得）、この海底用ＴＶＧ回路４ａの出力が飽和
するのは、底質が（泥）の場合、 式 Ｋ＝２０・ｌｏｇＶ1 −Ｔｓ１・・・（４）に、海
底信号レベルＶ1 ＝１０，Ｔｓ１＝−１２を代入して、
Ｋ＝３２を得る。従って、海底信号レベルＶ1 が（泥）
で飽和している場合、藻信号レベルＶ2は、藻用ＴＶＧ
回路４ｂの出力を√ｎ・Ｔｓ２とすると、 ２０・ｌｏｇＶ2 ＝√ｎ・Ｔｓ２＋Ｋ ・・・（５）よ
り、０．１≦Ｖ2 ≦０．８７・・・（６）の範囲とな
り、底質を問わず海底信号レベルＶ1 を飽和させると、
この信号レベル（Ｖ1 ）の海底用ＴＶＧ回路４ａの出力
Ｔｓ１には藻信号（Ｖ2 ）は含まれなくなり、藻信号の
みを抽出できる。
Ｔｓ１とすると、 Ｔｓ１＝２０・ｌｏｇＶ1 −（ＳＬ＋ＥＲ＋Ｇ0 ）＝２
０・ｌｏｇＶ1 −Ｋ・・・（３）で表すことができ（但
し、ＳＬ：送波レベル、ＥＲ：受波感度、Ｇ0 ：前置増
幅回路利得）、この海底用ＴＶＧ回路４ａの出力が飽和
するのは、底質が（泥）の場合、 式 Ｋ＝２０・ｌｏｇＶ1 −Ｔｓ１・・・（４）に、海
底信号レベルＶ1 ＝１０，Ｔｓ１＝−１２を代入して、
Ｋ＝３２を得る。従って、海底信号レベルＶ1 が（泥）
で飽和している場合、藻信号レベルＶ2は、藻用ＴＶＧ
回路４ｂの出力を√ｎ・Ｔｓ２とすると、 ２０・ｌｏｇＶ2 ＝√ｎ・Ｔｓ２＋Ｋ ・・・（５）よ
り、０．１≦Ｖ2 ≦０．８７・・・（６）の範囲とな
り、底質を問わず海底信号レベルＶ1 を飽和させると、
この信号レベル（Ｖ1 ）の海底用ＴＶＧ回路４ａの出力
Ｔｓ１には藻信号（Ｖ2 ）は含まれなくなり、藻信号の
みを抽出できる。
【００１２】図２は、図１に示す各回路からの出力波形
を示す図であり、（ａ）は海底用検波回路５ａからの出
力波形であり、底質が（泥）の場合でもちょうど飽和す
るレベルとし、このレベルでは藻信号が除去されてい
る。（ｂ）は藻用検波回路５ｂからの出力波形であり、
藻の繁茂密度の相違（密〜粗）により上記式（６）の範
囲となる。従って、出力波形（ｂ）から出力波形（ａ）
を用いて時間ｔ2 以降の波形を除去し、藻信号抽出回路
６から藻信号のみの出力波形（ｃ）を容易に抽出でき
る。
を示す図であり、（ａ）は海底用検波回路５ａからの出
力波形であり、底質が（泥）の場合でもちょうど飽和す
るレベルとし、このレベルでは藻信号が除去されてい
る。（ｂ）は藻用検波回路５ｂからの出力波形であり、
藻の繁茂密度の相違（密〜粗）により上記式（６）の範
囲となる。従って、出力波形（ｂ）から出力波形（ａ）
を用いて時間ｔ2 以降の波形を除去し、藻信号抽出回路
６から藻信号のみの出力波形（ｃ）を容易に抽出でき
る。
【００１３】次の演算回路７では藻信号抽出回路６から
の出力波形（ｃ）を入力し、その時間幅（ｔ2 −ｔ1 ）
および信号レベルＶを検出し、 Ｈ＝Ｃ・（ｔ2 −ｔ1 ）・・・（７） （但し、Ｃは水
中の音速） √ｎ・Ｔｓ２＝２０・ｌｏｇＶ2 −Ｋ・・・（８） により、藻の高さ（Ｈ）と藻の密度√ｎ・Ｔｓ２を算出
する。
の出力波形（ｃ）を入力し、その時間幅（ｔ2 −ｔ1 ）
および信号レベルＶを検出し、 Ｈ＝Ｃ・（ｔ2 −ｔ1 ）・・・（７） （但し、Ｃは水
中の音速） √ｎ・Ｔｓ２＝２０・ｌｏｇＶ2 −Ｋ・・・（８） により、藻の高さ（Ｈ）と藻の密度√ｎ・Ｔｓ２を算出
する。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波藻計
測装置は、海底信号用と藻信号用にそれぞれ別々の伝播
減衰補正用ＴＶＧ回路を使用し、海底信号を飽和させる
ことで藻信号のみを抽出し、藻信号の時間幅と振幅とに
より、演算回路で演算を行い、藻の高さ及び繁茂密度を
自動的に算出するように構成することにより、広範囲の
藻場計測を自動で精度良く短時間に実施できる等の効果
がある。
測装置は、海底信号用と藻信号用にそれぞれ別々の伝播
減衰補正用ＴＶＧ回路を使用し、海底信号を飽和させる
ことで藻信号のみを抽出し、藻信号の時間幅と振幅とに
より、演算回路で演算を行い、藻の高さ及び繁茂密度を
自動的に算出するように構成することにより、広範囲の
藻場計測を自動で精度良く短時間に実施できる等の効果
がある。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す各回路の出力波形を示す図である。
１ 送受波器 ２ 送信器 ３ 前置増幅回路 ４ａ 海底用ＴＶＧ回路 ４ｂ 藻用ＴＶＧ回路 ５ａ 海底用検波回路 ５ｂ 藻用検波回路 ６ 藻信号抽出回路 ７ 演算回路
Claims (1)
- 【請求項１】 ＴＶＧ回路と検波回路との組合せからな
る回路を２回路有し（その内の１回路を海底用回路、他
の１回路を藻用回路と仮称する）、水中へ超音波パルス
を送信し、受信した反射信号をそれぞれ上記回路へ入力
する手段、 上記海底用回路では、Ａ＝２０・ｌｏｇ２Ｒ＋２αＲ・
・・（１）の式により伝播減衰量を補正し、且つ、海底
の反射強度が最低の底質の場合でも出力信号が飽和状態
となり海底以外からの反射信号が除去されるようにその
出力レベルを調整する手段、 上記藻用回路では、Ｂ＝２０・ｌｏｇＲ＋２αＲ ・・
・（２）の式により伝播減衰量を補正し、且つ、藻の繁
茂密度の差異が出力レベルの差異となるようにその出力
レベルを調整する手段（但し、Ａ：海底反射エコーの減
衰量 Ｂ：藻反射エコーの減衰量 Ｒ：水深 α：吸収
減衰定数）、 上記海底用回路の出力信号を用いて上記藻用回路の出力
信号のうち海底からの反射信号の部分を除去し藻からの
反射信号の部分のみを抽出する手段、 この藻からの反射信号の時間的な長さにより測定する藻
の高さを算出し、且つ、反射信号レベルにより繁茂密度
を算出する演算手段、 を備えたことを特徴とする超音波藻計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20994793A JPH0749376A (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | 超音波藻計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20994793A JPH0749376A (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | 超音波藻計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749376A true JPH0749376A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16581306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20994793A Pending JPH0749376A (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | 超音波藻計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749376A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1152048A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Japan Radio Co Ltd | 水中探知装置 |
| JP2006275755A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波送受信装置 |
| JP2013252096A (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 藻場分布測定方法、藻場分布測定装置、藻場分布測定用プログラム |
| KR101539992B1 (ko) * | 2013-12-16 | 2015-07-29 | 국방과학연구소 | 수중 분산 센서망에서 동적 범위를 벗어나는 포화 신호 검출 방법 |
| JP2023526226A (ja) * | 2020-05-11 | 2023-06-21 | ランニング タイド テクノロジーズ，インコーポレイテッド | 標的産物を養殖するためのシステム及び方法 |
| JP7672186B1 (ja) * | 2025-03-04 | 2025-05-07 | 株式会社AquaFusion | 藻場評価システム及び藻場評価方法 |
-
1993
- 1993-08-03 JP JP20994793A patent/JPH0749376A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1152048A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Japan Radio Co Ltd | 水中探知装置 |
| JP2006275755A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波送受信装置 |
| JP2013252096A (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 藻場分布測定方法、藻場分布測定装置、藻場分布測定用プログラム |
| KR101539992B1 (ko) * | 2013-12-16 | 2015-07-29 | 국방과학연구소 | 수중 분산 센서망에서 동적 범위를 벗어나는 포화 신호 검출 방법 |
| JP2023526226A (ja) * | 2020-05-11 | 2023-06-21 | ランニング タイド テクノロジーズ，インコーポレイテッド | 標的産物を養殖するためのシステム及び方法 |
| JP7672186B1 (ja) * | 2025-03-04 | 2025-05-07 | 株式会社AquaFusion | 藻場評価システム及び藻場評価方法 |
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