JPS58184561A - 水中探知装置における相関装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水中に超音波パルスを送受波して水中の探
知物を探知する水中探知装置において、水中探知信号を
用いて自船の速度を検出することを目的とする。

水中探知信号が非常に微弱な信号であったり、雑音との
区別を明確に行なう必要がある場合、前回の探知信号と
今回の探知信号との相関を散ることが多く行なわれてい
る。

これは周知のように、探知物体からの反射波が周期的に
受波されるのに対して雑音信号は非周期的に現われるの
を利用して探知物体からの反射波を識別するものである
。従って、前回の探知パルス送波時と今回の探知パルス
送波時において、自船と探知物との相対位置関係が変化
しないかあるいはその変化が無視し得る程度に小さい場
合に用いて非常に有効である。

ところが、探知パルスを送波してから次の探知パルスを
送波するまでの間に生じる自船と探知物の相対的位置変
化が無視できないときは、上記のような相関を行なうこ
とはできない。例えば、自船の前方向に超音波パルスを
送波して水中探知を行なう場合、超音波パルスの送受波
方向と自船の移動方向が一致するから、探知パルスを送
波してから次の探知パルスを送波するまでの間に生じる
自船の位置変化が比較的大きい。従って、第１図に示す
ように、探知パルスＳ１によって反射パルス□ Ｒａｔ、Ｒｔが受波されたとき、次の探知パルスＳｔを
送波したときは反射パルス陥、ｈのようにΔを時間だけ
早く受波される。このΔを時間は自船の移動によって生
じるものである。

このような受波信号ａｌ、ａｌの相関を行なうためには
、第１図から明きらかなように、受波信号ａ１をΔを時
間だけシフトすればよい。このシフトは例えば、受波信
号ａ１を記憶させたときの読出し番地を制御することに
より行なわれる。

従って、第１図の受波信号ａ０、ａｌの相関を行なうと
きは、次の探知パルスを送波したときの反射パルスの変
位時ＭΔｔ、すなわち、自船の位置変位を測定する必要
がある。この場合、自船の位置変位は航行速度から求め
ることができる。

自船の航行速度は、例えば、電磁ログ等を用いて測定す
ることができるが、この場合は水中探知装置とは別個に
船速測定用の装置を設けなければならない。

この発明は、上記のように船速測定装置を別個に設ける
ことなく、氷中探知装置の探知信号を用１１１゜ いて船速を測定し、その船速データーを用いて水中探知
信号の相関を行なうものである。

以下この発明の実施例について説明する。

第２図において、１は超音波送受波器で送信器２に基づ
いて自船の前方向に超音波パルスを送波する。送信器２
はインターフェイス３を経てマイクロプロセッサ−４に
よって制御され、インターフェイス゛３からの出力に、
よって起動される毎に送信パルスを送出する。この送信
パルスは切換回路５を経て超音波送受波器１から水中に
送波される。

探知物体からの反射波は、超音波送受波器ＩＫ受波され
た後、切換器５を経て受信増巾器６に導かれる。受信増
巾器６で増巾された受波信号は検波回路７で検波され、
第１図ａｌ、８％のような受波信号が送出される。

受信増巾器６の出力は、検波回路７へ送出される一方、
ゲート回路８を経て周波数比較回路９へも送出される。

ゲート回路８はゲート波生成器１０から送出されるゲー
ト波の持続時間中導通して受信増巾器６の出力を周波数
比較回路９へ導く。

一般に、水中に超音波パルスを送波すると、第３図すに
示すように、超音波パルスＳ、の送波直後Ｗ時間に残響
と呼ばれる信号レベルの比較的太きい水中反射波が受波
される。ゲート波生成器１０は送信器２の送信パルスに
基づいて水中反射波の存在期間Ｗ内に出現するゲート波
（第３図Ｃ）を送出する。従って、周波数比較回路９に
は、受信増巾器６の出力のうちから水中反射波が第３図
ｄのごとく選出されて導かれる。さらに、周波数比較回
路９には送信器２から送信周波信号が導かれ、両信号の
周波数比較を行なう。水中反射波は、周知のように、自
船の対水速度に応じてドプラ効果による周波数変位が生
じる。従って、周波数比較回路９において、水中反射波
と送信信号の差周波数を検出すると、その差周波成分か
ら自船の対水速度データーを得ることができる。周波数
比較回路９で検出された上記の差周波成分は、インター
フェイス３を介してマイクロプロセッサ−４に取り込ま
れ、船速データーとして記憶される。

他方、検波回路７から送出される検波出力（第１図）は
Ａ／Ｄ変換器１１において受波信号のアナログレベルが
ディジタル数値に変換されてバッファメモリ１２へ導か
れる。バッファメモリ１２は＆Ｄ変換器（７）　変換デ
ーターを記憶するもので、アドレスカウンター１３によ
って指定される記憶番地に受波信号データーを記憶する
。アドレスカウンター１３はクロックパルス発生回路１
４から送出されるクロックパルスを計数する。クロック
パルス発生回路１４はインターフェイス３の出方により
駆動し、送信パルスＳｌ、ｓｔの送波後からＴＲ時間内
にバッファメモリ１２の記憶番地と同数のクロックを送
出する。なお、このクロックはＯＲ回路１５を介してア
ドレスカウンター１３に導かれる。

バックアメモリ１２に記憶された受波信号はクロックパ
ルス発生器１６からクロックが送出されたときその記憶
データーが読出される。クロックパルス発生器１６はイ
ンターフェイス１７の出力によって起動し、マイクロプ
ロセッサ−４はバッファメモリ１２が上記の記憶動作を
行なった後、インターフェイス１７に出力を送出する。

、、それに基づいて、イ１１ ンターフエイス１７はクロックパルス発生器１６を駆動
させると同時に、バッファメモリ１２に読出し動作を行
なわせる。クロックパルス発生器１６のクロックパルス
ＦｉｏＲ回路１５を経てアドレスカウンター１３に導か
れ、バッファメモリ１２はアドレスカウンター１３の計
数値に対応する記憶番地のデーター全検出して送出する
。なお、クロックパルス発生器１６はインターフェイス
１７によって起動される毎にバッファメモリ１２の記憶
番地と同数のクロックを送出し、かつ、第１図のＴＲ時
間に記憶動作を行なった後、次の送信パルスが送出され
るまでの極めて短時間内にクロックを送出する。

バッファメモリ１２から読出された記憶データーは切換
器１８を経て記憶回路１９あるいは２ｏのいずれかに導
かれる。記憶回路１９並びに２０はバッファメモリ１２
から読出される記憶データーを送信パルスＳ１、Ｓ、毎
に交互に記憶する。例えば、送信パルスＳ１によって得
うれた受波信号は記憶回路１９へ導かれ、送信パルスＳ
、によって得られた受波信号は記憶回路２０へ導かれる
。こ１１の切換動作はマイクロプロセッサ−４がインタ
ーフェイス１７を介して切換器１８を制御することＫよ
シ行なわれる。又、バッファメモリ１２の記憶データー
が読出されるとき、同時に、クロックパルス発生器１６
のクロックパルスがＯＲ，回路２１を経てアドレスカウ
ンター２２へ導かれ、その計数値によって記憶回路１９
あるいは２０の記憶番地が指定される。アドレスカウン
ター２２の計数値は切換器２３によって記憶回路１９あ
るいは２０のいずれかに切換えて導かれ、切換器２３は
切換器１８に連動して切換動作を行なう。従って、切換
器１８がバッファメモ１月２の読出しデーターを記憶回
路１９に導くとき、切換器２３はアドレスカウンター２
２の計数値を記憶回路１９へ導く。その結果、バッファ
メモリ１２から読出された記憶データーは記憶回路１９
のアドレスカウンター２２によって指定される記憶番地
にそれぞれ記憶される。

記憶回路１９がパックアメモリ１２の記憶データーを記
憶したが、次の探知パルスが送波されたとき、バッファ
メモリ１２の記憶データーは記憶回路２０へ切換えて導
かれる。以後同様にして、記憶回路１９と２０が交互に
記憶動作を行なう。従って、記憶回路１９が上記の記憶
動作を行なっているとき、記憶回路２０は前回の探知信
号を記憶している。

マイクロプロセッサ−４は記憶回路１９．２０に上記の
記憶動作を行なわせる一方、それぞれの記憶内容を同時
に読出して相関回路２４へ送出させる。

この読出しはマイクロプロセッサ−４がインターフェイ
ス２５を介して記憶回路１９．２０を読出し動作に切換
えることにより行なわれる。又、同時に、インターフェ
イス２５はクロックパルス発生器２６ヲ起動させてクロ
ックパルスを送出させる。クロックパルスは記憶回路１
９．２０の記憶番地と同数だ１送出され、ＯＲ回路２１
を経てアドレスカウンター２２に導かれる。アドレスカ
ウンター２２の計数値は切換回路２３を経て記憶回路１
９．２０のいずれかへ送出される。そして、上記のよう
に、バッファメモリ１２の記憶データーが記憶回路１９
へ転送されたとキハ、クロックパルス発生器２６のクロ
ックの計数値も記憶回路１９へ導かれ、記憶回路１９は
計数値に対応した記憶番地の記憶データーを相関回路２
４へ送出する。

又、アドレスカウンター２２の計数値は加算回路２７へ
も導かれインターフェイス２５から送出される数値と加
算される。

マイクロプロセッサ−４は、周波数比較回路９からイン
ターフェイス３を経て取り込まれる船速データーに基つ
いて、送信パルスＳ１を送波してから、次の送信パルス
Ｓ、を送信するまでの間の自船の移動量Δｔを演算する
。そして、マイクロプロセッサ−４は、移動量△ｔを記
憶回路１９並びに２０の記憶番地における番地変位の数
置としてインターフェイス２５から加算回路２７へ送出
する。そして、加算回路２７の加算数値は切換器２３を
経て記憶回路１９あるいは２０のいずれかに導かれる。

従って、切換器２３はアドレスカウンター２２の計数値
をも同時に切換えるから、上記のように、アドレスカウ
ンター２２の計数値が記憶回路１９に導かれているとき
は、加算回路２７の加算値は記憶回路２０へ導かれる。

その結果、相関回路２４は記憶回路１９と２０の各記憶
データーのうち、自船の上記移、、動量△ｔだけ異なっ
た記憶データーの相関を行なう。従って、第１図から明
きらかなように、相関回路２４は同一の反射体からの反
射波Ｒ１ｕとＲ，１，、ＲｔＩとＲ３との相関を行なう
。

その相関結果はインターフェイス２５を経てマイクロプ
ロセッサ−４に取り込まれた後、表示装置ｔ２８へ送出
されて表示される。表示装置２８は、例えば、プラ、ラ
ン管表示器、記録ペン走行型等、任意のものを用いて受
波信号を表示することができる。又、受波信号の表示形
態は従来から用いられている周知の表示様式を用いるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水中探知信号を説明するための波形図、第２図
はこの発明の実施例を示し、第３図はその動作を説明す
るだめの波形図を示す。 特許出願人　　古野電気株式会社 凸 才１目 才３Ｆ］ オλ目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自船のほぼ前方に向けて超音波パルスをくり返し送波し
   て探知物体からの反射波を受波する超音波送受波装置と
   、 該超音波送受波装置の受波信号と上記送波する超音波パ
   ルスの周波数を互いに比較する周波数比較回路と、 該周波数の比較結果に基づいて自船の船速データーを演
   算する演算１：ｃ！Ｊ路と、 上記超音波パルスの送波によって得られる今回の受波信
   号を時系列的に記憶する第１の記憶回路と、 上記超音波パルスの送波によって得られる前回の受波信
   号を時系列的に記憶する第２の記憶回路と、 上記第１の記憶回路に連動して第２の記憶回路の記憶内
   容を読出し、かつ、上記第１の記憶回路から読出される
   読出信号と第２の記憶回路から読出される読出信号との
   相対位置関係を上記演算回路によって演算された船速デ
   ーターに対応する量だけずらせて読出すように読出し制
   御を行なう読出し制御回路と、 該読出し制御回路によって読出された上記第１の記憶回
   路の読出し信号と上記第２の記憶回路の読出し信号との
   相関を行なう相関回路とを具備してなる水中探知装置に
   おける相関装置。