JPS5948347B2 - 広範囲水中探知表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、広範囲方向を探知する水中探知装置の探知
信号をＸＹ表示画面上に表示する装置に関する。

超音波パルスを用いて広範囲方向を探知する装置として
、指向方向が少しずつ異なる送受波器を広範囲方向に配
列して、各方向から帰来する反射波を時分割的に高速度
に切換えて表示する装置が用いられている。

この場合、表示器としてはブラウン管表示器が用いられ
る。

そして、ブラウン管の電子ビームは反射波の時分割動作
に合わせて、スパイラル状の走査が行なわれる。

このスパイラル走査は、探知信号を単に表示するだけで
あればなんら差支えないが、表示画面に種々の処理を行
なう場合は極めて不都合である。

例えば、表示されている探知物体の深度、距離等を数字
、文字を用いて画面上に表示する場合、スパイラル走査
においては、画素の大きさがブラウイ管の中心部と周辺
部とで異なる。

そのため、表示する文字、数字等にその表示位置によっ
て歪が生じる。

又、スパイラル走査の場合は、表示される文字、数字等
はその向きがブラウン管の中心から見た方向に表示され
るから、文字、数字等の判読に極めて不便である。

又、探知信号をカラーブラウン管を用いてカラー表示を
行なう場合、現在主に用いられているカラーブラウン管
は、主にＸＹ定走査として製造されているから、スパイ
ラル走査を行なうときは所定通りのカラー表示を行なう
ことができない。

この発明は、上記のような点に対処して、広範囲方向の
水中探知信号をＸＹ定走査行なうブラウン管を用いて表
示することにより、種々の映像処理が可能な水中探知表
示装置を提供する。

以下図面の実施例において説明する。

第１図において、Ｚｌ乃至Ｚｎは超音波送受波器を示し
、各送受波器はそれぞれの指向方向が順に少しずつ異な
るごとく扇形状に配列されている。

送受波器Ｚｌ乃至Ｚｎは各々の送受波器毎に設けられた
切換器Ｔ１乃至Ｔｎを経て送信器１によって同時に励振
され、扇形状の超音波ビームを送信する。

各方向からの反射波はそれぞれの方向に指向した送受波
器によって受波された後、時系列回路２へ導かれる。

時系列回路２は各方向の反射波を時系列化して送出する
もので、方位カウンタ３の計数値に対応する方向の反射
波を送出する。

時系列回路２の出力はＡＤ変換器４においてディジタル
信号に変換された後記憶回路５に導かれる。

ＡＤ変換器４は時系列回路２から送出されるアナログ信
号のレベルをディジタル数値に変換して送出する。

一方、方位カウンタ３は、クロックパルス源６からのパ
ルス列を計数して、その計数値に対応した方位の反射波
を時系列回路２に送出させる。

クロックパルス源６は送信器１から送信パルスが送出さ
れると同時に、パルス列を方位カウンタ３へ送出する。

方位カウンタ３は、Ｚｌ乃至Ｚｎの送受波器の受波信号
を一順して取り出す毎にパルス出力を距離カウンタ７へ
送出する。

従って、距離カウンタ７は、時系列回路２から送出され
る反射法の送受波器からの距離に対応した計数値を送出
する。

方位カウンタ３並びに距離カウンタ７の計数値は切換器
８を経て記憶回路５へ導かれる。

そして、記憶回路５は、方位カウンタ３と距離カウンタ
７の計数値に対応した記憶素子にＡＤ変換された反射波
を記憶させる。

このとき、時系列回路２から送出すれるアナログレベル
はディジタル数値で記憶される。

上記のようにして、記憶回路５の各記憶素子に記憶され
た記憶内容は、切換器８を経て変換器９が送出する方位
信号θ及び距離信号γが導かれたとき、その対応する記
憶素子の記憶内容を読み出す。

変換器９は、旋回装置１０から送出される旋回角θγ、
チルト切換装置１１、方位カウンタ１２から送出される
チルト角θｔ１方位角θ′、距離カウンタ１３から送出
される距離γ′に基すいて、これらの各値に対応する探
知信号の位置（θ、γ）を演算する。

第２図において、ｙ軸は船首方向を表わし、旋回装置１
０は超音波ビームＢをｘｙ平面と平行に旋回させたとき
、ｙ軸に対するビーム中心Ｂｏの旋回角θγを送出する
。

チルト切換装置１１は超音波ビームＢをｘｙ平面に対し
て傾刷させたとき、ｘｙ平面に対する傾斜角θｔを送出
する。

又、方位カウンタ１２は、クロックパルス源１４のパル
ス列を計数して、超音波ビームによって探知させる探知
物Ｒのｘｙ平面上におけるｙ軸に対する方位角θ′を送
出する。

そして、方位カウンタ１２は、船首線ｙ軸を基準にして
自船の周囲を一周する毎に出力パルスを送出する。

この出力パルスは距離カウンタ１３へ送出されて計数さ
れる。

従って、方位カウンタ１２の計数値θ′は、船主線ｙ軸
に対する探知物Ｒの方位角を、又、距離カウンター１３
の計数値γ′は、探知物Ｒのｘｙ平面上における原点Ｏ
から距離γ′に対する。

一ヒ記旋回角θγ、チルト角θｔ１方位角θ′、距離計
数値γ′は変換器９へ送出される。

変換器９は、これらの各数値に基ずいて、Ｘｙ平面上に
おける極圧装置（θ′、γ′）に対応する探知物Ｒの方
位角θ、距離γを演算する。

この場合の変換式は次のように表わされる。

θ＝ ｔａｎ ＝ ［： ｃｏｓθ１−ｔａｎ（θ′」
−θ７− ） ） （２）変換器９は、方位カ
ウンタ１２の計数値θ′、あるいは、距離カウンタ１３
の計数値γ′が変わる毎に、それに対応する方位角θ、
距離γを演算して送出する。

この演算値θ、γは切換器８を経て記憶回路５へ導かれ
る。

そして、記憶回路５は、この演算値θ、γに対応する記
憶素子の記憶内容を読み出して記憶回路１５へ送出され
る。

記憶回路１５においては、読出された記憶内容を、切換
器１６を経て導かれる方位角θ′、距離γ′に対応する
記憶素子に書込む。

上記のようにして、記憶回路１５へ転送された記憶内容
は、さらに、次のようにして記憶回路１７へ転送される
。

記憶回路１５の読出しは、切換器１６を経て変換器１８
が出力する方位角θ′、距離γ′が送出されたとき、そ
のθ′、γ′に対応する記憶素子の記憶内容が読出され
る。

変換器１８は、ｙ軸書込みカウンタ１９並びにｙ軸書込
みカウンタ２０によって、ｘｙ直交座標−ヒの位置（ｘ
＞ｙ）が指定されたとき、その位置（ｘ、ｙ）に対応す
る極座標位置（γ′、θ′）を演算する。

この演算は、次のようにして行なわれる。θ′−ｔａｎ
’ ｘ ／ ｙ （４）又
、ｙ軸書込みカウンタ１９．ｙ軸書込みカウンタ２０に
よるｘ、ｙ直交座標上の位置指定（ｘｔｙ）は、クロッ
クパルス源２１からのクロックパルスを計数することに
より行なわれる。

クロックパルス源２１のクロックパルスは、ｙ軸書込み
カウンタ１９へ送出されて計数され、さらに、ｙ軸書込
みカウンタ１９はＸ軸方向の書込み範囲を計数する毎に
出力パルスを送出する。

この出力パルスはｙ軸書込みカウンタ２０へ送出されて
計数される。

変換器１８は、上記のようにして、ｘｙ直交座標上の位
置（ｘ、ｙ）が指定されたとき、（３） 、 （４）式
に基すいて、対応する極座標上の位置（γ′、θ′）を
演算する。

変換された極座標位置（γ′、θ′）は切換器１６を経
て記憶回路１５へ送出されて、それに対応する記憶素子
の記憶内容が読み出される。

読み出された記憶内容は記憶回路１１へ導かれる。

この記憶回路１７には、切換器２２を経てｙ軸書込みカ
ウンタ１９．ｙ軸書込みカウンタ２０によってｘｙ直交
座標上の位置（ｘｔｙ）が導かれ、この指定値（Ｘ、ｙ
）に対応する記憶素子に上記読み出した記憶内容を書込
む。

記憶回路１７に書込まれた記憶内容は、Ｘ軸読出しカウ
ンタ２３及びＹＭＵ出しカウンタ２４から送出される各
計数値ｘ、ｙが切換器２２を経て記憶回路１７へ導かれ
たとき、計数値ｘ、ｙに対応する記憶素子の記憶内容を
読出す。

上記において、Ｘ軸読出しカウンタ２３はクロックパル
ス源２５のクロックパルスを計数する。

そして、ｙ軸書込みカウンタ１９と同様に、Ｘ軸方向の
所定の範囲を計数する毎に出力パルスを送出する。

この出力パルスはＸ軸読出しカウンタ２４へ送出されて
計数される。

従って、Ｘ軸読出しカウンタ２３及びｙ軸読出しカウン
タ２４によって、Ｘｙ直交座標上の各位置（ｘ、ｙ）が
順に指定される毎に、指定位置（ｘｔｙ）に対応する記
憶素子上の記憶内容が記憶回路１７から読出される。

そして、読出された記憶内容はＤＡ変換器２６へ送出さ
れて、アナログ信号に変換される。

変換されたアナログ信号は表示器２７へ送出される。

表示器２７はブラウン管表示器が用いられ、その電子ビ
ームが、Ｘ軸読出しカウンタ２３及びｙ軸続出しカウン
タ２４によるｘｙ直交座標上の指定位置に対応する位置
を同期して掃引する。

従って、表示器２７上には、記憶回路１７の記憶内容の
うち、表示器２γの掃引位置に対応する記憶素子の記憶
内容が読出されて表示される。

以上の結果、送受波器Ｚｌ乃至Ｚｎによって探知された
各方向の探知信号は、一時、記憶回路５に記憶された後
、記憶回路１５へ転送されたとき、探知物の各位置が、
平面−ヒの極座標位置に変換される。

さらに、記憶回路１５から記憶回路１７へ転送されると
き、極座標位置で記憶されている内容がｘｙ直交座標に
変換されて記憶される。

上記において、各記憶回路の書込み、読出し動作は市１
ｊ御回路２８に基ずいて時分割的に行なわれる。

制御器２８は、まず、送信器１を駆動させて送受波器Ｚ
ｌ乃至Ｚｎから広範囲方向に超音波パルスを送波させて
各方向からの反射波を受波させる。

又、送信器１は、超音波パルスの送波と同時に、クロッ
クパルス源６を駆動させて、方位カウンタ３、距離カウ
ンタ７に計数動作を行なわせる。

そして、距離カウンタ７は、送受波器Ｚｌ乃至Ｚｎの探
知距離に相当する間、計数を行なった後、出力パルスを
送出して、クロックパルス源６の動作を停止させる。

その後、制御器２８は、クロツクパルス源１４を駆動さ
せて変換器９から位置指定値θ、γを送出させると同時
に、切換器８を切換えてこの指定値を記憶回路５へ導く
。

そして、記憶回路１５への記憶内容の転送終了後、距離
カウンタ１３から出力パルスが送出され、この出力パル
スによってクロックパルス源１４の動作が停止する。

さらに、制御器２８は、上記転送終了後、クロックパル
ス源２１を駆動させて変換器１８から位置指定値θ′、
γ′を送出させると同時に、変換器１６を切換えてこの
指定値θ′、γ′を記憶回路１５へ導く。

そして、記憶回路１１への記憶内容の転送終了後、Ｙ軸
書込カウンタ２０から出力パルスが送出されて、この出
力パルスによってクロックパルス源２１の動作が停止す
る。

記憶回路１７への転送終了後、制御器２８は、クロック
パルス源２５を１駆動させて、Ｘ軸読出しカウンタ２３
及びｙ軸読出しカウンタ２４に、ｘｙ直交座標上の位置
指定を行なわせると同時に、切換器２３を切換えて、こ
の指定値を記憶回路１７へ導く。

以上説明のように、この発明によるき、従来は、スパイ
ラル掃引によって表示されていた水中探知信号をｘｙ直
交座標表示画面に表示することができるから、表示画面
に種々の処理を行なう場合に用いて非常に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、第２図はその送受波
器の指向性ビームの構成図を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 広範囲方向に扇形の超音波ビームを送受波して水中
   探知を行なう水中探知装置と、 該探知した探知信号を上記超音波ビームの送受波位置を
   基準にした方位、距離に対応する記憶素子にそれぞれ記
   憶する第１の記憶回路と、上記超音波ビームの送受波平
   面内における上記探知信号の極座標位置（θ、γ）を、
   該極座標位置（θ、γ）が対応する水平面上の極座標位
   置（θ′、γ′）との交換式 但し、θ、−水平面内における上記超音波ビームの旋回
   角 θを一本平面内における上記超音波ビー ムのチルト角 に基づいて水平面一ヒの座標位置（θ′＋γ′）に変換
   する第１の座標変換器と、 該第１の座標変換器に基づいて、上記第１の記憶回路の
   記憶内容の各々を水平面上の極座標位置に変換して記憶
   する第２の記憶回路と、 上記水平面内において上記極座標位置（θ′、γつが対
   応するＸＹ直交座標位置（Ｘ、Ｙ）との変換式 に基づいて上記極座標位置（θ′＋γ′）をＸＹ直交座
   標上の位置に変換する第２の座標変換器と、該第２の座
   標変換器に基づいて、上記第２の記憶回路の記憶内容の
   各々をＸＹ直交座標上の位置に変換して記憶する第３の
   記憶回路と、 該第３の記憶回路の記憶内容を表示するＸＹ直交座標表
   示器とを具備してなる広範囲水中探知表示装置。