JPS6322275B2 - - Google Patents
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- JPS6322275B2 JPS6322275B2 JP17115080A JP17115080A JPS6322275B2 JP S6322275 B2 JPS6322275 B2 JP S6322275B2 JP 17115080 A JP17115080 A JP 17115080A JP 17115080 A JP17115080 A JP 17115080A JP S6322275 B2 JPS6322275 B2 JP S6322275B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/96—Sonar systems specially adapted for specific applications for locating fish
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は魚群等の反射体から帰来した反射波
に基づいて、魚群の散乱強度を図示することを目
的とする。
に基づいて、魚群の散乱強度を図示することを目
的とする。
従来この種装置としては、例えば特公昭48−
26299号公報に見られるように、反射波強度、船
の航走距離、振動子の指向角に基づき魚群の密度
並びに魚群総量をデイジタル表示する技術が存在
する。しかし、この装置は計算結果を数値で表示
するため統計資料として直観的に利用することは
困難である。
26299号公報に見られるように、反射波強度、船
の航走距離、振動子の指向角に基づき魚群の密度
並びに魚群総量をデイジタル表示する技術が存在
する。しかし、この装置は計算結果を数値で表示
するため統計資料として直観的に利用することは
困難である。
本発明は反射体の密度及びその深度分布等の解
析を迅速に行なえる装置を提供するものである。
析を迅速に行なえる装置を提供するものである。
具体的には微少深度範囲ごとの反射波の積分結
果を各深度に対応してグラフ表示しようとするも
のである。
果を各深度に対応してグラフ表示しようとするも
のである。
以下本発明を魚群反射波の解析に実施した場合
について説明する。
について説明する。
本発明の原理
船から超音波を魚群に向けて発射し、その反射
波を分析すれば、何らかの形で魚量に関係する情
報が得られる。特に反射波のレベルは魚群密度を
代表する重要な情報を有する。しかし、反射波レ
ベルは音源から反射物体までの距離の相違によつ
て大きく異なる。このため第１に反射波の減衰補
正を行なう必要がある。従来この減衰補正の方法
としては、単に指数関数的に出力電圧が変化する
関数発生器により利得が制御される増巾器が用い
られているが、定量的な魚群密度測定を行なうに
は不充分である。
波を分析すれば、何らかの形で魚量に関係する情
報が得られる。特に反射波のレベルは魚群密度を
代表する重要な情報を有する。しかし、反射波レ
ベルは音源から反射物体までの距離の相違によつ
て大きく異なる。このため第１に反射波の減衰補
正を行なう必要がある。従来この減衰補正の方法
としては、単に指数関数的に出力電圧が変化する
関数発生器により利得が制御される増巾器が用い
られているが、定量的な魚群密度測定を行なうに
は不充分である。
一般に、超音波の水中における減衰特性TLは、
TL＝20log ｒ＋α／1000ｒ ……(1)
で与えられる。
ここで、
ｒ：音源からの距離でｒ＝Δr×in
α：吸収減衰係数で、周波数依存性を持ち、次
の様な実験式が得られている。
の様な実験式が得られている。
α＝43.52／7000＋2＋0.000332（dB／Km）……
(2) ：周波数（ｋHz） (1)式で第１項は拡散による減衰を示し、第２項
は吸収による減衰を示す。通常第１項の拡散減衰
に対する補正は時定数を利用した充電又は放電曲
線関数発生器を利用して補正を行なつているが、
第２項の吸収減衰に対しては、厳密な補正を行な
つていない。
(2) ：周波数（ｋHz） (1)式で第１項は拡散による減衰を示し、第２項
は吸収による減衰を示す。通常第１項の拡散減衰
に対する補正は時定数を利用した充電又は放電曲
線関数発生器を利用して補正を行なつているが、
第２項の吸収減衰に対しては、厳密な補正を行な
つていない。
本発明の一目的は、(1)式に示される減衰特性に
従う厳密な補正を行なうことである。
従う厳密な補正を行なうことである。
魚群密度の測定
今第１図に示すように、反射係数がTSの魚が
単位体積当りｎ尾の密度で分布する散乱層Ｆを考
える。又この散乱体の散乱強度をSVとする。一
般に音源から距離ｒの点における音波の強度Iiは Ii＝I0b（θ，φ）１／r2e-〓r ……(3) 微少単位体積ΔVの散乱体からの反射強度Irは Ir＝IisvΔV＝IitsnΔV ……(4) 音源における反射強度は ΔI＝Irｂ（θ，φ）１／r2e-〓r ……(5) ＝I0b2（θ，φ）１／r4e-2〓rsvΔv ……(6) ここで I0：音源から単位距離の点の強度 ｂ：指向性強度 β：α／1000ｒ＝10logeβr ……(6A) 微少体積ΔVを音源から見込む立体角をΔΩとし、
音速Ｃ、パルス巾τとすると ΔV＝r2ΔΩcτ／２ ……(7) (6)式から ΔI＝I0b2（θ，φ）１／r2e-2〓r svcτ／２ΔΩ…
…(8) 従つて、振動子の指向角内に含まれる散乱体から
の反射強度は Ｉ＝∫I0b2（θ，φ）１／r2-2〓r svcτ／２dΩ…
…(9) ＝I0１／r2e-2〓r svcτ／２ 4〓0∫b2（θ，φ
）dΩ ……(10) ＝I0１／r2e-2〓r svcτ／２ψ ……(11) ＝I0１／r2e-2〓r ntscτ／２ψ ……(12) ここでψは、ビーム巾で指向性定数である。
単位体積当りｎ尾の密度で分布する散乱層Ｆを考
える。又この散乱体の散乱強度をSVとする。一
般に音源から距離ｒの点における音波の強度Iiは Ii＝I0b（θ，φ）１／r2e-〓r ……(3) 微少単位体積ΔVの散乱体からの反射強度Irは Ir＝IisvΔV＝IitsnΔV ……(4) 音源における反射強度は ΔI＝Irｂ（θ，φ）１／r2e-〓r ……(5) ＝I0b2（θ，φ）１／r4e-2〓rsvΔv ……(6) ここで I0：音源から単位距離の点の強度 ｂ：指向性強度 β：α／1000ｒ＝10logeβr ……(6A) 微少体積ΔVを音源から見込む立体角をΔΩとし、
音速Ｃ、パルス巾τとすると ΔV＝r2ΔΩcτ／２ ……(7) (6)式から ΔI＝I0b2（θ，φ）１／r2e-2〓r svcτ／２ΔΩ…
…(8) 従つて、振動子の指向角内に含まれる散乱体から
の反射強度は Ｉ＝∫I0b2（θ，φ）１／r2-2〓r svcτ／２dΩ…
…(9) ＝I0１／r2e-2〓r svcτ／２ 4〓0∫b2（θ，φ
）dΩ ……(10) ＝I0１／r2e-2〓r svcτ／２ψ ……(11) ＝I0１／r2e-2〓r ntscτ／２ψ ……(12) ここでψは、ビーム巾で指向性定数である。
10logI＝10logI0−（20logr＋2αr／1000）
＋10log sv＋10log（cτ／２ψ） ……(13)
一方音源の送波強度SLは次のように定義され
る。
る。
SL＝10logI0／Iref ……(14)
ここで
Iref：基準強度
受信エコーレベルをEL＝10log１／Irefとすると
EL＝SL−（20logr＋2α／1000ｒ）＋sv
＋10log（cτ／２ψ） ……(15)
＝SL−（20logr＋2α／1000ｒ）＋TS
＋10logn＋10log（cτ／２ψ）……(16)
魚群密度
振動子受波感度をER＝20logErとするとき、振
動子端における出力V0を求める。
動子端における出力V0を求める。
受波点における音圧Ｐは
振動子の出力電圧Ｖは入射音波の音圧Ｐに比例
し、 ここで P0＝音源電圧 Pref＝基準音圧（1μbar） （18）及び（19）式には、魚群量に関する情報と
してsv又はntsを含んでいる。又対数表現すると、 20logV＝SL＋ER−（20logr＋2α／1000ｒ） ＋10log（cτ／２ψ）＋sv ……(20) と表わす事が出来る。
し、 ここで P0＝音源電圧 Pref＝基準音圧（1μbar） （18）及び（19）式には、魚群量に関する情報と
してsv又はntsを含んでいる。又対数表現すると、 20logV＝SL＋ER−（20logr＋2α／1000ｒ） ＋10log（cτ／２ψ）＋sv ……(20) と表わす事が出来る。
式（18）に示す様に、魚群エコーの受信出力電
圧は散乱強度svの√ に比例している。
圧は散乱強度svの√ に比例している。
又、散乱強度svと魚鮮密度ｎの関係は
sv＝nts＝nσ／4π ……(21)
であるから、一尾当りの反射係数ts又は散乱断面
積σがわかれば、出力電圧Ｖから、魚群密度ｎを
求める事が出来る。
積σがわかれば、出力電圧Ｖから、魚群密度ｎを
求める事が出来る。
式（18）又は（20）において、
P0／Pref（SL），Er（ER）及ｃ，τ，ψはすべ
てシステム定数で既知である。従つて、音波の伝
搬減衰に関する項、１／ｒe-〓rを補正すれば、出力 電圧Ｖを推定する事により、距離ｒに無関係にsv
を求めることが出来る。。
てシステム定数で既知である。従つて、音波の伝
搬減衰に関する項、１／ｒe-〓rを補正すれば、出力 電圧Ｖを推定する事により、距離ｒに無関係にsv
を求めることが出来る。。
１／ｒe-〓rの補正は一般にTVG（TIME VARIED
GAIN）と呼ばれ、距離に対応し、re〓rの利得
特性を持つ可変利得増巾器により行われる。
特性を持つ可変利得増巾器により行われる。
そのTVG増巾器の特性をEg re〓rとすれば増巾
器の出力電圧V0は、 従つて SV＝V0 2／（Eg・Er・Po／Pref）cτ／２ψ ……(23) ＝V0 2／10{(EG+ER+SL)/10}・cτ／２ψ ……(24) 又魚群密度ｎ（尾／m3）は ｎ＝V0 2／10{(EG+ER+SL+TS)/10}・cτ／２ψ……(25) EG＝受信アンプゲイン dB ER＝受波感度 dB SL＝ソースレベル dB TS＝ターゲツトストレングス dB τ＝パルス巾 sec ｃ＝音速 ｍ／sec ψ＝指向性定数 EG＝20logEg 0dB＝1V／1μBar 0dB＝1μBar／1m 例えば、 EG：0dB ER：−75dB SL：120dB τ ：3msec ψ ：0.062 ｃ ：1500m／sec とし、ある魚群エコーとしてＶ＝1Vrmsの出力
が得られたとする。
器の出力電圧V0は、 従つて SV＝V0 2／（Eg・Er・Po／Pref）cτ／２ψ ……(23) ＝V0 2／10{(EG+ER+SL)/10}・cτ／２ψ ……(24) 又魚群密度ｎ（尾／m3）は ｎ＝V0 2／10{(EG+ER+SL+TS)/10}・cτ／２ψ……(25) EG＝受信アンプゲイン dB ER＝受波感度 dB SL＝ソースレベル dB TS＝ターゲツトストレングス dB τ＝パルス巾 sec ｃ＝音速 ｍ／sec ψ＝指向性定数 EG＝20logEg 0dB＝1V／1μBar 0dB＝1μBar／1m 例えば、 EG：0dB ER：−75dB SL：120dB τ ：3msec ψ ：0.062 ｃ ：1500m／sec とし、ある魚群エコーとしてＶ＝1Vrmsの出力
が得られたとする。
この魚群を構成する魚単体の反射係数Ｔ ｓが
−45dBであれば、この魚群の散乱強度及び密度
は式（23）と（25）より SV＝−36.5dB ｎ＝7.2尾／m2 と求められる。
−45dBであれば、この魚群の散乱強度及び密度
は式（23）と（25）より SV＝−36.5dB ｎ＝7.2尾／m2 と求められる。
実際の魚量測定においては、発射パルス毎のデ
ータにはバラツキがあるので、何マイルか毎の平
均値を求める。積分の範囲を水平方向（航走区
間）ｌ、垂直方向（深度区間）R1〜R2とすれば、
その区間の平均散乱強度は、 ＝〔∫L 0（∫r2 r1sv（ｒ，ｘ）dr）dx〕／Ｌ（r2
−r1）
……(26) ＝10log ……(27) となる。
ータにはバラツキがあるので、何マイルか毎の平
均値を求める。積分の範囲を水平方向（航走区
間）ｌ、垂直方向（深度区間）R1〜R2とすれば、
その区間の平均散乱強度は、 ＝〔∫L 0（∫r2 r1sv（ｒ，ｘ）dr）dx〕／Ｌ（r2
−r1）
……(26) ＝10log ……(27) となる。
本発明は式（27）の計算結果をグラフ化するこ
とを目的とするものであつて、以下実施例に従い
これを説明する。
とを目的とするものであつて、以下実施例に従い
これを説明する。
第２図で、１は超音波帯域のパルス波を周期的
に発生する送信器、２はパルス波の周期及びパル
ス巾τを設定する送信制御器、３は送受切換器、
４は超音波送受波器、５は減衰器、６は増巾器７
の利得を距離に対し直線的に増加させる制御電圧
を発生するTVG電圧発生器である。８は増巾器
９内の受波信号から海底反射波を選別する海底検
出器で、後述のゲート手段１２を制御して海底波
到来後の受波信号データを処理しないようにここ
で遮断する。１０は入力アナログ信号をそのレベ
ル情報も含めてデジタル化するＡ―Ｄ変換器であ
る。１１はＡ―Ｄ変換器の出力データを記憶する
記憶器、１３は入力が予め設定したレベルを越え
る飽和信号である時には出力を送出して表示ラン
プ１４を点灯する飽和検出手段。１５はレベル設
定器１６で設定されたレベル以下の信号を除外す
るスライス手段である。
に発生する送信器、２はパルス波の周期及びパル
ス巾τを設定する送信制御器、３は送受切換器、
４は超音波送受波器、５は減衰器、６は増巾器７
の利得を距離に対し直線的に増加させる制御電圧
を発生するTVG電圧発生器である。８は増巾器
９内の受波信号から海底反射波を選別する海底検
出器で、後述のゲート手段１２を制御して海底波
到来後の受波信号データを処理しないようにここ
で遮断する。１０は入力アナログ信号をそのレベ
ル情報も含めてデジタル化するＡ―Ｄ変換器であ
る。１１はＡ―Ｄ変換器の出力データを記憶する
記憶器、１３は入力が予め設定したレベルを越え
る飽和信号である時には出力を送出して表示ラン
プ１４を点灯する飽和検出手段。１５はレベル設
定器１６で設定されたレベル以下の信号を除外す
るスライス手段である。
１７は減衰補正手段であつて、第８頁後半で説
明した１／re-〓rの項を補正するためのものであ
る。１８は２乗回路であつて、魚群密度を算出す
る（24）式の分子に相当する出力を作成する。
明した１／re-〓rの項を補正するためのものであ
る。１８は２乗回路であつて、魚群密度を算出す
る（24）式の分子に相当する出力を作成する。
１９は魚群探索毎に受波されるデータの加算手
段である。
段である。
次に、２０は船速信号発生器で、例えば超音波
によるドツプラ効果を利用したもの等を使えばよ
い。２１は送信器１から発射周期に応じた信号を
作成する周期信号発生器である。２２は船速信号
と周期信号との掛算手段、２３は船の探索距離範
囲Ｌの設定手段で単位マイルである。２４は掛算
手段２２の算出結果が設定手段２３の設定値に達
したときに出力を送出する比較手段である。２５
は比較手段２４の出力発生時の加算手段１９の出
力をラツチするラツチ手段である。
によるドツプラ効果を利用したもの等を使えばよ
い。２１は送信器１から発射周期に応じた信号を
作成する周期信号発生器である。２２は船速信号
と周期信号との掛算手段、２３は船の探索距離範
囲Ｌの設定手段で単位マイルである。２４は掛算
手段２２の算出結果が設定手段２３の設定値に達
したときに出力を送出する比較手段である。２５
は比較手段２４の出力発生時の加算手段１９の出
力をラツチするラツチ手段である。
２６は送信制御器２の出力からパルス巾信号を
作成するτ信号発生手段、２７は（24）式におけ
るシステム定数EG，ER，SL、を設定する定数
信号設定手段、２８は同じく指向性定数ψの設定
手段、２９は音速信号Ｃの設定手段である。３０
はこれら所定の定数から（24）式の分母Ｋ Ｋ＝10{(EG+ER+SL)/10}・cτ／２ψ ……(28) を算出するＫ算出手段である。
作成するτ信号発生手段、２７は（24）式におけ
るシステム定数EG，ER，SL、を設定する定数
信号設定手段、２８は同じく指向性定数ψの設定
手段、２９は音速信号Ｃの設定手段である。３０
はこれら所定の定数から（24）式の分母Ｋ Ｋ＝10{(EG+ER+SL)/10}・cτ／２ψ ……(28) を算出するＫ算出手段である。
なお、本実施例ではＫ算出手段３０には減衰器
５から減衰係数Ｇが入力される。したがつて、結
局 Ｋ＝10{(EG+ER+SL+G)/10}・cτ／２ψ……(29) を得る。
５から減衰係数Ｇが入力される。したがつて、結
局 Ｋ＝10{(EG+ER+SL+G)/10}・cτ／２ψ……(29) を得る。
３１はラツチ手段２５の出力をＫで割る割算手
段、３２はさらにその出力を探索範囲Ｌで割つて
平均散乱強度を算出する割算手段、３３は割算出
力の対数を取る対数演算手段である。
段、３２はさらにその出力を探索範囲Ｌで割つて
平均散乱強度を算出する割算手段、３３は割算出
力の対数を取る対数演算手段である。
この対数演算手段３３の出力は、右側に示す記
録ブロツクの比較手段３４に供給されている。比
較手段３４の他の入力端にはレベル信号発生器３
５からの出力電圧が供給されている。レベル信号
発生器３５は、レベルカウンター３６が出力する
毎に一段づつレベルが増加する直流信号を発生す
る。レベルカウンタ３６は比較手段２４の出力に
よつて０にリセツトされ、後述の記録器３７のキ
ーパルスが線路Ａから到来する毎に登算して所定
入力数毎に出力をレベル信号発生器に供給する。
録ブロツクの比較手段３４に供給されている。比
較手段３４の他の入力端にはレベル信号発生器３
５からの出力電圧が供給されている。レベル信号
発生器３５は、レベルカウンター３６が出力する
毎に一段づつレベルが増加する直流信号を発生す
る。レベルカウンタ３６は比較手段２４の出力に
よつて０にリセツトされ、後述の記録器３７のキ
ーパルスが線路Ａから到来する毎に登算して所定
入力数毎に出力をレベル信号発生器に供給する。
３８はアドレスカウンターであつて、記録紙３
９の有効紙巾に対する深度区間のアドレス指定を
行なう。このため、カウンタ３８は記録ペン４０
が記録紙３９の始端に達したときに発生されるキ
ーイングパルスでリセツトされ、記録ペンの進行
に従つて発生されるクロツクパルス発生器４１の
出力を計数する。
９の有効紙巾に対する深度区間のアドレス指定を
行なう。このため、カウンタ３８は記録ペン４０
が記録紙３９の始端に達したときに発生されるキ
ーイングパルスでリセツトされ、記録ペンの進行
に従つて発生されるクロツクパルス発生器４１の
出力を計数する。
アドレスカウンタ３８の出力は左上方の記憶手
段１１のアドレスを指定する。
段１１のアドレスを指定する。
３７は記録器であつて、矢印方向に低速で移動
する記録紙３９と、記録紙を横断走行する無端ベ
ルト４２とこのベルトに取付けられた記録ペン４
０を有している。４３は記録ペンに信号を与える
通電レール、４４，４５はベルト走行させるプー
リー、４６は記録ペン４０が記録紙３９の始端に
来た時にパルスを発生するようにベルトに設けら
れたマグネツト、４７は信号発生用リードスイツ
チである。４８はタイマーであつて一分毎に記録
信号を送出して記録接片４９に信号を供給する。
４１はクロツクパルス発生器であつて記録ペン４
０の走行と同期してパルスを発生し、アドレスカ
ウンタ３８を駆動する。
する記録紙３９と、記録紙を横断走行する無端ベ
ルト４２とこのベルトに取付けられた記録ペン４
０を有している。４３は記録ペンに信号を与える
通電レール、４４，４５はベルト走行させるプー
リー、４６は記録ペン４０が記録紙３９の始端に
来た時にパルスを発生するようにベルトに設けら
れたマグネツト、４７は信号発生用リードスイツ
チである。４８はタイマーであつて一分毎に記録
信号を送出して記録接片４９に信号を供給する。
４１はクロツクパルス発生器であつて記録ペン４
０の走行と同期してパルスを発生し、アドレスカ
ウンタ３８を駆動する。
減衰補正手段
減衰補正は前述したように拡散減衰（20logr）
の補正と、吸収減衰（α／1000ｒ）の補正に大別出 来る。
の補正と、吸収減衰（α／1000ｒ）の補正に大別出 来る。
従来のTVG電圧による補正は主として拡散減
衰を補正するものであるが、深度に換算して約
300ｍ程度までが限度であつた。本発明の実施例
ではこの従来のTVG技術に加えて電子計算機に
よる演算を行ない、300ｍ以上の深度における精
密補正を可能とした。これを次に説明する。
衰を補正するものであるが、深度に換算して約
300ｍ程度までが限度であつた。本発明の実施例
ではこの従来のTVG技術に加えて電子計算機に
よる演算を行ない、300ｍ以上の深度における精
密補正を可能とした。これを次に説明する。
再び第２図において、５０は上述TVG電圧発
生器６の補正深度係数inおよびその限界値iiを設
定する補正限界設定手段である。一方別に周波数
設定手段５１が設けられ、その出力によりα算出
手段５２で(2)式によりαが算出される。５３はさ
らに（6A）式によりe〓rを算出する計算手段であ
る。５４は測定深度がTVG有効範囲内である場
合（ｒ≦Δrii）は計算手段５３の出力をそのまま
減衰補正手段１７に供給するが、もし測定深度が
TVG有効範囲を越えている場合（ｒ＞Δrii）は、
深深度用TVG電圧発生手段５６を駆動してその
出力と計算手段５３の出力の積を減衰補正手段１
７に供給する判定手段である。５６は深深度用
TVG電圧発生手段であつて深度inに対し in／ii ……(30) なる補正係数信号を発生する。
生器６の補正深度係数inおよびその限界値iiを設
定する補正限界設定手段である。一方別に周波数
設定手段５１が設けられ、その出力によりα算出
手段５２で(2)式によりαが算出される。５３はさ
らに（6A）式によりe〓rを算出する計算手段であ
る。５４は測定深度がTVG有効範囲内である場
合（ｒ≦Δrii）は計算手段５３の出力をそのまま
減衰補正手段１７に供給するが、もし測定深度が
TVG有効範囲を越えている場合（ｒ＞Δrii）は、
深深度用TVG電圧発生手段５６を駆動してその
出力と計算手段５３の出力の積を減衰補正手段１
７に供給する判定手段である。５６は深深度用
TVG電圧発生手段であつて深度inに対し in／ii ……(30) なる補正係数信号を発生する。
ここで、
ii：補正深度限界値
減衰補正手段１７では、スライス手段１５の出
力である、距離に応じて変化する信号と判定手段
５４又は深深度用TVG電圧発生手段５６の出力
との積出力 VEge〓rｒ を送出する。
力である、距離に応じて変化する信号と判定手段
５４又は深深度用TVG電圧発生手段５６の出力
との積出力 VEge〓rｒ を送出する。
装置の動作
上述のような装置において、第３図に示すよう
に船SPが矢印方向に速度Ｕで区間Ｌの海域を探
索する場合を考える。船は海底方向に周期τで周
波数Ｆの超音波パルスを１，２，３……ｍと云う
ように発射し、その反射波を受波して信号処理し
て行く。この場合深度ｒ方向をΔrづつに区切つ
て、多数の横断層を考え、この横断層毎に反射信
号を進行方向に積分して行くのが本発明の基本的
な信号処理である。
に船SPが矢印方向に速度Ｕで区間Ｌの海域を探
索する場合を考える。船は海底方向に周期τで周
波数Ｆの超音波パルスを１，２，３……ｍと云う
ように発射し、その反射波を受波して信号処理し
て行く。この場合深度ｒ方向をΔrづつに区切つ
て、多数の横断層を考え、この横断層毎に反射信
号を進行方向に積分して行くのが本発明の基本的
な信号処理である。
第２図で送信器１が高周波パルスを発生する
と、このパルスは送受切換器３を介して超音波送
受波器４を励振しパルス巾τ、指向角θの超音波
パルスを水中に発射する。各深度に散在する魚群
からの反射波は浅深度のものから順次帰来して超
音波送受波器４、送受切換器３を経て減衰器５に
至る。減衰器５では信号が後段の増巾器で飽和し
ないようにレベル調整される。さらに信号は増巾
器７で増巾されるが、この増巾器の増巾度は
TVG電圧発生器６から加わる電圧によつて時間
の経過と共に増加するように設定されている。し
たがつて(1)式の第１項に示される（20log ｒ）の
減衰分は補正される。この補正深度限界はTVG
電圧の最大値で決定され通常深度にして約300ｍ
程度でああ。信号は次に増巾器９に至るが、ここ
ではレベル差を利用した周知の海底選別回路８に
よつて線路Ｂに海底信号が検出される。次に信号
はＡ―Ｄ変換器１０でデイジタル信号に変換され
記憶器１１に上記Δr区間毎に記憶される。書込
アドレス信号はアドレスカウンタ３８から入力さ
れている。
と、このパルスは送受切換器３を介して超音波送
受波器４を励振しパルス巾τ、指向角θの超音波
パルスを水中に発射する。各深度に散在する魚群
からの反射波は浅深度のものから順次帰来して超
音波送受波器４、送受切換器３を経て減衰器５に
至る。減衰器５では信号が後段の増巾器で飽和し
ないようにレベル調整される。さらに信号は増巾
器７で増巾されるが、この増巾器の増巾度は
TVG電圧発生器６から加わる電圧によつて時間
の経過と共に増加するように設定されている。し
たがつて(1)式の第１項に示される（20log ｒ）の
減衰分は補正される。この補正深度限界はTVG
電圧の最大値で決定され通常深度にして約300ｍ
程度でああ。信号は次に増巾器９に至るが、ここ
ではレベル差を利用した周知の海底選別回路８に
よつて線路Ｂに海底信号が検出される。次に信号
はＡ―Ｄ変換器１０でデイジタル信号に変換され
記憶器１１に上記Δr区間毎に記憶される。書込
アドレス信号はアドレスカウンタ３８から入力さ
れている。
さて、以後のデータ処理は中央演算処理装置
（以下CPUと略す）が行なうが、その手順を説明
する。
（以下CPUと略す）が行なうが、その手順を説明
する。
第２図の記録器３７において、記録ペン４０が
記録紙３９の始端に到来した時にリードスイツチ
４７が発生するパルスによつてアドレスカウンタ
３８が駆動される。このカウンタの読出し指令に
よつて記憶器１１のデータが読み出される。これ
等データのうち海底反射波以後の反射波はゲート
手段１２で除去される。さらに信号が所定レベル
を越えて飽和すると正しい情報処理ができないの
でこれを飽和検出手段１３で検出して表示ランプ
１４で報知する。低レベルの信号は処理の対象外
とするためにスライス手段１５で除去される。こ
れ等信号は減衰補正手段１７で前述の如く超音波
の伝播減衰成分が補正される。この時点で（22）
式を代表する出力が得られたことになる。すなわ
ち深度ｉ、第ｊ番目のパルス周期におけるΔr深
度区間の正しい魚群情報が得られたことになる。
記録紙３９の始端に到来した時にリードスイツチ
４７が発生するパルスによつてアドレスカウンタ
３８が駆動される。このカウンタの読出し指令に
よつて記憶器１１のデータが読み出される。これ
等データのうち海底反射波以後の反射波はゲート
手段１２で除去される。さらに信号が所定レベル
を越えて飽和すると正しい情報処理ができないの
でこれを飽和検出手段１３で検出して表示ランプ
１４で報知する。低レベルの信号は処理の対象外
とするためにスライス手段１５で除去される。こ
れ等信号は減衰補正手段１７で前述の如く超音波
の伝播減衰成分が補正される。この時点で（22）
式を代表する出力が得られたことになる。すなわ
ち深度ｉ、第ｊ番目のパルス周期におけるΔr深
度区間の正しい魚群情報が得られたことになる。
さらにこのデータは２乗手段１８で２乗され
る。その結果（23）式又は（24）式の分子が得ら
れたことになる。
る。その結果（23）式又は（24）式の分子が得ら
れたことになる。
以上の演算が各深度区間Δr毎に船の航走方向
にくり返し行なわれる。これを３９に表示する。
にくり返し行なわれる。これを３９に表示する。
云うまでもなく新データの記憶器への書込みと
この記憶器からの読出しとは同期して処理する必
要はなく直接関係ない。したがつて、上述の演算
動作は、船から超音波が発射される毎に行なう必
要はない。
この記憶器からの読出しとは同期して処理する必
要はなく直接関係ない。したがつて、上述の演算
動作は、船から超音波が発射される毎に行なう必
要はない。
さて、くり返し演算の航走方向の範囲の決定で
あるが、本実施例では、探索パルス回数の総和と
船速との積が所定値Ｌに達した場合に比較手段２
４によつてラツチ手段を働かせ、くり返し演算を
停止せしめるようになされる。これは、例えば船
速が1/2に変化しても、範囲Ｌ内の探索パルスの
数は２倍になり結局その積は一定となる。すなわ
ち船速の影響を受けずに範囲測定を可能とするた
めである。
あるが、本実施例では、探索パルス回数の総和と
船速との積が所定値Ｌに達した場合に比較手段２
４によつてラツチ手段を働かせ、くり返し演算を
停止せしめるようになされる。これは、例えば船
速が1/2に変化しても、範囲Ｌ内の探索パルスの
数は２倍になり結局その積は一定となる。すなわ
ち船速の影響を受けずに範囲測定を可能とするた
めである。
一方生の魚群信号は記憶回路１１から読み出さ
れてＤ―Ａ変換された後記録ペン４０に与えら
れ、記録紙にF1，F2、として示すように通常の
魚群探知器の記録が行なわれる。
れてＤ―Ａ変換された後記録ペン４０に与えら
れ、記録紙にF1，F2、として示すように通常の
魚群探知器の記録が行なわれる。
比較手段２４の出力によつて、レベルカウンタ
ー３６がリセツト状態となる。そしてその後に到
来するリードスイツチ４７によるパルスを計算す
る毎に一段づつ値が大きくなるレベル信号がレベ
ル信号発生器３５から比較手段３４に送出され
る。
ー３６がリセツト状態となる。そしてその後に到
来するリードスイツチ４７によるパルスを計算す
る毎に一段づつ値が大きくなるレベル信号がレベ
ル信号発生器３５から比較手段３４に送出され
る。
他方演算手段ではＫ算出手段３０から（24）式
の分母を得て、割算手段３１でラツチ手段出力の
V0 2を割る。したがつて、割算手段３１の出力は
結局（24）式の散乱強度svを示すこととなる。さ
らに割算手段３２でsvをＬで割つて（26）式の平
均散乱強度を得る。さらに対数演算手段３３で
svの対数を取つて（27）式のを得る。この出
力は比較手段３４に供給される。
の分母を得て、割算手段３１でラツチ手段出力の
V0 2を割る。したがつて、割算手段３１の出力は
結局（24）式の散乱強度svを示すこととなる。さ
らに割算手段３２でsvをＬで割つて（26）式の平
均散乱強度を得る。さらに対数演算手段３３で
svの対数を取つて（27）式のを得る。この出
力は比較手段３４に供給される。
結局比較手段３４は、積分範囲Ｌを経過した直
後の記録位置（直線Ｐ）を基準線としてペン一走
査毎に図中左方向に増大する平均散乱強度基準レ
ベルとペン存在位置に該当する深度区間Δrの対
数演算結果とをペン走査と同期して比較すること
になる。そうして両入力が一致した場合に記録ペ
ン４０に出力を送出する。したがつて、記録紙３
９には平均散乱強度svが各深度区間毎に直線Ｐを
基準線とした左方向への偏位グラフＱとして表示
されることとなる。
後の記録位置（直線Ｐ）を基準線としてペン一走
査毎に図中左方向に増大する平均散乱強度基準レ
ベルとペン存在位置に該当する深度区間Δrの対
数演算結果とをペン走査と同期して比較すること
になる。そうして両入力が一致した場合に記録ペ
ン４０に出力を送出する。したがつて、記録紙３
９には平均散乱強度svが各深度区間毎に直線Ｐを
基準線とした左方向への偏位グラフＱとして表示
されることとなる。
なお、記録紙上方の空欄には分時マークＭ，Ｍ
……が表示され、記録紙送り速度を船速に応動す
るようにしておけば記録紙上で船速変化を識別す
ることができる。これは探索パルスの航走方向に
対する粗密度を知る上で役立つ。
……が表示され、記録紙送り速度を船速に応動す
るようにしておけば記録紙上で船速変化を識別す
ることができる。これは探索パルスの航走方向に
対する粗密度を知る上で役立つ。
以上説明したように本発明によれば、探知海域
の平均反射強度を深度方向の分布も含めて直観的
に観察することができ、海域の魚類資源量の把握
に便ならしめることができる。
の平均反射強度を深度方向の分布も含めて直観的
に観察することができ、海域の魚類資源量の把握
に便ならしめることができる。
なお、上記実施例では、表示器として記録紙を
採用し、現示手段として一本ペンを採用したが、
この現示手段としては、この種記録紙に汎用され
ているマルチペンを利用できる。この場合は、マ
ルチペンの本数をすなわち深度分割区間数とすれ
ば便利である。
採用し、現示手段として一本ペンを採用したが、
この現示手段としては、この種記録紙に汎用され
ているマルチペンを利用できる。この場合は、マ
ルチペンの本数をすなわち深度分割区間数とすれ
ば便利である。
第１図は本発明の原理を説明するための説明
図、第２図は本発明の実施例を示すブロツク図、
第３図は本発明の動作を説明するための説明図で
ある。
図、第２図は本発明の実施例を示すブロツク図、
第３図は本発明の動作を説明するための説明図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 探索波を発射しその反射波を時間軸対距離軸
（深度軸）を有する表示器に表示する装置におい
て、上記反射波の強度を上記探索波の伝播による
減衰関数に従つて補正する補正手段と、上記距離
軸を複数の時間区間に分割する手段と、該時間区
間別に上記反射波を所定回数分積分する演算手段
と、上記表示器に設けられ且つ上記距離軸方向に
所定速度で主走査される現示主段と、上記時間軸
方向に上記表示器の表示結果を副走査させる副走
査手段と、上記時間区間毎の演算出力値を上記所
定回数経過後の所定の主走査部位を基準とした上
記時間軸方向への偏位信号に変換する手段と、該
偏位記号を上記現示手段に供給する手段とを備え
たことを特徴とする反射情報の表示装置。 ２ 上記補正手段が、拡散減衰分を補正する
TVG電圧発生手段と、吸収減衰成分を補正する
演算手段と、両手段の和手段を有したことを特徴
とする請求範囲１に記載した反射情報の表示装
置。 ３ 上記演算手段は、超音波の伝播減衰補正手段
の出力を２乗する２乗手段と、その値を 10{(EG+ER+SL)/10}・Cτ／２ψ で除する手段とを有したことを特徴とする請求範
囲１に記載した反射情報の表示装置。 ４ 上記表示器が一定方向に副走査する記録紙を
有してなり且つ上記現示手段が上記記録紙を横断
するごとく並べられた針状記録ペンよりなること
を特徴とする請求範囲１に記載した表示装置。 ５ 上記表示器がブラウン管表示器よりなり上記
現示手段が上記ブラウン管面を掃引する電子ビー
ムより成ることを特徴とする請求範囲１に記載し
た表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17115080A JPS5794671A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Indicator of reflective information |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17115080A JPS5794671A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Indicator of reflective information |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5794671A JPS5794671A (en) | 1982-06-12 |
| JPS6322275B2 true JPS6322275B2 (ja) | 1988-05-11 |
Family
ID=15917909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17115080A Granted JPS5794671A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Indicator of reflective information |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5794671A (ja) |
-
1980
- 1980-12-03 JP JP17115080A patent/JPS5794671A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5794671A (en) | 1982-06-12 |
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