JP2570899B2 - アクティブソーナー装置 - Google Patents
アクティブソーナー装置Info
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- JP2570899B2 JP2570899B2 JP2271057A JP27105790A JP2570899B2 JP 2570899 B2 JP2570899 B2 JP 2570899B2 JP 2271057 A JP2271057 A JP 2271057A JP 27105790 A JP27105790 A JP 27105790A JP 2570899 B2 JP2570899 B2 JP 2570899B2
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- frequency
- target
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブソーナー装置に関する。
従来のアクティブソーナー装置は、受信信号を検波
し、しきい値と比較して目標を検出していた。
し、しきい値と比較して目標を検出していた。
第３図は従来のアクティブソーナー装置の構成図、第
４図は第３図のアクティブソーナー装置の動作を説明す
るための波形図である。
４図は第３図のアクティブソーナー装置の動作を説明す
るための波形図である。
送信回路３は、送信信号を発生し、切替器110を通し
て送受波器１から送信音波120として水中に放射する。
て送受波器１から送信音波120として水中に放射する。
水中のソーナー目標２で反射されるエコー130は、送
受波器１で音響信号から受信信号101に変換され、受信
回路４で増幅、その他の受信処理を受け、振幅検出回路
８で検波される。検波信号801は目標判定回路９でしき
い値と比較され、しきい値を超えた場合のみ、目標検出
信号901として出力される。
受波器１で音響信号から受信信号101に変換され、受信
回路４で増幅、その他の受信処理を受け、振幅検出回路
８で検波される。検波信号801は目標判定回路９でしき
い値と比較され、しきい値を超えた場合のみ、目標検出
信号901として出力される。
次に、第４図を参照して動作をさらに詳細に説明す
る。第４図（ａ）は受信回路出力401を示し、ノイズＮ
およびエコーS1,S2を含んでいる。第４図（ｂ）は受信
回路出力401を検波した検波信号801を示す。目標判定回
路９は検波信号801をしきい値802と比較し、検波信号80
1がしきい値802を超える場合のみ第４図（ｃ）の目標検
出信号901を出力する。レベルの高いエコーS1は正常に
目標検出信号として出力されているのに対して、エコー
S2はレベルが低いため目標検出の対象とならず、かつし
きい値を超えたノイズＮも目標として検出されているこ
とを示している。
る。第４図（ａ）は受信回路出力401を示し、ノイズＮ
およびエコーS1,S2を含んでいる。第４図（ｂ）は受信
回路出力401を検波した検波信号801を示す。目標判定回
路９は検波信号801をしきい値802と比較し、検波信号80
1がしきい値802を超える場合のみ第４図（ｃ）の目標検
出信号901を出力する。レベルの高いエコーS1は正常に
目標検出信号として出力されているのに対して、エコー
S2はレベルが低いため目標検出の対象とならず、かつし
きい値を超えたノイズＮも目標として検出されているこ
とを示している。
上述した従来のアクティブソーナー装置は、受信信号
を検波し、しきい値と比較してこれを超えるものを目標
として検出する動作となっているので、第４図に示すよ
うに、周囲に存在するノイズレベルの影響、エコーレベ
ルの影響を受けやすく、ノイズによる誤因目標検出や、
エコーレベルが小さいときには目標検出できないという
欠点がある。
を検波し、しきい値と比較してこれを超えるものを目標
として検出する動作となっているので、第４図に示すよ
うに、周囲に存在するノイズレベルの影響、エコーレベ
ルの影響を受けやすく、ノイズによる誤因目標検出や、
エコーレベルが小さいときには目標検出できないという
欠点がある。
本発明のアクティブソーナー装置は、受信信号を周波
数分析し周波数スペクトルを求める周波数分析回路と、
前記周波数分析回路で求めた周波数スペクトルの所定の
評価フレーム区間ごとの最大レベルを示す最大レベル周
波数を判定する周波数判定回路と、所定の評価期間ごと
に前記最大レベル周波数の分散を求める分散算出回路
と、前記分散が所定の一定時間を超えてしきい値よりも
低いか否かにもとづいて受信信号に含まれる目標信号の
存在を判定する目標判定回路とを備えて構成される。
数分析し周波数スペクトルを求める周波数分析回路と、
前記周波数分析回路で求めた周波数スペクトルの所定の
評価フレーム区間ごとの最大レベルを示す最大レベル周
波数を判定する周波数判定回路と、所定の評価期間ごと
に前記最大レベル周波数の分散を求める分散算出回路
と、前記分散が所定の一定時間を超えてしきい値よりも
低いか否かにもとづいて受信信号に含まれる目標信号の
存在を判定する目標判定回路とを備えて構成される。
また本発明のアクティブソーナー装置は、前記分散算
出回路における所定の評価期間を、一探信期間とした構
成を有する。
出回路における所定の評価期間を、一探信期間とした構
成を有する。
さらに本発明のアクティブソーナー装置は、前記目標
判定回路における所定の一定時間ならびにしきい値はそ
れぞれ、送信諸元および目標種別ならびに過去の探信資
料にもとづいてあらかじめ設定した構成を有する。
判定回路における所定の一定時間ならびにしきい値はそ
れぞれ、送信諸元および目標種別ならびに過去の探信資
料にもとづいてあらかじめ設定した構成を有する。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成図である。第１図の
実施例は、第３図の従来例と同じ送受波器１、送信回路
３、受信回路４および切替器110のほか、本発明の直接
かかわる周波数分析回路５と、周波数分析回路５の出力
に対して所定の評価区間ごとの最大のスペクトルレベル
を示す最大レベル周波数を判定する周波数判定回路６
と、一探信期間ごとに上述した最大レベル周波数の分散
を求める分散算出回路７と、求めた分散にもとづいて目
標を判定する目標判定回路10とを備えて成る。
実施例は、第３図の従来例と同じ送受波器１、送信回路
３、受信回路４および切替器110のほか、本発明の直接
かかわる周波数分析回路５と、周波数分析回路５の出力
に対して所定の評価区間ごとの最大のスペクトルレベル
を示す最大レベル周波数を判定する周波数判定回路６
と、一探信期間ごとに上述した最大レベル周波数の分散
を求める分散算出回路７と、求めた分散にもとづいて目
標を判定する目標判定回路10とを備えて成る。
次に、本実施例の動作について説明する。第２図は第
１図の実施例の動作を説明するための波形図である。以
下、第２図を併用しつつ動作の説明を続行する。
１図の実施例の動作を説明するための波形図である。以
下、第２図を併用しつつ動作の説明を続行する。
第１図において、送信回路３は送信信号を発生し、切
替器110を通して送受波器１から送信音波120として水中
に放射される。水中のソーナー目標２によるエコー130
は、送受波器１で音響信号から受信信号101に変換され
る、受信信号101は受信回路４で増幅等の受信処理を施
され、受信回路出力401として出力される。受信回路出
力401を第２図（ａ）に示す。第２図（ａ）において、N
1〜N4はノイズ、S3,S4はそれぞれソーナー目標２から得
られるエコーを示す。
替器110を通して送受波器１から送信音波120として水中
に放射される。水中のソーナー目標２によるエコー130
は、送受波器１で音響信号から受信信号101に変換され
る、受信信号101は受信回路４で増幅等の受信処理を施
され、受信回路出力401として出力される。受信回路出
力401を第２図（ａ）に示す。第２図（ａ）において、N
1〜N4はノイズ、S3,S4はそれぞれソーナー目標２から得
られるエコーを示す。
受信回路出力401は、次に周波数分析回路５に入力さ
れ、一探信周期ごとのデータについて周波数分析が施さ
れ、第２図（ａ）に示す時間領域データが周波数領域の
周波数スペクトルに変換される。
れ、一探信周期ごとのデータについて周波数分析が施さ
れ、第２図（ａ）に示す時間領域データが周波数領域の
周波数スペクトルに変換される。
周波数判定回路６は、周波数分析回路５から提供され
る周波数スペクトルの所定の評価フレーム区間ごとの最
大レベルを示す最大レベル周波数を次次に判定し、これ
を一探信周期ごとに繰り返す。上述した所定の評価フレ
ーム区間は、アクティブソーナー装置の運用実績等にも
とづいてあらかじめ適宜設定される。第２図（ｂ）は、
第２図（ａ）のノイズN1の１評価フレーム区間の最大レ
ベル周波数、第２図（ｃ）は第２図（ａ）のエコーS3の
１評価フレーム区間の最大レベル周波数の例を示す。こ
のようにして、周波数判定回路６では、評価フレームを
区間ごとの最大レベル周波数が次次に決定され、これが
一探信周期ごとに繰り返される。この一探信周期ごとの
最大レベル周波数の一例を第２図（ｄ）に示す。第２図
（ｄ）を第２図（ａ）と対応するに、ノイズ区間では最
大レベル周波数の変動が激しいが、エコー区間ではほぼ
安定状態をとる。この継続時間とレベルは送信信号の特
性とソーナー目標の種類等によって決定される。
る周波数スペクトルの所定の評価フレーム区間ごとの最
大レベルを示す最大レベル周波数を次次に判定し、これ
を一探信周期ごとに繰り返す。上述した所定の評価フレ
ーム区間は、アクティブソーナー装置の運用実績等にも
とづいてあらかじめ適宜設定される。第２図（ｂ）は、
第２図（ａ）のノイズN1の１評価フレーム区間の最大レ
ベル周波数、第２図（ｃ）は第２図（ａ）のエコーS3の
１評価フレーム区間の最大レベル周波数の例を示す。こ
のようにして、周波数判定回路６では、評価フレームを
区間ごとの最大レベル周波数が次次に決定され、これが
一探信周期ごとに繰り返される。この一探信周期ごとの
最大レベル周波数の一例を第２図（ｄ）に示す。第２図
（ｄ）を第２図（ａ）と対応するに、ノイズ区間では最
大レベル周波数の変動が激しいが、エコー区間ではほぼ
安定状態をとる。この継続時間とレベルは送信信号の特
性とソーナー目標の種類等によって決定される。
分散算出回路７は、周波数判定回路６の出力する最大
レベル周波数例の分散をとる。この周波数分散を第２図
（ｅ）に示す。第２図（ｅ）のP,QはそれぞれエコーS3,
S4に対する分散で、その値はノイズN1〜N4に対する分散
よりも著し低くなる。ただし、ノイズ区間でもＲに示す
ように偶発的に他のノイズ区間の分散よりも低い値を示
す場合も含まれる。
レベル周波数例の分散をとる。この周波数分散を第２図
（ｅ）に示す。第２図（ｅ）のP,QはそれぞれエコーS3,
S4に対する分散で、その値はノイズN1〜N4に対する分散
よりも著し低くなる。ただし、ノイズ区間でもＲに示す
ように偶発的に他のノイズ区間の分散よりも低い値を示
す場合も含まれる。
目標判定回路10は、第２図（ｅ）に示す周波数分散結
果を受け、これをしきい値GLと比較し、一定時間しきい
値GL以下の低い分散を示すものをソーナー目標によるエ
コーと判定し、第２図（ｆ）に示す目標検出信号SPを出
力する。この場合、ノイズN1,N3,N4等は分散が大きいの
で目標検出信号は出力されず、ノイズN2による分散Ｒも
しきい値GLよりも低くはなるが、時間的に所定の一定時
間継続しないので目標検出信号は出力されない。
果を受け、これをしきい値GLと比較し、一定時間しきい
値GL以下の低い分散を示すものをソーナー目標によるエ
コーと判定し、第２図（ｆ）に示す目標検出信号SPを出
力する。この場合、ノイズN1,N3,N4等は分散が大きいの
で目標検出信号は出力されず、ノイズN2による分散Ｒも
しきい値GLよりも低くはなるが、時間的に所定の一定時
間継続しないので目標検出信号は出力されない。
エコーと判定する評価尺度としてのしきい値GL,およ
び分散がしきい値GL以下となる一定時間は、送信諸元，
ソーナー目標の種類に過去の探信実績にもとづく資料等
を勘案してあらかじめ設定される。
び分散がしきい値GL以下となる一定時間は、送信諸元，
ソーナー目標の種類に過去の探信実績にもとづく資料等
を勘案してあらかじめ設定される。
こうして、受信信号のレベル依存性が大幅に軽減して
ソーナー目標のエコー検出が可能となる。
ソーナー目標のエコー検出が可能となる。
以上説明したように本発明は、アクティブソーナー装
置による受信信号を周波数分析し、所定の評価フレーム
ごとの最大レベルを示す周波数の分散にもとづいてソー
ナー目標のエコーを判定することにより、受信信号のレ
ベルの大小に対する依存性を著しく抑圧したエコーの検
出が可能となるという効果がある。
置による受信信号を周波数分析し、所定の評価フレーム
ごとの最大レベルを示す周波数の分散にもとづいてソー
ナー目標のエコーを判定することにより、受信信号のレ
ベルの大小に対する依存性を著しく抑圧したエコーの検
出が可能となるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図の
実施例の動作を説明するための波形図、第３図は従来の
アクティブソーナー装置の構成図、第４図は第３図のア
クティブソーナー装置の動作を説明するための波形図で
ある。 １……送受波器、２……ソーナー目標、３……送信回
路、４……受信回路、５……周波数分析回路、６……周
波数判定回路、７……分散算出回路、８……振幅検出回
路、9,10……目標判定回路、110……切替器、120……送
信音波、130……エコー。
実施例の動作を説明するための波形図、第３図は従来の
アクティブソーナー装置の構成図、第４図は第３図のア
クティブソーナー装置の動作を説明するための波形図で
ある。 １……送受波器、２……ソーナー目標、３……送信回
路、４……受信回路、５……周波数分析回路、６……周
波数判定回路、７……分散算出回路、８……振幅検出回
路、9,10……目標判定回路、110……切替器、120……送
信音波、130……エコー。
Claims (3)
- 【請求項１】受信信号を周波数分析し周波数スペクトル
を求める周波数分析回路と、前記周波数分析回路で求め
た周波数スペクトルの所定の評価フレーム区間ごとの最
大レベルを示す最大レベル周波数を判定する周波数判定
回路と、所定の評価期間ごとに前記最大レベル周波数の
分散を求める分散算出回路と、前記分散が所定の一定時
間を超えてしきい値よりも低いか否かにもとづいて受信
信号に含まれる目標信号の存在を判定する目標判定回路
とを備えて成ることを特徴とするアクティブソーナー装
置。 - 【請求項２】前記分散算出回路における所定の評価期間
を、一探信期間としたことを特徴とする請求項１記載の
アクティブソーナー装置。 - 【請求項３】前記目標判定回路における所定の一定時間
ならびにしきい値はそれぞれ、送信諸元および目標種別
ならびに過去の探信資料にもとづいてあらかじめ設定し
たものであることを特徴とする請求項１記載のアクティ
ブソーナー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2271057A JP2570899B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | アクティブソーナー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2271057A JP2570899B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | アクティブソーナー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04147081A JPH04147081A (ja) | 1992-05-20 |
| JP2570899B2 true JP2570899B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=17494802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2271057A Expired - Fee Related JP2570899B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | アクティブソーナー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570899B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6247368B1 (en) | 1999-01-04 | 2001-06-19 | International Business Machines Corporation | CMP wet application wafer sensor |
| JP5593204B2 (ja) * | 2010-11-01 | 2014-09-17 | 株式会社日立製作所 | 水中音波撮像装置 |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP2271057A patent/JP2570899B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04147081A (ja) | 1992-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024 Year of fee payment: 12 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091024 Year of fee payment: 13 |
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