JP3070584B2 - 船舶検出装置 - Google Patents

船舶検出装置

Info

Publication number
JP3070584B2
JP3070584B2 JP10254305A JP25430598A JP3070584B2 JP 3070584 B2 JP3070584 B2 JP 3070584B2 JP 10254305 A JP10254305 A JP 10254305A JP 25430598 A JP25430598 A JP 25430598A JP 3070584 B2 JP3070584 B2 JP 3070584B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ship
water pressure
target
circuit
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10254305A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000088962A (ja
Inventor
宏之 森岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10254305A priority Critical patent/JP3070584B2/ja
Publication of JP2000088962A publication Critical patent/JP2000088962A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3070584B2 publication Critical patent/JP3070584B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶検出装置に関
し、特に海底に敷設されて目標船舶の船体長を検出する
ことが可能で、模擬音源を曳航する船舶と通常航行の船
舶目標とを識別することのできる船舶検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の音響を利用した船舶検出装置では
船舶の放射雑音の音量のみで船舶の接近を検出してお
り、船舶の放射雑音と同種の音を発生する模擬音源も誤
って目標と判定してしまう。図12に従来の一例を示
す。図12では船舶のプロペラキャビテーションによる
放射雑音2が音響センサ4で受波される。音響センサ4
は船舶の放射雑音を受信信号402に変換し、検波回路
12で帯域制限及び検波を行い、その検波信号レベルが
閾値102を上回った際に目標検出信号1001を出力
する。この方式では船舶検出装置の妨害策として使用さ
れる曳航式の模擬音源11を動作させると模擬放射雑音
21により検波信号レベルが閾値を上回り、誤って目標
検出を行うという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の第1の問題
点は、従来の方式は目標を検出することはできるが、目
標の船体長を検出する機能が無いため、大きさを判定す
ることができなかったことである。
【0004】第2の問題点は、音響を使用しているた
め、船舶の放射雑音を模擬した模擬音源があると、誤っ
て航行中の船舶であると判定してしまうことである。す
なわち従来技術では、音源が船舶のものか曳航式の模擬
音源のものか判断できない問題がある。
【0005】本発明の目的は、曳航式の疑似音源のよう
な偽目標と実際の航行船舶を識別することができる船舶
検出装置を提供することである。
【0006】また、本発明の目的は、船舶の位置情報・
速力情報・水圧変化時間から目標の船舶サイズを検出す
ることができる船舶検出装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の船舶検出装置は
船舶の通過時、船体の排水による船首及び船尾での水圧
変化の時間を検出する。より具体的には変化幅算出回路
(図1の7)を持つ。目標の速力を直上からの角度と深
度データから算出する。具体的には目標速力算出回路
(図1の8)を持つ。目標の速力データと水圧の変化時
間から目標の船体長を算出する。具体的には船体長算出
回路(図1の9)を持つ。
【0008】また、船舶通過後の水圧の変化発生時に船
舶の方向が直上から一定角度以内にあることを判定する
ことも他の特徴である。具体的には目標検出回路(図1
の10)を持つ。
【0009】本発明においては、船舶のプロペラキャビ
テーションによる放射雑音から船舶の位置・速力を算出
するととともに、船体の通過時に船体の排水による船首
船尾の水圧の変化時間幅をとらえるため、船舶の速力×
水圧変化時間幅で船体長が算出できる。
【0010】また通常の航行船舶は水圧変化が終了する
時点に放射雑音が直上方向から到来するが、曳航式の模
擬音源は曳航船の放射雑音レベルよりはるかに大きい音
量で模擬音を放射しているため、曳航船の水圧変化が終
了する時点に模擬音は直上方向では無く、曳航された模
擬音源の方向から到来することになる。このため、水圧
変化終了時の放射雑音の到来方向が直上方向かどうかを
判定することで曳航式の模擬音源が使用されているかが
判定できる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1に本発明の実施
形態の構成を示し、図2・図3・図5を参照しながら以
下動作を説明する。
【0012】図1の水圧センサ3は船舶検出装置が敷設
されている深度の水圧値を平均化して換算し、深度デー
タ301とする。この平均化は風浪やうねりの周期より
長い時間で、潮の満ち引きを検出できる程度の時定数で
平均化する。また水圧センサ3は図2に示すように、検
出した水圧値303を潮の干満に応答する程度の長い時
定数で処理し水圧時定数処理値304とする。次に船舶
の通過に伴う水圧変化を水圧レベル302=ABS(3
03−304)で水圧レベル302を出力する。(AB
S( )は( )内の絶対値を算出) 図1で水圧レベル302は水圧検出回路5に入力され閾
値と比較され、閾値をこえた場合に水圧検出信号501
を「1」とし閾値を越えない場合は「0」を出力する。
船舶通過時に水圧検出信号501は船首船尾通過の水圧
変化発生時に「1」となる。変化幅算出回路7は船首通
過時に発生した水圧検出信号501と船尾通過時に発生
した501の時間間隔を計測し、水圧変化時間701と
する。
【0013】音響センサ4は船舶の放射雑音2を受波
し、電気信号に変換する。音響センサ4は図3に示すよ
うに直交した軸上に3つの受波器41,42,43が設
置されており、方位検出回路6において42−41間の
受波器出力の時間差からxz平面の角度Θxを、43−
41間の受波器出力の位相差からyz平面の角度Θyを
算出する。次にΘx,Θyをベクトル合成し、直上から
目標への天頂角Θを算出する。
【0014】次に目標速力算出回路8の動作を図5を参
照しながら説明する。水圧センサ3からの深度データ3
01(図5のD)と、天頂角Θ1 より直上距離R′を
R′=D×tan(Θ1 )での移動距離rはr=R′−
Rで算出され、船舶の移動速力V801はV=r/Tで
算出される。
【0015】また図1に示すように目標検出回路10に
は水圧検出信号501と天頂角601が入力される。目
標検出回路10の内部では天頂角Θ601を角度閾値と
比較し、天頂角Θ601が角度閾値以下の場合、角度検
出信号1000を「1」とし、角度閾値以上の場合は
「0」とする。そして角度検出信号1000と水圧検出
信号701の論理積をとり、目標検出信号1001を出
力する。
【0016】以上のように水圧検出信号501が「1」
であり、なおかつ角度検出信号1000が「1」、つま
り到来音が直上から一定角度以内の領域からの場合、目
標検出信号1001が「1」として出力され、船舶目標
と判定される。
【0017】船体長算出回路9は目標検出信号1001
が「1」の場合にのみ水圧変化時間701(Δt)と移
動速力801(V)から船体長901(L)を、L=Δ
t×Vで算出し、出力する。
【0018】図1の方位検出回路6が角度を検出する方
式を図3更に図4を用いて詳細に説明を行う。まず図3
を参照し天頂角Θの算出方式について述べる。図3に示
すように受波器41,42,43は直交するXY軸上に
配置されている。この時、目標音は直上Z軸から天頂角
Θ601の角度で到来している。方位検出回路6は受波
器41,42を使用し目標方位Θxを、受波器41,4
3を使用し目標方位Θyを検出することで、天頂角Θ6
01をΘ={Θx+Θy}として算出する。ここで、
{ }はベクトル合成を示す。
【0019】次に図4を用いてΘxの検出例を示す。音
響中心間距離Dで配置された受波器41,42におい
て、Θx方向から到来した音波は42の受波器に対して
41の受波器は距離Δr分遅れを発生する。この場合受
波器41の信号の遅れ時間はt=Δr/cとなる。方位
検出回路6は、この遅れ時間tを計測し、事前に把握さ
れている音速c及び音響中心距離Dから目標方位Θxを
Θx=ARCSIN(t×c/D)で算出する。また同
様の方法で受波器41,43を使用してΘyを算出す
る。
【0020】次に図6から図9を用いて目標検出信号1
001の出力処理例を詳細に説明する。図6は航行中の
船舶目標が検出される状態を示し、この状態で水圧セン
サ3からは図7−aに示す水圧レベル302が入力され
る。水圧検出回路5は入力される水圧レベル302を閾
値と比較し、図7−bに示すように閾値を越えた場合に
水圧検出信号501を「1」を、閾値を越えない場合は
「0」を出力する。この水圧検出信号501が「1」に
なった場合は船首で501α、船尾で501βとして発
生している。変化幅算出回路7は501αと501βの
時間間隔Δtを計測し、水圧変化時間701(図7のΔ
t)とする。次に方位検出回路6では図7−cに示す天
頂角Θ601を出力している。目標検出回路10ではこ
の天頂角Θ601を角度閾値と比較し、図7−dに示す
ように天頂角Θ601が角度閾値を下回った時、つまり
直上の一定角度内の領域から音が到来する場合に角度検
出信号1000を「1」を出力する。また、天頂角Θ6
01が角度閾値を上回った時、つまり直上の一定角度の
領域外から音が到来する場合に角度検出信号1000を
「0」を出力する。図7−eでは水圧検出信号501と
角度検出信号1000の論理積で目標検出信号1001
が「1」となり、水圧が検出され、目標音が直上の一定
角度内の領域から音が到来しているため、船舶と判定さ
れ目標検出信号1001が「1」と出力されている。
【0021】次に図8を用いて船舶が曳航式の模擬音源
を曳航している場合に偽目標と判定される本発明の動作
を説明する。
【0022】水圧センサから水圧レベル302が入力さ
れる。図7と同じく図9−bでは船首船尾において水圧
検出信号501α・501βが発生している。次に図9
−cでは方位検出回路6が天頂角Θ601を出力してい
るが、曳航された模擬音源からの音響信号を受信してい
るため水圧検出信号501βが発生した時には、音は直
上より一定角度外の領域から到来している。このため図
9−cに示すように水圧検出信号501βが「1」にな
った時刻に天頂角Θ601は角度閾値を越えており、図
9−dの角度検出信号1000は「0」のままである。
従って図9−eに示すように水圧検出信号501と角度
検出信号1000の論理積をとった場合、目標検出信号
は「0」のままであり、直上の一定角度外の領域からの
到来音のため、偽目標と判定され、目標検出はされな
い。
【0023】図3において放射雑音の方位計測用に直交
配列した受波器を使用し、その位相差を使用して方位検
出を行っている。他の実施形態として図10に示すよう
に複数の受波器を広く配列し、鋭い受波指向性を作り受
波指向性の主極方向を振り、もっとも大きい音量を受け
る主極方向を天頂角Θとする形態が可能である。
【0024】また図1の水圧センサでは時定数処理によ
って水圧レベル302を出力している。これに対して図
11のように機構的に海水導入パイプの直径・長さを変
え、水圧変化に対する応答速度の差から差圧を検出する
ことで水圧レベルとする方式も考えられる。
【0025】
【発明の効果】本発明の第1の効果は、船舶の大きさ
(船体長)が検出できることである。その理由は、音響
センサにより目標の速力Vを検出し、水圧センサにより
水圧変化時間Δtを検出し、船体長L=L×Δtで算出
できるからである。
【0026】第2の効果は、曳航式の模擬音源を排除で
きることである。その理由は、船舶通過による水圧変化
が発生した時の音響の到来方向を検出し、模擬音源かど
うか判定することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の船舶検出装置ブロック
図。
【図2】図1の実施の形態における水圧検出処理を示す
図。
【図3】図1の実施の形態における音響センサによる位
置検出を示す図。
【図4】図1の音響センサによる方位検出の原理を示す
図。
【図5】図1の目標速力算出回路の動作を説明する図。
【図6】本発明による船舶検出の状態例を示す図。
【図7】図6の状態での船舶検出における図1の主要構
成要素の出力を示す図。
【図8】本発明による模擬音源がある場合の船舶検出の
状態例を示す図。
【図9】図8の状態での船舶検出における図1の主要構
成要素の出力を示す図。
【図10】図1の音響センサの他の構成例を示す図。
【図11】図1の水圧センサの他の構成例を示す図。
【図12】従来の船舶検出装置を示す図。
【符号の説明】
1 水圧 2 船舶放射雑音(プロペラキャビテーションノイ
ズ) 3 水圧センサ 4 音響センサ 5 水圧検出回路 6 方位検出回路 7 変化幅算出回路 8 目標速力算出回路 9 船体長算出回路 10 目標検出回路 11 曳航式模擬音源 21 模擬放射雑音 301 深度データ 302 水圧レベル 401 受波信号 501 水圧検出信号 601 天頂角 701 水圧変化時間 801 移動速力 901 船体長
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船舶の通過に伴う水圧変化を検出する水
    圧検出手段と、目標船舶の速力を検出する速力検出手段
    と、水圧の変化時間と速力とから目標船舶の船体長を算
    出する船舶長算出手段を持つことを特徴とする船舶検出
    装置。
  2. 【請求項2】 船舶通過後の水圧変化時に目標船舶の音
    源位置が直上から所定の角度内にあることを算出する目
    標検出回路とを有することを特徴とする請求項1の船舶
    検出装置。
  3. 【請求項3】 水圧センサと、水圧センサの出力を受け
    船舶の通過に伴う船首と船尾に対応する水圧変化の時間
    間隔を検出する変化幅算出回路と、船舶放射雑音を検出
    する音響センサと、音響センサの出力を受け方位を検出
    する方位検出回路と、方位検出回路の出力と水圧センサ
    からの深度データにより検出対象の速力を算出する速力
    算出回路と、変化幅算出回路の出力と速力算出回路の出
    力とから船体長を算出する船体長算出回路とを具備する
    船舶検出装置。
  4. 【請求項4】 水圧センサと、水圧センサの出力を受け
    検出対象の先端と末端の通過に伴う水圧変化を検出する
    水圧検出回路と、検出対象からの放射雑音を検出する音
    響センサと、音響センサの出力を受け検出対象の方位を
    検出する方位検出回路と、水圧検出回路の出力と方位検
    出回路の出力を受け検出対象が船舶か否かを判定する目
    標検出回路とを具備する船舶検出装置。
  5. 【請求項5】 目標検出回路が、検出対象の末端の通過
    時の水圧変化時の方位検出回路の出力の方位方向により
    判定することを特徴とする請求項4の船舶検出装置。
  6. 【請求項6】 目標検出回路が、検出対象の末端の通過
    時の水圧変化時の方位方向が所定の角度以下のとき検出
    対象が船舶と判定する請求項5の船舶検出装置。
  7. 【請求項7】 水圧センサの出力を受け船舶の船尾の通
    過に伴う水圧変化のときの方位検出力回路からの検出方
    位から船舶であるかどうかを判定する目標検出回路を具
    備する請求項3の船舶検出装置。
JP10254305A 1998-09-08 1998-09-08 船舶検出装置 Expired - Fee Related JP3070584B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10254305A JP3070584B2 (ja) 1998-09-08 1998-09-08 船舶検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10254305A JP3070584B2 (ja) 1998-09-08 1998-09-08 船舶検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000088962A JP2000088962A (ja) 2000-03-31
JP3070584B2 true JP3070584B2 (ja) 2000-07-31

Family

ID=17263152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10254305A Expired - Fee Related JP3070584B2 (ja) 1998-09-08 1998-09-08 船舶検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3070584B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100977445B1 (ko) 2010-05-06 2010-08-24 대한민국 조사선박용 과학어군탐지기의 음향센서 교정장치
KR101303734B1 (ko) 2013-06-21 2013-09-09 대한민국 음향센서 교정장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000088962A (ja) 2000-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6782312B2 (ja) レーダーにおける角度分解能
JP5252578B2 (ja) 水中探知装置及び魚種判別方法
KR20180096482A (ko) 수중 표적 움직임 분석 방법
US6778467B2 (en) Underwater sounding apparatus
RU2659710C1 (ru) Способ измерения скорости судна доплеровским лагом
JP3070584B2 (ja) 船舶検出装置
JP5423713B2 (ja) アクティブソーナー装置及びその信号処理方法
US5909409A (en) Method and apparatus for underwater acoustic detection and location of an object
JP3069663B1 (ja) 音源方向測定方法及び装置
JP3573090B2 (ja) 水中目標物位置検出装置及び方法
JP4075472B2 (ja) クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置
JP4211218B2 (ja) 目標判別方法
JP2875118B2 (ja) 超音波探知装置
JP2642759B2 (ja) 水中探知装置
JP6311230B2 (ja) 目標物検出装置、目標物検出方法、プログラム及び記録媒体
JP2900631B2 (ja) セクタ・スキャン・インジケーション回路
JPH03248082A (ja) 海底反射波位置検出装置
KR100621221B1 (ko) 기적을 이용한 타선 방향 추정 장치 및 그 방법
JP2944481B2 (ja) 水中アクティブ音響探知装置
JP3039492B2 (ja) アクティブソーナーによる水中探知方法及びアクティブソーナー装置
JP3388688B2 (ja) 音響測位装置
CN107621639B (zh) 一种基于连续线性和证据累加准则的水下障碍检测方法
JP2820311B2 (ja) 潜水船の音響航法測定装置
JPH0560073B2 (ja)
JP2000241545A (ja) 航行物体までの距離検出装置および距離検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000425

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees