JP5073160B2 - 魚群情報、魚群の体積及び単体魚の後方散乱強度を算出可能な水中探知装置、並びにそれらの方法 - Google Patents
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Description
本発明において、魚群FS内の魚量情報は、球座標系を用いた魚量情報の算出原理に基づいて推定することができる。以下に、球座標系を用いた魚量情報の算出原理と、この原理を利用した第1実施例及び第2実施例とについて、各図を参照しつつ説明する。
先ず、球座標系を用いた魚量情報の算出原理について、図2を参照しつつ説明する。ここで、図2は球座標系のモデル図である。なお、トランスデューサ2の形状は球形とする。即ち、これは、送信信号強度P0 2及び等価ビーム幅Ψについて、r方向がxy平面に対して成す角度θの依存性を考慮しないことを意味する。
〔数1〕N=∫n(r,θ,φ)・r2cosθ・drdθdφ
なお、ここで、P0 2は送信信号強度、αは吸収減衰係数、hは点広がり関数である。
即ち、(r',θ',φ')に存在する点ターゲットの広がりは、距離r方向にはパルス幅で広がり、r及び仮想の鉛直面の方向には、b(θ,φ;θ',φ')で広がる。
ここで、数5中の[]内の積分は、以下の数6のように展開できる。
数7を変形すると、以下の数8が導かれる。
ここで、数9にr4(e2αr)2・cosθ/(P0 2(θ)Ψ(θ))を乗じて積分すると、以下の数10が導かれる。
第1実施例
第2実施例
なお、Pmi,j,k 2は各体積要素(θ,φ,r)毎の入力換算音響強度、P0 2は送信信号強度を示している。
本発明において、魚群の概ねの体積は、第1実施形態で説明した疑似積層法を用いて推定することができる。以下、第2実施形態について、図5、図9及び図10を参照しつつ説明する。ここで、図9は、超音波のビームが図5に図示される傘型面H1上を走査した場合における受信ビームのデータ図、図10は、超音波のビームが図5に図示される鉛直平面H2上を走査した場合における受信ビームのデータ図である。なお、図9及び図10に図示されるデータは、受信ビームの入力換算音響強度PM 2を示している。
このようにして求めたRj'及びV0を用いて、疑似積層法により擬似的な三次元データを構築し、魚群FSの概ねの体積Vを算出する。以下の数23に、魚群FSの概ねの体積Vを算出する式を示す。
従って、魚群FSから反射した反射エコーを受信ビームにより受信した場合に得られる入力換算音響強度PM 2から魚群FSの概ねの体積Vを算出することができる。
〔数24〕C=Cv(1)・α(1)
〔数25〕C←C+Cv(2)・α(2)・(1−α(1))
〔数26〕C←C+(1−α(t−1))・Cv(t)・α(t)
次に、魚群FSをなす魚体のTsを算出する原理について、図3を参照しつつ説明する。第1実施形態では、魚群FSをなす魚体のTsが既知であることを前提として説明している。しかしながら、魚群FSをなす単体魚のTsが不明な場合もある。本実施形態は、このような場合であっても、魚群FSをなす魚体のTsを算出できる点において有効である。なお、トランスデューサ2の形状は球形とする。
ここで、数27にr4(e2αr)2を乗じて積分を行うと、以下の数28が導かれる。
従って、単体魚からの反射ビームの入力換算音響強度PM 2から後方散乱強度Tsを算出することができる。このような処理は信号処理部5で行われ、算出された後方散乱強度Tsは表示部6に表示される。
2 トランスデューサ
3 送信部
4 受信部
5 信号処理部
6 表示部
7 船体
8 メッシュモデル
9 視点
10 視線
11 投影面
12 ピクセル
H1 船体の周囲に形成される二次元の仮想傘型面
H2 xy平面に対して直交する仮想の鉛直平面
FS 魚群
Claims (5)
- 船体から水中の所定の方向に超音波信号を送信する送信部と、
前記送信された超音波信号に起因する魚群内からの反射エコーを受信ビームにより受信
する受信部と、
前記受信ビームの信号を処理する信号処理部と、を備え、
前記受信部が、船体の前方水平方向に延びる第1軸と前記船体から前記第1軸に対して
水平方向に直交する方向に延びる第2軸とを含む水平面に対して直交する鉛直面に略沿う
方向と、前記水平面及び前記鉛直面のいずれに対しても交差し且つ前記船体の周りに形成
される傘型面に略沿う方向と、に受信ビームを形成可能であり、
前記信号処理部が、前記鉛直面に略沿う方向に形成された受信ビームから得られるデー
タを前記傘型面に沿って拡大又は縮小することによって擬似的な三次元データを構築する
か、若しくは、前記傘型面に略沿う方向に形成された受信ビームから得られるデータを前
記鉛直面に沿って拡大又は縮小することによって擬似的な三次元データを構築することに
よって前記魚群の魚量情報を算出することを特徴とする水中探知装置。 - 船体から水中の所定の方向に超音波信号を送信する送信部と、
前記送信された超音波信号に起因する魚群内からの反射エコーを受信ビームにより受信
する受信部と、
前記受信ビームの信号を処理する信号処理部と、を備え、
前記受信部が、船体の前方水平方向に延びる第1軸と前記船体から前記第1軸に対して
水平方向に直交する方向に延びる第2軸とを含む水平面に対して直交する鉛直面に略沿う
方向と、前記水平面及び前記鉛直面のいずれに対しても交差し且つ前記船体の周りに形成
される傘型面に略沿う方向と、に受信ビームを形成可能であり、
前記信号処理部が、二値化処理した前記鉛直面に略沿う方向に形成された受信ビームか
ら得られるデータを前記傘型面に沿って拡大又は縮小することによって擬似的な三次元デ
ータを構築するか、若しくは、二値化処理した前記傘型面に略沿う方向に形成された受信
ビームから得られるデータを前記鉛直面に沿って拡大又は縮小することによって擬似的な
三次元データを構築することによって前記魚群の概ねの体積を算出することを特徴とする
水中探知装置。 - 前記構築された擬似的な三次元データを三次元の直交メッシュデータメモリを構成する
各ボクセルに充当して三次元直交モデルを形成し、この直交メッシュモデルに対して所望
の位置から眺めた際に視認できる像を二次元平面に投影して表示する表示手段をさらに備
えていることを特徴とする請求項2に記載の水中探知装置。 - 船体から水中の所定の方向に超音波信号を送信するステップと、
前記船体の前方水平方向に延びる第1軸と前記船体から前記第1軸に対して水平方向に
直交する方向に延びる第2軸とを含む水平面に対して直交する鉛直面に略沿う方向と、前
記水平面及び前記鉛直面のいずれに対しても交差し且つ前記船体の周りに形成される傘型
面に略沿う方向と、に受信ビームを形成するステップと、
前記鉛直面に略沿う方向に形成された受信ビームから得られるデータを前記傘型面に沿
って拡大又は縮小することによって擬似的な三次元データを構築するか、若しくは、前記
傘型面に略沿う方向に形成された受信ビームから得られるデータを前記鉛直面に沿って拡
大又は縮小することによって擬似的な三次元データを構築することによって前記魚群の魚
量情報を算出するステップと、を有することを特徴とする魚群の魚量情報の算出方法。 - 船体から水中の所定の方向に超音波信号を送信するステップと、
船体の前方水平方向に延びる第1軸と前記船体から前記第1軸に対して水平方向に直交
する方向に延びる第2軸とを含む水平面に対して直交する鉛直面に略沿う方向と、前記水
平面及び前記鉛直面のいずれに対しても交差し且つ前記船体の周りに形成される傘型面に
略沿う方向と、に受信ビームを形成するステップと、
前記鉛直面に略沿う方向に形成された受信ビームから得られるデータ及び前記傘型面に
略沿う方向に形成された受信ビームから得られるデータとのそれぞれを二値化処理するス
テップと、
前記二値化処理された前記鉛直面に略沿う方向に形成された受信ビームから得られるデ
ータを前記傘型面に沿って拡大又は縮小することによって擬似的な三次元データを構築す
るか、若しくは、前記二値化処理された前記傘型面に略沿う方向に形成された受信ビーム
から得られるデータを前記鉛直面に沿って拡大又は縮小することによって擬似的な三次元
データを構築することによって前記魚群の概ねの体積を算出するステップと、を有するこ
とを特徴とする魚群の概ねの体積の算出方法。
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