JP5333498B2 - Active sonar device and signal detection method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、音波を放射して目標物からの反射波信号を検出するアクティブソーナー装置と、アクティブソーナー装置における信号検出方法とに関する。 The present invention relates to an active sonar device that radiates sound waves and detects a reflected wave signal from a target, and a signal detection method in the active sonar device.
水中などにおいて用いられるアクティブソーナー装置は、音波を放射し、放射した音波の反射波を検出し、音波放射から反射波を受信するまでの時間差から、目標物(すなわち反射物体)までの距離を算出する。受波器として異なる複数の指向性パターンを有するセンサを組み合わせた場合には、反射波の到来方位を知ることもできるから、目標物が存在する方位も求めることができる。目標物が移動する場合、反射波の周波数はドップラー効果によってシフトするので、反射波に対してフーリエ変換を適用して周波数解析を行うことにより、目標物の移動速度も求めることができる。ドップラーシフトの大きさは、アクティブソーナー装置から見た目標物の視線速度に比例する。アクティブソーナー装置は、水中あるいは海中を移動する目標物の検出に用いられる。 Active sonar devices used in the water emit sound waves, detect the reflected waves of the emitted sound waves, and calculate the distance to the target (ie, the reflecting object) from the time difference between receiving the reflected waves from the sound wave radiation. To do. When sensors having a plurality of different directivity patterns are combined as a receiver, the arrival direction of the reflected wave can be known, and the direction in which the target is present can also be obtained. When the target moves, the frequency of the reflected wave shifts due to the Doppler effect. Therefore, the moving speed of the target can also be obtained by performing frequency analysis by applying Fourier transform to the reflected wave. The magnitude of the Doppler shift is proportional to the line-of-sight speed of the target viewed from the active sonar device. The active sonar device is used to detect a target moving in water or in the sea.
アクティブソーナー装置において、移動する目標物を検出して報知するための表示方法としては、図1に示すように、周波数別の信号強度を示すスペクトログラムによって周波数解析結果を表示する方法がある。ここで横軸は時間を表しており、縦軸は周波数を表している。受波した信号の信号強度が、画面上での輝度で表される。ここでは、明るいほど信号強度が強いことを示している。図1において送信周波数f0は、アクティブソーナー装置の送波器から水中あるいは海中に放射した音波パルスの周波数を示している。受波した信号の周波数解析を例えばFFT(高速フーリエ変換)などのデジタルアルゴリズムを用いて実行することから、周波数及び時刻は離散値として表されることとなり、図1に示したスペクトログラムでは、所定の時間幅及び所定の周波数幅の領域(図示、小長方形の領域。以下、セルと呼ぶ)ごとに、その領域での信号レベルが示されることになる。 As a display method for detecting and notifying a moving target in an active sonar apparatus, there is a method of displaying a frequency analysis result by a spectrogram indicating signal intensity for each frequency as shown in FIG. Here, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents frequency. The signal intensity of the received signal is represented by the luminance on the screen. Here, the brighter the signal intensity, the stronger the signal intensity. In FIG. 1, the transmission frequency f 0 indicates the frequency of the sound wave pulse radiated from the transmitter of the active sonar device into the water or the sea. Since the frequency analysis of the received signal is executed using a digital algorithm such as FFT (Fast Fourier Transform), the frequency and time are expressed as discrete values. In the spectrogram shown in FIG. For each region of time width and predetermined frequency width (illustrated, small rectangular region, hereinafter referred to as a cell), the signal level in that region is indicated.
図1に示したものでは、送信周波数f0において非常に長い時間にわたって信号が検出されているが、これは、送信音波パルスの残響によるものである。特に海中においては、海面や海底での反射、波浪や複雑な海底地形などの影響により、一定周波数の連続波をパルス化したPCW(pulse continuous wave)信号として短時間幅の音波パルスを放射したとしても、相当に長い時間にわたって、送信周波数において残響が継続する。時刻t8からt15までの期間において移動している目標物によって反射された信号、すなわちエコーが観測されている。エコーの周波数は、送信周波数とは異なる周波数f1となっている。詳しく言えば、周波数がf1であって、時刻がそれぞれt8からt15までに相当する連続する8個のセルにおいて、エコーが検出されていることになる。 In the case shown in FIG. 1, a signal is detected over a very long time at the transmission frequency f 0 , which is due to the reverberation of the transmitted sound wave pulse. Especially in the sea, it is assumed that a sound pulse with a short duration is emitted as a PCW (pulse continuous wave) signal, which is a pulse of a continuous wave of a certain frequency, due to reflections on the sea surface and sea floor, waves and complex bottom topography. However, reverberation continues at the transmission frequency for a fairly long time. Signal reflected by the target object is moving during the period from time t 8 to t 15, i.e. the echo is observed. The frequency of the echo is a frequency f 1 different from the transmission frequency. More specifically, echoes are detected in eight consecutive cells having a frequency of f 1 and corresponding times of t 8 to t 15, respectively.
アクティブソーナー装置では、図1に示すようなスペクトログラムにおいてしきい値を超えた検出値の領域(セル)がある場合に、移動する目標物が存在する、と判定する。異なる周波数(すなわち異なる速度)や異なる時刻のセルにおいて検出値がしきい値を超えていれば、複数の目標物が存在すると判定することになる。しかしながら、上述した残響のように長い時間にわたって大きな検出値を示す場合もあり、また、目標物からのエコーも、送波した音波パルスの継続時間と同等の継続時間を有するものである。そこで、誤検出を低減するために、しきい値を超えていても時間的に連続するセルを一つに連結することが行われる。この連結する処理を時間連結処理と呼ぶ。また、周波数に関しても、FFTによる処理において離散化して扱っていることに伴う誤差などを考慮して、隣接する周波数のセルのいずれもがしきい値を超えた検出値となっている場合には、それらのセルも一つに連結することが行われる。こちらの連結する処理を周波数連結処理と呼ぶ。 The active sonar apparatus determines that there is a moving target when there is a detection value region (cell) exceeding the threshold in the spectrogram as shown in FIG. If the detected value exceeds the threshold value in cells at different frequencies (that is, different speeds) or at different times, it is determined that there are a plurality of targets. However, there is a case where a large detection value is shown over a long time like the reverberation described above, and an echo from the target also has a duration equivalent to the duration of the transmitted sound wave pulse. Therefore, in order to reduce false detection, cells that are temporally continuous even if the threshold value is exceeded are connected together. This connection process is called a time connection process. In addition, regarding the frequency, if any of the adjacent frequency cells exceeds the threshold value in consideration of an error associated with the discrete handling in the processing by FFT, These cells are also connected to one. This connecting process is called a frequency connecting process.
図2は、セルの連結処理を説明するものである。時間及び周波数に関し、例えば(a)において“○”が付されているセルが、しきい値を超える検出値(レベル)を有するセルであるとする。時間連結処理では、(b)に示すように、しきい値を超えるレベルのセルのうち最も早い「A」のセルに対して時間的に引き続く「B」のセルがまず連結される。そして、隣接する周波数ではあるが「B」のセルに対して時間的に引き続き「C」のセルが連結され、さらに同様にして「D」のセルが連結される。その結果、「ABCD」が1つの検出として扱われることになる。周波数連結処理では、(c)に示すように、「B」のセルに対して時刻が同じであって周波数が隣接する「E」のセルが連結される。時間連結処理と周波数連結処理とを組み合わせることによって、「ABCDE」のように、5個のセルが1つの検出として連結されることになる。 FIG. 2 explains the cell connection process. Regarding time and frequency, for example, a cell marked with “◯” in (a) is a cell having a detection value (level) exceeding a threshold value. In the time concatenation process, as shown in (b), the cell “B” that continues in time is first concatenated to the earliest “A” cell among the cells at the level exceeding the threshold. Then, although it is an adjacent frequency, the “C” cell is continuously connected to the “B” cell in time, and the “D” cell is similarly connected. As a result, “ABCD” is treated as one detection. In the frequency concatenation process, as shown in (c), “E” cells having the same time and adjacent frequencies are connected to the “B” cell. By combining time concatenation processing and frequency concatenation processing, five cells are concatenated as one detection like “ABCDE”.
誤検出を防ぐためにはセルの連結処理は有効であるが、目標物の移動速度が小さい場合、ドップラーシフト量も小さいので、残響の周波数とエコーの周波数とが隣接し、エコーを残響から分離することができなくなる。図1に示したようなスペクトログラムが得られたとして、これに対して連結処理を行った結果が図3に示されている。レベル(強度)が継続した検出は同一の信号とみなし、1つの検出情報にまとめられている。その結果、残響に近接したエコーまで、1つの検出情報に統合されてしまうことになる。 Cell concatenation processing is effective to prevent false detection, but when the moving speed of the target is low, the Doppler shift amount is also small, so the reverberation frequency and the echo frequency are adjacent and separate the echo from the reverberation. I can't do that. Assuming that the spectrogram as shown in FIG. 1 is obtained, the result of performing the concatenation process on this is shown in FIG. Detections with continued levels (intensities) are regarded as the same signal and are combined into one detection information. As a result, even echoes close to reverberation are integrated into one piece of detection information.
上述した連結処理を行わないこと前提として、アクティブソーナー装置の操作者(オペレータ)が、目標物からのエコーの有無を残響から容易に分離して判定できるようにするための技術として、セルごとのレベル(強度)を輝度で表すスペクトログラムにおいて、方位情報を色で表すようにしたものがある。方位情報を色で表すようにしたスペクトログラムのことをカラーグラムとも呼ぶ。方位と色との対応例が図4に示されている。例えば、方位角が0°から45°である信号を赤色で表すこととし、信号のレベルに応じて赤色表示での輝度を変えるようにする。そのようにしてエコーを残響から分離して表示した例が、図5に示されている。説明のため、図5では、セルでの色の違いは、各セルに付された黒色の細実線によるマーキングの形状の違い(例えば、斜め方向の二重線か、「×」印か)によって表されている。 As a technique for enabling the operator (operator) of the active sonar apparatus to easily determine whether or not there is an echo from the target object separately from the reverberation, on the premise that the above-described connection processing is not performed. There is a spectrogram in which the level (intensity) is expressed in luminance, in which azimuth information is expressed in color. A spectrogram in which azimuth information is expressed in color is also called a colorgram. FIG. 4 shows an example of correspondence between azimuth and color. For example, a signal having an azimuth angle of 0 ° to 45 ° is represented in red, and the luminance in red display is changed according to the signal level. An example in which the echo is displayed separately from the reverberation is shown in FIG. For the sake of explanation, in FIG. 5, the difference in color in each cell depends on the difference in marking shape (for example, an oblique double line or “x” mark) due to a black thin solid line attached to each cell. It is represented.
しかしながら、表示色によっては見にくくなり、しかも、表示の際の輝度が変化することを考慮するとヒトが見分けることができる色の数はそれほど多くないから、残響とエコーのそれぞれの方位によってはエコーを残響から区別して視認することが難しくなることもある。 However, depending on the display color, it is difficult to see, and the number of colors that can be distinguished by humans is not so large considering the change in brightness at the time of display. It may be difficult to distinguish and visually recognize from.
低速で移動している目標物からのエコーを残響などから分離して識別するための技術として、特許文献1には、一定の線形性要件及び排除要件を用いる方法が開示されている。しかしながら特許文献1に記載の方法は、水中あるいは海中に放射する音響信号として、成形された周波数掃引信号を用いるので、既存の例えばPCWパルスを用いるアクティブソーナー装置には適用し難く、また、送信する音波パルスの生成や受信した信号の処理も複雑である、という問題点を有する。
As a technique for discriminating and discriminating echoes from a target moving at a low speed from reverberation and the like,
上述したように、目標物の移動速度が小さい場合には、誤検出を防ぎつつ、目標物からのエコーを残響から分離して識別することを簡単に行うことはできない。 As described above, when the moving speed of the target is low, it is not possible to easily identify the echo from the target separately from the reverberation while preventing erroneous detection.
本発明の目的は、移動速度が小さな目標物であっても残響等から分離して確実に検出できる、アクティブソーナー装置における信号検出方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a signal detection method in an active sonar apparatus that can detect a target with a low moving speed separately from reverberation or the like and reliably detect it.
本発明の別の目的は、移動速度が小さな目標物であっても残響等から分離して確実に検出できるアクティブソーナー装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an active sonar apparatus capable of reliably detecting a target having a low moving speed by separating it from reverberation and the like.
本発明の信号検出方法は、アクティブソーナー装置における信号検出方法であって、音響信号を受波信号として受波することと、受波信号に対して周波数解析を行うことと、検出における単位周波数幅及び単位時間幅の領域をセルとして、周波数解析の結果に基づきセルごとに受波信号の到来方位と強度とを求めることと、強度が第1のしきい値を超えているセルが周波数方向または時間方向に隣接する場合に、その隣接するセルにおける到来方位の差が第2のしきい値以内かどうかを判定し、第2のしきい値以内である場合に、その隣接するセルを1つの検出として連結することと、を有する。 The signal detection method of the present invention is a signal detection method in an active sonar device, which receives an acoustic signal as a received signal, performs frequency analysis on the received signal, and unit frequency width in detection. And the unit time width region as a cell, the arrival direction and strength of the received signal are obtained for each cell based on the result of frequency analysis, and the cell whose strength exceeds the first threshold is in the frequency direction or When adjacent in the time direction, it is determined whether the difference of arrival directions in the adjacent cells is within the second threshold, and if it is within the second threshold, the adjacent cells are Coupling as detection.
本発明のアクティブソーナー装置は、音響信号を受波する受波器と、受波器で受波した信号に対して周波数解析を行う周波数解析部と、検出における単位周波数幅及び単位時間幅の領域をセルとして、周波数解析の結果に基づきセルごとに音響信号の到来方位を求める方位計算処理部と、周波数解析の結果に基づきセルごとに音響信号の強度を求めるレベル検出処理部と、強度が第1のしきい値を超えているセルが周波数方向または時間方向に隣接する場合に、その隣接するセルにおける到来方位の差が第2のしきい値以内かどうかを判定し、第2のしきい値以内である場合に、隣接するセルを1つの検出として連結する検出連結処理部と、を有する。 The active sonar device of the present invention includes a receiver that receives an acoustic signal, a frequency analysis unit that performs frequency analysis on the signal received by the receiver, and a region of unit frequency width and unit time width in detection. As a cell, an azimuth calculation processing unit for obtaining the arrival direction of the acoustic signal for each cell based on the result of frequency analysis, a level detection processing unit for obtaining the intensity of the acoustic signal for each cell based on the result of frequency analysis, When a cell exceeding the threshold value of 1 is adjacent in the frequency direction or the time direction, it is determined whether or not the difference in arrival direction in the adjacent cell is within the second threshold value, and the second threshold value is determined. And a detection connection processing unit that connects adjacent cells as one detection when the value is within the value.
セルの連結を行う際に、到来方位における方位差が大きく異なるセルの相互間では連結を行わないので、低速で移動する目標物からのエコーであっても、残響とは到来方位が異なることに基づいて確実に検出できるようになる。 When cells are connected, connection is not performed between cells with greatly different azimuth differences in arrival directions, so even echoes from targets moving at low speed have different arrival directions from reverberation. It becomes possible to detect reliably based on this.
実施の一形態のアクティブソーナー装置では、目標物からのエコーの誤検出を防ぐために、セルの連結処理を実施する。信号の強度(レベル)がしきい値を超えているセルが継続する場合にそれらのセルを連結して1つの検出とするが、その際、受波した音響信号の到来方位を考慮し、到来方位の差が大きいものについては相互に連結しないようにする。すなわち、セルを連結する際の基準として方位差に関するしきい値を設定し、上述した時間連結処理あるいは周波数連結処理を行うときに連結すべき2つのセル間の方位差がこのしきい値以内であれば連結し、そうでなければ連結しないようにする。 In the active sonar apparatus according to the embodiment, cell concatenation processing is performed in order to prevent erroneous detection of an echo from a target. When cells whose signal strength (level) exceeds a threshold value continue, the cells are connected to form one detection. At that time, the arrival direction of the received acoustic signal is taken into account. Those that have a large difference in orientation should not be interconnected. In other words, a threshold value for orientation difference is set as a reference when cells are connected, and the orientation difference between two cells to be connected when performing the time connection processing or frequency connection processing described above is within this threshold value. Connect if there is, otherwise do not connect.
図6は、本実施形態におけるセルの連結を示している。図6において、方位を示すために、セルごとに、黒色の細実線によるマーキングが付されており、ここでは、縦の二重線によるマーキングによって表される方位と斜めの二重線によるマーキングによって表される方位とは、方位差に関してしきい値以内にあるものとし、これらの方位と「×」印のマーキングによって表される方位との差は、方位差に関するしきい値の範囲外であるものとする。図1に示されたスペクトログラムが得られるような場合に、図6に示すように、残響からの信号については方位がしきい値以内であるので相互に連結される。これに対し、エコーの到来方位は、残響の到来方位とはしきい値の範囲内にはないので、エコーに対応するセルは相互には連結されるものの残響に対応するセルとは連結されない。その結果、図6に示した例では、残響とエコーとが別々の検出として扱われることとなり、エコーを残響から分離して検出することが可能になる。1つの検出として連結されたセルの全体の輪郭を例えば太線で表示するなどすることによって、どのセルがどの検出に対応するかを表示画面上で容易に認識することができるようになる。 FIG. 6 shows cell connection in this embodiment. In FIG. 6, in order to indicate the azimuth, each cell is marked with a black thin solid line. Here, the azimuth represented by the vertical double line marking and the diagonal double line marking are used. The azimuth represented is within the threshold with respect to the azimuth difference, and the difference between these azimuth and the azimuth represented by the “x” marking is outside the threshold range for the azimuth difference. Shall. When the spectrogram shown in FIG. 1 is obtained, as shown in FIG. 6, since the direction of signals from reverberation is within a threshold value, they are connected to each other. On the other hand, since the arrival direction of the echo is not within the threshold range with respect to the arrival direction of the reverberation, cells corresponding to the echo are connected to each other, but not connected to cells corresponding to the reverberation. As a result, in the example shown in FIG. 6, the reverberation and the echo are treated as separate detections, and the echo can be detected separately from the reverberation. By displaying the outline of the whole connected cells as one detection, for example, with a bold line, it becomes possible to easily recognize which cell corresponds to which detection on the display screen.
図7は、本実施形態に基づくアクティブソーナー装置の具体的な構成例を示している。 FIG. 7 shows a specific configuration example of the active sonar apparatus according to the present embodiment.
このアクティブソーナー装置は、移動する目標物30の検出を目的とするものであって、上述したように周波数と時間とを細分化して得られる複数のセルの各々ごとに信号の到来方位とその強度とを求め、移動する目標物30の検出という観点からその結果を例えばスペクトログラムの形態で画面表示する。アクティブソーター装置は、水中あるいは海中に音波パルスを送波する送波器31と、送波器31に対して送信信号を送って送波器31を駆動する送信処理部32と、目標物30によって反射されたエコー信号などの音響信号を複数の異なる指向性パターンで受波する受波器11と、受波器11で受信した各指向性パターンでの音響信号に対して復調処理を行って受波信号とする復調処理部34と、各受波信号に対してセルごとにFFTにより周波数解析を行う周波数解析部35と、周波数解析がされて周波数ごとの受波信号に対して信号レベルを正規化する正規化処理を行う正規化処理部36と、周波数解析がされたセルごとの受波信号に対して方位計算処理を行って方位を算出する方位計算処理部37と、信号レベルが正規化された受波信号に基づいてセルごとにレベル検出を行うレベル検出処理部38と、方位計算処理部37で算出された方位に基づき、連結対象の2つのセルの方位が方位差に関するしきい値以内かどうかを判定する方位判定処理部39と、セルの周波数連結を行う周波数連結処理部40と、セルの時間連結処理を行う時間連結処理部41と、時間連結処理及び周波数連結処理によってセルが連結されたスペクトログラムを生成する表示処理部42と、表示処理部42によって生成されたスペクトログラムを表示する表示部43と、を備えている。送波器31が水中または海中に放射する音波パルスは例えばPCWパルスである。
This active sonar device is intended to detect a moving
図7に示す構成においては、復調処理部34によって前処理ブロック21が構成され、周波数解析部35、正規化処理部36及び方位計算処理部37によって信号処理ブロック22が構成されている。また、方位判定処理部39、周波数連結処理部40及び時間連結処理部41によって検出連結処理部として機能する検出連結処理ブロック24が構成されており、この検出連結処理ブロック24とレベル検出処理部38とによって信号検出ブロック23が構成されている。送波器31が無変調の音波パルスを送波する場合には、復調処理部34を設ける必要はない。
In the configuration shown in FIG. 7, the
検出連結処理ブロック24は、検出値がしきい値を超えているセルの連結処理を行うものである。本実施形態では、検出値がしきい値を超えているセルが時間方向あるいは周波数方向に隣接していても、周波数連結処理部40及び時間連結処理部41は、方位判定処理部39での判定結果に基づき、連結しようとするセルの方位差が方位差に関するしきい値以内にない場合には、それらのセルの連結を行わない。その結果、図7に示すアクティブソーナー装置によれば、図6に示すように、残響とエコーとの周波数が近接する場合であっても、残響とエコーとが別々に連結されて検出されることになる。
The detection
表示部43に表示するスペクトログラムにおいて、信号の到来方位に応じてセルの表示色を変える場合(カラーグラム表示とする場合)には、方位計算処理部37での方位計算結果を表示処理部42にも供給し、表示処理部42がカラーグラムを生成して表示部43に表示するようにすればよい。
In the spectrogram displayed on the
さらに本実施形態では、スペクトログラムあるいはカラーグラム上において、オペレータによって指定された特定の方位からの信号だけを画面上に表示し、信号を検出できるようにすることもできる。例えば、ある水域または海域内においてオペレータが指定した位置に目標物が存在するか否かを判断したい場合がある。その場合には、その水域または海域の複数の位置に受波器を配置し、各受波器において反射波を受波する。そして、受波器ごとに、その受波器の位置に応じて、指定された位置からの信号のみを検出、表示するようにする。図8に示した例では、海域内に3個の受波器(受波器#1〜#3)が配置されている。そして、オペレータによって海域内の特定の位置Pが指定された場合、受波器#1〜#3からの結果を表示する場合に、それぞれ、位置Pを含む狭い方位範囲θ1,θ2,θ3からの信号に基づく検出結果だけを表示するようにする。
Furthermore, in the present embodiment, on the spectrogram or colorgram, only signals from a specific direction designated by the operator can be displayed on the screen so that the signals can be detected. For example, there is a case where it is desired to determine whether or not a target exists at a position designated by an operator in a certain water area or sea area. In that case, wave receivers are arranged at a plurality of positions in the water area or the sea area, and reflected waves are received by the wave receivers. For each receiver, only a signal from a designated position is detected and displayed according to the position of the receiver. In the example shown in FIG. 8, three receivers (
この場合、オペレータによって指定される位置Pは、例えば、平面座標系(xy座標系)での値として表されるから、受波器ごとに、その受波器の位置に基づいて、位置Pがどの方位に存在するかを計算する必要があり、その計算された方位に基づいて表示を制限する。 In this case, since the position P designated by the operator is expressed as a value in a plane coordinate system (xy coordinate system), for example, the position P is determined for each receiver based on the position of the receiver. It is necessary to calculate which azimuth exists, and display is limited based on the calculated azimuth.
図9は、複数の受波器を備え、オペレータによって指定された位置に基づいて受波器ごとに特定方位からの信号に基づく結果のみを表示、検出できるようにしたアクティブソーナー装置の具体的な構成例を示している。図9に示すアクティブソーナー装置は、図7に示すものと同様のものであるが、受波器33が複数設けられている点と、表示処理部の代わりに位置情報変換処理部44と表示制限処理部45が設けられている点で、図7に示すたものと異なっている。複数の受波器33は、異なる位置に配置されており、復調処理部34は、これらの受波器33を切り替えて復調処理を実行する。あるいは、前処理ブロック21、信号処理ブロック22及び信号検出ブロック23において、複数の受波器33の各々からの信号に対する処理を並列して実行するようにしてもよい。
FIG. 9 shows a specific example of an active sonar apparatus that includes a plurality of receivers and that can display and detect only results based on signals from a specific direction for each receiver based on a position specified by an operator. A configuration example is shown. The active sonar device shown in FIG. 9 is the same as that shown in FIG. 7 except that a plurality of
位置情報変換処理部44は、オペレータによって入力された位置を、受波器ごとにその受波器からの方位角に変換する。表示制限処理部45は、上述の表示処理部42と同様の機能を有するものであるが、さらに、位置情報変換処理部44によって変換された受波器ごとの方位角によって、その受波器で検出した信号の表示を制限する機能を有する。これにより、オペレータが入力した位置に基づき、受波器ごとに、特定方位からの信号に基づく結果のみが表示部43の画面上に表示されるようになる。
The position information
21 前処理ブロック
22 信号処理ブロック
23 信号検出ブロック
24 検出連結処理ブロック
30 目標
31 送波器
32 送信処理部
33 受波器
34 復調処理部
35 周波数解析部
36 正規化処理部
37 方位計算処理部
38 レベル検出処理部
39 方位判定処理部
40 周波数連結処理部
41 時間連結処理部
42 表示処理部
43 表示部
44 位置情報変換処理部
45 表示制限処理部
21
Claims (8)
音響信号を受波信号として受波することと、
前記受波信号に対して周波数解析を行うことと、
検出における単位周波数幅及び単位時間幅の領域をセルとして、前記周波数解析の結果に基づき前記セルごとに前記受波信号の到来方位と強度とを求めることと、
前記強度が第1のしきい値を超えているセルが周波数方向または時間方向に隣接する場合に、当該隣接するセルにおける到来方位の差が第2のしきい値以内かどうかを判定し、前記第2のしきい値以内である場合に、当該隣接するセルを1つの検出として連結することと、
を有する、信号検出方法。 A signal detection method in an active sonar device,
Receiving an acoustic signal as a received signal;
Performing frequency analysis on the received signal;
Using the region of unit frequency width and unit time width in detection as a cell, obtaining the arrival direction and intensity of the received signal for each cell based on the result of the frequency analysis,
When a cell whose strength exceeds the first threshold is adjacent in the frequency direction or the time direction, it is determined whether the difference in arrival direction in the adjacent cell is within a second threshold; Concatenating the adjacent cells as one detection if within the second threshold;
A signal detection method.
受波器で受波した信号に対して周波数解析を行う周波数解析部と、
検出における単位周波数幅及び単位時間幅の領域をセルとして、前記周波数解析の結果に基づき前記セルごとに前記音響信号の到来方位を求める方位計算処理部と、
前記周波数解析の結果に基づき前記セルごとに前記音響信号の強度を求めるレベル検出処理部と、
前記強度が第1のしきい値を超えているセルが周波数方向または時間方向に隣接する場合に、当該隣接するセルにおける到来方位の差が第2のしきい値以内かどうかを判定し、前記第2のしきい値以内である場合に、当該隣接するセルを1つの検出として連結する検出連結処理部と、
を有する、アクティブソーナー装置。 A receiver for receiving an acoustic signal;
A frequency analysis unit that performs frequency analysis on the signal received by the receiver;
An area of a unit frequency width and a unit time width in detection as a cell, and an azimuth calculation processing unit for obtaining an arrival direction of the acoustic signal for each cell based on the result of the frequency analysis;
A level detection processing unit for obtaining the intensity of the acoustic signal for each cell based on the result of the frequency analysis;
When a cell whose strength exceeds the first threshold is adjacent in the frequency direction or the time direction, it is determined whether the difference in arrival direction in the adjacent cell is within a second threshold; A detection concatenation processing unit that concatenates the adjacent cells as one detection when it is within the second threshold;
An active sonar device.
前記セルごとに当該セルでの前記受波信号の強度に応じた輝度を用いて、検出結果をスペクトログラムとして前記表示部に表示させる表示処理部と、
をさらに有する、請求項5に記載のアクティブソーナー装置。 A display unit;
A display processing unit that displays a detection result as a spectrogram on the display unit using a luminance corresponding to the intensity of the received signal in the cell for each cell;
The active sonar device according to claim 5, further comprising:
位置の指定を受け付け、前記位置を前記受波器からの方位角に変換する位置情報変換処理部と、
前記変換された方位角に対応する到来方位の検出結果のみを前記表示部に表示させる表示制限処理部と、
をさらに有する、請求項5に記載のアクティブソーナー装置。 A display unit;
A position information conversion processing unit that receives a designation of a position and converts the position into an azimuth angle from the receiver;
A display restriction processing unit that causes the display unit to display only the detection result of the arrival direction corresponding to the converted azimuth angle;
The active sonar device according to claim 5, further comprising:
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