JP5369412B2 - アクティブソーナー装置およびアクティブソーナー装置による残響除去方法 - Google Patents
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Description
送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と、を有してなるアクティブソーナー装置であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去海域として抽出する検出除去海域抽出部と、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理部と、
前記受波信号のうち前記信号処理部にて計算されたレベルがあらかじめ設定されている閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出部と、
前記信号検出部にて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出部にて抽出された検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去する検出除去判定部と、を備えることを特徴とする。
送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と、を有してなるアクティブソーナー装置がおこなう残響除去方法であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去海域として抽出する検出除去海域抽出ステップと、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理ステップと、
前記受波信号のうち前記信号処理ステップにて計算されたレベルがあらかじめ設定されている閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出ステップと、
前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出ステップにて抽出された検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去するステップと、を有することを特徴とする。
2 信号処理部
3 信号検出部
4 情報変換部
5 検出除去判定部
6 表示部
11 海底深度データベース
12 海底凸海域抽出部
13 海底勾配海域抽出部
14 沈船データベース
15 海底深度データ抽出部
16 海底障害物データ抽出部
121 エッジ検出フィルタ処理部
122 閾値判定処理部
131 平滑化フィルタ処理部
132 勾配計算部
133 閾値判定処理部
Claims (14)
- 送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と、を有してなるアクティブソーナー装置であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去海域として抽出する検出除去海域抽出部と、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理部と、
前記受波信号のうち前記信号処理部にて計算されたレベルがあらかじめ設定されている閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出部と、
前記信号検出部にて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出部にて抽出された検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去する検出除去判定部と、を備えることを特徴とするアクティブソーナー装置。 - 前記信号処理部は、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来角度を表す方位をさらに計算し、
前記信号検出部は、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を表す時間方位情報を計算することとし、
前記アクティブソーナー装置は、さらに、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記信号検出部にて検出されたエコー信号の時間方位情報を基に、検出されたエコー信号が反射された海域の位置情報を推定し、当該推定結果を基に、前記信号検出部にて検出されたエコー信号の時間方位情報を位置情報に変換する情報変換部を有し、
前記検出除去判定部は、前記検出除去海域抽出部にて抽出された検出除去海域の位置情報と前記情報変換部にて変換されたエコー信号の位置情報とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記信号検出部にて検出されたエコー信号が前記検出除去海域にて反射したエコー信号であるか判定する、請求項1に記載のアクティブソーナー装置。 - 前記信号処理部は、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来角度を表す方位をさらに計算し、
前記信号検出部は、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を表す時間方位情報を計算することとし、
前記アクティブソーナー装置は、さらに、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記検出除去海域の位置情報を基に、前記検出除去海域にて反射したエコー信号の前記受波器への到来時間と到来方位を推定し、当該推定結果を基に、前記検出除去海域抽出部にて抽出された検出除去海域の位置情報を時間方位情報に変換する情報変換部を有し、
前記検出除去判定部は、前記信号検出部にて計算されたエコー信号の時間方位情報と前記情報変換部にて変換された検出除去海域の時間方位情報とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記信号検出部にて検出されたエコー信号が前記検出除去海域にて反射したエコー信号であるか判定する、請求項1に記載のアクティブソーナー装置。 - 前記検出除去海域抽出部は、
前記海底深度データを海底深度画像データとして記録した海底深度データベースと、
前記海底深度データベースから捜索海域の海底深度画像データを抽出する海底深度データ抽出部と、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、音波の反射が起こりやすい、盛り上がって凸状になっている凸地形が存在する海底凸海域を前記検出除去海域として抽出する海底凸海域抽出部と、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、音波の反射が起こりやすい、登りの勾配が急峻な勾配地形が存在する海底勾配海域を前記検出除去海域として抽出する海底勾配海域抽出部と、を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載のアクティブソーナー装置。 - 前記検出除去海域抽出部は、
前記海底障害物データを記録した海底障害物データベースと
前記海底障害物データベースから、捜索海域に存在する障害物の海底障害物データを抽出し、海底障害物データにより表される位置の周囲の海域を前記検出除去海域として抽出する海底障害物データ抽出部とをさらに有する、請求項1から3のいずれか1項に記載のアクティブソーナー装置。 - 前記海底凸海域抽出部は、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記海底深度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量を計算するエッジ検出フィルタ処理部と、
前記エッジ検出フィルタ処理部にて計算された隣接するデータ間の変化量を、あらかじめ設定された閾値と比較し、当該閾値を越えている海域を海底凸海域として抽出する閾値判定処理部と、を有する、請求項4記載のアクティブソーナー装置。 - 前記海底勾配海域抽出部は、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記海底深度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量があらかじめ設定されている閾値よりも大きい部分に、他の隣接するデータ間の変化量の平均値を代入することで隣接するデータ間の変化量を小さくする平滑化フィルタ処理部と、
前記平滑化フィルタ処理部にて処理された海底深度画像データを基に、隣接するデータ間の微係数を計算することで、捜索海域の海底の勾配の急峻さを求める勾配計算部と、
前記勾配計算部にて計算された隣接するデータ間の微係数を、あらかじめ設定されている閾値と比較し、当該閾値を越えている海域を海底勾配海域として抽出する閾値判定処理部と、を有する、請求項4記載のアクティブソーナー装置。 - 送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と、を有してなるアクティブソーナー装置がおこなう残響除去方法であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去海域として抽出する検出除去海域抽出ステップと、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理ステップと、
前記受波信号のうち前記信号処理ステップにて計算されたレベルがあらかじめ設定されている閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出ステップと、
前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出ステップにて抽出された検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去するステップと、を有することを特徴とするアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記信号処理ステップでは、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来角度を表す方位をさらに計算し、
前記信号検出ステップでは、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を表す時間方位情報を計算し、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号の時間方位情報を基に、検出されたエコー信号が反射された海域の位置情報を推定し、当該推定結果を基に、前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号の時間方位情報を位置情報に変換する情報変換ステップをさらに有し、
前記検出除去判定ステップでは、前記検出除去海域抽出ステップにて抽出された検出除去海域の位置情報と前記情報変換ステップにて変換されたエコー信号の位置情報とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号が前記検出除去海域にて反射したエコー信号であるか判定する、請求項8に記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記信号処理ステップでは、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来角度を表す方位をさらに計算し、
前記信号検出ステップでは、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を表す時間方位情報を計算し、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記検出除去海域の位置情報を基に、前記検出除去海域にて反射したエコー信号の前記受波器への到来時間と到来方位を推定し、当該推定結果を基に、前記検出除去海域抽出ステップにて抽出された検出除去海域の位置情報を時間方位情報に変換する情報変換ステップをさらに有し、
前記検出除去判定ステップでは、前記信号検出ステップにて計算されたエコー信号の時間方位情報と前記情報変換ステップにて変換された検出除去海域の時間方位情報とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号が前記検出除去海域にて反射したエコー信号であるか判定する、請求項8に記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記検出除去海域抽出部ステップは、
前記海底深度データを海底深度画像データとして記録した海底深度データベースから捜索海域の海底深度画像データを抽出する海底深度データ抽出ステップと、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された海底深度画像データを基に、音波の反射が起こりやすい、盛り上がって凸状になっている凸地形が存在する海底凸海域を前記検出除去海域として抽出する海底凸海域抽出ステップと、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された海底深度画像データを基に、音波の反射が起こりやすい、登りの勾配が急峻な勾配地形が存在する海底勾配海域を前記検出除去海域として抽出する海底勾配海域抽出ステップと、を有する、請求項8から10のいずれか1項に記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記検出除去海域抽出ステップは、
前記海底障害物データを記録した海底障害物データベースから、捜索海域に存在する障害物の海底障害物データを抽出し、海底障害物データにより表される位置の周囲の海域を前記検出除去海域として抽出する海底障害物データ抽出ステップをさらに有する、請求項8から10のいずれか1項に記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記海底凸海域抽出ステップは、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記海底深度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量を計算するエッジ検出フィルタ処理ステップと、
前記エッジ検出フィルタ処理ステップにて計算された隣接するデータ間の変化量を、あらかじめ設定されている閾値と比較し、当該閾値を越えた海域を海底凸海域として抽出する閾値判定処理ステップと、を有する、請求項11記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記海底勾配海域抽出ステップは、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記海底深度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量があらかじめ設定されている閾値よりも大きい部分に、他の隣接するデータ間の変化量の平均値を代入することで隣接するデータ間の変化量を小さくする平滑化フィルタ処理ステップと、
前記平滑化フィルタ処理ステップにて処理された海底深度画像データを基に、隣接するデータ間の微係数を計算することで、捜索海域の海底の勾配の急峻さを求める勾配計算ステップと、
前記勾配計算ステップにて計算された隣接するデータ間の微係数を、あらかじめ設定されている閾値と比較し、当該閾値を越えた海域を海底勾配海域として抽出する閾値判定処理ステップと、を有する、請求項11記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。
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