JP5668516B2 - ソーナーシステム、受信装置、ソーナー用目標物特定方法、及びそのプログラム - Google Patents
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Description
クロスファンビーム方式によると、ソーナーヘッドに送波素子のラインアレイである送波器と受波素子のラインアレイである受波器とが直交するように配置し、送波器から水中に向かって左右に扇形に広がるビーム(ファンビーム)を発信し、直交する受波器も扇形のビーム形状で反射を待ち受けることにより、交点それぞれの測定値が得られる。
まず、送信タイミング制御回路から出力する送信タイミング制御信号を移相/周波数制御回路に供給し、移相/周波数制御回路において送信タイミング制御信号に基づき送波器の数に対応した数の周波数データ及び移相データを生成して出力する。周波数データは送信パルス発生回路に供給し、ここで各送波器に対応する周波数データ毎にパルス変調して各励振信号を生成する。さらに各励振信号を対応する可変移相回路に供給すると共に移相/周波数制御回路から各移相データを対応する可変移相回路に供給し、各可変移相回路において励振信号に対し移相データに応じた位相を与える。所定の位相を与えた各励振信号を電力増幅させてから対応する各送波器に印加し各送波器を励振駆動する。これにより、各送波器から時系列でかつビーム扁平面に交差する方向に微小角度ずつシフトさせて水中の目標物の方向に向けて送波ファンビームを送信する。
画像再生処理装置では、受波器から入力する周波数分離信号の垂直方向及び水平方向に展開するレベルデータを算出し、画像データとして表示器に出力する。表示器ではレベルを輝度に置き換え表示する。
各送波素子には対応する可変移相回路と増幅器とを介して移相データと励振信号とが入力される。各送波器は、送波ファンビーム方向を移相データに応じて例えば垂直方向に変化させながら、周波数が第1の周波数から第2の周波数に連続的に変化する送波ファンビーム音を水中に放射する。
画像制御回路は、画像化する周波数範囲が与えられると、第3及び第4の周波数の設定により周波数分離回路内の各フィルタの中心周波数と帯域幅を可変制御する。これにより、反射音の特定周波数成分/特定角度範囲を抽出できるとした。
本発明は、上記に鑑みなされたもので、目標物が移動し反射受信信号にドップラーが付され受信周波数が変化していても、ドップラーの無い周囲環境の残響と有効に分離できて目標物を画像表示用として正確に検出することを可能とするソーナーシステム、送信装置、受信装置、ソーナー用目標物特定方法、およびそのプログラムを提供することを、その目的とする。
扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を反射ドップラー信号として受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部と、を有し、
前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成されている。
前述した複数の各送波素子を同時に励振するための励振信号を生成する励振信号生成回路部を備え、前記励振信号を、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波とすると共に当該バルク波をその繰り返し周期毎に異なった周波数から成る少なくとも二以上の単位励振信号を断続して時系列に並べて成る異なった周波数ホッピング信号dをもって構成しされている。
前記受波器で受信される前記目標物からの反射受信波である反射ドップラー信号を予め設定された方位角度毎に順次受信すると共に当該反射ドップラー信号の要部を成す前記周波数ホッピング信号dの単位励振信号を対象としてこれを経時的に複数回サンプルホールドするサンプルホールド回路と、このサンプルホールドにより取得された反射ドップラー信号にかかる前記バルク波の前記単位励振信号を対象として、予めドップラーシフトさせて生成された複数のレプリカ信号との間で受信方位毎に相関をとり前記目標物からの反射信号を特定するレプリカ相関部と、このレプリカ相関部で特定された反射信号を画像表示用として記憶する目標物特定情報記憶部とを含む構成したことを特徴とする。
前記送波器を前記目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成する。
前記複数の各送波素子を同時に励振するための励振信号である周波数ホッピング信号dを生成し出力する励振信号生成回路部と、この励振信号生成回路部で生成される周波数ホッピング信号dの位相を前記各送波素子毎に順次変化した状態に設定して対応する当該各送波素子に同時に印加し前記送波ファンビーム音の一の送信方位を特定する送信方位特定機能を備えた送信方位設定部とを有する。
アレイ状に配列されてなる複数の送波素子を備えた送波器が一定周期で繰り返す広帯域のバルク波に付勢され目標物に向けて扇状の送波ファンビーム音を送信すると共に前記目標物からの反射波が戻ってきた場合にこれを受信する受波器と、この受波器が備えている複数の各受波素子を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を予め設定する受信方位設定部と、前記受波器で受信されるドプラーシフトされた反射受信信号を信号処理すると共に当該目標物の所在を特定する受信信号処理手段と、これら各部の動作を制御する主制御部とを備えている。
前記受波器で受信される前記目標物からのドップラーシフトされた反射受信波が前記受信方位設定部を介して予め設定された受信方位角度毎に順次受信された場合に当該反射受信信号を経時的に複数回サンプルホールドし出力するサンプルホールド回路と、このサンプルホールドされた前記反射受信信号を前記バルク波を構成する複数の単位励振信号を対象とし且つこれに対応して予め生成された複数のレプリカ信号とについて受信方位毎に相関をとりこれによって目標物からの正規の反射信号を特定するレプリカ相関部と、このレプリカ相関により特定された正規の反射信号を画像表示用の目標物特定情報として記憶する目標物特定情報記憶部と、を含む構成としたことを特徴とする。
扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部と、を有し、前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにあって、
前記受波器が受信した反射受信信号を前記単位励振信号毎にこれに対応して予め準備されたドップラーシフト付の複数のレプリカ信号に基づいて、受信信号相関処理部が相関をとることにより正規の反射信号を順次特定し(受信信号処理工程)、
この特定された反射信号のドップラー情報及び当該反射信号にかかる送受信のタイミング情報並びに反射強度情報に基づいて前記目標物の位置及び移動方位を、画像値データ処理部が画像表示用として特定するようにしたことを特徴とする(画像表示データ特定工程)。
扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部と、を有し、前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにあって、
この周波数ホッピング信号dに基づいて生成される励振信号を前記送波器に印加すると共に、前記バルク波の繰り返し周期に対応して前記送波器駆動制御手段21の送信方位設定部が作動し、前記アレイ状の各送波素子を同時に駆動して前記目標物に向けて発信する扇状送波ファンビーム音の方位を前記各送波素子の一方の側から他方に側に向けて断続的にその切り換え設定する送信方位切換え設定機能(送波ファンビーム音発信工程)、
前記受波器が受信した反射受信信号を前記単位励振信号毎にこれに対応して予め準備されたドップラーシフト付の複数のレプリカ信号に基づいて、受信信号相関処理部が相関をとることにより正規の反射信号を順次特定する反射信号特定処理機能(受信信号処理工程)、
まず、図1乃至図4において、ソーナーシステム100は、扇状に広がる送波ファンビーム音TF1 ,TF2 ,……,TFY(Y は本実施形態では800)を目標物に向けて順次切り換え送信する送波器20及び当該送波器20を励振制御する送波器駆動制御手段21を備えた送信装置部100Aと、前記目標物からの反射音を反射ドップラー信号として受信する受波器30及び当該受波器30を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部34並びに前記受波器30で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用の反射受信信号として特定する受信信号処理手段37を備えた受信装置部100Bとを備えている。
上記送信装置部100Aが備えている送波器20は、探知用の目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子201 ,202 ,……,20n により構成されている。又、上記受波器30は、同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器20に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子301 ,302 ,……,30m により構成されている。ここで、本実施形態では、m=n=10に設定されている。図3に、これら送波器20および受波器30の配置状態の一例を示す。
図4(A)に、この場合の送波ファンビーム音TF(TF1 ,TF2 ,……,TFY )の送信方向の例を示す。ここで、本実施形態では、Y=800に設定されている。
次に、本実施形態に係る受信装置部100Bについて説明する。
図1乃至図9において、受信装置部100Bは、前述した目標物からの反射音であるドプラーシフトされた反射ドップラー信号を、前述したアレー状の送信器20に対してクロスビームの状態で受信する受波器30と、この受波器30を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を小刻みに設定する受信方位設定部34と、前記受波器30で受信される反射音を信号処理すると共に前記目標物の所在を表示する画像表示用の反射受信信号として特定する受信信号処理手段37とを備えている。
この受信方位設定部34は、前記受波器30が反射音である送波ファンビーム音TF1
乃至TFY を受信し順次取り込むに際しては、前述した送信器20からのバルク波である送波ファンビーム音TF1 乃至TFY の発信のタイミングで(直接的には主制御部10から出力されるパルス信号aに付勢されて)、当該扇状の送波ファンビーム音TF1 乃至TFY の反射音に対してその扇状の面に直交する方向に向けて扇状の受信領域を設定する受信方位設定機能と、前記一の送波ファンビーム音(例えば図4(A)におけるTF1 の反射音)に対して本実施形態では1,000回の扇状の受信領域を前記各受波素子301 ,302 ,……,30m の一方から他方に向けて一定角度で断続的に順次切り換え設定する受信方位可変設定機能とを備えている。
る受信方位角度を設定する複数の受信側可変移相回路361 〜36m と、この各受信側可変移相回路361 〜36m を介して前記各受波素子301 〜30m の受信動作を制御し前述した送波ファンビーム音の扇状ビーム面に直交する向きに扇状の受波ビーム領域を設定すると共に当該扇状受波ビーム領域RF1 ,RF2 ,……,RFX を上述したように前記各受波素子の一方の側から他方の側に向けて高速で可変設定する扇状受波ビーム設定回路35とを備えている(図1,図4(A)参照)。ここで、本実施形態では、X=1,000に設定されている。
この内、上記したレプリカ信号生成部40は、前述した周波数シンセサイザ22bから出力される周波数の異なる単位励振信号f1a,f2a,f3a,f4aからなる励振信号(バルク波信号)に基づいて当該単位励振信号f1a,f2a,f3a,f4aを基準とし予め想定されるプラス方向およびマイナス方向に順次変化して成る異なった周波数の複数のレプリカ信号(本実施形態では101個)を生成し前記レプリカ相関部41へ出力する機能を備えている。この複数のレプリカ信号の生成は前述した励振信号(バルク波信号)Bの繰り返して出力される度に、当該励振信号(バルク波信号)Bの内容に合わせて繰り返し生成され出力されるようになっている。
このため、本実施形態では、各単位励信信号f1a,f2a,f3a,f4aと同一の周波数を基準レプリカ信号として合計101個のレプリカ信号が予め生成され記憶される。
このようにして、この例では、レプリカ信号生成部40は、ドップラーゼロの周波数を含めて101個のレプリカ信号を生成する。なお、レプリカ信号を101個にするのは一例に過ぎない。
レプリカ相関部41は、図1乃至図2に示すように、レプリカ信号生成部40で生成された複数のレプリカ信号を記憶するレプリカ信号記憶部42b,及び前述したサンプルホールド回路39でサンプリングされた反射受信信号の単位励振信号f1a,f2a,f3a,f4aを記憶する受信信号記憶部42aを備えた信号記憶部42と、この信号記憶部で記憶された前記反射受信信号について前記記憶されたレプリカ信号に基づいて相関処理を実行する受信信号相関処理部44とを備えている。
更に、上記受信信号処理手段37の出力段には、前述した目標物特定情報記憶部45に記憶された反射受信信号にかかる送受信のタイミング情報および反射レベルに基づいて前記目標物の所在位置およびその形状の大小にかかる各情報を特定する画素値データ処理を行う共に、前記反射受信信号の各受信方位に対応した表示用の座標データを付して座標データを生成し当該座標データを予め別に装備されたソーナー画像表示部に画像表示する反射信号画像処理手段50が併設されている。
次に、上記実施形態におけるソーナーシステムの全体的な動作を、図10乃至図11に基づいて説明する。
最初に、目標物探索用として水中に発信される扇状送波ファンビーム音の生成および送信動作について説明し、続いて、目標物からの反射波に対する受信動作及びその受信信号に対する信号処理について順次説明する。
図1に示すソーナーシステム100は、送信装置部100A側では、励振信号生成回路部22が周波数ホッピング信号からなるn個(本実施形態では10個)の異なった励振信号を送波素子201 〜20n に同時に印加することをY回(本実施形態では800回)繰り返すことにより、図4(A)に示すように、送波器20が第1〜第yの送波ファンビームTF1 〜TFY を順次に形成し送波ファンビーム音として水中に向かって送波する。
ここで、本実施形態では、n=m=10を想定しており、また、X=1,000、Y=800、を想定している。
以下、これを具体的に説明する。
システム全体を稼働状態に設定すると、まず、前記複数の各送波素子201 〜20n を同時に励振する励振信号として、前記送波器駆動制御手段21の励振信号生成回路部22が一定周期で繰り返す広帯域のバルク波Bで且つ異なった周波数の少なくとも二以上の断続した単位励振信号(本実施形態では4個の単位励振信号)から成る異なった周波数ホッピング信号dを、前記バルク波Bの繰り返し周期毎に新たに生成し出力する(図10:S101乃至S105/周波数ホッピング信号生成工程)。
次に、上述した送波器20から送信された送波ファンビーム音が目標物から反射してきた場合、まず、この反射波をドップラーシフトされた反射受信信号として受波器30が受信する。
同時に、この各扇状受波ビームで捕捉されるドップラーシフトされた前記反射波にかかる受信信号は、前記送波器20の各受信素子201 〜20n により同時に各別に受信される(図11:ステップS202/信号個別受信工程)。
上記レプリカ相関処理では、レプリカ相関部41が一時記憶している反射受信信号に対し、画素対応方位が同一で、四つの周波数に関するサンプルホールドされた順位が同位の四つの受信信号を1組のデータ信号として読み出すと共に、各レプリカ信号記憶部42bが一時記憶してレプリカ信号を読み出すと共に読み出した1組のデータ信号と対応するレプリカ信号との相関をとり、ビーム信号の音圧強度とドップラーとを組み合わせたレプリカ相関値を出力する。この相関処理をサンプルホールド受信回数の分繰り返して、一の画素対応方位のレプリカ相関を終了する。こうして次々に画素対応方位毎にレプリカ相関を行う。
このように、上記構成のソーナーシステム100によれば、送波器20が第1〜第yの送波ファンビームTF1 〜TFY を形成し、異なる周波数からなる送波ファンビーム音を水中に向かって送波し、受波器30が、一つの送波ファンビームの一つの周波数に対して第1〜第xの受波ファンビームRF1 〜RFX で切替式に待ち受けて反射音を受波し、受信方位設定部34が、周波数ホッピング信号に対応したレプリカ信号を生成して待ち受けると共に指向性を有するビーム信号を取得し、レプリカ相関部40が、ビーム信号とレプリカ信号とをレプリカ相関してレプリカ相関値を出力し、画素値データ処理部47が目標物特定情報記憶部46に記憶されたレプリカ相関値を読み出して画素値データ処理を行い、画像表示装置50が画素値データを入力して表示画面に水中の目標物の正確な位置、距離、移動速度及び影像に関するY×Xのドット(Yは垂直方向のドット数,Xは水平方向のドット数)を表示することができる。
例えば、ホッピングパターン発生器22aは、上記のように、タイミング制御信号bを入力する毎に、ランダムに異なったホッピングパターン信号を周波数シンセサイザ22bに出力するようになっていてもよいし、また、送波素子201 〜20n が形成する送波ファンビームの数に対応した1サイクル分の異なったホッピングパターンを用意していて、タイミング制御信号bを入力する毎に、異なったホッピングパターン信号を周波数シンセサイザ22bに出力するようになっていてもよい。
また、送波素子201 〜20n で形成する送波ファンビームの形成順序が本実施形態とは逆に送波方向が下向きの角度から上向きの角度になるまで走査してもよい。
ここで、上述した各実施形態について、その新規な技術内容の要点を以下に示す。尚、これは、技術内容の要点であり、本発明をこれに限定するものではない。
扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を反射ドップラー信号として受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部と、を有し、
前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにおいて、
前記送波器駆動制御手段が、
前記複数の各送波素子を同時に励振するための励振信号を生成する励振信号生成回路部を備え、前記励振信号を、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波とすると共に当該バルク波をその繰り返し周期毎に異なった周波数から成る少なくとも二以上の単位励振信号を断続して時系列に並べて成る異なった周波数ホッピング信号dをもって構成し、
前記受信信号処理手段を、
前記受波器で受信される前記目標物からの反射受信波である反射ドップラー信号を予め設定された受信方位角度毎に順次受信すると共に当該反射ドップラー信号の要部を成す前記周波数ホッピング信号dの単位励振信号を対象としてこれを経時的に複数回サンプルホールドするサンプルホールド回路と、
このサンプルホールドにより取得された反射受信波にかかる前記バルク波の前記各単位励振信号を対象として、予めドップラーシフトさせて生成された複数のレプリカ信号との間で受信方位毎に相関をとり前記目標物からの反射信号を特定するレプリカ相関部と、
このレプリカ相関部で特定された反射信号を画像表示用として記憶する目標物特定情報記憶部とを含む構成したことを特徴とするソーナーシステム。
付記1に記載のソーナーシステムにおいて、
前記受信信号処理手段に、前記目標物特定情報記憶部に記憶された前記反射信号にかかる送受信のタイミング情報および反射レベルに基づいて前記目標物の所在位置および形状にかかる各情報を特定する画素値データ処理を行う共に、前記各受信方位に対応した表示用の座標データを付して座標データを生成し当該座標データを予め別に装備されたソーナー画像表示部に画像表示する反射信号画像処理手段を併設したことを特徴とするソーナーシステム。
付記1に記載のソーナーシステムにおいて、
前記励振信号生成回路部は、周波数変調に必要な周波数情報として少なくとも二つの変調用周波数データを含むホッピングパターン信号cを乱数値に基づいて特定し出力するホッピングパターン発生器と、前記ホッピングパターン信号cと前記主制御部から一定周期で出力されるパルス波aとに基づいて励振信号である前記周波数ホッピング信号dを生成し一定周期で繰り返すバルク波として出力する周波数シンセサイザとを備えて構成されていることを特徴としたソーナーシステム。
付記3に記載のソーナーシステムにおいて、
前記ホッピングパターン発生器は、予め乱数発生回路を有すると共に、前記送波素子の共振周波数における共振時のQを下げた状態で得られる広帯域の共振信号の内の有効に共振が得られる最小限度および最大限度の各周波数に対応した最小および最大の乱数値を予め設定し、前記乱数発生回路から順次出力される複数の乱数値に対応した任意の周波数値の組合せを前記ホッピングパターン信号cとして特定する機能を備え、
前記周波数シンセサイザ22bは、前記ホッピングパターン信号cに基づいて前記主制御部から一定間隔で送り込まれるパルス信号aをパルス変調し励振信号としての前記周波数ホッピング信号dを前記バルク波として出力する機能を備えていることを特徴としたソーナーシステム。
付記4に記載のソーナーシステムにおいて、
前記送波器駆動制御手段は、
前記励振信号生成回路部で生成される周波数ホッピング信号dを送信器用励振信号として入力すると共に、当該周波数ホッピング信号dに基づいて前記各送波素子に対応した数で且つ前記送波ファンビーム音の送信方位に対応して設定される位相が順次異なった複数の励振信号を生成し当該生成された複数の励振信号を対応する前記各送波素子に同時に印加する送信方位設定部を備えていることを特徴としたソーナーシステム。
付記5に記載のソーナーシステムにおいて、
前記送信方位設定部は、
前記各送波素子に印加する前記複数の各励振信号の位相を順次変化した状態に設定して対応する前記各送波素子に同時に印加し前記送波ファンビーム音の一の送信方位を特定する送信方位特定機能と、
前記主制御部に制御されて作動し予め設定された一定のタイミングで前記各送波素子から出力される送波ファンビーム音の送信方位を前記複数の各励振信号に設定する位相の印加パターンを変化させて一方の側から他方の側に向けて一定の角度間隔で断続的に順次切換え設定する送信方位切換え設定機能とを備えていることを特徴としたソーナーシステム。
付記4に記載のソーナーシステムにおいて、
前記送信方位設定部を、位相が異なる周波数ホッピング信号dを前記複数の各送波素子に同時に印加する複数の可変移相回路と、この複数の各可変移相回路に対して前記励振信号生成回路部で生成される周波数ホッピング信号dが入力された場合に当該周波数ホッピング信号dの位相を前記送波ファンビーム音の送信方向に対応して順次変化した状態に設定するように対応する前記各可変移相回路に予め指令する移相制御回路24とにより構成したことを特徴とするソーナーシステム。
付記6に記載のソーナーシステムにおいて、
前記主制御部は、前記送波ファンビーム音の送信方位角度の送信角度断続切替え設定に際しては、その切り換え時間の時間間隔を予め設定されたプログラムに従って適宜可変設定する切換えタイミング設定機能を備えていることを特徴とするソーナーシステム。
付記1乃至6の何れか一つに記載のソーナーシステムにおいて、
前記受信装置部の受信方位設定部を、
前記受波器の各受波素子を個別に付勢して前記各送波ファンビーム音に対する受信方位角度を設定する複数の受信側可変移相回路と、この各受信側可変移相回路を介して前記各受波素子の受信動作を制御し前記送波ファンビーム音の扇状ビーム面に直交する向きに扇状の受波ビーム領域を設定すると共に当該扇状受波ビーム領域を前記各受波素子の一方の側から他方の側に向けて可変設定する扇状受波ビーム設定回路とを備えた構成としたことを特徴とするソーナーシステム。
付記9に記載のソーナーシステムにおいて、
前記扇状受波ビーム設定回路により前記各受波素子に切り換え設定される扇状受波ビーム領域の一の方位は、画像表示に際して設定される画面における1ドットに対応したものであることを特徴とするソーナーシステム。
付記9に記載のソーナーシステムにおいて、
前記受信装置部の受信信号処理手段を、
前記各受波素子で受信され前記受信方位設定部の前記各受信側可変移相回路を介して取り込まれる同一タイミングのドップラーシフトされた前記反射受信信号を加算処理する加算処理部と、
この加算処理部で加算処理されて成る前記反射受信信号を対象として前記サンプルホールド回路がサンプルホールドすると共に、このサンプルホールドされた前記反射受信信号を前記送信方位角度及び受信方位角度毎に分けて記憶する受信信号記憶部と、
このサンプルホールドされた前記反射受信信号に対応して予めドップラーシフトされた周波数信号であるレプリカ信号を,前記周波数ホッピング信号dに基づいて前記一の単位励振信号毎にそれぞれ複数生成するレプリカ信号生成部と、
このレプリカ信号生成部で生成される複数のレプリカ信号を前記送信方位角度毎に分けて記憶するレプリカ信号記憶部と、
前記記憶されたレプリカ信号と前記反射受信信号とを送信方位角度を合わせて且つ受信方位角度毎に相関をとり当該反射受信信号にかかる目標物からの反射信号およびそのドップラー量を順次特定する受信信号相関処理部とを含む構成とし、
前記サンプルホールド回路を、
前記加算処理部で加算処理されて成る前記反射受信信号の周波数及び感度情報を前記扇状受波ビーム設定回路で特定される一の受信方位角度毎に且つ前記反射受信信号を構成する複数の各単位励信信号毎にサンプルホールドする構成としたことを特徴とするソーナーシステム。
付記9に記載のソーナーシステムにおいて、
前記レプリカ信号生成部で生成されるレプリカ信号は、前記励振信号生成回路部で生成される周波数ホッピング信号dを構成する各単位励信信号に対応して生成され、当該各単位励信信号にかかる周波数を基準とし且つ想定される最大及び最小に変化するドップラー周波数の数値を前記基準周波数の前後でそれぞれ複数等分した場合に得られる等分した位置の複数のドップラー周波数値に基づいて生成されたものであることを特徴とするソーナーシステム。
付記11に記載のソーナーシステムにおいて、
前記受信信号相関処理部は、
前記反射信号及びそのドプラー量の特定に際しては、前記受信方位角度毎に得られる前記反射受信信号を構成する周波数ホッピング信号の各単位周波数信号を、レプリカ信号記憶部に記憶されている前記同一方位角度で且つ対応する順位の複数のレプリカ信号の全てについてその周波数を比較すると共に、同一又はこれに最も近い値の一の周波数のレプリカ信号を前記反射波にかかる反射信号として特定する相関処理機能と、
この特定された反射受信信号のドップラー情報及び当該反射受信信号にかかる送受信のタイミング情報に基づいて前記目標物の位置及び移動方位を特定する目標物特定機能と、を備え、
前記受信信号相関処理部に、当該受信信号相関処理部で特定された反射信号にかかる前記目標物の位置及び移動方位の各情報を記憶する目標物特定情報記憶部を併設したことを特徴とするソーナーシステム。
付記9に記載のソーナーシステムにおいて、
前記受信装置部の前記受信信号処理手段に、前記受信信号相関処理部で順次特定された前記目標物からの反射信号および当該反射信号にかかる情報を画像表示用として画像処理する反射信号画像処理手段を併設したことを特徴とするソーナーシステム。
扇状に広げられた送波ファンビーム音を目標物に向けて且つ一定周期で繰り返し送信する送波器と、この送波器を励振制御する送波器駆動制御手段と、この送波器駆動制御手段の全体的な動作を制御する主制御部とを備えたソーナー用送信装置において、
前記送波器を前記目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子をもって構成すると共に、
前記送波器駆動制御手段を、
前記複数の各送波素子を同時に励振するための励振信号である周波数ホッピング信号dを生成し出力する励振信号生成回路部と、この励振信号生成回路部で生成される周波数ホッピング信号dの位相を前記各送波素子毎に順次変化した状態に設定して対応する当該各送波素子に同時に印加し前記送波ファンビーム音の一の送信方位を特定する送信方位特定機能を備えた送信方位設定部とを有する構成とし、
前記送信方位設定部を、前記主制御部に制御されて作動し予め設定された一定のタイミングで前記各送波素子から出力される送波ファンビーム音の送信方位を前記複数の各励振信号の位相の印加パターンを繰り返し発信する送信ファンビーム音毎に変化させて一方の側から他方の側に向けて一定の角度間隔で断続的に順次切換え設定する送信方位切換え設定機能を備えた構成とし、
前記励振信号生成回路部で生成される前記励振信号を、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波とすると共に、このバルク波を少なくとも異なった周波数の断続した二以上の単位励振信号から成る前記ホッピング信号をもって構成したことを特徴とするソーナー用送信装置。
アレイ状に配列された複数の送波素子を備えた送波器から一定周期で繰り返えし発信された広帯域の扇状の送波ファンビーム音が目標物から反射して戻ってきた場合にこれを受信する複数の受波素子を備えた受波器と、この受波器の各受波素子を前記送波器のアレイ状送波素子に直交する方向に設置すると共に前記目標物からの反射音に対する受信方位を扇状の送波ファンビーム音に直交する方向の扇状の受波ビームとして予め設定する受信方位設定部と、前記受波器で受信されるドプラーシフトされた反射受信信号を信号処理すると共に当該目標物の所在を特定する受信信号処理手段と、これら各部の動作を制御する主制御部とを備えたソーナー用受信装置において、
前記送波器から一定周期で繰り返えし発信される広帯域の扇状の送波ファンビーム音は周波数の異なる複数の単位励振信号から成るバルク波を励信信号として繰り返し発信された送波ファンビーム音とすると共に、
前記受信信号処理手段を、
前記受波器で受信される前記目標物からのドップラーシフトされた反射受信信号が前記受信方位設定部を介して予め設定された受信方位角度毎に順次受信された場合に当該反射受信信号を経時的に複数回サンプルホールドし出力するサンプルホールド回路と、
このサンプルホールドされた前記反射受信信号を前記バルク波を構成する複数の単位励振信号を対象とし且つこれに対応して予め生成された複数のレプリカ信号とについて受信方位毎に相関処理すると共にこれによって目標物からの反射信号およびそのドプラー量を特定するレプリカ相関部と、
このレプリカ相関により特定された反射信号およびそのドプラー量にかかる情報を画像表示用の目標物特定情報として記憶する目標物特定情報記憶部とを含む構成としたことを特徴とするソーナー用受信装置。
扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部とを有し、更に、前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにあって、
前記複数の各送波素子を同時に励振する励振信号として使用する周波数ホッピング信号dを、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波で且つ異なった周波数の少なくとも二以上の断続した単位励振信号により構成すると共に、これを前記送波器駆動制御手段の励振信号生成回路部が前記バルク波の繰り返し周期毎に新たに生成し(周波数ホッピング信号d生成工程)、
この周波数ホッピング信号dを励信信号として前記複数の送波素子に印加するに際しては、前記前記送波器駆動制御手段の送信方位設定部が作動し、前記バルク波の繰り返し周期に対応して前記複数の送波素子毎に個別に位相制御すると共に、当該位相制御された周波数ホッピング信号dを前記アレイ状の各送波素子に同時に印加して前記目標物に向けて送信される扇状送波ファンビーム音の方位を、前記各送波素子の一方の側から他方に側に向けて断続的にその切り換え設定し(送波ファンビーム音発信工程)、
前記送波器から発信される送波ファンビーム音の前記目標物からの反射波をドップラーシフトされた反射受信信号として前記受波器が受信すると共に、この反射波の受信に際しては、前記受信方位設定部が稼働して前記目標物からの反射音に対する受信方位を前記扇状送波ファンビーム音の広がりに直交する方向で且つ前記アレイ状の各受信素子の一方の側から他方に側に向けて断続的にその受信方位を切り換え設定し(反射信号受信工程)、
前記受波器が受信した反射受信信号を前記単位励振信号毎に予め準備されたドップラーシフト付の複数のレプリカ信号に基づいて、受信信号相関処理部が相関処理すると共にこれにより当該反射受信信号にかかる目標物からの反射信号の強度及びそのドップラー量を順次特定し(受信信号処理工程)、
この特定された反射信号のドップラー情報並びに強度情報を画素値データ処理部が画像表示用として特定するようにしたこと(画像表示データ特定工程)を特徴とするソーナー用目標物特定方法。
付記17に記載のソーナー用目標物特定方法において、
前記送波ファンビーム音発信工程にあって、前記送波器に対する前記励振信号の印加に際しては、前記励振信号生成回路部が前記送信方位角度の切り換え毎に異なった周波数の単位励振信号の組合わせから成る周波数ホッピング信号dを出力するようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定方法。
付記17に記載のソーナー用目標物特定方法において、
前記受信信号処理工程にあっては、
前記各受信素子で受信された受信信号の全体を、前記受信方位毎に予め装備された加算処理部が前記受信方位設定部を介して取り込んで加算処理し、
この加算処理されて成る反射ドップラー信号の周波数及び感度情報を前記受信方位設定部で設定される一の受信方位角度毎に時系列で分けて且つ前記複数の単位励信信号に対応した受信信号毎に、サンプルホールド回路がサンプルホールドし、
このサンプルホールドされた前記反射受信信号とこれに対応して予め生成され記憶部に記憶されているドップラーシフトされた前記複数のレプリカ信号とについて前記受信信号相関処理部が相関処理する構成としたことを特徴とするソーナー用目標物特定方法。
付記15に記載のソーナー用目標物特定方法において、
前記レプリカ信号は、前記周波数ホッピング信号dを構成する単位励信信号の各周波数に対応して且つ当該一の単位励信信号にかかる周波数を基準とし想定される最大及び最小に変化するドップラー周波数の数値を前記基準周波数の前後でそれぞれ複数等分した場合に得られる等分した位置の複数のドップラー周波数値に基づいて、前記レプリカ信号生成部が生成したものであることを特徴とするソーナー用目標物特定方法。
付記20に記載のソーナー用目標物特定方法において、
前記受信信号処理工程における前記ドップラーシフトされた反射受信信号の特定に際しては、前記各方位角度毎に得られるドップラーシフトされた前記反射受信信号にかかる周波数ホッピング信号dの各単位励信信号を、レプリカ信号記憶部に記憶されている前記同一方位角度で且つ対応する順位の複数のレプリカ信号の全てについて、前記受信信号相関処理部がその周波数を比較すると共に、同一又はこれに最も近い値の一の周波数のレプリカ信号を前記反射波にかかる反射信号として特定し、
同時に、この特定された反射信号のドップラー情報及び当該反射信号に対応する前記反射ドップラー信号の送受信のタイミング情報に基づいて前記目標物の位置及び速度並びに移動方位を、前記受信信号相関処理部が特定し目標物特定情報記憶部に記憶処理するようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定方法。
扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部とを有し、更に、前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにあって、
前記複数の各送波素子を同時に励振する励振信号として使用する周波数ホッピング信号dを、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波で且つ異なった周波数の少なくとも二以上の断続した単位励振信号により構成すると共に、これを前記バルク波の繰り返し周期毎に新たに生成する周波数ホッピング信号生成処理機能、
この周波数ホッピング信号dに基づいて生成され前記複数の各送波素子に対応して位相制御された励振信号を前記送波器に印加すると共に、前記バルク波の繰り返し周期に対応して前記アレイ状の各送波素子を同時に駆動し前記目標物に向けて発信する扇状送波ファンビーム音の方位を前記各送波素子の一方の側から他方に側に向けて断続的に切り換え設定する送信方位切換え設定機能、
前記送波器から発信される送波ファンビーム音の前記目標物からの反射波をドップラーシフトされた反射受信信号として前記受波器が受信すると共に、この反射波の受信に際しては、前記目標物からの反射音に対する受信方位を前記扇状送波ファンビーム音の広がりに直交する方向で且つ前記アレイ状の各受信素子の一方の側から他方に側に向けて断続的にその受信方位を切り換え設定する受信方位切換え設定機能、
前記受波器が受信した反射受信信号を前記単位励振信号毎にこれに対応して予め準備されたドップラーシフト付の複数のレプリカ信号に基づいて相関処理すると共にこれに基づいて反射信号の強度やドプラー量を順次特定する受信信号処理機能、
及びこの特定された反射信号についてそのドップラー情報及び当該反射信号にかかる送受信のタイミング情報並びに反射強度情報に基づいて前記目標物の位置及び移動方位を、画像表示用として特定し記憶部に記憶処理する画像表示データ記憶処理機能、
を備え、これらの各処理機能を前記主制御部が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定プログラム。
付記22に記載のソーナー用目標物特定プログラムにおいて、
前記信号受信処理機能にあっては、
前記各受信素子で受信される反射ドップラー信号の全体を受信方位毎に取り込んで加算処理する加算処理機能、
この加算処理されて成る反射ドップラー信号の周波数及び感度情報を前記受信方位設定部34で設定される一の受信方位角度毎に時系列で分けて且つ前記複数の単位励信信号に対応した単位周波数信号毎に、サンプルホールドした後これを一時的に保持するサンプルホールド処理機能、
このサンプルホールドされた前記反射ドップラー信号に対応して、予めドップラーシフトされた前記送波ファンビーム音の反射波に対応するドップラー周波数信号のレプリカ信号を、前記周波数ホッピング信号dに基づいて前記一の単位励振信号毎に複数生成すると共に、この生成された複数のレプリカ信号を前記送信方位角度によって特定される周波数ホッピング信号d毎に分けて、レプリカ信号記憶部43に記憶処理するレプリカ信号生成記憶処理機能、
および前記サンプルホールドされた反射ドップラー信号を、前記記憶されたレプリカ信号に基づいて相関処理し、反射ドップラー信号から目標物からの反射信号およびドプラー量を順次特定して記憶部に記憶する受信信号相関処理機能、
を設け、これらを前記コンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定プログラム。
付記23に記載のソーナー用目標物特定プログラムにおいて、
前記レプリカ信号生成記憶処理機能では、
前記レプリカ信号を前記周波数ホッピング信号dを構成する単位励信信号の周波数に対応して生成すると共に、当該一の前記単位励信信号にかかる周波数を基準とし想定される最大及び最小に変化するドップラー周波数の数値を前記基準周波数の前後でそれぞれ複数等分した場合に得られる等分した位置の複数のドップラー周波数値に基づいて生成するレプリカ信号生成処理機能を設け、
これを前記コンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定プログラム。
付記27に記載のソーナー用目標物特定プログラムにおいて、
前記受信信号相関処理機能にあっては、
前記ドプラーシフトされた反射受信信号に基づいて反射信号を特定するに際しては、前記各方位角度毎に得られる反射ドップラー信号にかかる周波数ホッピング信号の各単位励信信号を、レプリカ信号記憶部に記憶されている前記同一方位角度で且つ対応する順位の複数のレプリカ信号の全てについて、その周波数を比較すると共に、同一又はこれに最も近い値の一の周波数のレプリカ信号を前記反射波にかかる反射信号として特定し、
同時に、この特定された反射信号に対応する前記反射信号のドップラー情報及び送受信のタイミング情報に基づいて前記目標物の位置及び速度並びに移動方位を特定し目標物特定情報記憶部に記憶処理し、
これらを前記コンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定プログラム。
Claims (9)
- 扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を反射ドップラー信号として受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部と、を有し、
前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにおいて、
前記送波器駆動制御手段が、
前記複数の各送波素子を同時に励振するための励振信号を生成する励振信号生成回路部を備え、前記励振信号を、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波とすると共に当該バルク波をその繰り返し周期毎に異なった周波数から成る少なくとも二以上の単位励振信号を断続して時系列に並べて成る異なった周波数ホッピング信号dをもって構成し、
前記受信信号処理手段を、
前記受波器で受信される前記目標物からの反射受信波である反射ドップラー信号を予め設定された受信方位角度毎に順次受信すると共に当該反射ドップラー信号の要部を成す前記周波数ホッピング信号dの単位励振信号を対象としてこれを経時的に複数回サンプルホールドするサンプルホールド回路と、
このサンプルホールドにより取得された反射受信波にかかる前記バルク波の前記各単位励振信号を対象として、予めドップラーシフトさせて生成された複数のレプリカ信号との間で受信方位毎に相関をとり前記目標物からの反射信号を特定するレプリカ相関部と、
このレプリカ相関部で特定された反射信号を画像表示用として記憶する目標物特定情報記憶部とを含む構成したことを特徴とするソーナーシステム。 - 請求項1に記載のソーナーシステムにおいて、
前記励振信号生成回路部は、周波数変調に必要な周波数情報として少なくとも二つの変調用周波数データを含むホッピングパターン信号cを乱数値に基づいて特定し出力するホッピングパターン発生器と、前記ホッピングパターン信号cと前記主制御部から一定周期で出力されるパルス波aとに基づいて励振信号である前記周波数ホッピング信号dを生成し一定周期で繰り返すバルク波として出力する周波数シンセサイザとを備えて構成されていることを特徴としたソーナーシステム。 - 請求項1に記載のソーナーシステムにおいて、
前記送波器駆動制御手段は、
前記励振信号生成回路部で生成される周波数ホッピング信号dを送信器用励振信号として入力すると共に、当該周波数ホッピング信号dに基づいて前記各送波素子に対応した数で且つ前記送波ファンビーム音の送信方位に対応して設定される位相が順次異なった複数の励振信号を生成し当該生成された複数の励振信号を対応する前記各送波素子に同時に印加する送信方位設定部を備えていることを特徴としたソーナーシステム。 - 請求項1乃至3の何れか一つに記載のソーナーシステムにおいて、
前記受信装置部の受信方位設定部を、
前記受波器の各受波素子を個別に付勢して前記各送波ファンビーム音に対する受信方位角度を設定する複数の受信側可変移相回路と、この各受信側可変移相回路を介して前記各受波素子の受信動作を制御し前記送波ファンビーム音の扇状ビーム面に直交する向きに扇状の受波ビーム領域を設定すると共に当該扇状受波ビーム領域を前記各受波素子の一方の側から他方の側に向けて可変設定する扇状受波ビーム設定回路とを備えた構成としたことを特徴とするソーナーシステム。 - 請求項4に記載のソーナーシステムにおいて、
前記受信装置部の受信信号処理手段を、
前記各受波素子で受信され前記受信方位設定部の前記各受信側可変移相回路を介して取り込まれる同一タイミングのドップラーシフトされた前記反射受信信号を加算処理する加算処理部と、
この加算処理部で加算処理されて成る前記反射受信信号を対象として前記サンプルホールド回路がサンプルホールドすると共に、このサンプルホールドされた前記反射受信信号を前記送信方位角度及び受信方位角度毎に分けて記憶する受信信号記憶部と、
このサンプルホールドされた前記反射受信信号に対応して予めドップラーシフトされた周波数信号であるレプリカ信号を,前記周波数ホッピング信号dに基づいて前記一の単位励振信号毎にそれぞれ複数生成するレプリカ信号生成部と、
このレプリカ信号生成部で生成される複数のレプリカ信号を前記送信方位角度毎に分けて記憶するレプリカ信号記憶部と、
前記記憶されたレプリカ信号と前記反射受信信号とを送信方位角度を合わせて且つ受信方位角度毎に相関をとり当該反射受信信号にかかる目標物からの反射信号およびそのドップラー量を順次特定する受信信号相関処理部とを含む構成とし、
前記サンプルホールド回路を、
前記加算処理部で加算処理されて成る前記反射受信信号の周波数及び感度情報を前記扇状受波ビーム設定回路で特定される一の受信方位角度毎に且つ前記反射受信信号を構成する複数の各単位励信信号毎にサンプルホールドする構成としたことを特徴とするソーナーシステム。 - アレイ状に配列された複数の送波素子を備えた送波器から一定周期で繰り返えし発信された広帯域の扇状の送波ファンビーム音が目標物から反射して戻ってきた場合にこれを受信する複数の受波素子を備えた受波器と、この受波器の各受波素子を前記送波器のアレイ状送波素子に直交する方向に設置すると共に前記目標物からの反射音に対する受信方位を扇状の送波ファンビーム音に直交する方向の扇状の受波ビームとして予め設定する受信方位設定部と、前記受波器で受信されるドプラーシフトされた反射受信信号を信号処理すると共に当該目標物の所在を特定する受信信号処理手段と、これら各部の動作を制御する主制御部とを備えたソーナー用受信装置において、
前記送波器から一定周期で繰り返えし発信される広帯域の扇状の送波ファンビーム音は周波数の異なる複数の単位励振信号から成るバルク波を励信信号として繰り返し発信された送波ファンビーム音とすると共に、
前記受信信号処理手段を、
前記受波器で受信される前記目標物からのドップラーシフトされた反射受信信号が前記受信方位設定部を介して予め設定された受信方位角度毎に順次受信された場合に当該反射受信信号を経時的に複数回サンプルホールドし出力するサンプルホールド回路と、
このサンプルホールドされた前記反射受信信号を前記バルク波を構成する複数の単位励振信号を対象とし且つこれに対応して予め生成された複数のレプリカ信号とについて受信方位毎に相関処理すると共にこれによって目標物からの反射信号およびそのドプラー量を特定するレプリカ相関部と、
このレプリカ相関により特定された反射信号およびそのドプラー量にかかる情報を画像表示用の目標物特定情報として記憶する目標物特定情報記憶部とを含む構成としたことを特徴とするソーナー用受信装置。 - 扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部とを有し、更に、前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにあって、
前記複数の各送波素子を同時に励振する励振信号として使用する周波数ホッピング信号dを、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波で且つ異なった周波数の少なくとも二以上の断続した単位励振信号により構成すると共に、これを前記送波器駆動制御手段の励振信号生成回路部が前記バルク波の繰り返し周期毎に新たに生成し、
この周波数ホッピング信号dを励信信号として前記複数の送波素子に印加するに際しては、前記前記送波器駆動制御手段の送信方位設定部が作動し、前記バルク波の繰り返し周期に対応して前記複数の送波素子毎に個別に位相制御すると共に、当該位相制御された周波数ホッピング信号dを前記アレイ状の各送波素子に同時に印加して前記目標物に向けて送信される扇状送波ファンビーム音の方位を、前記各送波素子の一方の側から他方に側に向けて断続的にその切り換え設定し、
前記送波器から発信される送波ファンビーム音の前記目標物からの反射波をドップラーシフトされた反射受信信号として前記受波器が受信すると共に、この反射波の受信に際しては、前記受信方位設定部が稼働して前記目標物からの反射音に対する受信方位を前記扇状送波ファンビーム音の広がりに直交する方向で且つ前記アレイ状の各受信素子の一方の側から他方に側に向けて断続的にその受信方位を切り換え設定し、
前記受波器が受信した反射受信信号を前記単位励振信号毎に予め準備されたドップラーシフト付の複数のレプリカ信号に基づいて、受信信号相関処理部が相関処理すると共にこれにより当該反射受信信号にかかる目標物からの反射信号の強度及びそのドップラー量を順次特定し、
この特定された反射信号のドップラー情報並びに強度情報を画素値データ処理部が画像表示用として特定するようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定方法。 - 請求項7に記載のソーナー用目標物特定方法において、
前記受信信号処理工程にあっては、
前記各受信素子で受信された受信信号の全体を、前記受信方位毎に予め装備された加算処理部が前記受信方位設定部を介して取り込んで加算処理し、
この加算処理されて成る反射ドップラー信号の周波数及び感度情報を前記受信方位設定部で設定される一の受信方位角度毎に時系列で分けて且つ前記複数の単位励信信号に対応した受信信号毎に、サンプルホールド回路がサンプルホールドし、
このサンプルホールドされた前記反射受信信号とこれに対応して予め生成され記憶部に記憶されているドップラーシフトされた前記複数のレプリカ信号とについて前記受信信号相関処理部が相関処理する構成としたことを特徴とするソーナー用目標物特定方法。 - 扇状に広がる送波ファンビーム音を目標物に向けて送信する送波器及び当該送波器を励振制御する送波器駆動制御手段を備えた送信装置部と、前記目標物からの反射音を受信する受波器及び当該受波器を付勢して前記目標物からの反射音に対する受信方位を設定する受信方位設定部並びに前記受波器で受信される反射音を信号処理し前記目標物の所在を画像表示用として特定する受信信号処理手段を備えた受信装置部と、これら各構成要素全体の動作を制御する主制御部とを有し、更に、前記送波器を目標物に面してアレイ状に配列されてなる複数の送波素子により構成すると共に、前記受波器を同じく目標物に面してアレイ状に配設され且つ前記アレイ状の送波器に対して90度回転した状態で設置された複数の受波素子により構成して成るソーナーシステムにあって、
前記複数の各送波素子を同時に励振する励振信号として使用する周波数ホッピング信号dを、一定周期で繰り返す広帯域のバルク波で且つ異なった周波数の少なくとも二以上の断続した単位励振信号により構成すると共に、これを前記バルク波の繰り返し周期毎に新たに生成する周波数ホッピング信号生成処理機能、
この周波数ホッピング信号dに基づいて生成され前記複数の各送波素子に対応して位相制御された励振信号を前記送波器に印加すると共に、前記バルク波の繰り返し周期に対応して前記アレイ状の各送波素子を同時に駆動し前記目標物に向けて発信する扇状送波ファンビーム音の方位を前記各送波素子の一方の側から他方に側に向けて断続的に切り換え設定する送信方位切換え設定機能、
前記送波器から発信される送波ファンビーム音の前記目標物からの反射波をドップラーシフトされた反射受信信号として前記受波器が受信すると共に、この反射波の受信に際しては、前記目標物からの反射音に対する受信方位を前記扇状送波ファンビーム音の広がりに直交する方向で且つ前記アレイ状の各受信素子の一方の側から他方に側に向けて断続的にその受信方位を切り換え設定する受信方位切換え設定機能、
前記受波器が受信した反射受信信号を前記単位励振信号毎にこれに対応して予め準備されたドップラーシフト付の複数のレプリカ信号に基づいて相関処理すると共にこれに基づいて反射信号の強度やドプラー量を順次特定する受信信号処理機能、
及びこの特定された反射信号についてそのドップラー情報及び当該反射信号にかかる送受信のタイミング情報並びに反射強度情報に基づいて前記目標物の位置及び移動方位を、画像表示用として特定し記憶部に記憶処理する画像表示データ記憶処理機能、
を備え、これらの各処理機能を前記主制御部が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするソーナー用目標物特定プログラム。
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