JP6016255B2 - Acoustic image generation system, acoustic image generation method, and acoustic image generation program - Google Patents

Acoustic image generation system, acoustic image generation method, and acoustic image generation program Download PDF

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Description

本発明は、ソナーを利用して水中の目標物の検出を行う水中目標物検出装置に関し、特に、ソナーにより検知した水中音波に基づき目標物の位置を示す音響画像を生成する音響画像生成システムに関する。   The present invention relates to an underwater target detection apparatus that detects an underwater target using sonar, and more particularly, to an acoustic image generation system that generates an acoustic image indicating the position of a target based on underwater sound waves detected by sonar. .

船舶にとって、潜水艦等の水中航走体は大きな脅威である。通常、潜水艦等の水中航走体は航走する際に音波を放出することから、その音波を検出することにより、水中航走体を検出することができた。   For ships, underwater vehicles such as submarines are a great threat. Usually, an underwater vehicle such as a submarine emits a sound wave when it travels, and the underwater vehicle can be detected by detecting the sound wave.

しかしながら、近年は大陸棚などの浅い海の海底に水中航走体が鎮座して、船舶を待ち伏せする戦術がとられるようになった。この場合、水中航走体から音波が放射されないため、海底に鎮座した水中航走体を検出することは困難となる。   However, in recent years, tactics have been adopted in which underwater navigators sit on the seabed of shallow seas such as continental shelves and ambush ships. In this case, since the sound wave is not emitted from the underwater vehicle, it is difficult to detect the underwater vehicle sitting on the seabed.

また、音波発信を行い水中航走体からの反響音に基づき水中航走体を検出するソナーを利用した場合でも、海底に鎮座した水中航走体からの反響音と海底からの反響音とを区別することが困難であるため、海底に鎮座した水中航走体の位置を正確に検知することができないという不都合がある。   In addition, even when using a sonar that transmits sound waves and detects underwater vehicles based on echoes from underwater vehicles, the echoes from underwater vehicles sitting on the seabed and the echoes from the ocean floor are used. Since it is difficult to distinguish, there is an inconvenience that the position of the underwater vehicle sitting on the seabed cannot be detected accurately.

これに対する関連技術として、水上艦などの船体、水面に浮遊している潜水艦などの浮遊物からの反射信号が海面における波の影響として生じる歪みを軽減することにより、浮遊物の位置を正確に探索するシステムが開示されている（特許文献１）。   As a related technology, the position of the suspended object can be accurately searched by reducing the distortion caused by the influence of waves on the surface of the sea, such as the surface of a ship such as a surface ship or a submarine floating on the surface of the water. A system is disclosed (Patent Document 1).

また、この関連技術として、ソナーを搭載した船が方位を変えたとき、コンパスの変更量に比例した出力信号を用いて、メモリ装置の読み出し位置を船の走行方向の変更量に比例して変化させることにより、現在の反射信号とメモリ装置に記憶された１画面前の反射信号の読み出し位置を一致させて表示する手法が開示されている（特許文献２）。   Also, as a related technology, when a ship equipped with sonar changes heading, the readout position of the memory device is changed in proportion to the amount of change in the traveling direction of the ship, using an output signal proportional to the amount of change in the compass. By doing so, there is disclosed a technique of displaying the current reflected signal and the reflected position of the reflected signal of the previous screen stored in the memory device so as to coincide with each other (Patent Document 2).

特開２０１０−２５６１６２号公報JP 2010-256162 A 特開昭６１−１１９９７３号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1119973

また、上記特許文献１は、水面の浮遊物を検知することを目的としたシステムであり、海面における波の影響により発生する反射信号のフラクチュエーションの影響を軽減することにより浮遊物の画像を生成するものであり、船体が全て水中にある水中航走体、特に海底に鎮座した水中航走体を正確に検知することは想定されていない。   Patent Document 1 is a system for detecting floating objects on the water surface, and generates an image of floating objects by reducing the influence of the fraction of reflected signals generated by the influence of waves on the sea surface. Therefore, it is not assumed to accurately detect an underwater vehicle in which the hull is all underwater, particularly an underwater vehicle that is seated on the seabed.

また、上記特許文献２では、上述のように、海底からの反響音と海底に鎮座した水中航走体からの反響音とを区別することが困難であるため水中航走体の位置を正確に検知することができないという不都合がある。   Moreover, in the above-mentioned Patent Document 2, as described above, it is difficult to distinguish between the echo sound from the seabed and the echo sound from the underwater vehicle sitting on the seabed, so the position of the underwater vehicle is accurately determined. There is a disadvantage that it cannot be detected.

［発明の目的］
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、海底に鎮座した水中航走体の位置を正確に示すソナー画像を生成することが可能な音響画像生成システム、音響画像生成方法、および音響画像生成プログラムを提供することを、その目的とする。 [Object of invention]
The present invention improves an inconvenience of the related technology and can generate an acoustic image generation system, an acoustic image generation method, and an acoustic image that can generate a sonar image that accurately indicates the position of an underwater vehicle that is sitting on the seabed. The purpose is to provide a generation program.

上記目的を達成するために、本発明に係る音響画像生成システムは、水上を航走する船舶に設けられ、水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号に対する異なる方位に対応する反射音を捕捉する音響センサ部と、前記反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成する画像データ生成部とを備えた音響画像生成システムであって、前記捕捉した異なる反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示すビームを合成する指向性ビーム合成部と、前記反射音を捕捉した受信時刻とそのときの前記反射音ビームの指向性に基づき、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点と前記反射音のレベルとを対応させて方位距離信号強度データを算出する反射音レベル算出部と、前記船舶の位置情報を測位する位置センサ部と、前記方位距離信号強度データ及び前記位置情報に基づき、前記船舶の移動分に応じて前記方位距離信号強度データを緯度・経度に対応させて絶対位置信号強度データに補正する反射音レベル補正部とを備え、前記画像データ生成部は、前記絶対位置信号強度データに基づき前記反射音のレベルを前記緯度・経度毎に積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する反射音レベル積分表示手段を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an acoustic image generation system according to the present invention is provided in a ship that sails on water, and reflects reflected sounds corresponding to different directions with respect to a sound signal transmitted for detection of an object sitting in the water. An acoustic image generation system including an acoustic sensor unit to be captured and an image data generation unit that generates an acoustic image indicating the position of the object based on the reflected sound, the reflected sound based on the captured different reflected sound based of the directional beam combining unit for combining the beams in the horizontal direction of the directivity, the directivity of the reflected sound beam of the reception time capturing the reflected sound and the time, specified as the orientation and distance from the ship and reflected sound level calculator for calculating the azimuth distance signal intensity data and level of each point and the reflected sound in correspondence to be, a position sensor unit for positioning position information of the marine vessel, Based on the serial azimuth distance signal intensity data and the position information, and a reflected sound level correction unit which corrects the absolute position signal strength data of the azimuth distance signal intensity data in accordance with the movement amount of the marine vessel in correspondence with the latitude and longitude wherein the image data generating unit, based on the value of the level of the reflected sound obtained by integrating for each of the latitude and longitude based on the absolute position signal intensity data, and displays the determined color information of the acoustic image Reflected sound level integration display means is provided.

また、本発明にかかる音響画像生成方法は、水上を航走する船舶に設けられた音響画像生成システムが水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号の反射音を捕捉すると共に、この反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成する音響画像生成方法であって、前記捕捉した反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示すビームを合成し、前記反射音を捕捉した受信時刻と前記各ビームの指向性とに基づいて、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点と前記反射音のレベルとを対応させて方位距離信号強度データを導出し、前記船舶の位置情報を測位し、前記方位距離信号強度データ及び前記位置情報に基づき、前記船舶の移動分に応じて前記方位距離信号強度データを緯度・経度に対応させて絶対位置信号強度データに補正し、前記絶対位置信号強度データに基づき前記反射音のレベルを前記緯度・経度毎に積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する構成とし、これら動作手順を前記音響画像生成システムが実行することを特徴としている。 In addition, the acoustic image generation method according to the present invention captures the reflected sound of the sound signal sent out for the detection of the object sitting in the water by the acoustic image generation system provided in the ship that sails on the water, and this reflection An acoustic image generation method for generating an acoustic image indicating a position of the object based on sound, wherein the reflected sound is captured by synthesizing a beam indicating a directivity in a horizontal direction of the reflected sound based on the captured reflected sound. and based the and the reception time on the directivity of each beam, the level of each point and the reflected sound to be identified in correspondence to derive an azimuth distance signal intensity data as a direction and distance from the ship, the ship and measures the position information of, based on said azimuth distance signal intensity data and the position information, the absolute position signal strength in association with the azimuth distance signal intensity data on the latitude and longitude in accordance with the movement amount of the marine vessel Corrects the data, the level of the reflected sound based on the absolute position signal strength data based on a value obtained by integrating for each of the latitude and longitude, and configured to determine and display color information of the acoustic image, these The acoustic image generation system executes an operation procedure.

また、本発明にかかる音響画像生成プログラムは、水上を航走する船舶に設けられた音響画像生成システムが水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号の反射音を捕捉すると共に、この反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成するための音響画像生成プログラムであって、前記捕捉した反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示すビームを合成する指向性ビーム合成機能と、前記反射音を捕捉した受信時刻と前記各ビームの指向性とに基づいて、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点と前記反射音のレベルとを対応させて方位距離信号強度データを導出する反射音レベル導出機能と、前記船舶の位置情報を測位する位置センサ機能と、前記方位距離信号強度データ及び前記位置情報に基づき、前記船舶の移動分に応じて前記方位距離信号強度データを緯度・経度毎に対応させて絶対位置信号強度データに補正する反射音レベル補正機能と、前記絶対位置信号強度データに基づき前記反射音のレベルを前記緯度・経度毎に積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する処理を行う反射音レベル積分表示機能とを、前記音響画像生成システムのコンピュータにより実現することを特徴としている。 In addition, the acoustic image generation program according to the present invention captures the reflected sound of the sound signal sent out for the detection of the object sitting in the water by the acoustic image generation system provided in the ship sailing on the water, and this reflection An acoustic image generation program for generating an acoustic image indicating the position of the object based on sound, and directional beam synthesis for synthesizing a beam indicating the directivity in the horizontal direction of the reflected sound based on the captured reflected sound features and, on the basis of the reception time capturing the reflected sound and the directivity of each of the beams, the azimuth distance signal in correspondence to each point to be identified as the level of the reflected sound as a direction and distance from the ship and reflected sound level derivation function to derive intensity data, a position sensor function for positioning positional information of the ship, based on the orientation distance signal intensity data and the position information, the And reflected sound level correction function for correcting the azimuth distance signal intensity data on the absolute position signal strength data in association with each latitude and longitude in accordance with the movement amount of舶, the level of the reflected sound based on the absolute position signal intensity data Based on the value obtained by integrating the latitude and longitude for each of the latitude and longitude, the reflected sound level integration display function for performing the process of determining and displaying the color information of the acoustic image is realized by the computer of the acoustic image generation system It is characterized by that.

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、水中の反射音に基づき生成した音響画像における反射音のレベルを積分表示する構成としたことにより、海底に鎮座した物体（水中航走体）の位置を正確に示す音響画像（ソナー画像）を生成することが可能な音響画像生成システム、音響画像生成方法、および音響画像生成プログラムを提供することができる。   Since the present invention is configured and functions as described above, according to this, an object (water) sitting on the sea floor is configured by integrating the reflected sound level in the acoustic image generated based on the reflected sound in water. It is possible to provide an acoustic image generation system, an acoustic image generation method, and an acoustic image generation program capable of generating an acoustic image (sonar image) that accurately indicates the position of the middle navigation vehicle.

本発明による音響画像生成システムが装備された船舶とこの音響画像生成システムにより検出される水中航走体による音波の影との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the ship equipped with the acoustic image generation system by this invention, and the shadow of the sound wave by the underwater vehicle detected by this acoustic image generation system. 図１に開示した音響画像生成システムが装備された船舶が移動した場合に移動前と移動後それぞれで形成される水中航走体による音波の影を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shadow of the sound wave by the underwater vehicle formed before and after a movement when the ship equipped with the acoustic image generation system disclosed in FIG. 1 moves. 図１に開示した音響画像生成システムを備えた船舶の位置と検出される音波の影の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the shadow of the sound wave detected with the position of the ship provided with the acoustic image generation system disclosed in FIG. 図１に開示した音響画像生成システムにおける内部構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of an internal structure in the acoustic image generation system disclosed in FIG. 図１に開示した音響画像生成システムにおける音波の影と船舶との位置関係を示す表示画面の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display screen which shows the positional relationship of the shadow of the sound wave and the ship in the acoustic image generation system disclosed in FIG.

［実施形態］
次に、本発明の実施形態について、その基本的構成内容を説明する。 [Embodiment]
Next, the basic configuration content of the embodiment of the present invention will be described.

本実施形態である音響画像生成システム１００は、海上を航走する船舶３に水中航走体の検出用に搭載された水中音波を利用して水中の物体を探知するソナーシステムを含み、検知した反響音（反射音に対応）に基づいて、水中の物体（水中航走体）の位置を示す音響画像を生成するシステムである。   The acoustic image generation system 100 according to the present embodiment includes a sonar system that detects an underwater object using an underwater acoustic wave mounted on the ship 3 that travels on the sea for detection of an underwater vehicle. This is a system that generates an acoustic image indicating the position of an underwater object (underwater vehicle) based on reverberant sound (corresponding to reflected sound).

この音響画像生成システム１００は、船舶３の船体底面に設置され（図１）探信音を放射する（探信音放射機能）と共にこの探信音に対する反響音の検出（反射音検出機能）を行う音響センサ部５と、音響センサ部５が検知した反響音に対応するアナログ信号の電圧をデジタルの数値データに変換するＡ／Ｄ変換部９と、音響センサ部５で受信した反響音に対応する信号に基づき水平方向に指向性を持つビームを合成する指向性合成部１０と、水平方向に指向性を持ったビームに基づき方位および距離毎の反響音のレベルを示すデータ（方位距離信号強度データ）を生成する方位距離信号強度導出部１１と、反響音を受信したタイミングの船舶３の位置（緯度・経度）を検出する位置センサ部１２と、反響音を受信したときの船舶３の位置（緯度・経度）およびその針路に基づき、方位距離信号強度データを緯度・経度毎のデータに補正する位置補正処理部１３と、補正された方位距離信号強度データ（絶対位置信号強度データ）に基づき予め設定した濃淡または色彩で上記方位距離信号強度データを出力表示する表示器１４を備えた構成を有する。 This acoustic image generation system 100 is installed on the bottom of the hull of the ship 3 (FIG. 1) and radiates a search sound (search sound emission function) and detects a reverberation sound (reflection sound detection function) with respect to this search sound. Corresponding to the acoustic sensor unit 5 to perform, the A / D conversion unit 9 that converts the voltage of the analog signal corresponding to the echo sound detected by the acoustic sensor unit 5 into digital numerical data, and the echo sound received by the acoustic sensor unit 5 Directivity synthesis unit 10 for synthesizing a beam having directivity in the horizontal direction based on the signal to be transmitted, and data indicating the level of reverberation sound for each direction and distance based on the beam having directivity in the horizontal direction (azimuth distance signal intensity) Azimuth distance signal intensity deriving unit 11 for generating data), position sensor unit 12 for detecting the position (latitude / longitude) of the ship 3 at the timing of receiving the echo, and position of the ship 3 when receiving the echo ( (Degree / longitude) and the course thereof, the position correction processing unit 13 for correcting the azimuth distance signal intensity data into data for each latitude / longitude, and the azimuth distance signal intensity data (absolute position signal intensity data) in advance. It has a configuration provided with a display 14 for outputting and displaying the azimuth distance signal intensity data in the set shading or color.

一般に、図１に示すように、音響センサ部５から放射された探信音６が海底２に鎮座した水中航走体４に反射した場合、水中航走体４の背後には反響音７が検出されない（または、反響音レベルが周囲より低い）領域（音波の影８）が形成される。
本実施形態では、音響センサ部５が捕捉した反響音に基づき、この音波の影８の船舶３からの相対的な位置（船舶３からの方位および距離）を正確に示す音響画像を生成する。 In general, as shown in FIG. 1, when the search sound 6 radiated from the acoustic sensor unit 5 is reflected on the underwater vehicle 4 sitting on the seabed 2 , an echo 7 is generated behind the underwater vehicle 4. A region (an acoustic wave shadow 8) that is not detected (or the echo sound level is lower than the surroundings) is formed.
In the present embodiment, based on the reverberation sound captured by the acoustic sensor unit 5 , an acoustic image that accurately indicates the relative position of the shadow 8 of the sound wave from the ship 3 (direction and distance from the ship 3) is generated.

以下、音響画像生成システム１００の構成内容について詳説する。
音響センサ部５は、上述のように、探信音６を放射する探信音放射機能と、この探信音に対する反響音７を検出する反射音検出機能を有する。
また、音響センサ部５は、検出した反響音の強度に基づき電気信号に変換する反響音電圧変換機能を備えている。 Hereinafter, the configuration content of the acoustic image generation system 100 will be described in detail.
As described above, the acoustic sensor unit 5 has a search sound radiation function for radiating the search sound 6 and a reflected sound detection function for detecting the reverberation sound 7 for the search sound.
In addition, the acoustic sensor unit 5 has a reverberation voltage conversion function for converting into an electric signal based on the detected intensity of the reverberation sound.

Ａ／Ｄ変換部９は、電気信号として音響センサ部５から送り込まれた反射音をデジタル化した反射波データに変換する（アナログ／デジタル変換機能）。   The A / D conversion unit 9 converts the reflected sound sent from the acoustic sensor unit 5 as an electrical signal into digitized reflected wave data (analog / digital conversion function).

指向性合成部１０は、Ａ／Ｄ変換部９から送り込まれた反射波データに基づき、船舶３における水平方向に指向性を持つビームを示す反響音ビームを合成する（指向性合成処理）。
尚、この反響音ビームには、音響センサ部５で捕捉された各反響音の船舶３に対する相対的な方位、および船舶３からの距離毎の反響音レベルを示すデータが含まれる。 The directivity synthesis unit 10 synthesizes an echo sound beam indicating a beam having directivity in the horizontal direction on the ship 3 based on the reflected wave data sent from the A / D conversion unit 9 (directivity synthesis processing).
The reverberation beam includes data indicating the relative orientation of each reverberation sound captured by the acoustic sensor unit 5 with respect to the ship 3 and the reverberation sound level for each distance from the ship 3.

各反響音が船舶３に到達した受信時刻（つまり、音響センサ部５で捕捉された時刻）に基づき、方位距離信号強度として特定（導出、算出）する処理を行う。   Based on the reception time when each reverberation sound arrived at the ship 3 (that is, the time captured by the acoustic sensor unit 5), processing for specifying (deriving and calculating) the azimuth distance signal intensity is performed.

方位距離信号強度導出部１１は、探信音を放射した時刻（探信音の放射時刻）、およびこの探信音に対する反響音を捕捉した時刻（反響音の受信時刻）を音響センサ部５から取得すると共に、指向性合成部１０から送り込まれた水平方向に指向性を持った反響音ビームを解析する（反響音ビーム解析機能）。   The azimuth distance signal intensity deriving unit 11 sends the time when the probe sound is radiated (the time when the probe sound is radiated) and the time when the echo sound with respect to the probe sound is captured (the time when the echo sound is received) from the acoustic sensor unit 5. At the same time, the reverberation sound beam having a directivity in the horizontal direction sent from the directivity synthesis unit 10 is analyzed (an echo sound beam analysis function).

ここで、方位距離信号強度導出部１１は、指向性合成により生成されたビームの解析結果として、船舶３からの方位（相対方位）および船舶３から距離毎の反響音の大きさ（反響音レベル）を導出する。   Here, the azimuth distance signal strength deriving unit 11 analyzes the direction of the beam generated by the directivity synthesis as the azimuth (relative azimuth) from the ship 3 and the magnitude of the reverberation sound (resonance sound level) for each distance from the ship 3. ) Is derived.

具体的には、方位距離信号強度導出部１１は、船舶３から反響地点までの距離（距離Ｄ）について、探信音を放射した時刻（探信音の放射時刻）、およびこの探信音に対する反響音を捕捉した時刻（反響音の受信時刻）に基づいて、次式（式１）によって導出する。   Specifically, the azimuth distance signal strength deriving unit 11 radiates the search sound (radiation time of the search sound) for the distance (distance D) from the ship 3 to the reverberation point, and the search sound. Based on the time when the reverberation was captured (the time when the reverberation was received), it is derived by the following equation (Equation 1).

（式１）
距離Ｄ＝（（探信音の放射時刻（秒））−（反響音の受信時刻（秒）））×約１５００m÷2 (Formula 1)
Distance D = ((radiation time of search sound (seconds)) − (reception time of echo sound (seconds))) × about 1500 m / 2

ここでは、水中での音波（探信音、反響音）の伝搬速度を秒速約１５００ｍ、放射時刻に対する受信時刻が遅いほど、船舶３から反射地点（反響音が生成された地点）までの距離が遠い（長い）ものとする。   Here, the propagation speed of the sound wave (search sound, reverberation sound) in water is about 1500 m / s, and the distance from the ship 3 to the reflection point (the point where the reverberation sound is generated) becomes longer as the reception time with respect to the radiation time is slower. Distant (long).

これにより、方位距離信号強度導出部１１は、船舶３から探信音が到達する範囲の各地点に対応した反響音レベルとしての方位距離信号強度を導出する（信号強度導出機能）。
また、方位距離信号強度導出部１１は、導出した各反響ビームに対応して導出した方位距離信号強度を予め設定された記憶部に格納するものとする。 Thereby, the azimuth distance signal strength deriving unit 11 derives the azimuth distance signal strength as a reverberation sound level corresponding to each point in the range where the probe sound reaches from the ship 3 (signal strength derivation function).
The azimuth distance signal strength deriving unit 11 stores the azimuth distance signal strength derived corresponding to each derived echo beam in a preset storage unit.

位置センサ部１２は、ＧＰＳ（全地球測位システム）を利用することにより、人工衛星が発信する電波に基づき船舶３の緯度および経度を位置情報を検知すると共に、検知した航走中の船舶３における検知した各位置情報を探信音の放射時刻、反射音の受信時刻に対応させて記憶する。
これにより、位置センサ部１２は、音響センサ部５が反響音を受信したタイミングの船舶３の位置（緯度・経度）を検出するものとする。 The position sensor unit 12 uses GPS (Global Positioning System) to detect the position information of the latitude and longitude of the ship 3 based on the radio wave transmitted by the artificial satellite, and the detected ship 3 Each detected position information is stored in correspondence with the emission time of the search sound and the reception time of the reflected sound.
Accordingly, the position sensor unit 12 detects the position (latitude / longitude) of the ship 3 at the timing when the acoustic sensor unit 5 receives the echo sound.

位置補正処理部１３は、反響音を受信したタイミングの船舶３の位置（緯度・経度）それぞれを示す位置情報を位置センサ部１２から取得すると共に、船舶３の移動距離、移動方位に基づき反響音の方位距離信号強度データの補正を行う。
すなわち、位置補正処理部１３は、方位距離信号強度導出部１１から取得した方位距離信号強度データを、音響センサ部５が反響音を受信したときの船舶３の位置情報（緯度・経度）、および針路に対応させたデータ（絶対位置信号強度データ）に補正する。 The position correction processing unit 13 acquires position information indicating the position (latitude / longitude) of the ship 3 at the timing of receiving the reverberation sound from the position sensor unit 12, and reverberation sound based on the moving distance and moving direction of the ship 3. The azimuth distance signal intensity data is corrected.
That is, the position correction processing unit 13 uses the azimuth distance signal strength data acquired from the azimuth distance signal strength deriving unit 11 as the positional information (latitude / longitude) of the ship 3 when the acoustic sensor unit 5 receives the echo sound, and It is corrected to data corresponding to the course (absolute position signal intensity data).

これにより、船舶３からの相対的な方位と距離に対応した方位距離信号強度データは、反響音を受信したときの船舶３の位置情報（緯度・経度）、および針路に対応させた絶対位置に対応した絶対位置信号強度データに変換される。   Thereby, the azimuth distance signal intensity data corresponding to the relative azimuth and distance from the ship 3 is the position information (latitude / longitude) of the ship 3 when the echo sound is received, and the absolute position corresponding to the course. It is converted into corresponding absolute position signal intensity data.

また、位置補正処理部１３は、上記絶対位置信号強度データそれぞれを順次表示器１４に送信する。
このとき、位置補正処理部１３が表示器１４に対して絶対位置信号強度データを送り込む単位時間あたりの数（データ入力レート）は、船舶３の移動速度に応じて決定するものとする。 Further, the position correction processing unit 13 sequentially transmits each of the absolute position signal intensity data to the display unit 14.
At this time, the number (data input rate) per unit time at which the position correction processing unit 13 sends the absolute position signal intensity data to the display device 14 is determined according to the moving speed of the ship 3.

これにより、表示器１４では、例えば、船舶３の移動速度に関わらず、音波が到達する領域における各位置地点（緯度・経度）で一定の精度の絶対位置信号強度データが得られる。また、データ入力レートを一定とする設定であってもよい。   Thereby, for example, regardless of the moving speed of the ship 3, the display device 14 can obtain absolute position signal intensity data with a certain accuracy at each position point (latitude / longitude) in the region where the sound wave reaches. Alternatively, the data input rate may be set to be constant.

表示器１４は、位置補正処理部１３から送り込まれた絶対位置信号強度データに基づき音響画像を生成し、表示画面１５に出力表示する。このとき、表示器１４は、共通の位置情報（緯度・経度）に対応して反響音の信号強度（信号レベル）を積分し、これにより得られた値を予め設定された濃淡または色彩として表示する（図５）。   The display 14 generates an acoustic image based on the absolute position signal intensity data sent from the position correction processing unit 13 and outputs and displays it on the display screen 15. At this time, the display unit 14 integrates the signal intensity (signal level) of the reverberant sound corresponding to the common position information (latitude / longitude), and displays the obtained value as a preset shade or color. (FIG. 5).

次に、表示器１４が、図５に示すように、表示画面１５上の濃色の画素領域として表示する音波の影８について、図１，２，および３に基づき説明する。 Next, the sound wave shadow 8 displayed as a dark pixel area on the display screen 15 as shown in FIG. 5 by the display device 14 will be described with reference to FIGS.

図１では、海面１を走行中の船舶３に設置された音響センサ部５が、上述のように、探信音６を送出すると共に、この探信音６が反射した反響音（反射音）７を検出している状態を示している。   In FIG. 1, as described above, the acoustic sensor unit 5 installed in the ship 3 traveling on the sea surface 1 sends out the search sound 6 and reflects the reflection sound (reflection sound) reflected by the search sound 6. 7 is detected.

このとき、探信音６が水中航走体４に反射した場合、水中航走体４の背後には、図１に示すように、反響音が発生しない、つまり、探信音６が到達しないためにその反射音である反響音が発生しない領域（音波の影８）が形成される。   At this time, when the detection sound 6 is reflected by the underwater vehicle 4, no echo sound is generated behind the underwater vehicle 4, as shown in FIG. For this reason, a region (a shadow 8 of the sound wave) in which the reflected sound that is the reflected sound does not occur is formed.

船舶３は、上述のように、海面１を航走しているため、船舶３の音響センサ部５から送出された探信音６に対応する音波の影８は、図２に示すように、移動前の船舶３の位置（３ａ）で探信音６ａを送出した場合と、移動後の船舶３の位置（３ｂ）で探信音６ｂを送出した場合とで、水中航走体４の背後に形成される、それぞれの探信音が到達しない領域（音波の影）の大きさや位置が異なる。   Since the ship 3 is navigating the sea surface 1 as described above, the shadow 8 of the sound wave corresponding to the probe sound 6 sent from the acoustic sensor unit 5 of the ship 3 is as shown in FIG. Behind the underwater vehicle 4 when the probe sound 6a is transmitted at the position (3a) of the ship 3 before the movement and when the probe sound 6b is transmitted at the position (3b) of the ship 3 after the movement. The sizes and positions of the areas (the shadows of sound waves) that are not reached by the respective detection sounds are different.

ここで、反響音の影８ａ、８ｂはそれぞれ、船舶３の移動前の位置３ａに対応する反響音の影を示し、反響音の影８ｂは、船舶３の移動後の位置３ｂに対応する反響音の影を示す。   Here, the shadows 8a and 8b of the reverberation sound respectively show the shadows of the reverberation sound corresponding to the position 3a before the movement of the ship 3, and the shadow 8b of the reverberation sound corresponds to the position 3b after the movement of the ship 3 Shows the shadow of the sound.

この図２では、船舶３が移動前の位置３ａから移動後の位置３ｂへの移動した場合に、検出される反響音の影８の位置および大きさが８ａから８ｂへと変化することが示されている。   In FIG. 2, when the ship 3 moves from the position 3a before the movement to the position 3b after the movement, the position and size of the shadow 8 of the reverberation sound to be detected change from 8a to 8b. Has been.

ここで、船舶３の移動前および移動後の位置と、水中航走体４、および音波の影８の位置関係を、上から見た場合の模式図を図３に示す。
音波の影領域では、探信音が到達しない、または、到達する探信音の強度が低いため、その周囲の地点に比べて反響音のレベルが低くなっている。また、この音波の影の大きさや形状（輪郭）は、船舶３と水中航走体４との位置関係の変化に伴い変化する。 Here, FIG. 3 shows a schematic diagram when the positional relationship between the position of the ship 3 before and after the movement, the underwater vehicle 4 and the sound wave shadow 8 is viewed from above.
In the shadow region of the sound wave, the probe sound does not reach or the intensity of the probe sound to reach is low, so the level of the echo sound is lower than the surrounding points. In addition, the size and shape (contour) of the shadow of the sound wave change as the positional relationship between the ship 3 and the underwater vehicle 4 changes.

音響センサ部５は、図３に示すように、船舶３の移動に伴い異なる位置で反響音を捕捉する。このため、船舶３の移動に伴い捕捉した異なる複数の反響音レベルを積分した場合、音波の影における反響音レベルは、その周囲の領域の反響音レベルに比べてより低い値として算出される。   As shown in FIG. 3, the acoustic sensor unit 5 captures reverberation sound at different positions as the ship 3 moves. For this reason, when a plurality of different reverberation sound levels captured with the movement of the ship 3 are integrated, the reverberation sound level in the shadow of the sound wave is calculated as a lower value than the reverberation sound level in the surrounding area.

表示器１４が共通の位置情報に対応した反響音レベルを積分することにより、反響音レベルが低い領域は、周囲の領域に比して反響音レベルがより低い値として算出されるので、表示器１４は、この値に基づき、反響音レベルが周囲より低い領域の大きさや形状をより精細に表示することができる。
尚、ここでは反響音レベルが低い領域に対応する表示画面上の画素をより濃い色で表示するものとする。これにより、音波の影８の大きさ、輪郭（影のエッジ）などをより精細に表示することができる。 Since the display 14 integrates the reverberation sound level corresponding to the common position information, the region where the reverberation sound level is low is calculated as a lower value than the surrounding region. 14 can display the size and shape of the region where the reverberation sound level is lower than the surroundings more precisely based on this value.
Here, it is assumed that the pixels on the display screen corresponding to the region where the reverberation level is low are displayed in a darker color. As a result, the size, contour (shadow edge), etc. of the sound wave shadow 8 can be displayed more precisely.

以上のように、本実施形態では、ソナー（音響センサ部）による水中航走体の探索時に、海底に鎮座した水中航走体により形成される反響音の影を精度良く示す音響画像を生成することが可能となる。
このため、本実施形態である音響画像生成システムの利用者は、表示画面内に表示された音波の影の位置、形状、大きさに基づいて、海底に鎮座した水中航走体４の位置を正確に識別することが可能になる。 As described above, in the present embodiment, when searching for an underwater vehicle using a sonar (acoustic sensor unit), an acoustic image that accurately shows the shadow of the reverberant sound formed by the underwater vehicle sitting on the seabed is generated. It becomes possible.
For this reason, the user of the acoustic image generation system according to the present embodiment determines the position of the underwater vehicle 4 sitting on the sea floor based on the position, shape, and size of the shadow of the sound wave displayed in the display screen. It becomes possible to identify correctly.

［実施形態の動作説明］
次に、上記実施形態である音響画像生成システムの全体的な動作内容について説明する。 [Description of Operation of Embodiment]
Next, the overall operation content of the acoustic image generation system according to the embodiment will be described.

まず、音響センサ部５が捕捉した反射音に基づき、指向性合成部１０が、この反響音の水平方向の指向性を示す反響音ビームを合成し（指向性ビーム合成工程）、この反射音を捕捉した受信時刻と各反響音ビームの指向性とに基づいて、方位距離信号強度導出部１１が、船舶３からの方位および距離として特定される各地点の反響音のレベル（各地点反響音レベル）を導出する（反響音レベル導出工程）。 First, based on the reflected sound captured by the acoustic sensor unit 5 , the directivity synthesis unit 10 synthesizes a reverberation beam indicating the directivity of the reverberation in the horizontal direction (directional beam synthesis step). Based on the captured reception time and the directivity of each echo sound beam, the azimuth distance signal strength deriving unit 11 determines the level of the echo sound at each point specified as the azimuth and distance from the ship 3 (each point echo sound level). ) (Resonance sound level derivation step).

次いで、表示器１４が各位置情報に対応して導出した異なる反響音のレベルを積分して得た値に基づき、音響画像の色情報を決定して表示する（反響音レベル積分表示工程）。   Next, the color information of the acoustic image is determined and displayed based on the value obtained by integrating the different reverberation sound levels derived corresponding to each position information by the display device 14 (resonance sound level integration display step).

ここで、上記指向性ビーム合成工程、反響音レベル導出工程、および反響音レベル積分表示工程については、その実行内容をプログラム化し、コンピュータに実行させるように構成してもよい。   Here, the execution contents of the directional beam synthesis step, the reverberation sound level derivation step, and the reverberation sound level integration display step may be programmed and executed by a computer.

また、本プログラムは、非一時的な記憶媒体、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ、フラッシュメモリなどに記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。   In addition, the program may be recorded on a non-transitory storage medium such as a DVD, a CD, or a flash memory. In this case, the program is read from the recording medium by a computer and executed.

次に、本実施形態である音響画像生成システム１００における音響画像を生成する動作内容について、具体的に説明する。   Next, the operation content for generating an acoustic image in the acoustic image generation system 100 according to the present embodiment will be specifically described.

まず、音響センサ部５が、予め設定されたスピーカから音波（送信音波）を送出し、音響センサ部５の反射音捕捉手段が反響音（音波）７を検知すると共に、この反響音７を電気信号に変換する。   First, the acoustic sensor unit 5 transmits a sound wave (transmitted sound wave) from a preset speaker, and the reflected sound capturing means of the acoustic sensor unit 5 detects the reverberant sound (sound wave) 7, and the reverberant sound 7 is electrically converted. Convert to signal.

次いで、Ａ／Ｄ変換部９が、電気信号として音響センサ部５から送り込まれた反射音をデジタル化する処理を行い、反射波データとして指向性合成部１０に送信する。   Next, the A / D conversion unit 9 performs a process of digitizing the reflected sound sent from the acoustic sensor unit 5 as an electrical signal, and transmits it as reflected wave data to the directivity synthesis unit 10.

次いで、指向性合成部１０が、Ａ／Ｄ変換部９から送り込まれた反射波データに基づき水平方向に指向性を持つビームを示す反響音ビームを合成する処理を行う（指向性合成処理）。   Next, the directivity synthesis unit 10 performs a process of synthesizing an echo sound beam indicating a beam having directivity in the horizontal direction based on the reflected wave data sent from the A / D conversion unit 9 (directivity synthesis process).

次に、方位距離信号強度導出部１１が、指向性合成部１０から送り込まれた水平方向に指向性を持った反響音ビームを解析し、各反響音が船に到達した受信時刻に基づき、この反響音ビームが方位、および反響音の（船舶３からの）距離毎の大きさ（レベル）を、方位距離信号強度として特定する処理を行う（信号強度決定機能）。 Next, the azimuth distance signal strength deriving unit 11 analyzes the reverberant sound beam having a directivity in the horizontal direction sent from the directivity synthesizing unit 10, and based on the reception time when each reverberant sound arrives at the ship, A process is performed in which the reverberation sound beam specifies the azimuth and the magnitude (level) of the reverberation sound for each distance (from the ship 3) as the azimuth distance signal intensity (signal intensity determination function).

尚、ここで、方位距離信号強度導出部１１は、反響音の受信時刻が遅い（発射から反響音が到達するまでの時間が長い）ほど、反射地点までの距離が大きいものとして算出する。
これにより、水中航走体４の位置（相対方向）について、船舶３から水中航走体４までの距離と相対的な方向を特定することができる。 Here, the azimuth distance signal strength deriving unit 11 calculates that the distance to the reflection point is larger as the reception time of the reverberation sound is later (the time from the launch to the arrival of the reverberation sound is longer).
Thereby, about the position (relative direction) of the underwater vehicle 4, the distance from the ship 3 to the underwater vehicle 4 and a relative direction can be specified.

また、方位距離信号強度導出部１１は、各反響ビームに対応して導出した方位距離信号強度を予め設定された記憶部に格納するものとする。 The azimuth distance signal strength deriving unit 11 stores the azimuth distance signal strength derived corresponding to each echo beam in a preset storage unit.

次に、位置補正処理部１３は、導出された各反響ビーム、方位距離信号強度、および位置センサ部１２により検出した反響音を受信したタイミングの船舶３の位置情報（緯度・経度）に基づき、反響音を受信したときの船舶の位置（緯度・経度）と針路を基に、方位距離信号強度データを緯度・経度毎に基づき補正する処理を行う（位置補正機能）。 Next, the position correction processing unit 13 is based on each derived reverberation beam, azimuth distance signal intensity, and position information (latitude / longitude) of the ship 3 at the timing when the reverberation sound detected by the position sensor unit 12 is received. Based on the position (latitude / longitude) and course of the ship when the reverberation sound is received, processing for correcting the azimuth distance signal intensity data for each latitude / longitude is performed (position correction function).

これにより、位置補正処理部１３は、探信音の放射から反響音を捕捉するまでの船舶３の移動分の補正を行う。すなわち、船舶３の移動に伴い、反響音を受信したときの船舶の位置（緯度・経度）と針路に基づいて、方位距離信号強度データを緯度・経度毎のデータに補正することができる。このため、位置補正処理部１３は音波の影が検出された領域の地理的絶対位置を特定することができる。 As a result, the position correction processing unit 13 corrects the movement of the ship 3 until the echo sound is captured from the emission of the search sound. That is, as the ship 3 moves, the azimuth distance signal intensity data can be corrected to data for each latitude and longitude based on the position (latitude / longitude) of the ship when the echo sound is received and the course. For this reason, the position correction processing unit 13 can specify the geographical absolute position of the region where the shadow of the sound wave is detected.

また、位置センサ部１２は、ＧＰＳ等を利用することにより船舶３の地球上の位置を検出する。ここで、位置センサ部１２は誤差１５ｍ程度の精度で使用されるものとする。
更に、位置補正処理部１３は、反響音を受信したときの船舶の位置（緯度・経度）と針路に基づき反響音の強度データを緯度・経度毎に対応したデータに補正することができる。 Further, the position sensor unit 12 detects the position of the ship 3 on the earth by using GPS or the like. Here, the position sensor unit 12 is used with an accuracy of about 15 m.
Furthermore, the position correction processing unit 13 can correct the intensity data of the reverberant sound into data corresponding to each latitude / longitude based on the position (latitude / longitude) of the ship when the reverberant sound is received and the course.

最後に、表示器１４が、位置補正処理部１３から送り込まれた絶対位置信号強度データに基づき音響画像を生成し、表示画面１５に出力表示する。
この音響画像（図５）は、海底に鎮座した水中航走体がある場合の表示器１４における表示画面の一例を示す。この表示器１４は、海底に鎮座した水中航走体４がある場合、反響音が比較的に小さい位置に「音波の影８」が表示されることになる。 Finally, the display 14 generates an acoustic image based on the absolute position signal intensity data sent from the position correction processing unit 13 and outputs and displays it on the display screen 15.
This acoustic image (FIG. 5) shows an example of a display screen on the display unit 14 when there is an underwater vehicle that sits on the seabed. When there is the underwater vehicle 4 sitting on the seabed, the indicator 14 displays “sound shadow 8” at a position where the reverberant sound is relatively small.

ここで、表示器１４は、緯度・経度毎の反響音について、複数の反響音の信号強度を重ね合わせて（積分して）、その信号の大きさを、表示画面１５に濃淡または色彩で表示する。
これにより、表示器１４の表示画面１５では、積分した結果として、反響音の信号強度が、周囲（海中の平均）より低い領域が音波の影領域８として表示される（図５）。 Here, the display unit 14 superimposes (integrates) the signal intensities of a plurality of reverberations for the reverberations for each latitude and longitude, and displays the magnitude of the signals on the display screen 15 in shades or colors. To do.
Thereby, on the display screen 15 of the display 14, as a result of the integration, an area where the signal intensity of the reverberant sound is lower than the surrounding (average in the sea) is displayed as the sound wave shadow area 8 (FIG. 5).

以上のように、本実施形態では、反響音レベルを積分した値が周囲より小さい領域を、海底に鎮座した水中航走体により形成される音波の影として特定することにより、反響音の影を精度良く検出することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the shadow of the reverberant sound is determined by specifying the region where the value obtained by integrating the reverberant sound level is smaller than the surroundings as the shadow of the sound wave formed by the underwater vehicle sitting on the seabed. It becomes possible to detect with high accuracy.

また、海中においては海底からの反響音の他に、通常海面からの反響音等の複雑な反響音があり、例えば、１回の探信音と反響音の組合せでは、正確な反響音の影の位置を検出することが困難であるが、本実施形態では、探信音が到達する領域における各地点の反響音（反射音）レベルについて、共通の地点に対応する異なる複数の反響音レベルを積分することにより、周囲の領域に比べて検出される反響音レベルの低い音波の影領域の形状、大きさを精細に示す音響画像を生成することができる。   In addition, in the sea, in addition to the reverberation sound from the seabed, there are usually complex reverberation sounds such as reverberation sound from the sea surface. However, in this embodiment, a plurality of different reverberation sound levels corresponding to a common point are obtained with respect to the reverberation sound (reflection sound) level at each point in the region where the search sound reaches. By integrating, it is possible to generate an acoustic image that precisely shows the shape and size of a shadow region of a sound wave having a low reverberation level detected as compared to the surrounding region.

上述した実施形態については、その新規な技術的内容の要点をまとめると、以下のようになる。
尚、上記の実施形態の一部又は全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。 Regarding the above-described embodiment, the main points of the new technical contents are summarized as follows.
In addition, although a part or all of said embodiment is put together as follows as a novel technique, this invention is not necessarily limited to this.

（付記１）
水上を航走する船舶に設けられ、水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号の反射音を捕捉する音響センサ部と、前記反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成する画像データ生成部とを備えた音響画像生成システムであって、
前記反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示す反射音ビームを合成する反射音ビーム合成部と、
前記反射音を捕捉した受信時刻と前記各反射音ビームの指向性に基づき前記船舶からの方位および距離として特定される各地点における反射音のレベルを導出する反射音レベル導出部とを備え、
前記画像データ生成部は、
前記各位置情報に対応して導出した異なる反射音のレベルを積分して得た値に基づき前記音響画像の色情報を決定して表示する反射音レベル積分表示手段とを備えたことを特徴とする音響画像生成システム。 (Appendix 1)
An acoustic sensor unit that is provided in a ship that sails on the water and that captures the reflected sound of a sound signal sent for detecting an object that sits underwater, and generates an acoustic image that indicates the position of the object based on the reflected sound. An acoustic image generation system comprising an image data generation unit,
A reflected sound beam synthesizing unit that synthesizes a reflected sound beam indicating the directivity in the horizontal direction of the reflected sound based on the reflected sound;
A reflected sound level deriving unit for deriving the level of reflected sound at each point specified as the azimuth and distance from the ship based on the reception time when the reflected sound is captured and the directivity of each reflected sound beam;
The image data generation unit
Reflected sound level integrated display means for determining and displaying color information of the acoustic image based on a value obtained by integrating the levels of different reflected sounds derived corresponding to each position information, An acoustic image generation system.

（付記２）
付記１に記載の音響画像生成システムにおいて、
前記船舶の絶対的な位置情報を測位する位置センサ部と、
前記導出された反射音のレベルを前記絶対的な位置情報に対応して設定すると共に、前記船舶の移動分に応じて前記反射音のレベルを補正する反射音レベル補正部とを備えたことを特徴とする音響画像生成システム。 (Appendix 2)
In the acoustic image generation system according to attachment 1,
A position sensor unit for positioning the absolute position information of the ship;
A reflected sound level correction unit that sets the derived reflected sound level corresponding to the absolute position information and corrects the reflected sound level according to the amount of movement of the ship; A characteristic acoustic image generation system.

（付記３）
付記１または２に記載の音響画像生成システムにおいて、
前記画像データ生成部は、異なる反射音のレベルを積分して得られた値が予め設定された値より低い前記音響画像内の画像領域を前記物体による音波の影を示す領域として強調表示する影領域強調表示手段を備えたことを特徴とする音響画像生成システム。 (Appendix 3)
In the acoustic image generation system according to attachment 1 or 2,
The image data generation unit highlights an image area in the acoustic image in which a value obtained by integrating levels of different reflected sounds is lower than a preset value as an area indicating a shadow of sound waves by the object. An acoustic image generation system comprising an area highlighting means.

（付記４）
付記１または２に記載の音響画像生成システムにおいて、
前記画像データ生成部は、前記積分値が前記音響画像内における周囲の積分値より相対的に低い画像領域を前記物体による音波の影を示す領域として強調表示する影領域強調表示手段を備えたことを特徴とする音響画像生成システム。 (Appendix 4)
In the acoustic image generation system according to attachment 1 or 2,
The image data generation unit includes a shadow region highlighting display unit that highlights an image region in which the integral value is relatively lower than a surrounding integral value in the acoustic image as a region indicating a shadow of a sound wave by the object. An acoustic image generation system characterized by the above.

（付記５）
水上を航走する船舶に設けられた音響画像生成システムが水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号の反射音を捕捉すると共に、この反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成する音響画像生成方法であって、
前記捕捉した反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示す反射音ビームを合成し、
前記反射音を捕捉した受信時刻と前記各反射音ビームの指向性とに基づいて、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点における反射音のレベルを導出し、
前記各位置情報に対応して導出した異なる反射音のレベルを積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する構成とし、これら動作手順を前記音響画像生成システムが実行することを特徴とした音響画像生成方法。 (Appendix 5)
An acoustic image generation system provided in a ship sailing on the water captures the reflected sound of the sound signal sent out for detection of an object sitting in the water, and an acoustic image indicating the position of the object based on the reflected sound. An acoustic image generation method to generate,
Based on the captured reflected sound, a reflected sound beam indicating the directivity of the reflected sound in the horizontal direction is synthesized,
Based on the reception time at which the reflected sound is captured and the directivity of each reflected sound beam, the level of the reflected sound at each point specified as the azimuth and distance from the ship is derived,
Based on the value obtained by integrating the levels of different reflected sounds derived corresponding to each position information, the color information of the acoustic image is determined and displayed, and the operation procedure is performed by the acoustic image generation system. An acoustic image generation method characterized by being executed.

（付記６）
水上を航走する船舶に設けられた音響画像生成システムが水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号の反射音を捕捉すると共に、この反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成するための音響画像生成プログラムであって、
前記捕捉した反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示す反射音ビームを合成する反射音ビーム合成機能と、
前記反射音を捕捉した受信時刻と前記各反射音ビームの指向性とに基づいて、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点における反射音のレベルを導出する反射音レベル導出機能と、
前記各位置情報に対応して導出した異なる反射音のレベルを積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する処理を行う反射音レベル積分表示機能とを、前記音響画像生成システムのコンピュータにより実現することを特徴とした音響画像生成プログラム。 (Appendix 6)
An acoustic image generation system provided in a ship sailing on the water captures the reflected sound of the sound signal sent out for detection of an object sitting in the water, and an acoustic image indicating the position of the object based on the reflected sound. An acoustic image generation program for generating,
A reflected sound beam synthesis function for synthesizing a reflected sound beam indicating the directivity in the horizontal direction of the reflected sound based on the captured reflected sound;
Reflected sound level derivation function for deriving the level of reflected sound at each point specified as the azimuth and distance from the ship based on the reception time when the reflected sound is captured and the directivity of each reflected sound beam;
A reflected sound level integrated display function for performing a process of determining and displaying color information of the acoustic image based on a value obtained by integrating the levels of different reflected sounds derived corresponding to the respective position information; An acoustic image generation program characterized by being realized by a computer of an acoustic image generation system.

本発明は、海底に鎮座した目標対象物の位置を高い精度で検出するソナーシステムに対して有効に適用することが可能である。   The present invention can be effectively applied to a sonar system that detects the position of a target object sitting on the seabed with high accuracy.

１ 海面
２ 海底
３ 船舶
４ 水中航走体
５ 音響センサ部
６ 探信音
７ 反響音
８ 音波の影
９ アナログ／デジタル変換部
１０ 指向性合成部
１１ 方位距離信号強度導出部
１２ 位置センサ部
１３ 位置補正処理部
１４ 表示器
１５ 表示画面
１００ 音響画像生成システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sea surface 2 Seabed 3 Ship 4 Underwater vehicle 5 Acoustic sensor part 6 Search sound 7 Echo sound 8 Shadow of sound wave 9 Analog / digital conversion part 10 Directional composition part 11 Direction distance signal strength deriving part 12 Position sensor part 13 Position Correction processing unit 14 Display 15 display screen
100 Acoustic image generation system

Claims (5)

水上を航走する船舶に設けられ、水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号に対する異なる方位に対応する反射音を捕捉する音響センサ部と、前記反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成する画像データ生成部とを備えた音響画像生成システムであって、
前記捕捉した異なる反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示すビームを合成する指向性ビーム合成部と、
前記反射音を捕捉した受信時刻とそのときの前記反射音ビームの指向性に基づき、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点と前記反射音のレベルとを対応させて方位距離信号強度データを算出する反射音レベル算出部と、
前記船舶の位置情報を測位する位置センサ部と、
前記方位距離信号強度データ及び前記位置情報に基づき、前記船舶の移動分に応じて前記方位距離信号強度データを緯度・経度に対応させて絶対位置信号強度データに補正する反射音レベル補正部とを備え、
前記画像データ生成部は、
前記絶対位置信号強度データに基づき前記反射音のレベルを前記緯度・経度毎に積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する反射音レベル積分表示手段を備えたことを特徴とする音響画像生成システム。 An acoustic sensor unit that is provided in a ship that sails on the water and captures reflected sound corresponding to a different direction with respect to a sound signal transmitted for detection of an object sitting in the water, and indicates the position of the object based on the reflected sound An acoustic image generation system including an image data generation unit that generates an acoustic image,
A directional beam synthesis unit that synthesizes a beam indicating the directivity in the horizontal direction of the reflected sound based on the captured different reflected sounds;
Based on said directivity of reflected sound beam, azimuth distance signal intensity in association with the level of each point and the reflected sound to be identified as a direction and distance from the vessel at that time and the reception time of capturing the reflected sound A reflected sound level calculation unit for calculating data;
A position sensor unit for positioning the position information of the ship;
Based on the azimuth distance signal intensity data and the position information, a reflected sound level correction unit that corrects the azimuth distance signal intensity data to absolute position signal intensity data corresponding to latitude and longitude according to the movement of the ship. Prepared,
The image data generation unit
Based on the value of the level of the reflected sound obtained by integrating for each of the latitude and longitude based on the absolute position signal intensity data, with a reflected sound-level integration display means for displaying to determine the color information of the acoustic image An acoustic image generation system characterized by that. 請求項１に記載の音響画像生成システムにおいて、
前記画像データ生成部は、異なる反射音のレベルを積分して得られた値が予め設定された値より低い前記音響画像内の画像領域を前記物体による音波の影を示す領域として強調表示する影領域強調表示手段を備えたことを特徴とする音響画像生成システム。 The acoustic image generation system according to claim 1,
The image data generation unit highlights an image area in the acoustic image in which a value obtained by integrating levels of different reflected sounds is lower than a preset value as an area indicating a shadow of sound waves by the object. An acoustic image generation system comprising an area highlighting means. 請求項１に記載の音響画像生成システムにおいて、
前記画像データ生成部は、前記積分値が前記音響画像内における周囲の積分値より相対的に低い画像領域を前記物体による音波の影を示す領域として強調表示する影領域強調表示手段を備えたことを特徴とする音響画像生成システム。 The acoustic image generation system according to claim 1,
The image data generation unit includes a shadow region highlighting display unit that highlights an image region in which the integral value is relatively lower than a surrounding integral value in the acoustic image as a region indicating a shadow of a sound wave by the object. An acoustic image generation system characterized by the above. 水上を航走する船舶に設けられた音響画像生成システムが水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号の反射音を捕捉すると共に、この反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成する音響画像生成方法であって、
前記捕捉した反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示すビームを合成し、
前記反射音を捕捉した受信時刻と前記各ビームの指向性とに基づいて、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点と前記反射音のレベルとを対応させて方位距離信号強度データを導出し、
前記船舶の位置情報を測位し、
前記方位距離信号強度データ及び前記位置情報に基づき、前記船舶の移動分に応じて前記方位距離信号強度データを緯度・経度に対応させて絶対位置信号強度データに補正し、
前記絶対位置信号強度データに基づき前記反射音のレベルを前記緯度・経度毎に積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する構成とし、これら動作手順を前記音響画像生成システムが実行することを特徴とした音響画像生成方法。 An acoustic image generation system provided in a ship sailing on the water captures the reflected sound of the sound signal sent out for detection of an object sitting in the water, and an acoustic image indicating the position of the object based on the reflected sound. An acoustic image generation method to generate,
Based on the captured reflected sound, synthesize a beam indicating the directivity of the reflected sound in the horizontal direction,
On the basis of the reception time capturing the reflected sound and the directivity of the respective beams, the azimuth distance signal strength data in association with the level of each point and the reflected sound to be identified as a direction and distance from the ship Derived,
Positioning the ship's position information,
Based on the azimuth distance signal strength data and the position information, the azimuth distance signal strength data is corrected to absolute position signal strength data corresponding to latitude and longitude according to the movement of the ship,
Based on the value obtained by integrating the level of the reflected sound for each latitude and longitude based on the absolute position signal intensity data, the color information of the acoustic image is determined and displayed, and these operation procedures are the acoustic procedure. An acoustic image generation method characterized by being executed by an image generation system. 水上を航走する船舶に設けられた音響画像生成システムが水中に鎮座する物体の検出用に送出した音信号の反射音を捕捉すると共に、この反射音に基づき前記物体の位置を示す音響画像を生成するための音響画像生成プログラムであって、
前記捕捉した反射音に基づき当該反射音の水平方向の指向性を示すビームを合成する指向性ビーム合成機能と、
前記反射音を捕捉した受信時刻と前記各ビームの指向性とに基づいて、前記船舶からの方位および距離として特定される各地点と前記反射音のレベルとを対応させて方位距離信号強度データを導出する反射音レベル導出機能と、
前記船舶の位置情報を測位する位置センサ機能と、
前記方位距離信号強度データ及び前記位置情報に基づき、前記船舶の移動分に応じて前記方位距離信号強度データを緯度・経度毎に対応させて絶対位置信号強度データに補正する反射音レベル補正機能と、
前記絶対位置信号強度データに基づき前記反射音のレベルを前記緯度・経度毎に積分して得た値に基づき、前記音響画像の色情報を決定して表示する処理を行う反射音レベル積分表示機能とを、前記音響画像生成システムのコンピュータにより実現することを特徴とした音響画像生成プログラム。 An acoustic image generation system provided in a ship sailing on the water captures the reflected sound of the sound signal sent out for detection of an object sitting in the water, and an acoustic image indicating the position of the object based on the reflected sound. An acoustic image generation program for generating,
A directional beam synthesis function for synthesizing a beam indicating the directivity in the horizontal direction of the reflected sound based on the captured reflected sound;
On the basis of the reception time capturing the reflected sound and the directivity of the respective beams, the azimuth distance signal strength data in association with the level of each point and the reflected sound to be identified as a direction and distance from the ship Derived reflection sound level derivation function,
A position sensor function for positioning the ship position information;
Based on the azimuth distance signal intensity data and the position information, a reflected sound level correction function that corrects the azimuth distance signal intensity data to absolute position signal intensity data corresponding to each latitude and longitude according to the movement of the ship; ,
Reflected sound level integrated display function for performing processing for determining and displaying color information of the acoustic image based on a value obtained by integrating the level of the reflected sound for each latitude and longitude based on the absolute position signal intensity data Is realized by a computer of the acoustic image generation system.
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