JP6321472B2 - 信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、信号処理方法、及び信号処理プログラム - Google Patents
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Description
水中探知装置1は、図1に示すように、送受波器2と、送受信装置3と、信号処理装置としての信号処理部10と、操作・表示装置4(表示部)とを備えている。この水中探知装置1は、例えば、漁船などの船舶に備えられ、主に魚及び魚群等の物標の探知に用いられる。
図2は、信号処理部10の構成を示すブロック図である。信号処理部10は、図2に示すように、逆フィルタ処理部11、強度スペクトラム算出処理部15、パルス圧縮処理部20、合成部21、及び画像生成部22、を備えている。この信号処理部10は、例えば、図示しないCPU、FPGA、及びメモリなどのデバイスで構成される。例えば、CPUがメモリから信号処理プログラムを読み出して実行することにより、逆フィルタ処理部11、強度スペクトラム算出処理部15、パルス圧縮処理部20、合成部21、及び画像生成部22として機能させることができる。
図4は、信号処理部10の動作を説明するためのフローチャートである。上述した信号処理部10の動作を、図4を参照しつつ説明する。
ここで、本実施形態に係る水中探知装置1で生成されるエコー画像について説明する。しかしその前に、上述した第1サンプルのみでエコー画像を生成した場合のエコー画像(以下、第1エコー画像とする)、及び、上述した第2サンプルのみでエコー画像を生成した場合のエコー画像(以下、第2エコー画像とする)について説明する。
以上のように、本実施形態に係る信号処理部10では、強度スペクトラム算出処理部15で算出された強度スペクトラムP(t)と、パルス圧縮処理部20で生成された第2信号とが合成されている。これにより、上述のように、高分解能化された物標のエコー像の解像度を維持しつつ、海底付近に発生する虚像B(図8参照)を低減することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
本変形例に係る水中探知装置の合成部27は、区間判別部27aと、3つの判定部(第1判定部27b、第2判定部27c、及び第3判定部27d)と、を有している。合成部27は、第1サンプルの強度と各該第1サンプルに対応する第2サンプルの強度との比較に基づいて、第1サンプル及び第2サンプルのいずれか一方を選択する。
次に、本変形例の信号処理部の動作について説明する。図18を参照して、ステップS1及びステップS2では、強度スペクトラム算出処理部15等が上記実施形態の場合と同様に動作することにより、ピング毎に強度スペクトラムP(t)、すなわち第1信号を算出する。一方、ステップS3では、パルス圧縮処理部20が、上記実施形態の場合と同様に動作することにより、第2信号を生成する。そして、ステップS4では、合成部27が、第1サンプルP1nと第2サンプルP2nとの比較を行う。
ここで、本変形例に係る水中探知装置で生成されるエコー画像について説明する。しかしその前に、第1サンプルのみでエコー画像を生成した第1エコー画像、第2サンプルのみでエコー画像を生成した第2エコー画像、及び、上記実施形態に係る水中探知装置1で生成されるエコー画像について説明する。なお、これらのエコー画像では、比較的密集した状態の複数の魚が表示される例を挙げて説明する。
1a レーダ装置
10,10a,10b,10c 信号処理部(信号処理装置)
10d 信号処理装置
11 逆フィルタ処理部
15 強度スペクトラム算出処理部
16,16a 第1信号生成部
20 パルス圧縮処理部(第2信号生成部)
20b 第2信号生成部
21,21a,23,27 合成部
22 画像生成部
Claims (11)
- 送波器から送波された送信波が対象物標に反射して帰来する反射波に基づいて生成されるとともに信号処理の対象となる対象エコー信号を処理する信号処理装置であって、
前記対象エコー信号に基づいて第1信号を生成する第1信号生成部と、
前記対象エコー信号に基づいて、前記第1信号よりも分解能が低く且つ前記第1信号よりもサイドローブが低減された第2信号を生成する第2信号生成部と、
前記第1信号と前記第2信号とを合成する合成部と、
を備え、
前記合成部は、前記送信波が送波されてから前記反射波が受波器で受波されるまでの時間に対応する前記対象物標までの距離範囲を、前記第1信号を構成するサンプルである第1サンプルの強度が前記第2信号を構成するサンプルであって各前記第1サンプルに対応する第2サンプルの強度以上になる第1区間と、前記第1サンプルの強度が前記第2サンプルの強度未満になる第2区間とに分ける区間判別部、を有し、前記第1区間と前記第2区間とにおいて前記第1サンプル及び前記第2サンプルのいずれか一方を選択する手段が互いに異なることを特徴とする、信号処理装置。 - 請求項1に記載の信号処理装置において、
前記合成部は、前記第2区間において、前記第1サンプル及び前記第2サンプルのうち、強度が低い前記第1サンプルを選択することにより、前記第1信号と前記第2信号とを合成することを特徴とする、信号処理装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の信号処理装置において、
前記合成部は、複数の前記第1区間のうち距離範囲が所定の閾値未満の第1区間については、前記第1サンプルを選択することを特徴とする、信号処理装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の信号処理装置において、
前記合成部は、複数の前記第1区間のうち、隣接する第2区間との間の境界線上以外に前記第1区間に含まれる第1サンプルの最大値があり、且つ前記第1区間に含まれ互いに対応する第1サンプルと第2サンプルとの強度の比の最大値が所定の閾値以下の第1区間については、前記第1サンプルを選択することを特徴とする、信号処理装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の信号処理装置において、
前記第1信号生成部は、前記対象エコー信号に対して逆フィルタ処理を行う逆フィルタ処理部と、該逆フィルタ処理が行われることにより生成される逆フィルタ処理後信号の強度スペクトラムを算出する強度スペクトラム算出処理部と、を有していることを特徴とする、信号処理装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の信号処理装置において、
前記第2信号生成部は、前記対象エコー信号に対してパルス圧縮を行うパルス圧縮処理部を有していることを特徴とする、信号処理装置。 - 水中に送信された音波のエコー信号であって信号処理の対象となる対象エコー信号を受信する受波器と、
前記受波器で受信された前記対象エコー信号を処理する、請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載の信号処理装置としての信号処理部と、
前記信号処理部の合成部が合成した合成信号を表示する表示部と
を備えていることを特徴とする、水中探知装置。 - 請求項7に記載の水中探知装置において、
前記信号処理部は、
水底の深さ位置を検出する水底検出部と、
前記水底検出部で検出された水底の深さ位置を含む深さ方向における所定範囲を、前記信号処理部の合成部によって前記第1信号と前記第2信号とを合成する対象範囲として決定する合成範囲決定部と
を更に備えていることを特徴とする、水中探知装置。 - 信号処理の対象となる対象エコー信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信された前記対象エコー信号を処理する、請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載の信号処理装置としての信号処理部と、
前記信号処理部の合成部が合成した合成信号を表示する表示部と
を備えていることを特徴とする、レーダ装置。 - 送波器から送波された送信波が対象物標に反射して帰来する反射波に基づいて生成されるとともに信号処理の対象となる対象エコー信号を処理するための信号処理方法であって、
(a)前記対象エコー信号に基づいて第1信号を生成するステップと、
(b)前記対象エコー信号に基づいて、前記第1信号よりも分解能が低く且つ前記第1信号よりもサイドローブが低減された第2信号を生成するステップと、
(c)前記第1信号と前記第2信号とを合成するステップと、
を含み、
前記ステップ(c)において、前記送信波が送波されてから前記反射波が受波器で受波されるまでの時間に対応する前記対象物標までの距離範囲を、前記第1信号を構成するサンプルである第1サンプルの強度が前記第2信号を構成するサンプルであって各前記第1サンプルに対応する第2サンプルの強度以上になる第1区間と、前記第1サンプルの強度が前記第2サンプルの強度未満になる第2区間とに分け、前記第1区間と前記第2区間とにおいて前記第1サンプル及び前記第2サンプルのいずれか一方を選択する手段が互いに異なることを特徴とする、信号処理方法。 - 送波器から送波された送信波が対象物標に反射して帰来する反射波に基づいて生成されるとともに信号処理の対象となる対象エコー信号の処理をコンピュータに実行させるための信号処理プログラムであって、
(a)前記対象エコー信号に基づいて第1信号を生成するステップと、
(b)前記対象エコー信号に基づいて、前記第1信号よりも分解能が低く且つ前記第1信号よりもサイドローブが低減された第2信号を生成するステップと、
(c)前記第1信号と前記第2信号とを合成するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記ステップ(c)において、前記送信波が送波されてから前記反射波が受波器で受波されるまでの時間に対応する前記対象物標までの距離範囲を、前記第1信号を構成するサンプルである第1サンプルの強度が前記第2信号を構成するサンプルであって各前記第1サンプルに対応する第2サンプルの強度以上になる第1区間と、前記第1サンプルの強度が前記第2サンプルの強度未満になる第2区間とに分け、前記第1区間と前記第2区間とにおいて前記第1サンプル及び前記第2サンプルのいずれか一方を選択する手段が互いに異なることを特徴とする、信号処理プログラム。
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