JP6982138B2 - Underwater detector - Google Patents
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Description
本発明は、物標を探知するための水中探知システムに関するものである。 The present invention relates to an underwater detection system for detecting an object.
例えば特許文献１には、超音波ビームを水中に送信して３次元領域をスキャンし、受信したエコーに基づいてスキャン領域内の水中情報（例えば魚群）を３次元画像として表示する水中探知装置（ソナー）が開示されている。特許文献１に開示されるソナーでは、所定の３次元領域に対して無指向性の送信ビームが形成される。一方、受信時には、ビーム幅が狭い受信ビームとしてのペンシルビームが形成され、その受信ビームが３次元領域内においてスキャンされる。また、これと同様のソナーは、特許文献２、特許文献３等にも開示されている。これらのソナーでも、ビーム幅が広い送信ビームが形成され、ビーム幅が狭い受信ビームが形成される。
For example, Patent Document 1 describes an underwater detector that transmits an ultrasonic beam into water, scans a three-dimensional region, and displays underwater information (for example, a school of fish) in the scanned region as a three-dimensional image based on the received echo. Sonar) is disclosed. In the sonar disclosed in Patent Document 1, an omnidirectional transmission beam is formed with respect to a predetermined three-dimensional region. On the other hand, at the time of reception, a pencil beam as a reception beam having a narrow beam width is formed, and the reception beam is scanned in a three-dimensional region. Further, a sonar similar to this is also disclosed in
また、一般的なスキャニングソナーでは、鉛直方向のビーム幅が狭い送信波が自船を中心とした全方位に一度に送波された後、同じく鉛直方向のビーム幅が狭い受信ビームが自船を中心として回転させられる。これにより、ソナーが搭載された自船を基準とした所望のチルト角方向付近に存在する魚群を探知することができる。 Also, in general scanning sonar, a transmitted wave with a narrow vertical beam width is sent at once in all directions centered on the ship, and then a received beam with a narrow vertical beam width also sends the ship. It is rotated as the center. This makes it possible to detect a school of fish existing in the vicinity of the desired tilt angle direction with respect to the own ship on which the sonar is mounted.
また、既知のスキャニングソナーでは、探知領域から得られた受信信号に基づいて生成された画像用信号を上方から視た水平面画像が表示されていた。 Further, in a known scanning sonar, a horizontal plane image of an image signal generated based on a received signal obtained from a detection region viewed from above was displayed.
ところで、上述した一般的なスキャニングソナーを用いて３次元的な広がりを持つ領域を探知しようとした場合、鉛直方向に狭いビーム幅を有するビームのチルト角を徐々に変化させることにより、３次元領域をスキャンすることが考えらえる。しかしそうすると、通常のスキャニングソナーと比べて演算負荷が極端に大きくなる。そうすると、装置が大型化し、製造コストも高くなってしまう。一方、装置を大型化することなく上述のように３次元領域をスキャンすることも考えられるが、そうすると、画像の更新周期が長くなるため、リアルタイムな情報を得にくい、という問題がある。 By the way, when trying to detect a region having a three-dimensional spread using the above-mentioned general scanning sonar, the three-dimensional region is gradually changed by gradually changing the tilt angle of a beam having a narrow beam width in the vertical direction. It is conceivable to scan. However, in that case, the computational load becomes extremely large as compared with a normal scanning sonar. Then, the size of the device becomes large and the manufacturing cost becomes high. On the other hand, it is conceivable to scan the three-dimensional region as described above without increasing the size of the device, but if this is done, there is a problem that it is difficult to obtain real-time information because the image update cycle becomes long.
また、上述した既知のスキャニングソナーのように、画像用信号を上方から視た水平面画像だけでは、魚群が上下方向に重なって存在していた場合に、下側の魚群を見逃してしまう可能性がある。 In addition, as in the known scanning sonar described above, if the horizontal image of the image signal viewed from above is used, the fish school on the lower side may be overlooked when the fish school is overlapped in the vertical direction. be.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、システム全体のコストを抑えつつ、ユーザにとって利便性の高い水中探知システムを提供することである。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an underwater detection system that is highly convenient for users while suppressing the cost of the entire system.
また、本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、魚群の探知漏れを防止可能な水中探知システムを提供することである。 Further, the present invention is for solving the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an underwater detection system capable of preventing detection omission of a school of fish.
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る水中探知システムは、複数の送受波素子を有する送受波器と、第１送信波及び該第１送信波よりも鉛直方向におけるビーム幅が広い第２送信波を送波する前記複数の送受波素子を駆動する送信回路部と、前記第１送信波の反射波に基づいて第１受信信号を生成し前記第２送信波の反射波に基づいて第２受信信号を生成する受信回路部と、前記第１送信波の基となる第１駆動信号を前記送信回路部に生成させる第１制御部と、前記受信回路部から出力された前記第１受信信号に基づいて第１画像を生成する第１画像生成部と、前記第２送信波の基となる第２駆動信号を前記送信回路部に生成させる第２制御部と、前記受信回路部から出力された前記第２受信信号に基づいて第２画像を生成する第２画像生成部と、を備えている。 In order to solve the above problems, the underwater detection system according to a certain aspect of the present invention has a transmitter / receiver having a plurality of transmission / reception elements, and a first transmission wave and a beam width in a vertical direction from the first transmission wave. A transmission circuit unit that drives the plurality of transmission / reception elements that transmit a wide second transmission wave, and a first reception signal is generated based on the reflected wave of the first transmission wave and used as the reflected wave of the second transmission wave. A receiving circuit unit that generates a second reception signal based on the above, a first control unit that causes the transmission circuit unit to generate a first drive signal that is the basis of the first transmission wave, and the above-mentioned output from the reception circuit unit. A first image generation unit that generates a first image based on a first reception signal, a second control unit that causes the transmission circuit unit to generate a second drive signal that is the basis of the second transmission wave, and the reception circuit. It includes a second image generation unit that generates a second image based on the second reception signal output from the unit.
また、上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る水中探知システムは、複数の送受波素子を有する送受波器と、３次元的領域に伝搬する３次元送信波を送波する前記複数の送受波素子を駆動する送信回路部と、前記３次元送信波の反射波に基づいて受信信号を生成する受信回路部と、前記受信信号に基づいて生成され、前記３次元的領域に含まれる各位置に対応して得られた、それぞれの３次元的な位置情報及びエコー強度情報を有する３次元領域画像用データ、を生成する３次元領域画像用データ生成部と、前記３次元領域画像用データの前記３次元的な位置よりも上方に位置する上側水平面に前記３次元領域画像用データが投影された上側水平面画像、及び前記３次元領域画像用データの前記３次元的な位置よりも下方に位置する下側水平面に前記３次元領域画像用データが投影された下側水平面画像、をそれぞれ生成する画像生成部と、を備えている。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the underwater detection system according to a certain aspect of the present invention transmits a transmitter / receiver having a plurality of transmission / reception elements and a three-dimensional transmission wave propagating in a three-dimensional region. A transmission circuit unit that drives a plurality of transmission / reception elements, a reception circuit unit that generates a reception signal based on the reflected wave of the three-dimensional transmission wave, and a reception circuit unit that is generated based on the reception signal and is included in the three-dimensional region. A three-dimensional area image data generation unit that generates three-dimensional area image data having each three-dimensional position information and echo intensity information obtained corresponding to each position, and the three-dimensional area image. The upper horizontal plane image in which the data for the three-dimensional region image is projected on the upper horizontal plane located above the three-dimensional position of the data for use, and the three-dimensional position of the data for the three-dimensional region image. An image generation unit for generating a lower horizontal plane image on which the data for the three-dimensional region image is projected on the lower horizontal plane located below is provided.
本発明によれば、システム全体のコストを抑えつつ、ユーザにとって利便性の高い水中探知システムを提供できる。また、本発明によれば、魚群の探知漏れを防止可能な水中探知システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an underwater detection system that is highly convenient for the user while suppressing the cost of the entire system. Further, according to the present invention, it is possible to provide an underwater detection system capable of preventing detection omission of a school of fish.
以下、本発明の実施形態に係る水中探知システム１について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the underwater detection system 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
［水中探知システムの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る水中探知システム１の構成を示すブロック図である。本実施形態の水中探知システム１は、例えば、漁船などの船舶に設けられている。以下では、水中探知システム１を備えている船舶を「自船」という。なお、図１では、受信機８及び処理装置５が有する構成要素のうちの一部のみを図示している。
[Configuration of underwater detection system]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an underwater detection system 1 according to an embodiment of the present invention. The underwater detection system 1 of the present embodiment is provided on a ship such as a fishing boat, for example. In the following, a ship equipped with the underwater detection system 1 will be referred to as a "own ship". Note that FIG. 1 illustrates only a part of the components of the
図１に示すように、本実施形態に係る水中探知システム１は、スキャニングソナー１０と、処理装置５と、第２表示装置６とを備えている。水中探知システム１は、一般的に知られているスキャニングソナー１０に、処理装置５及び第２表示装置６が外付けされた構成となっている。
As shown in FIG. 1, the underwater detection system 1 according to the present embodiment includes a
スキャニングソナー１０は、送受波器２と、送受信装置３と、第１表示装置４とを備えている。
The
送受波器２は、超音波を送受信する機能を有し、自船の船底に取り付けられている。例えば一例として、送受波器２は、略円筒形状であって、その軸方向が鉛直方向に沿い、半径方向が水平方向に沿うように配置されている。
The transmitter /
詳細には、送受波器２は、略円筒形状の筐体と、この筐体の外周面に取り付けられた複数の送受波素子としての超音波振動子（図示省略）とを有している。超音波振動子は、超音波を水中に送信するとともに、エコーを受信し、このエコーを電気信号に変換して受信機８へ出力する。なお、本実施形態において、送受波器２は、筐体が円筒形の場合を示したが、形状は特に限定されるものではなく、例えば、球形等のように他の形状とすることもできる。
Specifically, the transmitter /
図２は、送受波器２から送波される第１送信波の送波範囲を模式的に示す図である。また、図３は、送受波器２から送波される第２送信波の送波範囲を模式的に示す図である。図２及び図３では、自船Ｓに搭載された送受波器２から送波される送信波の送波範囲が、ドットハッチングが施された箇所によって模式的に表されている。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a transmission range of the first transmission wave transmitted from the transmitter /
本実施形態では、送受波器２からは、２種類の送信波、具体的には図２に示すような第１送信波、及び図３に示すような第２送信波が送波される。送受波器２は、自船を中心とする水平方向の全方位へ送信波を送波する。
In the present embodiment, two types of transmitted waves, specifically, a first transmitted wave as shown in FIG. 2 and a second transmitted wave as shown in FIG. 3 are transmitted from the transmitter /
第１送信波は、鉛直方向におけるビーム幅θ１が比較的狭い送信波である。第１送信波のビーム幅θ１は、例えば一例として８度程度であるが、これに限らず、２０度未満であればよい。第１送信波が送波される領域を、以下では２次元的領域Ｚ１と称する。このように、第１送信波が送波される領域を２次元的領域Ｚ１と称する理由は、以下の通りである。すなわち、第１送信波の鉛直方向におけるビーム幅θ１は、送受波器２で実現可能な最小の鉛直方向のビーム幅、或いはそれに近い値である。よって、第１送信波が送波される領域は、空間的な拡がりが比較的狭い領域であるため、本明細書では、その領域を、２次元的領域Ｚ１と称する。
The first transmitted wave is a transmitted wave having a relatively narrow beam width θ 1 in the vertical direction. The beam width θ 1 of the first transmitted wave is, for example, about 8 degrees as an example, but is not limited to this, and may be less than 20 degrees. The region in which the first transmitted wave is transmitted is hereinafter referred to as a two-dimensional region Z1. The reason why the region in which the first transmitted wave is transmitted is referred to as the two-dimensional region Z1 is as follows. That is, the beam width θ 1 in the vertical direction of the first transmitted wave is the minimum vertical beam width achievable by the transmitter /
第２送信波は、鉛直方向におけるビーム幅θ２が第１送信波よりも広い送信波である。第２送信波のビーム幅θ２は、例えば一例として３０度程度であるが、これに限らず、２０度以上であればよい。第２送信波が送波される領域を、以下では３次元的領域Ｚ２と称する。このように、第２送信波が送波される領域を３次元的領域Ｚ２と称する理由は、以下の通りである。すなわち、第１送信波の鉛直方向におけるビーム幅θ１は、上述のように比較的狭いビーム幅であるのに対し、２０度以上のビーム幅θ２を有する第２送信波は、第１送信波と比べて十分にビーム幅が広いと考えることができる。よって、本明細書では、このように十分にビーム幅が広い第２送信波が送波される３次元的な拡がりが比較的大きい領域を、３次元的領域Ｚ２と称する。 The second transmitted wave is a transmitted wave having a beam width θ 2 in the vertical direction wider than that of the first transmitted wave. The beam width θ 2 of the second transmitted wave is, for example, about 30 degrees as an example, but is not limited to this, and may be 20 degrees or more. The region in which the second transmitted wave is transmitted is hereinafter referred to as a three-dimensional region Z2. The reason why the region in which the second transmitted wave is transmitted is referred to as the three-dimensional region Z2 is as follows. That is, the beam width θ 1 in the vertical direction of the first transmitted wave is a relatively narrow beam width as described above, whereas the second transmitted wave having a beam width θ 2 of 20 degrees or more is the first transmitted wave. It can be considered that the beam width is sufficiently wide compared to the wave. Therefore, in the present specification, the region in which the second transmitted wave having a sufficiently wide beam width is transmitted and has a relatively large three-dimensional spread is referred to as a three-dimensional region Z2.
送受波器２では、例えば一例として、第１送信波の送信及び該第１送信波の反射波の受信が行われる送受信が複数回行われた後、第２送信波の送信及び該第２送信波の反射波の受信が行われる送受信が１回、行われる。すなわち、本実施形態では、第２送信波が送波される頻度は、第１送信波が送波される頻度よりも少ない。
In the transmitter /
送受信装置３は、送受切替部３ａと、送信機７と、受信機８とを備えている。送受信装置３は、ハードウェア・プロセッサ９（例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ等）、アナログ回路、及び不揮発性メモリ等のデバイスで構成される。ハードウェア・プロセッサ９は、以下で詳しく説明する第１制御部７ｂ、直交検波部１３、第１ビーム形成部１４、フィルタ部１５、及び第１画像生成部１６として機能する。例えば、ＣＰＵが不揮発性メモリからプログラムを読み出して実行することにより、ハードウェア・プロセッサ９が、第１制御部７ｂ、直交検波部１３、第１ビーム形成部１４、フィルタ部１５、及び第１画像生成部１６として機能する。
The transmitter / receiver 3 includes a transmission /
送受切替部３ａは、送受波器２に対する信号の送信と受信とを切り替えるためのものである。具体的には、送受切替部３ａは、送受波器２を駆動させるための駆動信号を送受波器２へ送信するときは、送信機７が出力する駆動信号を送受波器２へ出力する。一方、送受切替部３ａは、受信信号を送受波器２から受信するときは、送受波器２が受信した受信信号を受信機８へ出力する。
The transmission /
送信機７は、送受波器２から送波される送信波の基となる駆動信号を生成するためのものである。送信機７は、送信回路部７ａと、第１制御部７ｂとを有している。
The
送信回路部７ａは、第１制御部７ｂ、及び詳しくは後述する処理装置５の第２制御部２０によって制御されることにより、駆動信号を生成する。具体的には、送信回路部７ａは、各超音波振動子に対応して設けられている送信回路（図示省略）を有し、各送信回路が第１制御部７ｂによって適宜、制御されることにより、第１駆動信号を生成する。第１駆動信号とは、送受波器２から送波される第１送信波（上述したような、鉛直方向におけるビーム幅が８度程度の送信波）の基となる信号である。また、送信回路部７ａは、各送信回路が第２制御部２０によって制御されることにより、第２駆動信号を生成する。第２駆動信号とは、送受波器２から送波される第２送信波（上述したような、鉛直方向におけるビーム幅が３０度程度の送信波）の基となる信号である。
The
第１制御部７ｂは、送信回路部７ａが有する複数の送信回路のそれぞれを適宜、制御することにより、送信回路部７ａに第１駆動信号を生成させる。
The
図４は、受信機８の構成を示すブロック図である。受信機８は、アナログ部１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、直交検波部１３と、第１ビーム形成部１４と、フィルタ部１５と、第１画像生成部１６とを有している。アナログ部１１及びＡ／Ｄ変換部１２は、送信波の反射波に基づいて受信信号を生成する受信回路部として設けられている。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
アナログ部１１は、送受波器２からの電気信号を増幅するとともに、その帯域を制限することで不要な周波数成分を除去する。アナログ部１１は、第１送信波の反射波から得られた電気信号、及び第２送信波の反射波から得られた電気信号、の双方に対して処理を行う。
The
Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ部１１で生成された電気信号を、デジタル信号としての受信信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１２は、第１送信波の反射波から得られた電気信号を処理して第１受信信号を生成し、第２受信波の反射波から得られた電気信号を処理して第２受信信号を生成する。
The A /
直交検波部１３は、各超音波振動子から得られた第１受信信号及び第２受信信号に直交検波処理を適用して、Ｉ信号及びＱ信号を生成する。これらの信号は、Ｉ信号を実部、Ｑ信号を虚部とする複素信号として処理される。直交検波部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２から出力される受信信号が第１受信信号である場合、生成した複素信号を、第１複素信号として第１ビーム形成部１４へ出力する。一方、直交検波部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２から出力される受信信号が第２受信信号である場合、生成した複素信号を、第２複素信号として処理装置５へ出力する。なお、直交検波部１３から処理装置５への第２複素信号の出力は、それらの第２複素信号が、送受信装置３が有する記憶部（図示省略）に一旦記憶された後に行われてもよい。
The
なお、ここでは、直交検波部１３で第２複素信号を生成した後、その第２複素信号を処理装置５へ出力する例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、Ａ／Ｄ変換部１２で生成された第２受信信号が処理装置５へ出力された後、処理装置５内で直交検波処理が行われてもよい。
Here, an example of generating a second complex signal by the
第１ビーム形成部１４は、特定の複数の超音波振動子から得られた第１複素信号にビーム形成処理（具体的には、整相加算）を行って、特定の方向に鋭い指向性を有する単一の超音波振動子によって得られるものと等価な信号である第１ビーム信号を生成する。第１ビーム形成部１４は、ビーム形成処理を行う対象となる超音波振動子の組合せを変えながらこの処理を繰り返し行うことによって、各方位に指向性を有する多数の第１ビーム信号を生成する。第１ビーム形成部１４は、図２を参照して、鉛直方向に比較的狭いビーム幅θ１（例えば一例として８度程度）を有する第１ビーム信号を生成する。
The first
フィルタ部１５は、第１ビーム形成部１４が形成した第１ビーム信号に、帯域制限フィルタ、或いはパルス圧縮フィルタの処理を施すことにより、後述する第１画像（２次元領域画像）を生成するための２次元画像用信号を生成する。
The
第１画像生成部１６は、フィルタ部１５で生成された２次元画像用信号の振幅（具体的には、複素信号の絶対値）に基づいて、自船周囲における物標の分布を示す２次元領域画像を生成する。具体的には、第１画像生成部１６は、自船の送受波器２の位置を頂点とした円錐面上の分布を上方から視た画像（以下、水平モード画像Ｈ１と称する場合もある）、或いは、送受波器２を含む鉛直面上の分布を示す画像（以下、垂直モード画像Ｖ１と称する場合もある）、を生成する。なお、第１画像生成部１６で生成される画像は、ビーム幅が比較的狭い第１送信波から得られる信号に基づいて生成される画像であり、空間的な拡がりのない２次元的な面状の領域から得られた画像である。なお、水平モード画像Ｈ１が得られる領域は、図２におけるドットハッチングが施された領域である。
The first
図５は、第１表示装置４に表示される表示画面４ａの一例を模式的に示す図である。第１表示装置４の表示画面４ａには、第１画像生成部１６で生成された水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１が表示される。例えば一例として、本水中探知システム１が有するキーボード等の操作機器（図示省略）をユーザが適宜、操作することにより、第１表示装置４に、水平モード画像Ｈ１と垂直モード画像Ｖ１とを切り替えて表示したり、或いはこれらを同時に表示したりすることができる。図５では、自船Ｓを基準とした２時の方位に魚群が存在している例が図示されている。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a
第１表示装置４では、エコー強度が高い信号が得られたエリアが高密度のドットハッチングが付されたエリアで示され、エコー強度が中程度の信号が得られたエリアが中密度のドットハッチングが付されたエリアで示され、エコー強度が低い信号が得られたエリアが低密度のドットハッチングが付されたエリアで示されている。以下では、高密度のドットハッチングが付されたエリアを高エコー強度エリアと称し、中密度のドットハッチングが付されたエリアを中エコー強度エリアと称し、低密度のドットハッチングが付されたエリアを低エコー強度エリアと称する。なお、実際の第１表示装置４では、高エコー強度エリアは赤色で示され、中エコー強度エリアは緑色で示され、低エコー強度エリアは青色で示されている。
In the
処理装置５は、スキャニングソナー１０の送受信装置３とケーブル等により接続された機器であって、例えば一例としてＰＣ（パーソナルコンピュータ）で構成されている。処理装置５は、詳しくは後述するが、送受信装置３で処理された受信信号のうちの一部を処理するためのものである。
The
ところで、本実施形態に係る水中探知システム１は、スキャニングソナー１０によって自船付近の２次元的領域Ｚ１に含まれる物標が投影された画像（具体的には、水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１）を生成できるだけでなく、以下で詳しく説明する処理装置５によって、自船付近の３次元状の領域である３次元的領域Ｚ２（図３参照）に含まれる物標が投影された画像をも生成することができる。本水中探知システム１では、操作機器（図示省略）を介したユーザからの所定指示がない限りは、スキャニングソナー１０によって、２次元的領域Ｚ１に含まれる物標が投影された画像が生成される。一方、本実施形態に係る水中探知システム１では、ユーザからの所定指示があった場合には、処理装置５及びスキャニングソナー１０等が以下で説明するような動作を行うことにより、自船付近の３次元的領域Ｚ２に含まれる物標が投影された画像が生成される。なお、ここで説明したユーザの所定指示とは、図３のドットハッチングで示されるような３次元的領域Ｚ２に含まれる物標が投影された画像を生成させる指示である。以下では、この所定指示を、３次元領域画像生成指示と称する。
By the way, in the underwater detection system 1 according to the present embodiment, an image (specifically, a horizontal mode image H1 and a vertical mode image) in which a target included in the two-dimensional region Z1 near the own ship is projected by the
図６は、処理装置５の構成を示すブロック図である。処理装置５は、第２制御部２０と、第２ビーム形成部２１と、フィルタ部２２と、第２画像生成部２３とを有している。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the
第２制御部２０は、ユーザによる３次元領域画像生成指示を受けて、送信回路部７ａが有する複数の送信回路のそれぞれを適宜、制御することにより、送信回路部７ａに第２駆動信号を生成させる。第２制御部２０は、例えば送受波器２の形状が円筒形である場合には、鉛直方向のシェーディング係数の関数がシンク関数になるように、駆動信号の振幅と位相とを制御する。
The
第２ビーム形成部２１には、直交検波部１３からの第２複素信号が入力される。第２ビーム形成部２１は、特定の複数の超音波振動子から得られた第２複素信号にビーム形成処理（具体的には、整相加算）を行って、特定の方向に鋭い指向性を有する単一の超音波振動子によって得られるものと等価な信号である第２ビーム信号を生成する。第２ビーム形成部２１は、ビーム形成処理を行う対象となる超音波振動子の組合せを変えながらこの処理を繰り返し行うことによって、各方位に指向性を有する多数の第２ビーム信号を生成する。第２ビーム形成部２１は、第２送信波のビーム幅θ２よりも狭いビーム幅を有する第２ビーム信号を生成し、そのチルト角を徐々に変えることにより、第２送信波が送波された範囲をスキャンする。なお、これらのビーム信号に基づいて生成される各３次元領域画像用データ（詳しくは後述する）の位置情報は、第２送信波が送波されてから受波されるまでの時間から得られる送受波器２から反射対象までの距離、及び第２ビーム信号の方位、に基づいて算出される。
The second complex signal from the
フィルタ部２２は、第２ビーム形成部が形成した第２ビーム信号に、帯域制限フィルタ、或いはパルス圧縮フィルタの処理を施すことにより、後述する第２画像（３次元領域画像）を生成するための３次元領域画像用データを生成する。この３次元領域画像用データは、３次元的領域Ｚ２に含まれる各位置から得られた信号であって、各信号が得られた３次元的な位置及びエコー強度を情報として有している。
The
第２画像生成部２３は、フィルタ部２２で生成された３次元領域画像用データの振幅（具体的には、複素信号の絶対値）に基づいて、自船周囲における物標の分布を示す画像を生成する。具体的には、第２画像生成部２３は、３次元的領域Ｚ２（図３参照）から得られる信号に基づいて、第２画像としての３次元領域画像を生成する。
The second
図７は、上側水平面画像Ｈ２Ｕの一例を模式的に示す図である。また、図８は、下側水平面画像Ｈ２Ｌを生成する過程で生成される下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’を模式的に示す図である。また、図９は、下側水平面画像Ｈ２Ｌの一例を模式的に示す図である。本実施形態では、第２画像生成部２３は、３次元領域画像として、図７に一例として示す上側水平面画像Ｈ２Ｕ、及び図９に一例として示す下側水平面画像Ｈ２Ｌ、を生成する。
FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of the upper horizontal plane image H2 U. Further, FIG. 8 is a diagram schematically showing the lower horizontal plane image H2 L' generated in the process of generating the lower horizontal plane image H2 L. Further, FIG. 9 is a diagram schematically showing an example of the lower horizontal plane image H2 L. In the present embodiment, the second
図１０は、第２画像生成部２３が生成する上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌの生成過程を模式的に示す図である。図１０では、３次元直交座標にプロットされた３次元領域画像用データＳｇが所定平面（具体的には、上下前後方向に拡がる平面）で切断された断面が図示されている。図１０に示す３次元領域画像用データＳｇは、上述した場合と同様、赤色で示された（図１０では高密度のドットハッチングが付された）高エコー強度エリアＳＨと、緑色で示された（図１０では中密度のドットハッチングが付された）中エコー強度エリアＳＭと、青色で示された（図１０では低密度のドットハッチングが付された）低エコー強度エリアＳＬと、で構成される。
FIG. 10 is a diagram schematically showing the generation process of the upper horizontal plane image H2 U and the lower horizontal plane image H2 L generated by the second
上側水平面画像Ｈ２Ｕは、３次元領域画像用データＳｇが該３次元領域画像用データＳｇよりも上方に位置する上側水平面ＰＨＵに投影されることにより生成される。一方、下側水平面画像Ｈ２Ｌは、３次元領域画像用データＳｇが該３次元領域画像用データＳｇよりも下方に位置する下側水平面ＰＨＬに投影されることにより生成される。 The upper horizontal plane image H2 U is generated by projecting the three-dimensional region image data Sg onto the upper horizontal plane P HU located above the three-dimensional region image data Sg. Meanwhile, the lower horizontal surface image H2 L, is generated by data Sg for a three-dimensional area image is projected to the lower horizontal plane P HL which is located below the data Sg for the 3-dimensional region image.
より詳しくは、第２画像生成部２３は、以下のようにして上側水平面画像Ｈ２Ｕを生成する。具体的には、第２画像生成部２３は、図１０を参照して、３次元領域画像用データＳｇを上方から視た場合において、最も手前側（上側）に見える色を上側水平面ＰＨＵに付すことにより、上側水平面画像Ｈ２Ｕを生成する。但し、本実施形態では、緑色及び青色で示されるエリアＳＭ，ＳＬについて適当な透過度を設定することにより、手前側が青色で覆われている緑色のエリアＳＭが上側水平面ＰＨＵに投影され、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアＳＨが上側水平面ＰＨＵに投影される。なお、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアＳＨについては、赤色とは別の色（例えば一例として黄土色）で表示される。これにより、図７に示すような上側水平面画像Ｈ２Ｕが生成される。
More specifically, the second
また、第２画像生成部２３は、以下のようにして下側水平面画像Ｈ２Ｌを生成する。まず、第２画像生成部２３は、下側水平面画像Ｈ２Ｌの基となる下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’を生成する。
Further, the second
具体的には、第２画像生成部２３は、図１０を参照して、３次元領域画像用データＳｇを下方から視た場合において、最も手前側（下側）に見える色を下側水平面ＰＨＬに付すことにより、下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’を生成する。但し、本実施形態では、上述した場合と同様、緑色及び青色で示されるエリアＳＭ，ＳＬについて適当な透過度を設定することにより、手前側が青色で覆われている緑色のエリアＳＭが下側水平面ＰＨＬに投影され、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアＳＨが下側水平面ＰＨＬに投影される。なお、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアＳＨについては、赤色とは別の色（例えば一例として黄土色）で表示される。これにより、図８に示すような下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’が生成される。
Specifically, the second
そして、第２画像生成部２３は、下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’に基づき、下側水平面画像Ｈ２Ｌを生成する。具体的には、第２画像生成部２３は、図８を参照して、下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’における、自船Ｓに対応する位置を通り且つ前後方向に延びる前後軸Ｌに対して、下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’を鏡映させる。これにより、下側水平面画像Ｈ２Ｌが生成される。
The second
第２表示装置６には、第２画像生成部２３によって生成された３次元領域画像が表示される。本実施形態の場合、第２表示装置６には、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌが表示される。
The second display device 6 displays a three-dimensional area image generated by the second
［水中探知システムの動作］
図１１は、水中探知システム１の動作を説明するためのフローチャートである。以下では、図１１を参照して、水中探知システム１が有するスキャニングソナー１０及び処理装置５の動作を説明する。
[Operation of underwater detection system]
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the underwater detection system 1. Hereinafter, the operation of the
まず、水中探知システム１が起動されると、スキャニングソナー１０が通常動作を開始する（ステップＳ１）。スキャニングソナー１０の通常動作とは、以下で説明するような一連の動作である。通常動作では、まず、送受波器２から狭いビーム幅θ１を有する第１送信波が送波され、その反射波が送受波器２によって受波される。送受波器２によって受波された反射波が、受信機８の各構成要素によって処理されることにより、水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１が生成される。第１表示装置４には、図５に示すように、これらの水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１が表示される。なお、垂直モード画像Ｖ１を生成するために送信される送信波は、鉛直方向におけるビーム幅が比較的広い送信波である。
First, when the underwater detection system 1 is activated, the
上述のような通常動作中において、ユーザによる３次元領域画像生成指示がない場合（ステップＳ３のＮｏ）、スキャニングソナー１０は引き続き通常動作を行う。一方、ユーザによる３次元領域画像生成指示があった場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、水中探知システム１は、以下のステップＳ４からステップＳ６で示すように動作する。具体的には、ステップＳ２で３次元領域画像生成指示があると、第２制御部２０が送信回路部７ａに第２駆動信号を生成させる。そうすると、ステップＳ４では、送受波器２がその第２駆動信号に基づき第２送信波を送波する。第２送信波の反射波は、送受波器２によって受波された後、アナログ部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、及び直交検波部１３によって処理され、第２複素信号が生成される（ステップＳ５）。これらの第２複素信号は、生成される毎に、或いは記憶部（図示省略）に一旦記憶された後にまとめて、処理装置５の第２ビーム形成部２１に転送される（ステップＳ６）。
During the normal operation as described above, when there is no instruction for generating a three-dimensional area image by the user (No in step S3), the
なお、ステップＳ６において、第２複素信号が処理装置５へ転送される時間の少なくとも一部と、通常動作中における第１画像が生成される時間の少なくとも一部とは、重なっている。本実施形態では、第２複素信号の転送処理と通常動作とが並行して行われる。当該第２複素信号の転送処理を行う間にスキャニングソナー１０が通常動作を行うことにより、通常動作時に生成される画像（具体的には、水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１）の更新レートをほとんど低下させることなく、３次元領域画像を生成するためのデータの転送処理を行うことができる。
In step S6, at least a part of the time when the second complex signal is transferred to the
ステップＳ７では、第２複素信号を受けた処理装置５が、該第２複素信号の処理を行う。具体的には、ステップＳ７では、第２ビーム形成部２１によって第２複素信号から第２ビーム信号が生成され、フィルタ部２２によってその第２ビーム信号に対してフィルタ処理が施された３次元領域画像用データＳｇが生成される。そして、その３次元領域画像用データＳｇに基づいて、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌが生成される。このように生成された上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌは、第２表示装置６に表示される（ステップＳ８）。その後、ユーザによる３次元領域画像生成の停止指示がない場合（ステップＳ９のＮｏ）、３次元領域画像の生成が引き続き行われる。一方、ユーザによる３次元領域画像生成の停止指示があった場合（ステップＳ９のＹｅｓ）、３次元領域画像の生成が停止される。なお、第２画像（上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌ）が生成される時間の少なくとも一部と、通常動作中における第１画像が生成される時間の少なくとも一部とは、重なっている。これにより、各画像を並行して生成できるため、各画像の更新レートの低下を防止できる。
In step S7, the
ところで、従来より、超音波ビームを水中に送信して３次元的領域をスキャンし、受信したエコーに基づいてスキャン領域内の水中情報（例えば魚群）を３次元画像として表示する水中探知装置（例えばソナー）が開示されている。特許文献１に開示されるソナーでは、所定の３次元的領域に対して無指向性の送信ビームが形成される。一方、受信時には、ビーム幅が狭い受信ビームとしてのペンシルビームが形成され、その受信ビームが３次元的領域内においてスキャンされる。 By the way, conventionally, an underwater detector (for example, a fish finder) that transmits an ultrasonic beam into water to scan a three-dimensional area and displays underwater information (for example, a school of fish) in the scanned area as a three-dimensional image based on the received echo. Sonar) is disclosed. In the sonar disclosed in Patent Document 1, an omnidirectional transmission beam is formed with respect to a predetermined three-dimensional region. On the other hand, at the time of reception, a pencil beam as a reception beam having a narrow beam width is formed, and the reception beam is scanned in a three-dimensional region.
また、一般的なスキャニングソナーでは、鉛直方向のビーム幅が狭い送信波が自船を中心とした全方位に一度に送波された後、同じく鉛直方向のビーム幅が狭い受信ビームが自船を中心として回転させられる。これにより、ソナーが搭載された自船を基準とした所望のチルト角方向付近に存在する魚群を探知することができる。 Also, in general scanning sonar, a transmitted wave with a narrow vertical beam width is sent at once in all directions centered on the ship, and then a received beam with a narrow vertical beam width also sends the ship. It is rotated as the center. This makes it possible to detect a school of fish existing in the vicinity of the desired tilt angle direction with respect to the own ship on which the sonar is mounted.
上述した一般的なスキャニングソナーを用いて３次元的な広がりを持つ領域を探知しようとした場合、鉛直方向に狭いビーム幅を有するビームのチルト角を徐々に変化させることにより、３次元的領域をスキャンすることが考えらえる。しかしそうすると、通常のスキャニングソナーと比べて演算負荷が極端に大きくなる。そうすると、装置が大型化し、製造コストも高くなってしまう。一方、装置を大型化することなく上述のように３次元領域をスキャンすることも考えられるが、そうすると、画像の更新周期が長くなるため、リアルタイムな情報を得にくい、という問題がある。 When trying to detect a region with a three-dimensional spread using the general scanning sonar described above, the three-dimensional region is obtained by gradually changing the tilt angle of the beam having a narrow beam width in the vertical direction. I can think of scanning. However, in that case, the computational load becomes extremely large as compared with a normal scanning sonar. Then, the size of the device becomes large and the manufacturing cost becomes high. On the other hand, it is conceivable to scan the three-dimensional region as described above without increasing the size of the device, but if this is done, there is a problem that it is difficult to obtain real-time information because the image update cycle becomes long.
［効果］
この点につき、本実施形態に係る水中探知システム１では、鉛直方向において比較的狭いビーム幅θ１を有する第１送信波の反射波から得られた第１受信信号に基づいて、従来のスキャニングソナーと同程度の更新速度で水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１を生成することができる。しかも、水中探知システム１では、第１送信波のビーム幅θ１よりもビーム幅θ２が広い第２送信波の反射波から得られた第２受信信号に基づいて、３次元的領域Ｚ２に含まれる物標の画像Ｈ２Ｕ，Ｈ２Ｌをも得ることができる。こうすると、従来と同等の更新速度で水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１を得つつ、３次元的領域Ｚ２に含まれる物標の分布についても把握することができる。
[effect]
In this regard, in the underwater detection system 1 according to the present embodiment, the conventional scanning sonar is based on the first received signal obtained from the reflected wave of the first transmitted wave having a relatively narrow beam width θ 1 in the vertical direction. The horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1 can be generated at the same update speed as the above. Moreover, in the underwater detection system 1, the three-dimensional region Z2 is formed based on the second received signal obtained from the reflected wave of the second transmitted wave whose beam width θ 2 is wider than the beam width θ 1 of the first transmitted wave. Images H2 U and H2 L of the included target can also be obtained. By doing so, it is possible to grasp the distribution of the target included in the three-dimensional region Z2 while obtaining the horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1 at the same update speed as the conventional one.
従って、水中探知システム１によれば、システム全体のコストを抑えつつ、ユーザにとって利便性の高い水中探知システムを提供することができる。 Therefore, according to the underwater detection system 1, it is possible to provide an underwater detection system that is highly convenient for the user while suppressing the cost of the entire system.
また、水中探知システム１によれば、第１送信波の反射波から得られた第１受信信号に基づいて２次元領域画像（本実施形態の場合、水平モード画像Ｈ１及び垂直モード画像Ｖ１）が生成される一方、第１送信波とはビーム幅が異なる第２送信波の反射波から得られた第２受信信号に基づいて３次元領域画像（本実施形態の場合、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌ）が生成される。 Further, according to the underwater detection system 1, a two-dimensional region image (horizontal mode image H1 and vertical mode image V1 in the case of the present embodiment) is produced based on the first received signal obtained from the reflected wave of the first transmitted wave. On the other hand, a three-dimensional region image (in the case of this embodiment, the upper horizontal plane image H2 U and the upper horizontal plane image H2 U) based on the second received signal obtained from the reflected wave of the second transmitted wave having a beam width different from that of the first transmitted wave. Lower horizontal plane image H2 L ) is generated.
水中探知システムにおいて、物標を探知できるエリアは送信波のビーム幅に依存するため、水中探知システム１のようにビーム幅が広い送信波を用いて物標探知を行えば、３次元的な広がりを持つ空間に含まれる物標を探知できる。そして、その３次元空間で探知された物標を３次元領域画像に投影させることができる。よって、水中探知システム１によれば、それぞれが異なるビーム幅を有する各送信波に対応する各受信信号に基づいて、異なる特性を有するエコー画像を生成することができる。具体的には、狭いビーム幅θ１を有する第１送信波によって得られた２次元領域画像によれば、空間的な拡がりのない２次元的な領域（本実施形態の場合、２次元的領域Ｚ１）から物標を探知できる。これにより、物標の位置を正確に把握できる。一方、広いビーム幅θ２を有する第２送信波によって得られた３次元領域画像によれば、空間的な拡がりを有する３次元的な領域（本実施形態の場合、３次元的領域Ｚ２）から物標を探知できる。これにより、広範囲な空間において物標を探知できる。すなわち、水中探知システム１によれば、例えばユーザが３次元領域画像を確認して所望の魚群の位置を大まかに把握した後、２次元領域画像を確認してその魚群のより正確な位置を把握することなどが可能となるため、利便性に優れた水中探知システムを提供することができる。 In the underwater detection system, the area where the target can be detected depends on the beam width of the transmitted wave. Therefore, if the target is detected using the transmitted wave with a wide beam width as in the underwater detection system 1, the target is spread three-dimensionally. You can detect the target contained in the space with. Then, the target detected in the three-dimensional space can be projected onto the three-dimensional region image. Therefore, according to the underwater detection system 1, echo images having different characteristics can be generated based on each received signal corresponding to each transmitted wave having a different beam width. Specifically, according to the two-dimensional region image obtained by the first transmitted wave having a narrow beam width θ 1 , a two-dimensional region without spatial spread (in the case of the present embodiment, a two-dimensional region). You can detect the target from Z1). This makes it possible to accurately grasp the position of the target. On the other hand, according to the three-dimensional region image obtained by the second transmitted wave having a wide beam width θ 2 , the three-dimensional region having a spatial spread (in the case of the present embodiment, the three-dimensional region Z2) Can detect targets. This makes it possible to detect a target in a wide space. That is, according to the underwater detection system 1, for example, after the user confirms the three-dimensional region image and roughly grasps the position of the desired fish school, the user confirms the two-dimensional region image and grasps the more accurate position of the fish school. It is possible to provide an underwater detection system with excellent convenience.
また、水中探知システム１によれば、第１送信波のビーム幅が２０度未満（具体的には、約８度）に設定される一方、第２送信波のビーム幅が２０度以上（具体的には、約３０度）に設定される。これにより、第１送信波によって探知される２次元的領域、及び第２送信波によって探知される３次元的領域を設定することができる。 Further, according to the underwater detection system 1, the beam width of the first transmitted wave is set to less than 20 degrees (specifically, about 8 degrees), while the beam width of the second transmitted wave is 20 degrees or more (specifically). It is set to about 30 degrees). This makes it possible to set a two-dimensional region detected by the first transmitted wave and a three-dimensional region detected by the second transmitted wave.
また、水中探知システム１によれば、従来から知られているスキャニングソナー１０に、ＰＣ等で構成された処理装置５を接続することにより、容易に３次元的領域から得られた信号に基づく画像（３次元領域画像）を生成することが可能になる。すなわち、水中探知システム１によれば、大幅な設備の変更を伴うことなく、低コストで、３次元領域画像を生成可能な水中探知システムを提供できる。
Further, according to the underwater detection system 1, an image based on a signal obtained from a three-dimensional region can be easily obtained by connecting a
また、水中探知システム１では、スキャニングソナー１０から処理装置５へ受信信号が転送されている間、スキャニングソナー１０が通常動作を行う。これにより、通常動作時に生成される２次元領域画像の更新レートをほとんど低下させることなく、３次元領域画像を生成するためのデータの転送処理を行うことができる。
Further, in the underwater detection system 1, the
また、水中探知システム１では、２次元的領域Ｚ１から得られたエコー信号に基づく２次元領域画像が第１表示装置４に表示される一方、３次元領域画像が第２表示装置６に表示される。これにより、ユーザは、各領域Ｚ１，Ｚ２から得られた画像を視認することができる。
Further, in the underwater detection system 1, the two-dimensional region image based on the echo signal obtained from the two-dimensional region Z1 is displayed on the
また、水中探知システム１では、処理装置５がＰＣ（パーソナルコンピュータ）で構成されている。これにより、比較的安価に処理装置５を構成することができる。
Further, in the underwater detection system 1, the
また、水中探知システム１では、第２送信波が送波される頻度は、第１送信波が送波される頻度よりも少ない。これにより、スキャニングソナー１０の更新レートを大きく低下させることなく、３次元領域画像を生成することができる。
Further, in the underwater detection system 1, the frequency at which the second transmitted wave is transmitted is lower than the frequency at which the first transmitted wave is transmitted. This makes it possible to generate a three-dimensional region image without significantly reducing the update rate of the
また、水中探知システム１では、第１画像は、第１送信波が送波される２次元的領域Ｚ１に含まれる物標のエコーに基づいて得られる画像であり、第２画像は、第２送信波が送波される３次元的領域Ｚ２に含まれる物標のエコーに基づいて得られる画像である。これにより、水中探知システム１では、３次元的なボリュームの少ない２次元的領域Ｚ１から得られたエコーに基づく第１画像と、３次元的領域Ｚ２から得られたエコーに基づく第２画像とを得られるため、利便性に優れた水中探知システムを提供できる。 Further, in the underwater detection system 1, the first image is an image obtained based on the echo of the target included in the two-dimensional region Z1 to which the first transmitted wave is transmitted, and the second image is the second image. It is an image obtained based on the echo of the target contained in the three-dimensional region Z2 in which the transmitted wave is transmitted. As a result, in the underwater detection system 1, the first image based on the echo obtained from the two-dimensional region Z1 having a small three-dimensional volume and the second image based on the echo obtained from the three-dimensional region Z2 are obtained. Therefore, it is possible to provide a highly convenient underwater detection system.
ところで、従来の水中探知システムの表示装置では、探知領域から得られた受信信号に基づいて生成された画像用信号を上方から視た水平面画像が表示されていた。しかしこの場合、魚群が上下方向に重なって存在していた場合に、下側の魚群を見逃してしまう可能性がある。 By the way, in the display device of the conventional underwater detection system, a horizontal plane image of an image signal generated based on a received signal obtained from the detection area is displayed as viewed from above. However, in this case, if the school of fish is overlapped in the vertical direction, the lower school of fish may be overlooked.
この点につき、水中探知システム１では、鉛直方向に魚群が重なって位置している場合であっても、上側の魚群の位置については上側水平面画像Ｈ２Ｕで把握でき、且つ下側の魚群の位置については下側水平面画像Ｈ２Ｌで把握できる。具体的には、図７及び図９を参照して、図７におけるエコー像Ａ、及び図９におけるエコー像Ｃはともに魚群からのエコーである。本水中探知システム１のように、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌを表示装置に表示することで、上下方向に重なる２つの魚群をともに把握することができる。すなわち、水中探知システム１によれば、魚群の探知漏れを防止できる。なお、図７におけるエコー像Ｂは、自船の航跡を示すエコー像である。 Regarding this point, in the underwater detection system 1, even when the fish schools overlap in the vertical direction, the position of the upper fish school can be grasped by the upper horizontal plane image H2 U , and the position of the lower fish school can be grasped. Can be grasped from the lower horizontal plane image H2 L. Specifically, with reference to FIGS. 7 and 9, the echo image A in FIG. 7 and the echo image C in FIG. 9 are both echoes from a school of fish. By displaying the upper horizontal plane image H2 U and the lower horizontal plane image H2 L on the display device as in the main underwater detection system 1, it is possible to grasp both of the two schools of fish overlapping in the vertical direction. That is, according to the underwater detection system 1, it is possible to prevent the detection omission of the school of fish. The echo image B in FIG. 7 is an echo image showing the wake of the own ship.
ところで、３次元領域画像用データＳｇを単に下方から視た下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’では、その画像において、自船右舷側の魚群が画面上における左側に表示され、自船左舷側の魚群が画面上における右側に表示される。そうすると、ユーザがこの画像を見た場合、魚群の位置を直感的に把握しにくくなる。具体的には、下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’を示す図８におけるエコー像Ｃは、実際には自船の左舷側に位置しているが、下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’では右側に位置することになる。 By the way, in the downward view water plane image H2 L'when the data Sg for the three-dimensional region image is simply viewed from below, the school of fish on the starboard side of the ship is displayed on the left side of the screen, and the school of fish on the port side of the ship is displayed. It is displayed on the right side of the screen. Then, when the user sees this image, it becomes difficult to intuitively grasp the position of the school of fish. Specifically, the echo image C in FIG. 8 showing the lower horizontal plane image H2 L' is actually located on the port side of the ship, but is located on the right side in the lower horizontal plane image H2 L'. become.
この点につき、水中探知システム１では、上述のような下方視水平面画像Ｈ２Ｌ’を鏡映させることにより、下側水平面画像Ｈ２Ｌを生成している。こうすると、自船右舷側の魚群が画面上における右側に表示され、自船左舷側の魚群が画面上における左側に表示される。これにより、ユーザが魚群の位置を直感的に把握しやすくなる。 In this regard, the water detection system 1, by causing imaged downward gaze horizontal image H2 L 'a mirror as described above, and generates the lower horizontal image H2 L. Then, the school of fish on the starboard side of the ship is displayed on the right side of the screen, and the school of fish on the port side of the ship is displayed on the left side of the screen. This makes it easier for the user to intuitively grasp the position of the school of fish.
［変形例］
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。
[Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
（１）図１２は、変形例に係る水中探知システムの第２表示装置に表示される３次元領域画像の一例を示す図である。上述した実施形態では、３次元領域画像として、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌの双方を第２表示装置６に表示したが、これに限らず、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌのいずれか一方だけであってもよい。或いは、３次元領域画像として、図１２に示すような斜視画像Ｈ２Ｔを表示してもよい。斜視画像Ｈ２Ｔとは、３次元領域画像用データＳｇを、鉛直面及び水平面の双方に交差する傾斜面に投影して得られた画像である。すなわち、斜視画像Ｈ２Ｔとは、３次元領域画像用データＳｇを斜め方向から視た画像である。このように、斜視画像Ｈ２Ｔを第２表示装置６に表示することで、魚群の位置をより直感的に把握しやすくなる。なお、斜視画像Ｈ２Ｔは、３次元領域画像用データＳｇを斜め上方から視た画像であってもよく、又は、３次元領域画像用データＳｇを斜め下方から視た画像であってもよい。 (1) FIG. 12 is a diagram showing an example of a three-dimensional region image displayed on the second display device of the underwater detection system according to the modified example. In the above-described embodiment, both the upper horizontal plane image H2 U and the lower horizontal plane image H2 L are displayed on the second display device 6 as the three-dimensional region image, but the present invention is not limited to this, and the upper horizontal plane image H2 U and the lower side are not limited to this. Only one of the horizontal plane images H2 L may be used. Alternatively, a perspective image H2 T as shown in FIG. 12 may be displayed as a three-dimensional region image. The perspective image H2 T is an image obtained by projecting the three-dimensional region image data Sg onto an inclined surface that intersects both the vertical plane and the horizontal plane. That is, the perspective image H2 T is an image of the three-dimensional region image data Sg viewed from an oblique direction. By displaying the perspective image H2 T on the second display device 6 in this way, it becomes easier to intuitively grasp the position of the school of fish. The perspective image H2 T may be an image in which the three-dimensional region image data Sg is viewed from diagonally above, or may be an image in which the three-dimensional region image data Sg is viewed from diagonally below.
（２）図１３は、変形例に係る水中探知システム１ａの構成を示すブロック図である。上記実施形態では、従来から知られているスキャニングソナー１０とは別体のＰＣ等で構成された処理装置５をスキャニングソナー１０と接続することにより水中探知システム１を構成する例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、図１３に示すように、上記実施形態に係る水中探知システム１で説明した処理装置５が有する各構成要素を、スキャニングソナー１０ａ内に組み込んだ構成としてもよい。図１３に示す送受信装置３ｂは、送信機７ｃに第２制御部２０が組み込まれ、受信機８ａに第２画像生成部２３が組み込まれた構成を有している。なお、図１３での図示は省略しているが、上記実施形態における第２ビーム形成部２１及びフィルタ部２２は、受信機８ａに組み込まれている。また、水中探知システム１ａでは、２次元領域画像及び３次元領域画像が、第１表示装置４に表示される。
(2) FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the
以上のように、本変形例に係る水中探知システム１ａによれば、上記実施形態に係る水中探知システム１で必要であったＰＣ等で構成された処理装置５が不要となり、この処理装置５を構成する各構成要素をスキャニングソナー１０ａ中に組み込むことができる。これにより、水中探知システムを小型化することができる。
As described above, according to the
（３）図１４は、変形例に係る水中探知システムの第２表示装置に表示される２つの３次元領域画像の一例を示す図であって、図１４（Ａ）は上側水平面画像Ｈ２Ｕを示す図、図１４（Ｂ）は鉛直面画像Ｖ２を示す図である。 (3) FIG. 14 is a diagram showing an example of two three-dimensional region images displayed on the second display device of the underwater detection system according to the modified example, and FIG. 14 (A) shows an upper horizontal plane image H2 U. FIG. 14 (B) is a diagram showing a vertical plane image V2.
本変形例の第２表示装置には、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂが表示される。後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂは、３次元領域画像用データＳｇが、該３次元領域画像用データＳｇよりも後方に位置していて上下左右方向に拡がる鉛直面に投影されることにより生成される画像である。 The upper horizontal plane image H2 U and the rear view vertical plane image V2 B are displayed on the second display device of this modification. The rear view vertical surface image V2 B is generated by projecting the 3D area image data Sg onto a vertical surface located behind the 3D area image data Sg and spreading in the vertical and horizontal directions. It is an image.
そして、本変形例に係る水中探知システムでは、図１４（Ａ）を参照して、ユーザが、第２表示装置に表示された上側水平面画像Ｈ２Ｕにおける任意の１点（例えば図１４（Ａ）における点Ｐ１）をマウス等の操作機器を用いて選択すると、双方の画像Ｈ２Ｕ，Ｖ２Ｂにカーソルが表示される。具体的には、上側水平面画像Ｈ２Ｕには、ユーザによって選択された点Ｐ１を通過する上側水平面十字カーソルＣＳ１（第１マーク）が表示されるとともに、後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂには、点Ｐ１に対応する位置を通過し画面上において上下方向に延びる垂直カーソルＣＳＢＨ（第２マーク）が表示される。上側水平面十字カーソルＣＳ１は、画面上において上下方向に延びる垂直バーＢｖと、左右方向に延びる水平バーＢｈとで構成されている。 Then, in the underwater detection system according to the present modification, with reference to FIG. 14 (A), the user can use any one point in the upper horizontal plane image H2 U displayed on the second display device (for example, FIG. 14 (A)). When the point P1) in is selected using an operating device such as a mouse, a cursor is displayed on both images H2 U and V2 B. Specifically, the upper horizontal plane image H2 U displays the upper horizontal plane cross cursor CS1 (first mark) passing through the point P1 selected by the user, and the rear view vertical facing image V2 B shows the point. A vertical cursor CS BH (second mark) that passes through the position corresponding to P1 and extends in the vertical direction on the screen is displayed. The upper horizontal crosshair cursor CS1 is composed of a vertical bar Bv extending in the vertical direction and a horizontal bar Bh extending in the horizontal direction on the screen.
以上のように、本変形例によれば、３次元領域画像用データＳｇに基づいて、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び鉛直面画像Ｖ２が生成されるため、それらを対応付けて視認することにより、所望の魚群の水中における位置を把握することができる。 As described above, according to this modification, the upper horizontal plane image H2 U and the vertical plane image V2 are generated based on the three-dimensional region image data Sg, and it is desired to visually recognize them in association with each other. It is possible to grasp the position of the school of fish in the water.
また、本変形例によれば、ユーザによって選択された点Ｐ１を通過する十字カーソルＣＳ１が上側水平面画像Ｈ２Ｕに表示されるとともに、その点Ｐ１に対応する位置を通過する垂直カーソルＣＳＢＨが後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂに表示される。これにより、それらのカーソルを基準として、所望の魚群の位置を正確に把握することができる。 Further, according to this modification, the crosshair cursor CS1 passing through the point P1 selected by the user is displayed on the upper horizontal plane image H2 U , and the vertical cursor CS BH passing through the position corresponding to the point P1 is rearward. It is displayed in the vertical plane image V2 B viewing. This makes it possible to accurately grasp the position of a desired school of fish with reference to those cursors.
（４）図１５は、変形例に係る水中探知システムの第２表示装置に表示される上側水平面画像Ｈ２Ｕの一例を示す図である。また、図１６は、図１５に示す上側水平面画像Ｈ２Ｕに対応して表示される鉛直面画像Ｖ２であって、図１６（Ａ）は後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ、図１６（Ｂ）は左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌである。 (4) FIG. 15 is a diagram showing an example of the upper horizontal plane image H2 U displayed on the second display device of the underwater detection system according to the modified example. Further, FIG. 16 is a vertical plane image V2 displayed corresponding to the upper horizontal plane image H2 U shown in FIG. 15, FIG. 16 (A) is a rear view vertical plane image V2 B , and FIG. 16 (B) is. Left view vertical facing image V2 L.
本変形例の第２表示装置には、上側水平面画像Ｈ２Ｕ、後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ、及び左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌが表示される。左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌは、３次元領域画像用データＳｇが、該３次元領域画像用データＳｇよりも左方（左舷側）に位置していて上下前後方向に拡がる鉛直面に投影されることにより生成される。 The upper horizontal plane image H2 U , the rear vertical vertical facing image V2 B , and the left vertical vertical facing image V2 L are displayed on the second display device of this modification. In the left-viewing vertical plane image V2 L , the data Sg for the three-dimensional region image is projected on the vertical plane that is located on the left side (left side) of the data Sg for the three-dimensional region image and spreads in the vertical and front-back directions. It is generated by.
そして、本変形例に係る水中探知システムでは、図１５を参照して、ユーザが、第２表示装置に表示された上側水平面画像Ｈ２Ｕにおける任意の１点（例えば図１５における点Ｐ２）をマウス等の操作機器を用いて選択すると、上述した３つ全ての画像Ｈ２Ｕ，Ｖ２Ｂ，Ｖ２Ｌにカーソルが表示される。具体的には、上側水平面画像Ｈ２Ｕには、ユーザによって選択された点Ｐ２を通過する上側水平面十字カーソルＣＳ１（第１マーク）が表示される。また、後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ及び左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌには、それぞれ、点Ｐ２に対応する位置を通過し画面上において上下方向に延びる垂直カーソルＣＳＢＨ，ＣＳＬＨ（第２マーク）が表示される。 Then, in the underwater detection system according to the present modification, with reference to FIG. 15, the user can mouse the arbitrary one point (for example, the point P2 in FIG. 15) in the upper horizontal plane image H2 U displayed on the second display device. When selected using an operating device such as, the cursor is displayed on all three images H2 U , V2 B , and V2 L described above. Specifically, the upper horizontal plane image H2 U displays the upper horizontal plane cross cursor CS1 (first mark) passing through the point P2 selected by the user. Further, in the backward vertical facing image V2 B and the left vertical vertical facing image V2 L , the vertical cursors CS BH and CS LH (second mark) that pass through the positions corresponding to the points P2 and extend in the vertical direction on the screen, respectively. ) Is displayed.
以上のように、本変形例によれば、３次元領域画像用データＳｇに基づいて、上側水平面画像Ｈ２Ｕ、後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ、及び左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌが生成されるため、それらを対応付けて視認することにより、所望の魚群の水中における位置をより正確に把握することができる。 As described above, according to this modification, the upper horizontal plane image H2 U , the rear view vertical face image V2 B , and the left view vertical face image V2 L are generated based on the three-dimensional region image data Sg. Therefore, by visually associating them with each other, it is possible to more accurately grasp the position of the desired school of fish in the water.
また、本変形例によれば、ユーザによって選択された点Ｐ２を通過する十字カーソルＣＳ１が上側水平面画像Ｈ２Ｕに表示されるとともに、その点Ｐ２に対応する位置を通過する垂直カーソルＣＳＢＨ，ＣＳＬＨが後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ及び左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌに表示される。これにより、それらのカーソルを基準として、所望の魚群の位置をより正確に把握することができる。 Further, according to this modification, the cross cursor CS1 passing through the point P2 selected by the user is displayed on the upper horizontal plane image H2 U , and the vertical cursors CS BH , CS passing through the position corresponding to the point P2. The LH is displayed in the backward vertical facing image V2 B and the left vertical vertical facing image V2 L. This makes it possible to more accurately grasp the position of the desired school of fish with reference to those cursors.
（５）図１７は、変形例に係る水中探知システムの第２表示装置に表示される後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂの一例を示す図である。また、図１８は、図１７に示す後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂに対応して表示される上側水平面画像Ｈ２Ｕである。また、図１９は、図１７に示す後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂに対応して表示される下側水平面画像Ｈ２Ｌである。 (5) FIG. 17 is a diagram showing an example of a rear view vertical facing image V2 B displayed on the second display device of the underwater detection system according to the modified example. Further, FIG. 18 is an upper horizontal plane image H2 U displayed corresponding to the rear view vertical plane image V2 B shown in FIG. Further, FIG. 19 is a lower horizontal plane image H2 L displayed corresponding to the rear view vertical plane image V2 B shown in FIG.
本変形例では、ユーザが、魚群を探知したい所望の深さ範囲を入力すると、その深さ範囲を示す深さ範囲目盛Ｒが後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂに表示されるとともに、上側水平面画像Ｈ２Ｕ及び下側水平面画像Ｈ２Ｌについては、その深さ範囲に含まれるエコー像のみが表示される。こうすると、ユーザが探知したい深さ範囲以外に存在する魚群、或いは不要なエコー像（例えば図７における航跡に起因するエコー像Ｂ）を表示画面から除外することができるため、所望の魚群のエコー像については確実に表示しつつ、表示不要なエコー像を画面上から削除することができる。 In this modification, when the user inputs a desired depth range in which he / she wants to detect a school of fish, a depth range scale R indicating the depth range is displayed on the rear view vertical surface image V2 B and the upper horizontal plane image H2. For U and the lower horizontal plane image H2 L , only the echo image included in the depth range is displayed. By doing so, it is possible to exclude from the display screen a school of fish that exists outside the depth range that the user wants to detect, or an unnecessary echo image (for example, the echo image B caused by the track in FIG. 7), so that the echo of the desired school of fish can be excluded. Echo images that do not need to be displayed can be deleted from the screen while the images are displayed reliably.
（６）図２０は、変形例に係る水中探知システムの第２表示装置に表示される上側水平面画像Ｈ２Ｕの一例を示す図である。また、図２１は、図２０に示す上側水平面画像Ｈ２Ｕに対応して表示される鉛直面画像Ｖ２であって、図２１（Ａ）は後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ、図２１（Ｂ）は左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌである。 (6) FIG. 20 is a diagram showing an example of the upper horizontal plane image H2 U displayed on the second display device of the underwater detection system according to the modified example. 21 is a vertical surface image V2 displayed corresponding to the upper horizontal plane image H2 U shown in FIG. 20, FIG. 21 (A) is a rear view vertical surface image V2 B , and FIG. 21 (B) is. Left view vertical facing image V2 L.
本変形例では、ユーザが、魚群を探知したい所望の方位範囲を入力すると、その方位範囲を示す直線Ｌ１及び直線Ｌ２が上側水平面画像Ｈ２Ｕに表示されるとともに、後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ及び左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌについては、その方位範囲に含まれるエコー像のみが表示される。こうすると、ユーザが探知したい方位範囲以外に存在する魚群を表示画面から除外することができるため、所望の魚群のエコー像については確実に表示しつつ、表示不要なエコー像を画面上から削除することができる。 In this modification, when the user inputs a desired directional range in which the school of fish is to be detected, the straight line L1 and the straight line L2 indicating the directional range are displayed on the upper horizontal plane image H2 U , and the rear view vertical facing image V2 B and For the left-view vertical facing image V2 L , only the echo image included in the azimuth range is displayed. By doing this, it is possible to exclude from the display screen the school of fish that exists outside the azimuth range that the user wants to detect, so that the echo image of the desired school of fish is surely displayed and the echo image that does not need to be displayed is deleted from the screen. be able to.
（７）上述した実施形態では、自船を基準とした所定の距離範囲までに含まれるエコー像を表示する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ユーザが、魚群を探知したい所望の距離範囲を入力すると、その距離範囲に含まれるエコー像のみが各３次元領域画像に表示されるような水中探知システムを構成してもよい。 (7) In the above-described embodiment, an example of displaying an echo image included within a predetermined distance range with respect to the own ship has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a user may configure an underwater detection system in which when a user inputs a desired distance range in which he / she wants to detect a school of fish, only echo images included in the distance range are displayed in each three-dimensional region image.
（８）上述した実施形態及び変形例では、各画像での着色をエコーレベルに対応させて表示したが、これに限らない。具体的には、図示は省略するが、各画像での着色を深度に対応させてもよい。こうすると、例えば水平面画像と斜視画像とを表示することで、各魚群の深度を容易に把握できる。 (8) In the above-described embodiment and modification, the coloring in each image is displayed corresponding to the echo level, but the present invention is not limited to this. Specifically, although not shown, coloring in each image may correspond to the depth. By doing so, for example, by displaying a horizontal plane image and a perspective image, the depth of each school of fish can be easily grasped.
（９）上述した実施形態では、自船を基準とした所定の距離範囲までに含まれる受信信号の全てを対象として信号処理を行う例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、例えばユーザが、予め、魚群を探知したい距離範囲、方位範囲、深度範囲等を入力し、それらの範囲に含まれるエコー信号のみを信号処理の対象としてもよい。これにより、ユーザが必要としない範囲から得られたエコー信号の信号処理を省略することができるため、送受信装置にかかる演算負荷を小さくすることができる。 (9) In the above-described embodiment, an example in which signal processing is performed for all received signals included within a predetermined distance range with respect to the own ship has been described, but the present invention is not limited to this. Specifically, for example, the user may input in advance a distance range, an azimuth range, a depth range, etc. for which he / she wants to detect a school of fish, and only the echo signal included in those ranges may be the target of signal processing. As a result, signal processing of the echo signal obtained from a range not required by the user can be omitted, so that the calculation load on the transmission / reception device can be reduced.
（１０）図２２は、変形例に係る水中探知システムの第２表示装置に表示される上側水平面画像Ｈ２Ｕの一例を示す図である。また、図２３は、図２２に示す上側水平面画像Ｈ２Ｕに対応して表示される鉛直面画像Ｖ２であって、図２３（Ａ）は後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ、図２３（Ｂ）は左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌ、である。また、図２４は、本変形例に係る水中探知システムの第２表示装置に表示される下側水平面画像Ｈ２Ｌの一例を示す図である。また、図２５は、図２４に示す下側水平面画像Ｈ２Ｌに対応して表示される鉛直面画像Ｖ２であって、図２５（Ａ）は後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ、図２５（Ｂ）は左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌ、である。 (10) FIG. 22 is a diagram showing an example of the upper horizontal plane image H2 U displayed on the second display device of the underwater detection system according to the modified example. 23 is a vertical surface image V2 displayed corresponding to the upper horizontal plane image H2 U shown in FIG. 22, FIG. 23 (A) is a rear view vertical surface image V2 B , and FIG. 23 (B) is a rear view vertical surface image V2. Left view vertical facing image V2 L. Further, FIG. 24 is a diagram showing an example of the lower horizontal plane image H2 L displayed on the second display device of the underwater detection system according to the present modification. Further, FIG. 25 is a vertical plane image V2 displayed corresponding to the lower horizontal plane image H2 L shown in FIG. 24, and FIG. 25 (A) is a rear view vertical plane image V2 B and FIG. 25 (B). Is a left-view vertical facing image V2 L.
本変形例では、ユーザが、いずれかの３次元領域画像において、その位置を同定したい魚群のエコー像をマウスカーソル等でクリックした場合、他の３次元領域画像においてその位置が表示される。例えば、図２２及び図２３を参照して、ユーザが、図２２に示す上側水平面画像Ｈ２Ｕの点Ｐ３の位置をクリックすると、該上側水平面画像Ｈ２Ｕの点Ｐ３を中心とする上側水平面十字カーソルＣＳ１（第１マーク）が表示される。この上側水平面十字カーソルＣＳ１は、画面上において上下方向に延びる垂直バーＢｖと、左右方向に延びる水平バーＢｈとで構成されている。このとき、図２３（Ａ）に示す後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂにおける点Ｐ３に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする後方視鉛直面十字カーソルＣＳ２（第２マーク）が表示され、且つ、図２３（Ｂ）に示す左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌにおける点Ｐ３に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする左方視鉛直面十字カーソルＣＳ３（第２マーク）が表示される。これにより、各３次元領域画像に表示される魚群の対応関係をより容易に把握することができる。なお、点Ｐ３の深さ位置としては、選択された点Ｐ３が含まれるエコー強度範囲（図２２に示す例の場合、クロスハッチングで示されるエコー強度範囲）における最も上方側の深さ位置が選択される。 In this modification, when the user clicks the echo image of the school of fish whose position is to be identified in any of the three-dimensional region images with a mouse cursor or the like, the position is displayed in the other three-dimensional region image. For example, referring to FIGS. 22 and 23, when the user clicks the position of the point P3 of the upper horizontal plane image H2 U shown in FIG. 22, the upper horizontal plane cross cursor centered on the point P3 of the upper horizontal plane image H2 U. CS1 (first mark) is displayed. The upper horizontal crosshair cursor CS1 is composed of a vertical bar Bv extending in the vertical direction and a horizontal bar Bh extending in the horizontal direction on the screen. At this time, at the coordinate position corresponding to the point P3 in the rear view vertical face image V2 B shown in FIG. 23 (A), the rear view vertical face cross cursor CS2 (second mark) centered on the coordinate position is displayed. and, the coordinate position corresponding to the point P3 in the left Minamari face image V2 L shown in FIG. 23 (B), the left Minamari face crosshairs CS3 centered the coordinate position (second mark) is displayed The coordinates. This makes it possible to more easily grasp the correspondence between the schools of fish displayed in each three-dimensional area image. As the depth position of the point P3, the uppermost depth position in the echo intensity range including the selected point P3 (in the case of the example shown in FIG. 22, the echo intensity range indicated by cross-hatching) is selected. Will be done.
同様に、図２４及び図２５を参照して、ユーザが、図２４に示す下側水平面画像Ｈ２Ｌの点Ｐ４の位置をクリックすると、該下側水平面画像Ｈ２Ｌの点Ｐ４を中心とする下側水平面十字カーソルＣＳ４（第１マーク）が表示される。このとき、図２５（Ａ）に示す後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂにおける、点Ｐ４に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする後方視鉛直面十字カーソルＣＳ２（第２マーク）が表示され、且つ、図２５（Ｂ）に示す左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌにおける、点Ｐ４に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする左方視鉛直面十字カーソルＣＳ３（第２マーク）が表示される。なお、点Ｐ４の深さ位置としては、選択された点Ｐ４が含まれるエコー強度範囲（図２４に示す例の場合、クロスハッチングで示されるエコー強度範囲）における最も下方側の深さ位置が選択される。 Similarly, with reference to FIGS. 24 and 25, when the user clicks the position of the point P4 of the lower horizontal plane image H2 L shown in FIG. 24, the lower side centered on the point P4 of the lower horizontal plane image H2 L. The horizontal horizontal cross cursor CS4 (first mark) is displayed. At this time, at the coordinate position corresponding to the point P4 in the rear view vertical face image V2 B shown in FIG. 25 (A), the rear view vertical face cross cursor CS2 (second mark) centered on the coordinate position is displayed. and, in the left Minamari face image V2 L shown in FIG. 25 (B), the coordinate position corresponding to the point P4, the left Minamari face crosshairs CS3 centered the coordinate position (second mark) is Is displayed. As the depth position of the point P4, the lowermost depth position in the echo intensity range including the selected point P4 (in the case of the example shown in FIG. 24, the echo intensity range indicated by cross-hatching) is selected. Will be done.
なお、ここでは、上側水平面画像Ｈ２Ｕ又は下側水平面画像Ｈ２Ｌにおいてある位置が選択された場合、後方視鉛直面画像Ｖ２Ｂ及び左方視鉛直面画像Ｖ２Ｌにおける、前記選択された位置に対応する位置に各十字カーソルＣＳ２，ＣＳ３が表示される例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、複数の３次元領域画像のうちのいずれかにおいてある位置が選択された場合、他の３次元領域画像における、前記選択された位置に対応する位置に、第２十字カーソルが表示されてもよい。 Here, when a certain position is selected in the upper horizontal plane image H2 U or the lower horizontal plane image H2 L , the selected position in the rear view vertical surface image V2 B and the left view vertical surface image V2 L. Although the description has been given with an example in which the cross cursors CS2 and CS3 are displayed at the corresponding positions, the present invention is not limited to this. Specifically, when a certain position is selected in any of a plurality of 3D area images, the second cross cursor is displayed at the position corresponding to the selected position in the other 3D area images. May be done.
また、ここでは、第１マーク及び第２マークが十字カーソルである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば一例として、第１マーク及び第２マークは、○印或いは×印等であってもよい。 Further, here, an example in which the first mark and the second mark are crosshair cursors has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as an example, the first mark and the second mark may be marked with a circle or a cross.
（１１）図２６は、上記実施形態に係る水中探知システム１の他の動作例を示すフローチャートである。上述した実施形態では、図１１を参照して、ユーザによる３次元領域画像生成の停止指示があるまで、３次元領域画像の生成が引き続き行われる例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、図２６のフローチャートに示すように、一旦３次元領域画像が生成された後、次にユーザから新たに３次元領域画像生成指示があるまで、その３次元領域画像を更新しないようにしてもよい。或いは、３次元領域画像の更新周期をユーザが指定できるようにしてもよい。 (11) FIG. 26 is a flowchart showing another operation example of the underwater detection system 1 according to the above embodiment. In the above-described embodiment, with reference to FIG. 11, an example in which the generation of the three-dimensional region image is continuously performed until the user gives an instruction to stop the generation of the three-dimensional region image has been described, but the present invention is not limited to this. Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 26, once the 3D area image is generated, the 3D area image is not updated until the user gives a new 3D area image generation instruction. You may do it. Alternatively, the user may be able to specify the update cycle of the three-dimensional region image.
（１２）上述した実施形態に係る水中探知システム１に、自船のロール角及びピッチ角を検出可能なセンサを設け、処理装置５が、それらのセンサによって検出されたロール角及びピッチ角に応じた座標変換が施された座標上に３次元領域画像を表示してもよい。これにより、船体動揺の影響を受けることなく、魚群の空間分布を正しく把握できる。
(12) The underwater detection system 1 according to the above-described embodiment is provided with sensors capable of detecting the roll angle and pitch angle of the own ship, and the
（１３）上述した実施形態に係る水中探知システム１では、垂直モード画像Ｖ１を生成するための送信波として、鉛直方向に比較的広いビーム幅を有する送信波を用いた。この送信波は、垂直モード画像Ｖ１を生成するために送波される送信波である。しかし、この送信波を送信せずとも、垂直モード画像Ｖ１を生成するための送信波として、３次元領域画像を生成するために送波された第２送信波を用いてもよい。第２送信波は、鉛直方向におけるビーム幅が比較的広い送信波であるため、垂直モード画像Ｖ１を生成するための送信波としても流用することができる。このように、３次元領域画像を生成するための第２送信波を、垂直モード画像生成用の送信波として流用することにより、垂直モード画像Ｖ１を生成するためだけに送波された送信波を送波する必要がなくなる。これにより、スキャニングソナーの通常動作時における画像の更新レートの低下を抑制しつつ、３次元領域画像を表示できる。 (13) In the underwater detection system 1 according to the above-described embodiment, a transmission wave having a relatively wide beam width in the vertical direction is used as the transmission wave for generating the vertical mode image V1. This transmitted wave is a transmitted wave transmitted to generate the vertical mode image V1. However, even if this transmitted wave is not transmitted, the second transmitted wave transmitted to generate the three-dimensional region image may be used as the transmitted wave for generating the vertical mode image V1. Since the second transmitted wave is a transmitted wave having a relatively wide beam width in the vertical direction, it can also be diverted as a transmitted wave for generating the vertical mode image V1. In this way, by diverting the second transmission wave for generating the three-dimensional region image as the transmission wave for generating the vertical mode image, the transmitted wave transmitted only for generating the vertical mode image V1 is used. There is no need to send waves. This makes it possible to display a three-dimensional region image while suppressing a decrease in the image update rate during normal operation of the scanning sonar.
本発明は、物標を探知する水中探知システムとして広く適用することができるものである。 The present invention can be widely applied as an underwater detection system for detecting an object.
１，１ａ 水中探知システム
２ 送受波器
７ａ 送信回路部
７ｂ 第１制御部
８，８ａ 受信機（受信回路部）
１６ 第１画像生成部
２０ 第２制御部
２３ 第２画像生成部
1,1a
16 1st
Claims (5)
送信波を送波する前記複数の送受波素子を駆動する送信回路部と、
前記送信波の反射波に基づいて受信信号を生成する受信回路部と、
前記受信回路部から出力された前記受信信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記画像は、前記送信波が送波される領域である３次元的領域から得られた前記受信信号に基づいて生成された３次元領域画像であり、
前記３次元領域画像には、前記受信信号に基づいて生成され、前記３次元的領域に含まれる各位置から得られた、それぞれの３次元的な位置情報及びエコー強度情報を有する３次元領域画像用データ、が水平面に投影された水平面画像であって、
前記３次元領域画像用データを、該３次元領域画像用データの前記３次元的な位置よりも上方に位置する上側水平面に投影させた前記水平面画像としての上側水平面画像と、
前記３次元領域画像用データを、該３次元領域画像用データの前記３次元的な位置よりも下方に位置する下側水平面に投影させた前記水平面画像としての下側水平面画像と、
が含まれ、
前記下側水平面画像は、前記３次元領域画像用データを前記下側水平面に投影させた前記水平面画像を、該下側水平面の面内方向に延びる所定軸に対して鏡映させた画像であることを特徴とする、水中探知装置。 A transmitter / receiver with multiple transmitter / receiver elements,
A transmission circuit unit that drives the plurality of transmission / reception elements that transmit transmission waves, and
A receiving circuit unit that generates a received signal based on the reflected wave of the transmitted wave, and
An image generation unit that generates an image based on the reception signal output from the reception circuit unit, and an image generation unit.
Equipped with
The image is a three-dimensional region image generated based on the received signal obtained from the three-dimensional region which is the region where the transmitted wave is transmitted.
Wherein the three-dimensional area image is generated based on the received signal, obtained from the position included in the three-dimensional region, the three-dimensional region image with each of the three-dimensional position information and the echo intensity information use data, but a horizontal picture image projected on a horizontal plane,
An upper horizontal plane image as the horizontal plane image obtained by projecting the three-dimensional region image data onto an upper horizontal plane located above the three-dimensional position of the three-dimensional region image data.
A lower horizontal plane image as the horizontal plane image obtained by projecting the three-dimensional region image data onto a lower horizontal plane located below the three-dimensional position of the three-dimensional region image data.
Is included,
The lower horizontal plane image is an image in which the horizontal plane image obtained by projecting the data for the three-dimensional region image onto the lower horizontal plane is mirrored with respect to a predetermined axis extending in the in-plane direction of the lower horizontal plane. An underwater detector that features this.
前記送信波の鉛直方向におけるビーム幅は、２０度以上であることを特徴とする、水中探知装置。 In the underwater detector according to claim 1,
Beam width in the lead straight direction of the transmitted wave is characterized in that it is 20 degrees or more, underwater detection system.
前記画像が表示される表示装置を更に備えていることを特徴とする、水中探知装置。 In the underwater detector according to claim 1,
An underwater detection device further comprising a display device for displaying the image.
前記３次元領域画像には、
前記３次元領域画像用データが鉛直面に投影された鉛直面画像と、前記３次元領域画像用データが前記鉛直面及び前記水平面の双方に交差する傾斜面に投影された斜視画像と、のうちの少なくとも１つがさらに含まれることを特徴とする、水中探知装置。 In the underwater detector according to claim 1,
In the three-dimensional area image,
A vertical plane image projected on the three-dimensional region image data in the vertical plane, the perspective image for the front Symbol 3-dimensional area image data is projected on the inclined surfaces intersecting with both the vertical surface and the horizontal surface, the at least one of which is further characterized to include, underwater detection system.
前記鉛直面画像、前記水平面画像、及び前記斜視画像のうちのいずれか１つにおける所定位置がユーザによって選択されることにより、選択された画像における該所定位置に第１マークが表示されるとともに、前記鉛直面画像、前記水平面画像、及び前記斜視画像のうちの前記第１マークが表示された画像以外の少なくともいずれかの画像には、前記所定位置に対応する位置に第２マークが表示されることを特徴とする、水中探知装置。 In the underwater detector according to claim 4,
When a predetermined position in any one of the vertical surface image, the horizontal plane image, and the perspective image is selected by the user, the first mark is displayed at the predetermined position in the selected image, and the first mark is displayed. The second mark is displayed at a position corresponding to the predetermined position in at least one of the vertical surface image, the horizontal plane image, and the perspective image other than the image on which the first mark is displayed. An underwater detector that features this.
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