JPH1062534A - Target detector - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect only a target with high sensitivity even when a part only of reverberation or noise is present in a time containing a target echo by receiving the reflected wave of pulses transmitted toward a target detection region while forming two receiving beams exhibiting an identical receiving directivity for a specified orientation. SOLUTION: A split beam forming circuit 42 forms receiving signals L, R corresponding to a pair of split beams exhibiting an identical directivity in some direction by subjecting the output from groups of electrical sound exchanging units on the left and right of a receiver 83 and then matching the phase of respective outputs. A signal processor 85 comprises a plurality of CPUs, a memory storing a program to be run in the CPU and a buffer memory 49 and processing of respective circuits is performed equivalently according to a program except the buffer memory 49. In order to output a plurality of pairs of receiving signals from the split beam forming circuit 42, the signal processor 85 processes a plurality of pairs of receiving signal in parallel through same number of CPUs as the number of pairs of the receiving signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス波を発信
し、その反射波を受信して、目標を検出する装置に関
し、特に、スプリットビーム受信方式により受信した目
標からの反射波すなわち目標エコーを処理し、ビデオ信
号としてＣＲＴ等に表示する目標検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for transmitting a pulse wave, receiving a reflected wave thereof and detecting a target, and more particularly, to a method of detecting a reflected wave from a target, that is, a target echo received by a split beam receiving system. The present invention relates to a target detection device that processes and displays the video signal on a CRT or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】パルス波を発信し、その反射波をスプリ
ットビーム受信方式により受信及び処理して表示する目
標検出装置は、例えば、特公昭６３−５２３４６号公報
に記載されている。スプリットビーム受信方式は、配列
された複数の音響変換素子の出力を整相することによ
り、等しい指向性を有する左右２つの受信ビームを形成
して反射波を受信するものである。この方式を用いるこ
とにより、反射波の振幅情報のほか、左右２つの受信ビ
ームで受信された反射波の位相差情報が得られるという
特徴がある。2. Description of the Related Art A target detecting apparatus for transmitting a pulse wave and receiving and processing the reflected wave by a split beam receiving method and displaying the same is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-52346. In the split beam receiving system, the outputs of a plurality of arranged acoustic transducers are phased to form two left and right receiving beams having the same directivity and receive reflected waves. By using this method, there is a feature that, in addition to the amplitude information of the reflected wave, the phase difference information of the reflected waves received by the two left and right receiving beams can be obtained.

【０００３】上記特公昭６３−５２３４６号公報には、
この位相差情報の変動が、目標エコーの場合には小さ
く、残響および雑音の場合には大きいことを利用して、
得られた信号の中から、目標エコーと、残響および雑音
とを弁別する機能を備えた装置が記載されている。具体
的には、あらかじめ定めた時間区間内における位相差情
報の誤差分散すなわち区間誤差分散を求め、この区間誤
差分散があらかじめ定めた値よりも小さいときに、その
信号が目標エコーであると判断して、表示装置に表示さ
せる装置が記載されている。これにより、残響や雑音に
よる多数の擬似エコーを表示させず、目標エコーのみを
表示させることができるため、表示画面における信号の
検出性能を向上させることができる。[0003] Japanese Patent Publication No. 63-52346 discloses that
Using the fact that the variation of this phase difference information is small in the case of the target echo and large in the case of reverberation and noise,
An apparatus having a function of discriminating a target echo from reverberation and noise from obtained signals is described. Specifically, the error variance of the phase difference information in a predetermined time interval, that is, the interval error variance is obtained, and when the interval error variance is smaller than a predetermined value, it is determined that the signal is a target echo. Thus, a device to be displayed on a display device is described. Accordingly, only the target echo can be displayed without displaying a large number of pseudo echoes due to reverberation or noise, and thus the signal detection performance on the display screen can be improved.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】目標検出装置で検出す
べき物体は、多くの場合、物体表面の複数の箇所でパル
ス波を反射する。そのため、物体からの反射波は、単一
ではなく、複数の反射波の集合となる。The object to be detected by the target detecting device often reflects a pulse wave at a plurality of points on the surface of the object. Therefore, the reflected wave from the object is not a single wave but a set of a plurality of reflected waves.

【０００５】例えば、図２（ａ）の物体２０は、この体
勢のときに３カ所でパルス波を反射するため、図３
（ａ）のように、３つの反射波３０が受信され、この３
つの反射波３０が検出すべき物体２０からの反射波すな
わち目標エコーとなる。３つの反射波３０は、多くの場
合離散的に受信されるため、この離散的な反射波３０の
切れ目には残響又はクラッタ（以下まとめて残響とい
う）又は雑音のみの部分３１が存在することとなる。For example, the object 20 shown in FIG. 2A reflects pulse waves at three positions in this posture.
As shown in (a), three reflected waves 30 are received.
The two reflected waves 30 become reflected waves from the object 20 to be detected, that is, target echoes. Since the three reflected waves 30 are received discretely in many cases, reverberation or clutter (hereinafter collectively referred to as reverberation) or a noise-only portion 31 exists at a break of the discrete reflected waves 30. Become.

【０００６】また、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のよ
うに、物体からの複数の反射波３０が、同時にまたは連
続して受信されることもまれに生じるが、区間誤差分散
を求める時間区間が、目標エコーの時間長さよりも大き
い場合には、時間区間内には、残響又は雑音のみの部分
３１が存在することになる。As shown in FIGS. 14 (a), 14 (b) and 14 (c), a plurality of reflected waves 30 from an object may be received simultaneously or continuously. Is larger than the time length of the target echo, there is a reverberation or noise-only portion 31 in the time interval.

【０００７】上述の両者の場合には、いずれも区間誤差
分散を求める時間区間Ｗ内に、残響又は雑音のみの部分
３１が存在するため、残響又は雑音のみの部分が存在し
ていない場合よりも、目標エコーを含む時間区間におけ
る左右のスプリットビームの位相差の誤差分散（区間誤
差分散）が大きくなる。[0007] In both of the above cases, since only the reverberation or noise portion 31 exists in the time interval W for which the interval error variance is obtained, it is more effective than when no reverberation or noise portion exists. The error variance (interval error variance) of the phase difference between the left and right split beams in the time section including the target echo increases.

【０００８】さらに、物体からの反射波３０の長さは、
物体の体勢の変化によって変動するため、残響又は雑音
のみの部分３１の長さも変動し、これが区間誤差分散を
さらに大きくする方向に作用する。そのため、目標エコ
ーを含む区間の区間誤差分散と、残響又は雑音のみを含
む区間との区間誤差分散の差が小さくなる。Further, the length of the reflected wave 30 from the object is:
Since the length fluctuates due to a change in the posture of the object, the length of the reverberation or noise-only portion 31 also fluctuates, which acts in a direction to further increase the interval error variance. Therefore, the difference between the section error variance of the section including the target echo and the section error variance of the section including only reverberation or noise is reduced.

【０００９】そのため、従来の技術のように、区間誤差
分散の大きさによって、目標エコーと、雑音および残響
を弁別する方法を用いている場合には、両者を弁別する
ことが困難になると考えられる。Therefore, when a method for discriminating between a target echo and noise and reverberation is used depending on the magnitude of the interval error variance as in the conventional technique, it is considered that it is difficult to discriminate between the two. .

【００１０】本発明は、上述のように、目標エコーを含
む時間区間内に残響又は雑音のみの部分が存在する場合
であっても、目標の物体のみを感度よく検出することが
できる目標検出装置を提供することを目的とする。As described above, the present invention provides a target detecting apparatus capable of detecting only a target object with high sensitivity even when only a reverberation or noise portion exists in a time section including a target echo. The purpose is to provide.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、目標を検出すべき領域に向けて送
信されたパルス波の反射波を、特定方位に対して等しい
受波指向性を有する２つの受信ビーム対を前記領域内の
任意の１以上の方位に対してそれぞれ形成して受信する
ことにより、前記１以上の受信ビーム対に対応する１以
上の受信信号対を形成する受信手段と、前記受信信号対
の位相差を検出する位相差検出手段と、前記位相差検出
手段が検出した位相差の誤差分散を、前記位相差を前記
受信信号対の振幅に応じて重み付けしながら、あらかじ
め定めた時間区間内で求める区間誤差分散演算手段と、
前記区間誤差分散演算手段が求めた誤差分散が、あらか
じめ定めた閾値よりも小さい場合に、この受信信号が目
標からの反射波であると判別する判別手段と、前記判別
手段が判別した受信信号対を表示するための表示手段と
を有することを特徴とする目標検出装置が提供される。In order to achieve the above object, according to the present invention, a reflected wave of a pulse wave transmitted toward an area where a target is to be detected is received by an equal receiving wave in a specific direction. By forming and receiving two reception beam pairs having directivity with respect to one or more arbitrary directions in the region, one or more reception signal pairs corresponding to the one or more reception beam pairs are formed. Receiving means, a phase difference detecting means for detecting a phase difference between the received signal pair, and an error variance of the phase difference detected by the phase difference detecting means, and weighting the phase difference according to the amplitude of the received signal pair. Meanwhile, an interval error variance calculating means for obtaining within a predetermined time interval,
When the error variance obtained by the section error variance calculation means is smaller than a predetermined threshold, a determination means for determining that the received signal is a reflected wave from a target, and a reception signal pair determined by the determination means. And a display means for displaying the target.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.

【００１３】まず、スプリットビーム受信方式の目標検
出装置の原理について説明する。First, the principle of the split beam receiving type target detecting device will be described.

【００１４】本実施の形態の目標検出装置は、充分短い
距離分解能の音響パルス波を水中に送信し、その反射波
を受信する。The target detecting apparatus according to the present embodiment transmits an acoustic pulse wave having sufficiently short distance resolution into water and receives the reflected wave.

【００１５】なお、本実施の形態では、目標を検出すべ
き領域として水中の領域を想定しているため、音響パル
ス波を送信するが、目標を検出すべき領域が空間である
場合には、電磁波を用いて、同様に目標検出装置が構成
できる。In this embodiment, since an underwater area is assumed as the area where the target is to be detected, an acoustic pulse wave is transmitted. However, when the area where the target is to be detected is a space, A target detection device can be similarly configured using electromagnetic waves.

【００１６】一般に、水中に存在する物体は、単一もし
くは複数箇所で音響パルス波を反射するため、単一の反
射体もしくは微小反射体の集合とみなすことができる。
したがって、物体からの反射波、すなわち、目標エコー
はこれら反射体からの反射波の集合となる。一方、残響
も微小散乱体による散乱波の集合であると考えられる。In general, an object existing in water reflects an acoustic pulse wave at a single or a plurality of locations, and can be regarded as a single reflector or a set of micro reflectors.
Therefore, a reflected wave from an object, that is, a target echo is a set of reflected waves from these reflectors. On the other hand, the reverberation is also considered to be a set of scattered waves by the small scatterer.

【００１７】図１に示すように、中心点Ｏに対してθ方
向にある微小反射体からの平面波の反射波を、中点Ｏを
挟んで距離ｄに配置され、しかも、θ方向に対して等し
い指向性を有する左側の受信器Ｌ及び右側の受信器Ｒで
受信した場合、両者の受信信号には位相差が生じる。こ
の位相差φ_LRは次の数１１のようになる。As shown in FIG. 1, the reflected wave of the plane wave from the minute reflector located in the θ direction with respect to the center point O is arranged at a distance d with respect to the midpoint O, and furthermore, with respect to the θ direction. When the signals are received by the left receiver L and the right receiver R having the same directivity, a phase difference occurs between the received signals of both. This phase difference φ _LR is expressed by the following equation (11).

【００１８】[0018]

【数１１】 [Equation 11]

【００１９】ここでλは平面波の波長、ｄは受信器Ｌと
受信器Ｒとの間の距離である。したがって平面波の入射
方向θは次の数１２のように求められる。Here, λ is the wavelength of the plane wave, and d is the distance between the receiver L and the receiver R. Therefore, the incident direction θ of the plane wave is obtained as in the following Expression 12.

【００２０】[0020]

【数１２】 (Equation 12)

【００２１】数１２からわかるようにθが比較的小さい
範囲では、平面波の入射方向θは、位相差φ_LRにほぼ比
例する。[0021] In the range θ is relatively small as can be seen from Equation 12, the incident direction θ of a plane wave, is approximately proportional to the phase difference phi _LR.

【００２２】一方、目標エコーを形成する微小反射体
は、図２（ａ）に示すように、目標の物体の形状に沿っ
た形で分布しているため、分布範囲は比較的狭い。ま
た、残響を形成する微小散乱体は、図２（ｂ）に示すよ
うに海面又は海底等に分布しているため、目標の形状に
比べて広い範囲にランダムに分布している。したがっ
て、目標エコーの入射方向θの広がり角Δθsと、残響
の入射方向θの広がり角Δθrとを比較すると、図２か
ら明らかなようにΔθs＜＜Δθrである。On the other hand, as shown in FIG. 2A, the minute reflectors forming the target echo are distributed along the shape of the target object, so that the distribution range is relatively narrow. In addition, the small scatterers that form the reverberation are distributed on the sea surface or the sea floor or the like as shown in FIG. 2B, and thus are randomly distributed over a wider range than the target shape. Therefore, when the spread angle Δθs of the incident direction θ of the target echo and the spread angle Δθr of the incident direction θ of the reverberation are compared, Δθs << Δθr as is clear from FIG.

【００２３】また、雑音を受信したときの位相差φ_LRか
ら求めた入射方向θの広がり角Δθnは、雑音が受信器
Ｌ及び受信器Ｒに位相的にランダムな波形が受信される
と考えられることから、Δθs＜＜Δθnである。Further, the spread angle Δθn incidence direction θ obtained from the phase difference phi _LR at the time of receiving the noise is considered to noise is topologically random waveform receivers L and receiver R is received Therefore, Δθs << Δθn.

【００２４】このように、特定の方向に対して、等しい
指向性を有する２つの受信器によって、その特定の方向
からの反射波を受信することによって、その特定方向に
位置する目標からの反射波の振幅情報だけでなく、位相
差についての情報も得ることができる。このことを利用
して、スプリットビーム受信方式の目標検出装置では、
直線配列や円配列等の任意の方法で配列された複数の電
気音響変換素子、すなわち、受波器の出力を左半分の受
波器群および右半分の受波器群に分けて、各々各素子に
ついて音波入力時の位相差に対応した遅延回路による時
間遅延等により整相を行い、左右受波器群の各中心点を
受波中心点とした各々等しい受波指向特性を有する左右
２つの受信ビーム（スプリットビーム）を任意の方向に
形成して受信を行う。このようなスプリットビームによ
る受信によれば目標エコーの振幅情報だけでなく受波器
と目標との位置関係によって生じる２つの受信ビーム間
の位相差についての情報を任意の方向について得ること
が出来る。As described above, by receiving reflected waves from a specific direction by two receivers having the same directivity with respect to a specific direction, reflected waves from a target located in the specific direction are received. Not only the amplitude information, but also information about the phase difference. Utilizing this fact, the target detection device of the split beam receiving system uses:
A plurality of electroacoustic transducers arranged in an arbitrary manner such as a linear array and a circular array, that is, the output of the receiver is divided into a left half receiver group and a right half receiver group, and each is divided into The elements are phased by time delay or the like by a delay circuit corresponding to the phase difference at the time of sound wave input, and two right and left sides each having the same reception directivity with each center point of the left and right receiver groups being the reception center point. A reception beam (split beam) is formed in an arbitrary direction to perform reception. According to such split beam reception, not only the amplitude information of the target echo but also information on the phase difference between the two reception beams caused by the positional relationship between the receiver and the target can be obtained in any direction.

【００２５】ところで、位相差情報には、目標の物体の
動き、目標からの反射波の多重経路すなわちマルチパス
による影響、受波器を装備したプラットフォームの動
き、目標エコーの信号対残響比（以下ＳＲ比と言う）及
び信号対雑音比（以下ＳＮ比と言う）等に対応して発生
する変動が含まれるが、上述のΔθs＜＜ΔθrおよびΔ
θs＜＜Δθnから明らかなように、目標エコーの位相差
φ_LRは小さく、残響及び雑音の位相差φ_LRは前者に比し
て通常はるかに大きいという特徴がある。By the way, the phase difference information includes the movement of the target object, the influence of multiple paths of reflected waves from the target, that is, the effects of the multipath, the movement of the platform equipped with the receiver, and the signal-to-reverberation ratio of the target echo (hereinafter referred to as the "reverberation ratio"). SR ratio) and a signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as SN ratio).
[theta] s << As apparent from Derutashitaenu, the phase difference phi _LR of the target echo small, reverberation and the phase difference phi _LR noise is characterized in that typically much larger than the former.

【００２６】そこで従来より、これら変動の大小を、あ
らかじめ定めた時間内における位相差の分散すなわち区
間誤差分散を求めることで定量化し、この区間誤差分散
と当該受波器の運用条件等から予め求められる閾値との
比較を行い、区間誤差分散が閾値より小となる目標エコ
ーによる信号入力時のみこれを表示することにより、表
示面上に現れる残響及び雑音を抑制することが行われて
きた。Therefore, conventionally, the magnitude of these fluctuations is quantified by obtaining the variance of the phase difference within a predetermined time, that is, the section error variance, and is previously determined from the section error variance and the operating conditions of the receiver. By performing comparison with a threshold value and displaying the signal only when a signal is input by a target echo having a section error variance smaller than the threshold value, reverberation and noise appearing on the display surface have been suppressed.

【００２７】しかしながら、一般に目標エコーは残響及
び雑音と重畳して受信されるために音響パルス波が充分
短い場合は、物体からの複数の反射波は、離散的に受信
される。たとえば、図３（ａ）の場合には、目標エコー
は３つの微小散乱体の反射波３０で形成されている。こ
の離散的反射波の切れ目には残響又は雑音のみの部分３
１が存在するため、目標エコーの中に残響又は雑音が混
在することとなる。However, since the target echo is generally received while being superimposed on reverberation and noise, when the acoustic pulse wave is sufficiently short, a plurality of reflected waves from the object are discretely received. For example, in the case of FIG. 3A, the target echo is formed by reflected waves 30 of three small scatterers. The part of the reverberation or noise only at the break of the discrete reflected wave 3
Since 1 exists, reverberation or noise is mixed in the target echo.

【００２８】図３（ｂ）にはこの受信波形から得られた
スプリットビーム受信器の位相差より求めたθを示す。
目標エコーの反射波３０の存在するＳＲ比又はＳＮ比の
比較的大きい範囲ではθの範囲はΔθs内にあるが、反
射波３０の切れ目の部分３１では、θの変動はΔθr又
はΔθnとなり大きくなる。このような受信波形の区間
誤差分散を時間区間Ｗについて求める場合、反射波３０
を含む時間区間内に部分３１が含まれるため、反射波３
０を含む時間区間内の区間誤差分散が、反射波３０の分
散よりも大きくなる。FIG. 3B shows θ obtained from the phase difference of the split beam receiver obtained from the received waveform.
In the range where the SR or SN ratio where the reflected wave 30 of the target echo exists is relatively large, the range of θ is within Δθs, but in the cut portion 31 of the reflected wave 30, the fluctuation of θ becomes Δθr or Δθn and becomes large. . When the section error variance of such a reception waveform is obtained for the time section W, the reflected wave 30
Is included in the time interval including the reflected wave 3
The section error variance in the time section including 0 becomes larger than the variance of the reflected wave 30.

【００２９】また、反射波３０が、離散的に受信され
ず、たまたま同時にまたは連続して、受信された場合で
あっても、時間区間Ｗが、その反射波よりも長い場合に
は、その時間区間内に反射波３０と残響又は雑音の部分
３１とが混在することにかわりはない。このような場合
にも、反射波３０を含む時間区間の区間誤差分散が大き
くなる。Even if the reflected wave 30 is not received discretely but happens to be received simultaneously or continuously, if the time section W is longer than the reflected wave, the time It does not change that the reflected wave 30 and the reverberation or noise portion 31 are mixed in the section. Also in such a case, the section error variance of the time section including the reflected wave 30 increases.

【００３０】このような場合、残響又は雑音部分の区間
誤差分散と、目標エコーの部分の区間誤差分散との差が
小さくなってしまうため、両者の弁別が困難になる。In such a case, the difference between the interval error variance of the reverberation or noise portion and the interval error variance of the target echo portion becomes small, so that it is difficult to discriminate the two.

【００３１】また、時間区間Ｗを短くすれば、反射波３
０を含む時間区間内に部分３１が含まれなくなるが、残
響や雑音のなかにたまたまθの小さい部分があった場合
に、その部分の区間誤差分散が小さくなるため、残響や
雑音を目標エコーとみなしてしまう誤警報の確率が高ま
るという問題がある。そのため、時間区間Ｗを一概に短
くすることはできない。If the time section W is shortened, the reflected wave 3
Although the portion 31 is not included in the time interval including 0, if there is a portion of the reverberation or noise that happens to have a small θ, the interval error variance of that portion becomes small. There is a problem that the probability of false alarms to be considered increases. Therefore, the time section W cannot be shortened steadily.

【００３２】そこで、本発明は、区間誤差分散を求める
時間区間内に目標エコーと残響又は雑音のみの部分とが
混在する場合においても、目標エコーを形成する反射波
の情報を活用し、目標エコーを含む時間区間の区間誤差
分散がさらに小さくなるようにして、残響及び雑音の区
間誤差分散との差が大きくなるように改善を図ってい
る。Therefore, the present invention utilizes the information of the reflected wave forming the target echo and utilizes the target echo even when the target echo and the reverberation or noise-only part are mixed in the time interval for obtaining the interval error variance. Are improved so that the difference between the interval error variance of the reverberation and noise is increased in the time interval including the time interval.

【００３３】具体的には、本発明においては、残響又は
雑音３１の部分の受信信号の振幅が、目標エコー３０と
比較して小さいことを利用し（図３（ａ））、区間誤差
分散を求める際に、位相差の値を、反射波の振幅によっ
て重み付けする。これにより、ある程度ＳＲ比又はＳＮ
比の大きな目標エコーの場合、目標エコーに対応する位
相変化の小さな部分（目標の反射波の存在する部分）に
大きなウエイトがかかり、その前後の残響もしくは雑音
に対応する位相変化の大きな部分には前者と比較して小
さなウエイトがかかった状態で誤差分散を演算すること
ができる。その結果、目標エコーの区間誤差分散の値が
小さくなり、従来の方法と比較して、目標エコーと残響
及び雑音の誤差分散の差が広がり更にこれらの判別を容
易にすることができる。Specifically, in the present invention, the fact that the amplitude of the received signal in the portion of reverberation or noise 31 is smaller than that of the target echo 30 (FIG. 3A), and the section error variance is used. At the time of calculation, the value of the phase difference is weighted by the amplitude of the reflected wave. As a result, the SR ratio or SN
In the case of a target echo having a large ratio, a large weight is applied to a portion having a small phase change corresponding to the target echo (a portion where the target reflected wave exists), and a large portion having a large phase change corresponding to reverberation or noise before and after the target echo. The error variance can be calculated with a small weight compared to the former. As a result, the value of the section error variance of the target echo becomes smaller, and the difference between the error variances of the target echo, reverberation, and noise is widened as compared with the conventional method.

【００３４】そして、このように振幅によって重み付け
をして求めた区間誤差分散の値を、運用条件等から予め
設定される閾値（スレッシュホールドレベル）と比較し
て、区間誤差分散がスレッシュホールドレベル以下とな
ったときのみ、目標エコーが入力したと判断して、その
受信波形から得られた情報を表示装置に表示させる。こ
れにより、区間誤差分散を求める時間区間内に、目標エ
コーと、残響又は雑音のみの部分とが混在する場合にお
いても、容易に目標を検出することが出来る。Then, the value of the section error variance obtained by weighting according to the amplitude is compared with a threshold (threshold level) set in advance based on the operating conditions and the like, and the section error variance is equal to or smaller than the threshold level. Only when, the target echo is determined to be input, and information obtained from the received waveform is displayed on the display device. This makes it possible to easily detect a target even when a target echo and a portion including only reverberation or noise are mixed in a time interval for which the interval error variance is obtained.

【００３５】本発明の目標検出装置をさらに具体的に図
面を用いて説明する。The target detecting apparatus of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.

【００３６】まず、本発明の目標検出装置の構成を図８
を用いて説明する。図８のように、本発明の目標検出装
置８０は、水中に送信すべき送信信号を形成する送信器
８２と、送信信号を音響パルス波として水中に出力する
送波器８１とを備えている。また、水中の物体等で反射
された反射波を受信するための受波器８３、受波器８３
の受信した信号を整相して、あらかじめ定めた範囲の各
方位についてそれぞれスプリットビームを形成して受信
信号を取り出す受信器８４を備えている。First, the configuration of the target detecting device of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the target detection device 80 of the present invention includes a transmitter 82 that forms a transmission signal to be transmitted underwater, and a transmitter 81 that outputs the transmission signal as an acoustic pulse wave into water. . Further, a receiver 83 for receiving a reflected wave reflected by an underwater object or the like, a receiver 83
And a receiver 84 for phasing the received signal, forming a split beam for each direction in a predetermined range, and extracting the received signal.

【００３７】受信器８４は、後述するように受信信号を
処理する信号処理器８５に接続されている。信号処理器
８５は、制御指示器８６に接続され、制御指示器８６に
映像信号を受け渡すとともに、制御指示器８６から制御
信号および同期信号を受け取る。また、送信器８２およ
び受信器８４もまた、制御指示器８６に接続され、制御
信号および同期信号を受け取る。制御指示器８６は、表
示装置８９にも接続されており、信号処理器８５が形成
した映像信号を表示装置８９に表示させる。さらに、制
御指示器８６には、送受波器８１，８３の向きを制御す
るための送受波器安定機構８７と、オペレータから信号
処理条件（後述する時間Ｔ、時間Ｗ、閾値、頻度等）の
設定入力を受け付けるための入力装置９０が接続されて
いる。The receiver 84 is connected to a signal processor 85 for processing a received signal as described later. The signal processor 85 is connected to the control indicator 86, passes a video signal to the control indicator 86, and receives a control signal and a synchronization signal from the control indicator 86. Also, a transmitter 82 and a receiver 84 are also connected to the control indicator 86 and receive control and synchronization signals. The control indicator 86 is also connected to the display device 89, and causes the display device 89 to display the video signal formed by the signal processor 85. The control indicator 86 further includes a transducer stabilizing mechanism 87 for controlling the orientation of the transducers 81 and 83, and signal processing conditions (time T, time W, threshold value, frequency, etc. to be described later) from the operator. An input device 90 for receiving a setting input is connected.

【００３８】また、制御指示器８６は、目標検出装置８
０が搭載されている船舶に搭載されている音波ログ及び
ジャイロやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉ
ｎｇＳｙｓｔｅｍ）等の自船位置検出器８８にも接続さ
れている。The control indicator 86 is connected to the target detecting device 8.
0 and gyro and GPS (Global Positionion)
ngSystem) is also connected to the own ship position detector 88.

【００３９】送波器８１および受波器８３は、目標検出
装置８０が搭載されている船舶の水面下部分の水中に音
響パルス波を送受可能な位置に配置されている。The wave transmitter 81 and the wave receiver 83 are arranged at positions where acoustic pulse waves can be transmitted and received in the water below the water surface of the ship on which the target detection device 80 is mounted.

【００４０】受波器８３および信号処理器８５の構成お
よび動作について、図４および図６を用いてさらに説明
する。The configuration and operation of the wave receiver 83 and the signal processor 85 will be further described with reference to FIGS.

【００４１】受波器８３は、Ｎ個の電気音響変換素子が
等間隔に配列されたものである。配列は、円配列、直線
配列等の任意の配列にすることができる。受波器８３の
Ｎ個の電気音響変換素子の内、左側Ｍ個の素子の出力
と、右側Ｍ個の素子の出力とはそれぞれ、受波器１に内
蔵された増幅回路で必要なレベルまで増幅された後、受
信器８４に出力される。The receiver 83 has N electroacoustic transducers arranged at equal intervals. The array can be an arbitrary array such as a circular array or a linear array. Out of the N electroacoustic transducers of the receiver 83, the outputs of the M elements on the left and the outputs of the M elements on the right respectively reach the levels required by the amplifier circuit built in the receiver 1. After being amplified, it is output to the receiver 84.

【００４２】受信器８４は、スプリットビーム形成回路
４２を内蔵している。スプリットビーム形成回路４２
は、Ａ／Ｄコンバータと、遅延回路等で形成される整相
回路と、バンドパスフィルタとを有している。スプリッ
トビーム形成回路４２は、受波器８３の左右の電気音響
交換素子群の出力をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に
変換した後、左右それぞれの出力を整相することによ
り、ある方位に等しい指向性を有する左右一対のスプリ
ットビームに対応した、左右一対の受信信号を形成す
る。The receiver 84 has a built-in split beam forming circuit 42. Split beam forming circuit 42
Has an A / D converter, a phasing circuit formed by a delay circuit and the like, and a band-pass filter. The split beam forming circuit 42 converts the outputs of the electroacoustic exchange elements on the left and right sides of the receiver 83 into digital signals with an A / D converter, and then phasing the outputs on the left and right sides to obtain a directivity equal to a certain direction. A pair of left and right reception signals corresponding to a pair of left and right split beams having a characteristic is formed.

【００４３】スプリットビーム形成回路２４は、このよ
うな左右一対の受信信号を、検出すべき方位の全範囲を
カバーするように形成する。例えば、検出すべき方位の
範囲が４５度であり、スプリットビーム形成回路４２が
形成する左右一対のスプリットビームの左ビームおよび
右ビームの重なり合う角度が１度である場合には、１度
毎に方位をずらした４５対のスプリットビームを形成す
るように、受波器８３の出力を整相し、４５対の受信信
号を形成する。The split beam forming circuit 24 forms such a pair of left and right received signals so as to cover the entire range of the azimuth to be detected. For example, when the range of the azimuth to be detected is 45 degrees and the overlapping angle of the left and right beams of the pair of left and right split beams formed by the split beam forming circuit 42 is 1 degree, the azimuth is set every 1 degree. The output of the wave receiver 83 is phased so as to form 45 pairs of split beams, with 45 pairs shifted to form 45 pairs of received signals.

【００４４】その後、スプリットビーム形成回路は、形
成した複数対の受信信号を、使用帯域幅を通過帯域とす
るバンドパスフィルタでろ波し、後段の信号処理器８５
に出力する。Thereafter, the split beam forming circuit filters the formed plural pairs of the received signals by a band-pass filter having a use band as a pass band.
Output to

【００４５】なお、スプリットビーム形成回路４２の左
右受信ビームの形成に用いる左右の受波出力群に含まれ
る素子出力数Ｍは、スプリットビーム形成回路４２に形
成させるスプリットビームの指向特性等に応じて任意に
決定することができる。また、左右の受波出力群を構成
する素子を、オーバーラップさせて用いることもでき
る。 また、送信する音響パルス波としてＦＭ信号等を
用いた場合は、整相後左右それぞれのビーム出力を相互
相関（レプリカコリレーション）してから後段の信号処
理器８５に出力する。The number of element outputs M included in the left and right reception output groups used for forming the left and right reception beams of the split beam forming circuit 42 depends on the directivity of the split beam formed by the split beam forming circuit 42 and the like. It can be determined arbitrarily. Also, the elements constituting the left and right reception output groups can be used in an overlapping manner. When an FM signal or the like is used as an acoustic pulse wave to be transmitted, the beam outputs on the left and right sides are cross-correlated (replica correlation) after phasing, and then output to the signal processor 85 in the subsequent stage.

【００４６】信号処理器８５は、図４に示すように、相
関演算回路４３、出力検波回路４４、位相差検出回路４
５、区間誤差分散演算回路４６、ゲート回路４７、閾値
設定回路４８、バッファメモリ４９を有する。実際に
は、本実施の形態では、信号処理器８５は、複数のＣＰ
Ｕと、ＣＰＵに動作させるプログラムを格納したメモリ
と、バッファメモリ４９とを有し、上述のバッファメモ
リ４９以外の各回路の処理は、図６のステップ６１から
ステップ７０に示したようなフローを構成するプログラ
ムによって等価に処理される。スプリットビーム形成回
路４２は、複数の対の受信信号を出力するため、信号処
理器８５は、ステップ６２からステップ７０までの各ス
テップを、受信信号の対と同数のＣＰＵによって、それ
ぞれ同時に実行させることにより、複数対の受信信号を
それぞれ並列に処理する。ただし、この形態に限らず、
時分割で複数の受信信号を順に処理していく構成にする
ことももちろん可能である。As shown in FIG. 4, the signal processor 85 includes a correlation operation circuit 43, an output detection circuit 44, and a phase difference detection circuit 4.
5, a section error variance calculation circuit 46, a gate circuit 47, a threshold setting circuit 48, and a buffer memory 49. Actually, in the present embodiment, the signal processor 85 includes a plurality of CPs.
U, a memory storing a program to be operated by the CPU, and a buffer memory 49. The processing of each circuit other than the buffer memory 49 described above corresponds to the flow shown in steps 61 to 70 in FIG. It is equivalently processed by the constituent programs. Since the split beam forming circuit 42 outputs a plurality of pairs of reception signals, the signal processor 85 causes each of the steps 62 to 70 to be simultaneously executed by the same number of CPUs as the number of reception signal pairs. Thus, a plurality of pairs of received signals are processed in parallel. However, not limited to this form,
Of course, it is also possible to adopt a configuration in which a plurality of received signals are sequentially processed in a time division manner.

【００４７】以下、簡単のために一対の受信信号を処理
する流れについて説明する。Hereinafter, a flow of processing a pair of received signals will be described for simplicity.

【００４８】図４のスプリットビーム形成回路４２にお
いて、時間ｔにおけるスプリットビームの左チャネルの
出力をＥ_L (t)、右チャネルの出力をＥ_R(t)とし、それ
ぞれ複素表示すると次の数１３及び数１４となる。In the split beam forming circuit 42 of FIG. 4, the output of the left channel of the split beam at time t is E _L (t) and the output of the right channel is E _R (t). And Equation 14.

【００４９】[0049]

【数１３】 (Equation 13)

【００５０】[0050]

【数１４】 [Equation 14]

【００５１】ここでｊは虚数単位である。相関演算回路
４３では、数１３及び数１４で示される左右受信ビーム
出力の相互相関演算及び時間平均を行う。左右受信波の
相互相関出力は次の数１５で示される。Here, j is an imaginary unit. The correlation operation circuit 43 performs a cross-correlation operation and time averaging of the left and right reception beam outputs shown in Expressions 13 and 14. The cross-correlation output of the left and right received waves is expressed by the following equation (15).

【００５２】[0052]

【数１５】 (Equation 15)

【００５３】ここでＥ_R ^*(t)はＥ_R(t)の複素共役であ
り、￣は、予め定めた時間Ｔで平均をとることを表す。Here, E _R ^* (t) is a complex conjugate of E _R (t), and ￣ indicates that an average is taken at a predetermined time T.

【００５４】数１５で示される相互相関出力は、出力検
波回路４４及び位相差検出回路４５へ送出される。出力
検波回路４４では、数１６のように、相互相関出力の実
数部と虚数部を各々自乗して加算しそれを２回開平する
ことにより振幅ｅ_LR(t)を演算している。振幅ｅ_LR(t)は
後段のゲート回路４７及び区間誤差分散演算回路４６に
送出される。The cross-correlation output represented by Expression 15 is sent to an output detection circuit 44 and a phase difference detection circuit 45. The output detection circuit 44 calculates the amplitude e _LR (t) by squaring the real part and the imaginary part of the cross-correlation output and adding the squares twice as shown in Expression 16. The amplitude e _LR (t) is sent to the gate circuit 47 and the section error variance calculation circuit 46 at the subsequent stage.

【００５５】[0055]

【数１６】 (Equation 16)

【００５６】一方、位相差検出回路４５では、数１７の
ように、相互相関出力の虚数部を実数部で除してtanΦ
_LR(t)を求め、更にこの値のarctanを演算することによ
って左右受信ビーム間の位相差Φ_LR(t)を求め、後段の
区間誤差分散演算回路４６に送出している。この数１７
で得られる位相差Φ_LR(t)は、図１を用いてスプリット
ビーム受信方法を説明した際の数１１のΦ_LRと実質的に
等価である。On the other hand, the phase difference detection circuit 45 divides the imaginary part of the cross-correlation output by the real part as shown in Expression 17 to obtain tanΦ
_LR (t) is calculated, and the arctan of this value is further calculated to obtain the phase difference Φ _LR (t) between the left and right reception beams, and is sent to the section error variance calculation circuit 46 in the subsequent stage. This number 17
The phase difference Φ _LR (t) obtained by the above is substantially equivalent to the Φ _LR of Expression 11 when the split beam receiving method is described with reference to FIG.

【００５７】[0057]

【数１７】 [Equation 17]

【００５８】区間誤差分散演算回路４６では、この数１
７で示される位相差検出回路４５の出力Φ_LR(t)の時間
区間Ｗごとの誤差分散すなわち区間誤差分散σ²を求め
る。具体的には、本発明では、数１８、数１９、数２
０、数２１、数２２、数２３のように、位相差Φ_LR(t)
を、振幅ｅ_LR(t)で重み付けしながら区間誤差分散を求
めている。In the section error variance calculation circuit 46, this equation 1
Obtaining an error dispersion That interval error variance sigma ² hourly intervals W output [Phi _LR (t) of the phase difference detection circuit 45 indicated by 7. Specifically, according to the present invention, Equations 18, 19, 2
0, Equation 21, Equation 22 and Equation 23, the phase difference Φ _LR (t)
_Is weighted by the amplitude e _LR (t) to determine the interval error variance.

【００５９】[0059]

【数１８】 (Equation 18)

【００６０】[0060]

【数１９】 [Equation 19]

【００６１】[0061]

【数２０】 (Equation 20)

【００６２】[0062]

【数２１】 (Equation 21)

【００６３】[0063]

【数２２】 (Equation 22)

【００６４】[0064]

【数２３】 (Equation 23)

【００６５】ただし、数１８から数２３において、ｉ
は、位相差Φ_LR(t)を、時間区間Ｗにおいてｎ回サンプ
リングしたときのサンプリング番号を示す。よってｎ
は、区間誤差分散を演算する時間区間Ｗに含まれるデー
タ数である。ｅ_LRi，Φ_LRiは、それぞれサンプリング番
号ｉの時点での振幅ｅ_LR(t)、位相差Φ_LR(t)を表す。However, in Expressions 18 to 23, i
Indicates a sampling number when the phase difference Φ _LR (t) is sampled n times in the time section W. Thus n
Is the number of data included in the time section W for calculating the section error variance. e _LRi and Φ _LRi represent the amplitude e _LR (t) and the phase difference Φ _LR (t) at the sampling number i, respectively.

【００６６】数１８におけるρは、数１９に示すように
区間誤差分散演算回路６に次々入力される位相差情報の
時間区間Ｗにおけるサンプリング番号ｉと位相差情報Φ
_LRi相互間の相関係数を表す。ａ（Φ_LR）²及びａ(i)²は
数２０、数２１に示すように位相差情報Φ_LRi及びサン
プリング番号ｉの区間分散を表す。Ｅ（Φ_LR)及びＥ(i)
は、数２２、数２３に示すように位相差情報Φ_LRi及び
サンプリング番号ｉの平均値である。The ρ in the equation (18) is the sampling number i and the phase difference information Φ in the time section W of the phase difference information successively input to the section error variance calculation circuit 6 as shown in the equation (19).
_Indicates the correlation coefficient between _LRi . a (Φ _LR ) ² and a (i) ² represent the interval dispersion of the phase difference information Φ _LRi and the sampling number i as shown in _Expressions 20 and 21. E (Φ _LR ) and E (i)
Is the average value of the phase difference information _ΦLRi and the sampling number i as shown in _Expressions 22 and 23.

【００６７】実際には、本実施の形態では、相関演算回
路４３、出力検波回路４４、位相差検出回路４５、区間
誤差分散演算回路４６を、プログラムにより構成してい
るため、図６のステップ６２，６３で、数１５を演算す
ることにより相関演算回路３を構成し、ステップ６４で
数１６、数１７を演算することにより出力検波回路４４
および位相差検出回路４５を構成し、ステップ６５で数
１８から２３を演算することにより区間誤差分散演算回
路４６を構成している。Actually, in the present embodiment, the correlation operation circuit 43, the output detection circuit 44, the phase difference detection circuit 45, and the section error variance operation circuit 46 are constituted by a program. , 63 to form the correlation calculation circuit 3 by calculating the formula 15, and in step 64, the formula 16 and the formula 17 to calculate the output detection circuit 44.
And the phase difference detection circuit 45, and the interval error variance calculation circuit 46 is formed by calculating equations 18 to 23 in step 65.

【００６８】このように、本発明では、位相差Φ_LR(t)
を、振幅ｅ_LR(t)で重み付けしながら区間誤差分散を求
めている。残響又は雑音の部分の受信信号の振幅は、図
３（ａ）に示すように、目標エコーよりも小さいという
特徴を有するため、ある時間区間Ｗの中に、目標エコー
と残響又は雑音とが混在している場合に、振幅で位相差
を重み付けすることにより、残響又は雑音と目標エコー
とが混在する時間区間の区間誤差分散を、目標エコーの
みの時間区間の区間誤差分散に近づけることができる。
したがって、目標エコーと残響又は雑音とが混在してい
る時間区間の区間誤差分散を、小さな値にすることがで
きる。As described above, according to the present invention, the phase difference Φ _LR (t)
_Is weighted by the amplitude e _LR (t) to determine the interval error variance. Since the amplitude of the received signal in the reverberation or noise portion is smaller than the target echo as shown in FIG. 3A, the target echo and the reverberation or noise are mixed in a certain time section W. In this case, by weighting the phase difference with the amplitude, the section error variance of the time section in which reverberation or noise and the target echo are mixed can be made closer to the section error variance of the time section of the target echo only.
Therefore, the section error variance of the time section in which the target echo and the reverberation or noise are mixed can be set to a small value.

【００６９】例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、予め設定された時間区間Ｗがほとんど目標エコーで
満たされるような連続的な受信がなされる場合はもちろ
ん、図３（ａ）、（ｂ）に示したように、時間区間Ｗの
中に目標エコーと残響又は雑音とが混在している場合に
も、図５（ｃ）のように、ある時間ｔにおいて区間誤差
分散σ²が、残響又は雑音のみの部分と比較してきわめ
て小さくなる。For example, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), not only is a case where continuous reception is performed such that a preset time section W is almost completely filled with the target echo, but also FIG. As shown in FIG. 5B and FIG. 5B, even when the target echo and the reverberation or noise are mixed in the time section W, as shown in FIG. ² is very small compared to the reverberation or noise only part.

【００７０】したがって、本発明では、予め実験により
その目標を検出するのに適した区間誤差分散の上限閾値
を入力装置９０から予め受け付けてメモリに格納してお
き、この閾値を用いて、区間誤差分散がその閾値よりも
小さい場合にはその受信信号が目標エコーであると判断
し、区間誤差分散がその閾値よりも大きい場合にはその
受信信号が残響又は雑音であると判断する（ステップ６
６）ことにより、時間区間内に目標エコーと残響又は雑
音とが混在している場合にも、目標エコーの検出率を高
めることができる。Therefore, in the present invention, the upper limit threshold of the section error variance suitable for detecting the target by an experiment is previously received from the input device 90 and stored in the memory, and the section error is determined using this threshold. If the variance is smaller than the threshold, it is determined that the received signal is a target echo, and if the interval error variance is larger than the threshold, it is determined that the received signal is reverberation or noise (step 6).
6) Accordingly, even when the target echo and the reverberation or noise are mixed in the time section, the detection rate of the target echo can be increased.

【００７１】具体的には、ステップ６６において、区間
誤差分散σ²が閾値よりも大きかった場合には、残響又
は雑音の受信信号であるから、出力検波回路４４（ステ
ップ６４）で求めたその受信信号の振幅ｅ_LRを０として
（ステップ６８）、メモリ４９にその信号の方位θとと
もに格納する。また、ステップ６６において、区間誤差
分散が閾値よりも小さかった場合には、目標エコーであ
ると判断して、その受信信号の振幅ｅ_LRをその信号の方
位θとともにメモリ４９に格納する。そして、メモリ４
９に格納された情報を、１回の探信（音響パルス波を送
波器８１から送信して受波器８３で受信する）毎に、受
信信号の方位θと振幅Ｅとを相関させて、制御指示器８
６に出力する（ステップ７０）。More specifically, if the interval error variance σ ² is larger than the threshold value in step 66, the signal is a reverberation or noise reception signal, and the reception signal obtained by the output detection circuit 44 (step 64) is obtained. The amplitude e _LR of the signal is set to 0 (step 68) and stored in the memory 49 together with the azimuth θ of the signal. If the section error variance is smaller than the threshold value in step 66, the target echo is determined, and the amplitude e _{LR of the} received signal is stored in the memory 49 together with the azimuth θ of the signal. And memory 4
9 is correlated with the azimuth θ of the received signal and the amplitude E for each search (transmitting an acoustic pulse wave from the transmitter 81 and receiving it at the receiver 83). , Control indicator 8
6 (step 70).

【００７２】制御指示器８６は、受け取ったそれぞれの
受信信号が受信器８４に受信される際に、送信から受信
までに要した時間、すなわち、送信器８２に送信信号の
出力を指示してから、受信器８４が受信信号を受信する
までの時間を制御信号および同期信号等の情報から求め
る。この送信から受信までに要した時間が、その目標の
物体と自船との距離を表す。制御指示器８６は、ステッ
プ７０で受け取った受信信号を、図１１（ａ）のよう
に、縦軸に上述の距離（すなわち時間）、横軸に方位θ
をとった表示平面上に、振幅Ｅを輝度として表示手段に
表示させる。これにより、従来よりも低い誤警報確率
（残響又は雑音を目標エコーと見なす確率）で、図１１
（ａ）のように目標エコーを表示することができる。The control indicator 86 indicates the time required from transmission to reception when each of the received signals received is received by the receiver 84, that is, after instructing the transmitter 82 to output the transmission signal. , The time until the receiver 84 receives the received signal is obtained from information such as the control signal and the synchronization signal. The time required from transmission to reception indicates the distance between the target object and the ship. The control indicator 86 converts the received signal received in step 70 into the above-described distance (ie, time) on the vertical axis and the azimuth θ on the horizontal axis, as shown in FIG.
The amplitude E is displayed on the display plane as the luminance on the display plane. As a result, the false alarm probability (probability that reverberation or noise is regarded as a target echo) lower than that of the related art is obtained.
The target echo can be displayed as shown in FIG.

【００７３】これらのステップ６６，６７，６８，６
９，７０が、図４の閾値設定回路４８およびゲート回路
４７ならびにバッファメモリ４９を構成している。These steps 66, 67, 68, 6
9 and 70 constitute the threshold value setting circuit 48, the gate circuit 47, and the buffer memory 49 of FIG.

【００７４】上述の数１５で時間平均を求める時間Ｔ
は、時間が長くなるほど目標エコーの位相差が一定値に
近づくように作用し、数１８〜数２３で区間誤差分散を
求める時間区間Ｗの時間長さは時間が短いほど目標エコ
ーの区間誤差分散が小さくなるように作用するが、それ
ぞれ目標探知確率（目標を検出できる確率）、誤警報確
率（残響や雑音を目標として検出する確率）と深い関係
があるため、実験により定める。具体的には、時間Ｔと
時間Ｗとを予め定めた範囲でそれぞれ変化させて、時間
Ｔと時間Ｗとを総当たりで組み合わせた各条件で実際に
目標検出装置を動作させて目標を検出する実験を行う。
そして、各組み合わせごとに、探知確率と誤警報確率と
を求める。この中で、例えば、探知確率が９０％以上得
られる時間Ｔと時間Ｗと組み合わせであって、誤警報確
率が最も低い組み合わせを選択する。これにより、最適
な時間Ｔと時間Ｗとの組み合わせが得られる。The time T for obtaining the time average from the above equation (15)
Works so that the phase difference of the target echo becomes closer to a constant value as the time becomes longer, and the time length of the time section W for obtaining the section error variance in Equations 18 to 23 becomes shorter as the time becomes shorter. However, since there is a deep relationship with the target detection probability (the probability of detecting the target) and the false alarm probability (the probability of detecting reverberation or noise as the target), they are determined by experiments. Specifically, the target is detected by actually changing the time T and the time W within a predetermined range, and actually operating the target detection device under each condition in which the time T and the time W are combined in a round robin manner. do an experiment.
Then, a detection probability and a false alarm probability are obtained for each combination. Among them, for example, a combination of the time T and the time W at which the detection probability is obtained at 90% or more and the combination with the lowest false alarm probability is selected. Thereby, an optimal combination of the time T and the time W is obtained.

【００７５】上述の実施の形態では、図６に示したよう
にフローチャートをＣＰＵに実行させることにより、図
４のような処理ブロックで行われる処理と等価な信号処
理を実行しているが、この形態に限らず、ＣＰＵを用い
ずに、図４のような処理ブロックをそれぞれ電気回路で
形成することももちろん可能である。In the above-described embodiment, the signal processing equivalent to the processing performed in the processing block as shown in FIG. 4 is executed by causing the CPU to execute the flowchart as shown in FIG. The processing blocks as shown in FIG. 4 can be formed by electric circuits without using a CPU.

【００７６】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【００７７】第２の実施の形態は、図１５、図１６にし
めしたように、第１の実施の形態の構成に加えて、受信
信号のデータを累加する機能を備えることにより、誤警
報確率をさらに低下させる構成にすることができる。こ
れについて、以下説明する。一般に目標エコーのＳＲ比
又はＳＮ比が小さくなるほど残響及び雑音が持つ位相成
分の比率が増し、位相変化の規則性が失われることによ
り区間誤差分散が大きくなる傾向にある。そのため、Ｓ
Ｒ比又はＳＮ比の小さな目標エコーについて検出率を上
げるためには第１の実施の形態の図６のステップ６６に
おける閾値（スレッシュホールド）を大きめに設定せざ
るをえない。この結果表示画面の見やすさが低減すると
ともに、残響や雑音を目標エコーと見なして表示してし
まう確率（誤警報確率）も増加することになる。In the second embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, in addition to the configuration of the first embodiment, a function of accumulating the data of the received signal is provided, so that the false alarm probability is increased. Can be further reduced. This will be described below. Generally, as the SR ratio or the SN ratio of the target echo decreases, the ratio of the phase components of the reverberation and noise increases, and the regularity of the phase change is lost, so that the interval error variance tends to increase. Therefore, S
In order to increase the detection rate for a target echo having a small R ratio or SN ratio, the threshold (threshold) in step 66 of FIG. 6 of the first embodiment must be set to a relatively large value. As a result, the visibility of the display screen is reduced, and the probability of displaying reverberation and noise as target echoes (false alarm probability) is also increased.

【００７８】そこで、第２の実施の形態では、表示画面
上における擬似エコーの表示位置が、非常にランダムに
なることを利用して、複数の探信（送受信パルス）間で
得られた受信信号を累加することにより、常に同じ位置
に出現する信号のみを目標エコーとして表示する処理を
行う。Therefore, in the second embodiment, by utilizing the fact that the display position of the pseudo echo on the display screen becomes very random, the reception signal obtained between a plurality of probes (transmission / reception pulses) is used. Is added, so that only a signal that always appears at the same position is displayed as a target echo.

【００７９】すなわち画面を方位方向と距離方向に格子
状に区切り、予め定められた探信回数中同一の格子内に
何度信号が現れたかを各格子毎にカウントし、予め設定
された頻度の閾値以上に信号が出現した格子の信号のみ
を表示させる。これにより、区間誤差分散による擬似エ
コー抑制性能以上を維持しつつ、検出可能な目標エコー
のＳＲ比又はＳＮ比を引下げることができる。That is, the screen is divided into grids in the azimuth direction and the distance direction, and how many signals appear in the same grid during the predetermined number of searches is counted for each grid. Only the grid signal in which the signal has appeared above the threshold is displayed. As a result, it is possible to reduce the SR ratio or the SN ratio of the target echo that can be detected while maintaining the pseudo echo suppression performance due to the section error variance or higher.

【００８０】また、このような処理を行う際に、本発明
では、自船の移動にともなう、送波器８１および受波器
８３の移動を考慮し、自船の移動による送受波器の移動
量によって、表示画面上の格子の座標を補正する。In performing such processing, the present invention takes into consideration the movement of the transmitter 81 and the receiver 83 accompanying the movement of the ship, and the movement of the transducer by the movement of the ship. The coordinates of the grid on the display screen are corrected according to the amount.

【００８１】これについてより具体的に説明する。探信
間信号累加処理は、図７のように表示装置８９に表示さ
れる表示画面を示される画面表示上の最小単位（以下セ
ルという。）によって分割した場合に、図１５に示すゲ
ート回路４４７において、第１の実施の形態で説明した
ように区間誤差分散が閾値以下となったセル（図７にお
いて黒で示したセル）に加え、当該セルに接するセル
（図７において斜線で示したセル）について、該当する
距離（送信開始から受信までに要した時間）および方位
を有する受信信号についてゲートを開き、この範囲全て
をエコーと見なして、方位θと振幅値Ｅをメモリ４４９
に格納する。このとき当該範囲に含まれるセルに表示す
べき信号の振幅値は中心となるセルの振幅値と同一とし
てメモリ４４９に格納する。This will be described more specifically. The inter-search signal addition processing is performed when the display screen displayed on the display device 89 is divided by the minimum unit (hereinafter, referred to as a cell) on the screen display as shown in FIG. 7, and the gate circuit 447 shown in FIG. In addition, as described in the first embodiment, in addition to the cells whose section error variance is equal to or smaller than the threshold (the cells shown in black in FIG. 7), the cells in contact with the cells (the cells shaded in FIG. 7) ), A gate is opened for a received signal having a corresponding distance (time required from the start of transmission to reception) and a direction, and the entire range is regarded as an echo, and the direction θ and the amplitude value E are stored in the memory 449.
To be stored. At this time, the amplitude value of the signal to be displayed in the cells included in the range is stored in the memory 449 as being the same as the amplitude value of the central cell.

【００８２】このゲート回路４４７がゲートを開くセル
の範囲については、狭い程誤警報確率は低くできるが、
自船の移動情報の精度に関する座標変換誤差及び自船と
は無関係な目標の移動により目標エコーの検出確率が低
下する恐れがある。したがって、座標変換に用いる自船
の移動情報の精度、自船とは無関係に低速で移動する物
体の最大速力（推定値：浮遊物ならば潮流から推定）と
パルス波の送信間隔から求められる物体の移動範囲及び
前処理である区間誤差分散による残響除去処理における
誤警報確率に応じて、予め実験により最適値を決定する
ことができる。As for the range of cells whose gate circuit 447 opens the gate, the smaller the narrower, the lower the false alarm probability.
There is a possibility that the detection probability of the target echo is reduced due to a coordinate conversion error relating to the accuracy of the movement information of the own ship and the movement of the target unrelated to the own ship. Therefore, the accuracy of the movement information of the ship used for coordinate transformation, the maximum speed of the object moving at a low speed independently of the ship (estimated value: estimated from the tidal current if floating), and the object obtained from the transmission interval of the pulse wave The optimum value can be determined in advance by an experiment according to the moving range of and the probability of false alarm in the reverberation removal processing by the section error variance which is the preprocessing.

【００８３】ゲート回路４４７の出力は予め定められた
探信回数（本実施例では３回とする。）だけバッファメ
モリ４４９にストアされる。バッファメモリ４４９にス
トアされた各受信信号は、上述のように各々その距離
（送信開始から信号受信までの経過時間に対応）及び方
位（当該信号を受信したスプリットビームの整相方位）
によって示される座標をもっている。The output of the gate circuit 447 is stored in the buffer memory 449 a predetermined number of times of detection (three times in this embodiment). As described above, each received signal stored in the buffer memory 449 has its distance (corresponding to the elapsed time from the start of transmission to signal reception) and azimuth (the phasing azimuth of the split beam receiving the signal).
Has the coordinates indicated by

【００８４】図１５の座標変換回路４１０では、バッフ
ァメモリ４４９にストアされた受信信号データを探信毎
に（ここでは探信の古い順にｐ１，ｐ２，ｐ３とす
る。）を順次読み出す。ここで、自船位置検出器８８か
ら自船の移動量を取り込み、これを受波器８３の移動量
であるとする。そして、ｐ１からｐ２の間の自船の移動
情報及びｐ２からｐ３の間の自船の移動情報を基に、ｐ
１及びｐ２についてセル単位の座標変換を行う（座標変
換後のデータをそれぞれｐ１′，ｐ２′とする。）。ｐ
１及びｐ２において、ある距離（Ｒ１）及び方位（θ
１）の座標によって定められるセルの振幅データが、ｐ
３の時点ではどの距離（Ｒ２）及び方位（θ２）のセル
に位置するかを演算しそれをｐ１及びｐ２の全てのセル
について行う。ｐ１についての座標変換を次に示す（こ
こで、θ１及びθ２はオペレータが入力する捜索中心方
位を基準とした相対方位とする。）。In the coordinate conversion circuit 410 shown in FIG. 15, the received signal data stored in the buffer memory 449 is sequentially read for each search (here, p1, p2, and p3 in the order of oldest search). Here, the moving amount of the own ship is taken in from the own ship position detector 88, and this is assumed to be the moving amount of the wave receiver 83. Then, based on the movement information of the own ship between p1 and p2 and the movement information of the own ship between p2 and p3, p
1 and p2 are subjected to cell-by-cell coordinate transformation (data after coordinate transformation are referred to as p1 'and p2', respectively). p
At 1 and p2, a certain distance (R1) and azimuth (θ
The amplitude data of the cell determined by the coordinates of 1) is p
At the time point 3, the distance (R 2) and the azimuth (θ 2) of the cell are calculated and the calculation is performed for all the cells p 1 and p 2. The coordinate transformation for p1 is shown below (here, θ1 and θ2 are relative directions based on the search center direction input by the operator).

【００８５】オペレータが入力する捜索深度をｈ、自船
位置検出器８８（ジャイロ、音波ログ、ＧＰＳ等）から
得られる、ｐ１とｐ３間に自船が移動した方位Δθ（捜
索中心方位を基準とした相対方位。）、自船の移動距離
をΔｄとすると、座標（θ１，Ｒ１）のセルがもつ振幅
データの移動先のセルの座標（θ２，Ｒ２）は数２４及
び数２５のように求められる。The search depth input by the operator is h, and the azimuth Δθ where the own ship has moved between p1 and p3 obtained from the own ship position detector 88 (gyro, sound wave log, GPS, etc.) (based on the search center azimuth) If the moving distance of the ship is represented by Δd, the coordinates (θ2, R2) of the destination cell of the amplitude data of the cell having the coordinates (θ1, R1) are obtained as shown in Equations 24 and 25. Can be

【００８６】[0086]

【数２４】 (Equation 24)

【００８７】[0087]

【数２５】 (Equation 25)

【００８８】演算の結果Ｒ２及びθ２が画面表示の範囲
外となった場合はそのセルのデータは使用しない。ま
た、数２４及び数２５によってθ２及びＲ２を演算する
場合、受波器８３がオペレータが設定する捜索中心方位
を常に向くように、送受波器安定機構８７によって制御
されていることが必要である。ｐ２の受信信号について
も座標変換を同様に演算を行う。If R2 and θ2 are out of the range of the screen display as a result of the calculation, the data of the cell is not used. When calculating θ2 and R2 using Equations 24 and 25, it is necessary that the transducer 83 be controlled by the transducer stabilizing mechanism 87 so that the receiver 83 always faces the search center direction set by the operator. . The coordinate conversion is similarly performed on the received signal p2.

【００８９】座標変換結果のｐ１′及びｐ２′並びにｐ
３は、信号出現回数検出回路４１１及び信号累加回路４
１２に送出される。The coordinate transformation results p1 'and p2' and p
3 is a signal appearance number detection circuit 411 and a signal accumulation circuit 4
12 is sent.

【００９０】信号出現回数検出回路４１１では、座標変
換回路４１０の出力ｐ１′，ｐ２′及びｐ３について各
セル毎に信号有りなしを判定し、ｐ１′，ｐ２′及びｐ
３について同一座標のセルに何回信号が現れたかをカウ
ントする。信号出現回数検出回路４１１の出力は当該３
探信における各セル毎の信号出現回数となり頻度の閾値
設定回路４１３に送出される。The signal appearance number detection circuit 411 determines whether or not there is a signal for each cell with respect to the outputs p1 ', p2' and p3 of the coordinate conversion circuit 410, and determines p1 ', p2' and p
The number of times the signal appears in the cell of the same coordinates for 3 is counted. The output of the signal appearance number detection circuit 411 is
The number of occurrences of the signal for each cell in the search is sent to the frequency threshold setting circuit 413.

【００９１】信号累加回路４１２では、座標変換回路４
１０の出力ｐ１′，ｐ２′及びｐ３について同一座標の
セルどうしその振幅値を加算する。信号累加回路４１２
の出力は当該３探信における各セル毎の振幅値の和とな
りゲート回路４１４に送出される。In the signal accumulating circuit 412, the coordinate conversion circuit 4
For the ten outputs p1 ', p2' and p3, the amplitude values of the cells having the same coordinates are added. Signal accumulation circuit 412
Is the sum of the amplitude values for each cell in the three searches and is sent to the gate circuit 414.

【００９２】頻度の閾値設定回路４１３では信号出現回
数検出回路４１１の出力について、予め設定された頻度
の閾値（本実施例では３探信中２探信同一座標に信号有
りとなった場合目標エコーであると判定する。）よりセ
ルの値が小さい場合当該セルの値を０としてゲート回路
４１４に送出する。The frequency threshold value setting circuit 413 determines the output of the signal appearance frequency detection circuit 411 as a predetermined frequency threshold value (in this embodiment, two signals are detected at the same coordinates in two of the three signals. If the value of the cell is smaller than 0, the value of the cell is set to 0 and transmitted to the gate circuit 414.

【００９３】ゲート回路４１４では、頻度の閾値設定回
路４１３の出力において、値が０より大きなセルについ
てゲートを開き、信号累加回路４１２における当該セル
の振幅値を前記信号出現回数で除した当該セルの平均振
幅をビデオ信号として制御指示器８６に出力し表示装置
８９に表示する。これにより画面上の表示を海中の固定
物（低速で移動する物体を含む）からのエコーのみとす
ることができる。In the output of the frequency threshold setting circuit 413, the gate circuit 414 opens a gate for a cell having a value greater than 0, and divides the amplitude value of the cell in the signal accumulation circuit 412 by the number of occurrences of the signal. The average amplitude is output as a video signal to the control indicator 86 and displayed on the display device 89. This allows the display on the screen to be only echoes from a fixed object in the sea (including an object moving at a low speed).

【００９４】本実施の形態に示すように、区間誤差分散
による残響抑制手段と探信間信号累加処理を組み合わせ
ることにより、残響及び雑音による擬似エコーを効果的
に抑制でき、更に、よりＳＲ比又はＳＮ比の小さな目標
エコーも検出できるようになる。また頻度の閾値が累加
探信数よりも小さい場合において（例えば累加探信数
３、頻度の閾値２とした場合）、目標エコーのレベルの
変動によりＳＲ比又はＳＮ比が低下し、３探信中１探信
の割合で区間誤差分散によって目標エコーが検出できな
い場合においても、信号累加回路において演算された平
均振幅が常に表示される。これによって、目標エコーに
おける表示の連続性が保たれるため目標エコーの検出が
非常に容易になる。As shown in the present embodiment, by combining the reverberation suppression means based on section error variance and the inter-search signal addition processing, pseudo echoes due to reverberation and noise can be effectively suppressed. A target echo with a small SN ratio can be detected. Further, when the frequency threshold is smaller than the cumulative search number (for example, when the cumulative search number is 3 and the frequency threshold is 2), the SR ratio or the SN ratio decreases due to a change in the level of the target echo. Even when the target echo cannot be detected due to the section error variance at the ratio of the middle one search, the average amplitude calculated in the signal accumulating circuit is always displayed. As a result, since the display continuity of the target echo is maintained, detection of the target echo becomes very easy.

【００９５】なお、本実施の形態においては、ゲート回
路４４７又はゲート回路４１４の出力に対し、振幅によ
る閾値制御を併用することもできる。In this embodiment, threshold control based on amplitude can be used together with the output of the gate circuit 447 or the gate circuit 414.

【００９６】なお、上述の第２の実施の形態の説明で
は、図１５の回路ブロックによってその構成と動作を説
明したが、図１６のステップ１６１から１６８に示した
各ステップにより、図１５のゲート回路４４７、座標変
換回路４１０、信号累加回路４１２、ゲート回路４１
４、信号出現回数検出回路４１１、頻度の閾値設定回路
４１３を構成し、ＣＰＵにより実行させる構成にするこ
とももちろん可能である。また、さらに、本発明の別の
実施の形態として次のような機能を備えることも可能で
ある。In the above description of the second embodiment, the configuration and the operation have been described with reference to the circuit blocks of FIG. 15, but the steps 161 to 168 of FIG. Circuit 447, coordinate conversion circuit 410, signal accumulation circuit 412, gate circuit 41
4. The signal appearance frequency detection circuit 411 and the frequency threshold value setting circuit 413 may be configured to be executed by the CPU. Further, the following function can be provided as another embodiment of the present invention.

【００９７】第２の実施の形態の探信間信号累加処理に
おいて、目標エコーが存在すると見なすセルの範囲を広
く設定した場合、距離及び方位分解能が劣化することに
なるが、この点を補う方法として、次のような表示方法
を用いることができる。In the process of accumulating signals between search signals according to the second embodiment, if the range of cells in which a target echo is assumed to be present is set wide, the distance and azimuth resolution will be deteriorated. The following display method can be used.

【００９８】図９に示すように、出力検波回路４４から
制御指示器８６に信号を出力する信号線を形成する。制
御指示器８６は、探信間信号累加処理前後のビデオ信号
を同時表示装置８９に表示させる（図１１（ｂ））。こ
の場合探信間信号累加処理後の表示は、画面上の注目す
べき箇所をオペレータに対しリコメンドするために使用
することができる。オペレータは探信間信号累加処理後
の表示により、目標エコーの概略位置を把握し、出力検
波回路４４の出力を表示した画面により目標の方位及び
距離の計測等を行うことができる。As shown in FIG. 9, a signal line for outputting a signal from the output detection circuit 44 to the control indicator 86 is formed. The control indicator 86 causes the simultaneous display device 89 to display the video signal before and after the inter-search signal addition processing (FIG. 11B). In this case, the display after the inter-search signal accumulation processing can be used to recommend a notable portion on the screen to the operator. The operator can grasp the approximate position of the target echo from the display after the inter-search signal accumulation processing, and can measure the azimuth and distance of the target on a screen displaying the output of the output detection circuit 44.

【００９９】また、図９の構成において、その他の表示
方法として、通常は図１２（ｂ）のように探信間信号累
加処理後の画面のみの表示とし、画面上のエコーが表示
されている箇所をオペレータが選択することにより、当
該箇所について出力検波回路４４の出力による図１２
（ａ）を、図１２（ｃ）のように拡大表示させる方法を
行うことも可能である。In the configuration shown in FIG. 9, as another display method, normally, only the screen after the inter-search signal accumulation processing is displayed as shown in FIG. 12B, and an echo on the screen is displayed. When a location is selected by the operator, the location of FIG.
It is also possible to perform a method of enlarging and displaying (a) as shown in FIG.

【０１００】さらに他の方法として、図１０に示すよう
に、ゲート回路４１４の入力として出力検波回路４４４
の出力を用いる構成が考えられる。この表示方法は、出
力検波回路４４の出力（図１３（ａ））のうち、探信間
信号累加処理により目標エコーありと判定されたセルに
ついてのみ表示装置８９に表示させる（図１３（ｂ））
ものである。As still another method, as shown in FIG. 10, an output detection circuit 444 is used as an input to a gate circuit 414.
Is possible. In this display method, of the output (FIG. 13 (a)) of the output detection circuit 44, only the cell which is determined to have the target echo by the inter-search signal addition processing is displayed on the display device 89 (FIG. 13 (b)). )
Things.

【０１０１】このように、第２の実施の形態では、区間
誤差分散による残響除去手段と探信間信号累加手段とを
組み合わせている。これにより、目標信号のＳＲ比又は
ＳＮ比が小さい場合に区間誤差分散による信号検出確率
が低下することを補うことができ、ＳＲ比又はＳＮ比の
小さな信号についても検出確率を上げることができる。As described above, in the second embodiment, the reverberation removing means based on the section error variance and the inter-search signal adding means are combined. This makes it possible to compensate for a decrease in the signal detection probability due to the section error variance when the SR ratio or the SN ratio of the target signal is small, and to increase the detection probability even for a signal having a small SR ratio or the SN ratio.

【０１０２】また、第２の実施の形態では、探信間で比
較する画面のセルを、実際の信号範囲よりも広いセルを
エコーが存在する範囲と見なしている。さらに、探信間
の画像比較は表示上の最小単位で行うことにより、目標
エコーを確実に検出できるようにしている。というの
は、受信信号の座標変換には誤差が伴い、また、海面を
浮遊する物体のように、目標が自船とは無関係に移動す
る場合には、目標エコーを検出できない可能性があるた
めである。このような目標エコーの見落としを、第２の
実施の形態のように、広い範囲で探信累加することによ
り、目標エコーを確実に検出することができる。In the second embodiment, cells on the screen to be compared between searches are regarded as a range in which an echo is present in a cell wider than the actual signal range. Furthermore, the image comparison between the search signals is performed in the minimum unit on the display, so that the target echo can be reliably detected. This is because the coordinate transformation of the received signal involves an error, and if the target moves independently of the ship, such as an object floating on the sea surface, the target echo may not be detected. It is. The target echo can be reliably detected by performing search accumulation of such oversight of the target echo in a wide range as in the second embodiment.

【０１０３】また、第２の実施の形態では、探信累加の
前に、予め、振幅で重み付けした区間誤差分散による目
標エコーの検出をおこなっているため、残響や雑音によ
る誤警報の確率が低く、探信累加で累加する範囲を広く
とることが可能である。よって、第２の実施の形態のよ
うに振幅で重み付けした区間誤差分散手段と探信累加手
段とを双方備えることにより、誤警報確率の低下および
目標検知確率の向上をより高めることができる。In the second embodiment, since the target echo is detected by the section error variance weighted by the amplitude before the search accumulation, the probability of false alarm due to reverberation or noise is low. In addition, it is possible to widen the range of accumulation by search accumulation. Therefore, by providing both the section error dispersing means weighted by amplitude and the search accumulating means as in the second embodiment, it is possible to further reduce the false alarm probability and improve the target detection probability.

【０１０４】なお、第２の実施の形態では、探信累加手
段と、振幅で重み付けした区間誤差分散による目標エコ
ーの検出とを同時に備えた構成について説明したが、本
発明は、これに限らず、探信累加手段のみを従来の目標
検出装置に備えた構成にすることも可能である。In the second embodiment, a configuration has been described in which the search accumulating means and the target echo detection based on the section error variance weighted by the amplitude are simultaneously provided. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, it is also possible to adopt a configuration in which only the search accumulating means is provided in the conventional target detection device.

【０１０５】以上説明したように本発明によれば、スプ
リットビーム受信方式によって得られた位相差情報を予
め最適値として求められる時間区間で順次サンプリング
し、これら時間区間ごとの区間誤差分散を求める方法に
おいて、位相差情報に振幅による重み付けを施しつつ区
間誤差分散を求める手段をとることにより、目標エコー
が離散的に受信される場合或いはその長さが変動する場
合においても、目標エコーの区間誤差分散を引下げ、画
面上に表示される擬似エコーの数を大幅に削減し目標の
検知が容易に行える目標検出装置を実現できるという効
果がある。As described above, according to the present invention, the phase difference information obtained by the split beam receiving method is sequentially sampled in a time section previously obtained as an optimum value, and the section error variance for each of these time sections is obtained. In the method, the means for obtaining the section error variance while weighting the phase difference information by the amplitude is employed, so that even when the target echo is discretely received or its length fluctuates, the section error variance of the target echo is changed. Is reduced, the number of pseudo echoes displayed on the screen is greatly reduced, and a target detection device capable of easily detecting a target can be realized.

【０１０６】一般的に目標エコーのＳＲ比又はＳＮ比が
小さくなるほど区間誤差分散は大きくなり残響及び雑音
の区間誤差分散の値に近づく傾向にある。また区間誤差
分散による方法のみによって十分な検出性能を得ようと
すると区間誤差分散の閾値を高めに設定する必要があ
り、探知性能に限界がある。そこで本発明によると、上
記の区間誤差分散による手段によってふるいにかけられ
た信号について探信間信号累加を行う手段を備え、更に
一定回数以上の頻度で同一位置に出現した信号のみ、前
記探信間信号累加手段の出力として表示器に送出する手
段を備えることにより、予め区間誤差分散の閾値制御に
よって大部分の擬似エコーが除去されているため固定物
（低速の物体を含む）からのエコーのみ画面上に表示さ
れることになり、上述した区間誤差分散のみによる場合
と比較して格段に擬似エコー除去性能を向上させること
ができる。そこで実用上問題無い範囲で擬似エコー除去
性能と検出可能なＳＲ比又はＳＮ比をトレードオフする
ことによって区間誤差分散の閾値を引き上げることがで
き、信号の検出性能を改善しつつ更にＳＲ比又はＳＮ比
の小さな目標エコーまで極めて容易に検出できる目標検
出装置を実現することができるという効果がある。Generally, as the SR ratio or SN ratio of the target echo decreases, the interval error variance increases, and tends to approach the value of the interval error variance of reverberation and noise. In order to obtain sufficient detection performance only by the method based on the section error variance, it is necessary to set a higher threshold value for the section error variance, and the detection performance is limited. Therefore, according to the present invention, there is provided means for performing signal accumulation between search signals with respect to a signal sieved by the means based on the above section error variance. By providing a means for sending to the display as an output of the signal accumulating means, most of the pseudo echoes are removed in advance by threshold control of the interval error variance, so that only echoes from fixed objects (including low-speed objects) are displayed. As a result, the pseudo echo removal performance can be remarkably improved as compared with the case where only the above-described section error variance is used. Therefore, the threshold value of the interval error variance can be raised by trading off the pseudo echo removal performance and the detectable SR ratio or SN ratio within a range in which there is no practical problem, and the SR ratio or SN ratio is further improved while improving the signal detection performance. There is an effect that a target detection device capable of extremely easily detecting even a target echo having a small ratio can be realized.

【０１０７】[0107]

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、目標エ
コーを含む時間区間内に残響又は雑音のみの部分が存在
する場合であっても、目標の物体のみを感度よく検出す
ることができる目標検出装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, even if only a reverberation or noise portion exists in a time section including a target echo, only the target object can be detected with high sensitivity. Thus, a target detection device that can be provided can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】スプリットビーム受信による目標検出装置の原
理を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of a target detection device based on split beam reception.

【図２】（ａ）、（ｂ）スプリットビーム受信器による
目標エコー及び残響の受信状態の差を示す説明図。FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing a difference between a target echo and a reverberation reception state by a split beam receiver. FIGS.

【図３】（ａ）スプリットビーム受信による目標検出装
置における受信信号対のうちの一方の受波波形を示す説
明図。（ｂ）受信信号対からもとめた方位θを示す説明
図。FIG. 3A is an explanatory diagram showing a received waveform of one of a pair of reception signals in a target detection device based on split beam reception. (B) An explanatory diagram showing an azimuth θ obtained from a received signal pair.

【図４】本発明の第１の実施の形態の目標検出装置の部
分的な構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a partial configuration of the target detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図５】図４の目標検出装置で求めた受信信号対の
（ａ）位相差、（ｂ）振幅、（ｃ）区間誤差分散を示す
グラフ。5 is a graph showing (a) a phase difference, (b) an amplitude, and (c) a section error variance of a received signal pair obtained by the target detection device in FIG.

【図６】図４の構成の処理と等価な処理を示すフローチ
ャート。FIG. 6 is a flowchart showing processing equivalent to the processing of the configuration in FIG. 4;

【図７】本発明の第２の実施の形態による目標検出装置
の信号累加機能を説明する説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a signal accumulating function of a target detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第１の実施の形態の目標検出装置の全
体の構成を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing the overall configuration of the target detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図９】本発明のさらに別の実施の形態による目標検出
装置の部分的な構成を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing a partial configuration of a target detection apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図１０】本発明のさらに別の実施の形態による目標検
出装置の部分的な構成を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a partial configuration of a target detection device according to still another embodiment of the present invention.

【図１１】図９に示した構成による表示画面例を示す説
明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a display screen according to the configuration shown in FIG. 9;

【図１２】図９に示した構成による表示画面例を示す説
明図。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a display screen according to the configuration shown in FIG. 9;

【図１３】図１０に示した構成による表示画面例を示す
説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a display screen according to the configuration shown in FIG. 10;

【図１４】（ａ），（ｂ），（ｃ）スプリットビーム方
式の目標検出装置の受信信号対の一方の受波波形と目標
の物体の体勢を示す説明図。14A, 14B, and 14C are explanatory diagrams showing one received waveform of a received signal pair of a split beam type target detection device and the posture of a target object.

【図１５】本発明の第２の実施の形態の部分的な構成を
示すブロック図。FIG. 15 is a block diagram showing a partial configuration according to the second embodiment of the present invention.

【図１６】図１５の構成の処理と等価な処理を示すフロ
ーチャート。FIG. 16 is a flowchart showing processing equivalent to the processing of the configuration in FIG. 15;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

４２…スプリットビーム形成回路、４３…相関演算回
路、４４…出力検波回路、４５…位相差検出回路、４６
…区間誤差分散演算回路、４７，４４７…ゲート回路、
４８…閾値設定回路、４９、４４９…バッファメモリ、
８０…目標検出装置、８１…送波器、８２…送信器、８
３…受波器、８４…受信器、８５…信号処理器、８６…
制御指示器、８７…送受波器安定機構、８８…自船位置
検出器、８９…表示装置、９０…入力装置、４１０…座
標変換回路、４１１…信号出現回数検出回路、４１２…
信号累加回路、４１３…頻度の閾値設定回路、４１４…
ゲート回路。42 split beam forming circuit 43 correlation calculation circuit 44 output detection circuit 45 phase difference detection circuit 46
... Section error variance calculation circuit, 47,447 ... Gate circuit,
48: threshold setting circuit, 49, 449: buffer memory,
80: target detection device, 81: transmitter, 82: transmitter, 8
3: receiver, 84: receiver, 85: signal processor, 86:
Control indicator, 87: Transceiver stabilizing mechanism, 88: Own ship position detector, 89: Display device, 90: Input device, 410: Coordinate conversion circuit, 411: Signal appearance frequency detection circuit, 412 ...
Signal accumulation circuit, 413 ... frequency threshold setting circuit, 414 ...
Gate circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 康広 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 菊池 研 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yasuhiro Hashimoto 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hitachi, Ltd.Information and Communications Division (72) Inventor Ken Kikuchi 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi, Ltd.Information and Communication Division

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】目標を検出すべき領域に向けて送信された
パルス波の反射波を、特定方位に対して等しい受波指向
性を有する２つの受信ビーム対を前記領域内の任意の１
以上の方位に対してそれぞれ形成して受信することによ
り、前記１以上の受信ビーム対に対応する１以上の受信
信号対を形成する受信手段と、 前記受信信号対の位相差を検出する位相差検出手段と、 前記位相差検出手段が検出した位相差の誤差分散を、前
記位相差を前記受信信号対の振幅に応じて重み付けしな
がら、あらかじめ定めた時間区間内で求める区間誤差分
散演算手段と、 前記区間誤差分散演算手段が求めた誤差分散が、あらか
じめ定めた閾値よりも小さい場合に、この受信信号が目
標からの反射波であると判別する判別手段と、 前記判別手段が判別した受信信号対を表示するための表
示手段とを有することを特徴とする目標検出装置。1. A reflected wave of a pulse wave transmitted toward an area where a target is to be detected, and two reception beam pairs having the same reception directivity in a specific direction are set to any one of the received beam pairs within the area.
Receiving means for forming and receiving each of the above azimuths to form one or more received signal pairs corresponding to the one or more received beam pairs; and a phase difference detecting a phase difference between the received signal pairs. Detecting means, the error variance of the phase difference detected by the phase difference detecting means, while weighing the phase difference according to the amplitude of the received signal pair, interval error variance calculating means to determine within a predetermined time interval, When the error variance obtained by the section error variance calculating means is smaller than a predetermined threshold, a determining means for determining that the received signal is a reflected wave from a target; and a receiving signal determined by the determining means. A target detection device comprising: display means for displaying a pair. 【請求項２】請求項１において、前記区間誤差分散演算
手段は、前記位相差検出手段が求めた位相差Φ_LR（ｔ）
を、前記時間区間Ｗにおいてｎ回サンプリングし、以下
の数１から数６を用いて誤差分散σ²を求めることを特
徴とする目標検出装置。 【数１】 【数２】 【数３】 【数４】 【数５】 【数６】 ただし、ｉは、サンプリング番号を示す。Φ_LRiは、ｉ
番目にサンプリングされた位相差Φ_LR(t)を表す。ｅ_LRi
は、サンプリング番号ｉの時点での受信信号対の振幅ｅ
_LR(t)を表す。2. The apparatus according to claim 1, wherein said section error variance calculating means includes a phase difference Φ _LR (t) obtained by said phase difference detecting means.
Is sampled n times in the time section W, and an error variance σ ² is obtained using the following equations 1 to 6. (Equation 1) (Equation 2) (Equation 3) (Equation 4) (Equation 5) (Equation 6) Here, i indicates a sampling number. Φ _LRi is i
Represents the phase difference Φ _LR (t) sampled second. e _LRi
Is the amplitude e of the received signal pair at the sampling number i.
Represents _LR (t). 【請求項３】請求項１において、区間誤差分散演算手段
は、受信信号対がそれぞれ数７、数８で表される場合
に、数９、数１０を用いて振幅ｅ_LR(t)を求めることを
特徴とする目標検出装置。 【数７】 【数８】 【数９】 【数１０】 ただし、ｊは虚数単位を表す。Ｅ_R ^*(t)は、Ｅ_R(t)の複
素共役を表す。￣は、あらかじめ定めた時間Ｗで時間平
均をとることを表す。3. The section error variance calculating means according to claim 1, wherein when the received signal pair is represented by _Equations (7) and (8), the amplitude e _LR (t) is determined by using _Equations (9) and (10). A target detection device characterized by the above-mentioned. (Equation 7) (Equation 8) (Equation 9) (Equation 10) Here, j represents an imaginary unit. E _R ^* (t) represents the complex conjugate of E _R (t). ￣ indicates that a time average is taken at a predetermined time W. 【請求項４】請求項１において、前記受信手段は、前記
パルス波が送信されてから受信されるまでの時間を測定
する時間測定手段をさらに有し、 前記表示手段は、前記受信信号対が受信された方位と、
前記時間測定手段の時間とを座標軸とする表示平面内
に、前記判別手段が判別した受信信号対を表示させるこ
とを特徴とする目標検出装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein said receiving means further comprises a time measuring means for measuring a time from when the pulse wave is transmitted to when the pulse wave is received, and wherein said display means comprises: The received bearing,
A target detection device, wherein the received signal pair determined by the determination unit is displayed in a display plane having the time of the time measurement unit as a coordinate axis. 【請求項５】請求項４において、前記表示平面をあらか
じめ定めた大きさの格子状の領域に分割し、前記判別手
段が判別した前記受信信号対が、あらかじめ定めた時間
内にあらかじめ定めた頻度以上出現した格子領域のみに
ついて、前記受信信号対を前記表示手段に表示させる信
号累加手段をさらに有することを特徴とする目標検出装
置。5. The apparatus according to claim 4, wherein said display plane is divided into grid-like areas of a predetermined size, and said reception signal pair determined by said determination means is determined at a predetermined frequency within a predetermined time. A target detection apparatus, further comprising a signal accumulating unit that causes the display unit to display the received signal pair only for the lattice region that has appeared as described above. 【請求項６】請求項５において、前記あらかじめ定めた
頻度以上出現した格子領域として、受信信号対が存在す
る格子領域およびその格子領域を囲む格子領域のうち、
あらかじめ定めた数の受信信号間であらかじめ定めた頻
度以上重なっていた格子領域を用いることを特徴とする
目標検出装置。6. The grid area according to claim 5, wherein said grid area having a frequency equal to or higher than said predetermined frequency is a grid area in which a received signal pair exists and a grid area surrounding said grid area.
A target detection apparatus characterized in that a lattice area overlapping a predetermined number of reception signals with a predetermined frequency or more is used. 【請求項７】請求項５において、前記信号累加手段は、
目標検出装置が搭載されている移動体の移動量を用い
て、前記受信信号対の方位及び時間を補正する手段を備
えることを特徴とする目標検出装置。7. The signal accumulating means according to claim 5, wherein:
A target detection apparatus comprising: means for correcting the direction and time of the received signal pair using the amount of movement of a moving object on which the target detection apparatus is mounted. 【請求項８】請求項５において、前記表示手段は、前記
信号累加手段が処理した受信信号を表示するための表示
平面と、前記判別手段が判別した受信信号を表示するた
めの表示平面とを有することを特徴とする目標検出装
置。8. The display device according to claim 5, wherein the display means includes a display plane for displaying the received signal processed by the signal accumulating means and a display plane for displaying the received signal determined by the determining means. A target detection device comprising: 【請求項９】目標を検出すべき領域に向けて送信された
パルス波の反射波を受信した受信信号を表示する目標表
示装置において、 前記受信信号を、前記受信信号が受信された方位と前記
受信信号の距離とを座標軸とする表示平面内に表示する
ための表示手段と、 前記表示平面をあらかじめ定めた大きさの格子状の領域
に分割し、前記判別手段が判別した前記受信信号対が、
あらかじめ定めた時間内にあらかじめ定めた頻度以上出
現した格子領域のみについて、前記受信信号対を前記表
示手段に表示させる信号累加手段とを有することを特徴
とする目標検出装置。9. A target display device for displaying a received signal that has received a reflected wave of a pulse wave transmitted toward an area where a target is to be detected, wherein the received signal is represented by the azimuth at which the received signal was received and the direction Display means for displaying in a display plane having the distance of the received signal as a coordinate axis, and dividing the display plane into a grid-like area of a predetermined size, and the received signal pair determined by the determination means is ,
A signal accumulating unit that causes the display unit to display the received signal pair only for a grid region that has appeared at a predetermined frequency or more within a predetermined time. 【請求項１０】目標を検出すべき領域に向けて送信され
たパルス波の反射波を、特定方位に対して等しい受波指
向性を有する２つの受信ビーム対を前記領域内の任意の
１以上の方位に対してそれぞれ形成して受信することに
より、前記１以上の受信ビーム対に対応する１以上の受
信信号対を形成し、 前記受信信号対の位相差を検出し、 検出した位相差の誤差分散を、前記位相差を前記受信信
号対の振幅に応じて重み付けしながら、あらかじめ定め
た時間区間内で求め、 求めた誤差分散が、あらかじめ定めた閾値よりも小さい
場合に、この受信信号が目標からの反射波であると判別
して表示することを特徴とする目標検出方法。10. A reflected wave of a pulse wave transmitted toward a region where a target is to be detected, and two reception beam pairs having the same reception directivity in a specific direction are arbitrarily selected from one or more of the above-mentioned regions. Forming one or more reception signal pairs corresponding to the one or more reception beam pairs, detecting a phase difference between the reception signal pairs, and detecting the detected phase difference. The error variance is obtained within a predetermined time interval while weighting the phase difference according to the amplitude of the received signal pair.If the obtained error variance is smaller than a predetermined threshold, the received signal is A target detection method, wherein a target reflected wave is determined and displayed.