JPS59104578A - Correcting system of estimated error of angle - Google Patents
Correcting system of estimated error of angleInfo
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- JPS59104578A JPS59104578A JP21397382A JP21397382A JPS59104578A JP S59104578 A JPS59104578 A JP S59104578A JP 21397382 A JP21397382 A JP 21397382A JP 21397382 A JP21397382 A JP 21397382A JP S59104578 A JPS59104578 A JP S59104578A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は複数の素子で構成されるアレーを用いて信号を
受信し２位相補償手段によりビームを形成してその最大
点から信号源の方向余弦を推定することにより音源方向
の角度を求める角度測定装置における。アレー各素子の
位置誤差によって生ずる該方向余弦の推定誤差の補正方
式に関する。Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention uses an array consisting of a plurality of elements to receive a signal, forms a beam using two-phase compensation means, and estimates the direction cosine of the signal source from the maximum point of the beam. In an angle measuring device that determines the angle of the sound source direction by The present invention relates to a method for correcting an error in estimating the direction cosine caused by a position error of each element in an array.
（背景技術）
ソーナーや音響測位及びレーダでは、空間的に配列され
たディスクリートな素子からなるアレーと位相補償手段
を用いた狭帯域ビーム・フォーマが広く用いられ、又該
ビーム・フォーマ出力の空間周波数領域における最大点
を求めるための最大検出手段を付加することにより、１
）す記アレー上の基準軸に関する信号源方向の方向余弦
をｊＷ定することにより信号源方向の角度を求める角度
測定方式も広く用いられている。このような角度測定装
置においては、方向余弦はアレー各素子の出力信号がも
つ位相情報に基づいて推定され、一方該アレー各素子の
位置に定格位置に対する誤差すなわち素子位置誤差が存
在する場合には該位相情報に誤差を生じることになるた
め、該素子位置誤差によって方向余弦の推定に誤差を生
じることになる。(Background Art) In sonar, acoustic positioning, and radar, narrowband beam formers using arrays of spatially arranged discrete elements and phase compensation means are widely used, and the spatial frequency of the beam former output is widely used. By adding a maximum detection means to find the maximum point in the area, 1
) An angle measurement method in which the angle of the signal source direction is determined by determining the direction cosine of the signal source direction with respect to the reference axis on the array is also widely used. In such an angle measuring device, the direction cosine is estimated based on the phase information of the output signal of each element of the array.On the other hand, if there is an error in the position of each element of the array with respect to the rated position, that is, an element position error, Since an error will occur in the phase information, an error will occur in the estimation of the direction cosine due to the element position error.
第１図にはアレーが２次元（平面）アレーであるときの
アレーの幾町学的説明を、第２図には狭・囲域のビーム
・フォーマ？用いた角度測定方式の説明を、第３図には
第２図で用いられる狭帯域ビーム・フォーマの説明を示
す。第１図において１４，１□、・・・、１１．・・・
。Figure 1 shows a geometrical explanation of the array when it is a two-dimensional (planar) array, and Figure 2 shows a narrow beamformer. An explanation of the angle measurement method used is shown in FIG. 3, and an explanation of the narrowband beam former used in FIG. 2 is shown in FIG. In FIG. 1, 14, 1□,..., 11. ...
.
ＩＭは各々アレー素子、Ｐ、は該アレー素子１．の位置
ベクトルでＰｉ”〔ｘｉ、ｙｔ 、１１．２は該アレー
素子で構成される平面アレー、θ工、０７．θ２は原点
θおよびＸ、 Ｙ軸を該平面アレー面上におく曲角座標
系のＸ、 Ｙ、 Ｚ Ｉ！Ｊｌｂに関する伯号源力向の
方向全弦月。IM is each array element, P is the array element 1. In the position vector of Pi'' [xi, yt, 11.2 is the planar array composed of the array elements, θ is 07.θ2 is the curved angle coordinate that places the origin θ and the X and Y axes on the plane of the planar array. The direction of the system X, Y, Z I! Jlb in the direction of the full moon.
侃は方向余Ｉ眩で２次元ペクト／Ｌ／ ＩＬ ｐ ［ｃ
ｏｓＯ，、ｃｏｓＯｙ］。It is a two-dimensional pect/L/IL p [c
osO,, cosOy].
第２図において１０．、１０２．・・・、１０Ｍ）ま各
々増幅器。In Figure 2, 10. , 102. ..., 10M) each amplifier.
１１、、１１２．・・・、 ＩＩＭは各々帯域フィルタ
、１２は狭帯域ビーム・フォーマ、１３は最大点検出器
。11,,112. ..., IIM is each a bandpass filter, 12 is a narrowband beam former, and 13 is a maximum point detector.
１４は方向余弦を角度に変換する変換器、 １５は角度
推定値が出力される出力端子、 ｘ＋ （ｔ）、 −１
：２ （ｔ）、・・・。14 is a converter that converts the direction cosine into an angle; 15 is an output terminal from which an estimated angle value is output; x+ (t), -1
:2 (t),...
、ｚ、ｔｂ＞は各々前記アレー索子１．．１□、・・・
、ＩＭの受信信号＋ ｙ＋（ｔ）、ｙ２（ｔ）、・・
・９．３’Ｍ（ｔ）は各々前記帯域フイ）Ｌｔ夕１１．
、１２２．−、 ＩＩＭから出力される信号、ａ−は方
向余弦αの推定値、第３図において５０．．５０□。, z, tb> are the array strings 1., z, and tb>, respectively. ．． 1□,...
, IM received signal + y+(t), y2(t),...
・9.3'M(t) is the above-mentioned band fi)LtE11.
, 122. -, the signal output from the IIM, a- is the estimated value of the direction cosine α, 50. ．． 50□.
・・・、５０Ｍは各々前記帯域フィルタ１１．、１１２
．・・・。. . , 50M are the bandpass filters 11 . , 112
．． ....
１１Ｍの出力が入力される入力椛：子、 ５１．、５
１２．・・・。51. Input terminal into which the output of 11M is input. , 5
12. ....
５１Ｍは各々位相補償手段を実現するだめの位相補償器
、５２は加糎器、 ５３はエンベロープ検波器。51M is a phase compensator for realizing phase compensation means, 52 is an adder, and 53 is an envelope detector.
５４は前記最大点検出器１３に出力され５る出力端子で
ある。ただし＋ ？？＋χ字Ｔはベクトルの転置を表
わす。54 is an output terminal that is output to the maximum point detector 13. However, +? ? +χ character T represents vector transposition.
第１図には２次元アレーの場合を示したが、１次元（直
線） ７ Ｌ／ −（Ｄ場合ハｃｔ １ｃａｓＯ，、ｐ
４４ ｘ、 。Figure 1 shows the case of a two-dimensional array, but in the case of one-dimensional (straight line) 7 L/-(D, Hct 1casO,,p
44 x.
３次元アレーの場合は（Ｌ ４ ［ｃｏｓ（Ｊ、、 ｃ
ｏｓＯ，、、ｃｏｓＯ，） 。In the case of a three-dimensional array, (L 4 [cos(J,, c
osO,,,cosO,).
Ｐ ｉＡｃ”ｔ＋ ’／ｉ＋ ”ｉ ：３ と置けば
基本的に平面アレーと同じに扱えるので以下では平面ア
レーのみについて説明する。By setting P iAc"t+ '/i+ "i :3, it can basically be treated in the same way as a planar array, so only the planar array will be explained below.
第２図において空間的に配列されたＭ個のアレー素子１
１＋ １２＋ ”’＋ ＩＭで受信される信号ｘ、 （
ｔ）、 ｘ２（１り。M array elements 1 spatially arranged in FIG.
1+ 12+ ”'+ Signal x, (
t), x2 (1ri.
・・、ｘＭ（ｔ）は増幅器１０．、１０２． ・、 １
０Ｍテ適正ナレベルまで増幅され、帯域通過フィルタ１
１．、１１２．・・・。. . , xM(t) is the amplifier 10. , 102.・, 1
0Mte is amplified to the appropriate level, and band pass filter 1
1. , 112. ....
１１Ｍで不要な周波数成分を取り除かれた狭帯域信号ｙ
＋（ｔ）、 ｙ２（ｔ）、・・・、 ｙＭ（ｔ）に変換
された後、狭帯域ビーム・フォーマ１２で処理され空間
周波数領域におけるビーム出力信号として出力され、最
大点検出器１３で該ビーム出力信号が最大値をとる空間
周波数から方向余弦伎の推定値山が求められ。Narrowband signal y with unnecessary frequency components removed at 11M
+(t), y2(t), . An estimated value peak of the direction cosine is determined from the spatial frequency at which the beam output signal takes the maximum value.
変換器１４で該方向余弦の推定値匡は角度の１１１゛定
値に変換されて、出力端子１５に出力される。狭帯域ビ
ーム・フォーマ１２は第３ハ１で与えられ。The estimated value of the direction cosine is converted into a 111° constant value of the angle by the converter 14 and outputted to the output terminal 15. A narrowband beamformer 12 is provided in the third section H1.
前記帯域フィルタ１１．、１１２．・・・、１１．、か
ら出力される狭帯域信号ｙ＋（ｔ）、 ｙ２（ｔ）、・
・・、 、Ｙ、（ｌは位相補償器５１．．５１゜、・・
・＋５１ｋｌで位相補供を受けた後加算器５２で加算さ
れた後、エンベロープ検波器５３でエンベロープ信号に
変換されて、前記最大点検出器１８への出力端子５４に
出力される。The bandpass filter 11. , 112. ..., 11. , narrowband signals y+(t), y2(t), ・
..., , Y, (l is the phase compensator 51..51°,...
After receiving phase complementation at +51 kl, the signal is added by an adder 52, then converted into an envelope signal by an envelope detector 53, and outputted to an output terminal 54 to the maximum point detector 18.
第３図の狭帯域ビーム・フォーマを用いた第２ｙ、（ｔ
）、 ｙ２（ｔ）、・・・、 ｙＭ（ｔ）間に位相変位
かあると方向余弦の推定値に誤差を生じることになる。The second y, (t
), y2(t), ..., yM(t), an error will occur in the estimated value of the direction cosine.
一方。on the other hand.
第１図のアレー素子１イの位ｆ９！’、ｆで位置誤差△
Ｐ、４（Δｘ２．△３’７＋△ｚ２〕 がイ芋在する
場合には、前記狭帯域信号の中心周波０の波長をλ。と
すれば、該狭帯域信号ｙ、 （ｔ］に社等（１１１的に
医の位相変位へφｉを生ずる。Array element 1 in Figure 1 f9! ', f position error △
P,4(Δx2.Δ3'7+Δz2) If the wavelength of the center frequency 0 of the narrowband signal is λ, then the narrowband signal y,(t] etc. (111 yields φi to the phase displacement of the doctor.
△φ２−Ｔ△Ｐ、β （１）ただし、１３は
方向余弦の３次元ベクトルで１３４（１：０５〜． ｃ
ｏｓ ０３／、 ｃｏｓＯ，〕で表わし、 ＣＯ３θ、
（ｔ ｃｏｓＯ２−１−ｃｏｓ’０．− ｃｏｓ”ζ
−の関係式から求めら）する。よって、第１図のアレー
素子ＩＩ＋ １２＋・・、 ＩＭの各位置ｐ１．ｐ、・
・・ｐ、Ａに位置誤差△ｒＪ１．△ｐ、・・・、６２間
が存在する場合には、前記狭帯域は号、！／Ｉ （ｔ）
、 ｙ２（ｔ）。△φ2-T△P, β (1) However, 13 is the three-dimensional vector of direction cosine, 134 (1:05~.c
os 03/, cosO, ], CO3θ,
(t cosO2-1-cos'0.- cos”ζ
− is obtained from the relational expression). Therefore, each position p1 . of array elements II+ 12+ . . . , IM in FIG. p,・
...p, position error △rJ1. If Δp, . . . , 62 exists, the narrow band is . /I (t)
, y2(t).
・・・、 ｙＮ、（ｔ）には前記式（１）で与えられる
位相変位△φ１．△φ２．・・・、△φＭを生じ、従っ
て該素子位置ｊＡ 差△１コ１．△Ｐ２．・・・、△Ｐ
ＮＩにより第２図の方向余弦の推定値＾に誤差を生ずる
ことになる。..., yN, (t) is the phase displacement △φ1. given by the above equation (1). △φ2. ..., △φM is generated, and therefore the element position jA difference △1ko1. △P2. ..., △P
NI will cause an error in the estimated value of the direction cosine in FIG.
従来、アレー素子、増幅器、帯域フィルタ等のじる方向
余・ｊ玄の推定誤差は、もし該位相変位が既知な、型合
には該位相変位を取り除く位相補正手段を付加すること
によって該方向余弦の推定誤差を補正している。しかし
ながら、このような補正方式では該位相変位△φ１．△
φ２．・・・、△φ□は信号源方向すなわち信号源の方
向余・弦住に対して一定であるという前提を置いており
、前記式（１）で与えられるように該位相変位△φ１．
△φ２．・・・、△φＭ／バ信号源の方向余弦侃に依存
して変化する場合には。Conventionally, the error in estimating the direction error of array elements, amplifiers, bandpass filters, etc. can be corrected by adding a phase correction means to remove the phase shift if the phase shift is known. Corrects the cosine estimation error. However, in such a correction method, the phase displacement Δφ1. △
φ2. . . , △φ□ is assumed to be constant with respect to the signal source direction, that is, the direction cosine and chord of the signal source, and the phase displacement △φ1 .
△φ2. . . . , if ΔφM/VA varies depending on the direction cosine of the signal source.
例えアレー素子の位置誤差△Ｐ１．△Ｐ２．・・・、６
２Ｍが予め与えられた場合でも有効な補正を実行するこ
とは困難であった。For example, position error △P1 of array element. △P2. ..., 6
Even when 2M was given in advance, it was difficult to perform effective correction.
（発明の課＋、：・ｉ ）
本発明はこれらの困難性を解決するため、アレー各素子
の位置誤差と信号源の方向余弦とアレーの幾可学的形状
で決まる定数から該素子位置誤差によって生じる方向余
弦推定誤差を予め解析的に求めておき、該方向余弦推定
誤差を前記狭帯域ビーム・フォーマと最大点検出手段に
より求められた方向余・弦の推定値から差し引くことに
よって該方向余弦の推定値に含まれる推定誤差を取り除
くものであり、従来の位相変位の補正に用いられてきた
位相補正手段を必要としｋい特徴を有する・（発明の構
成および作用）
、第１図のアレー各素子’Ｉ＋ １２＋・・・、ｌｈｌ
の位置ベクトルＰｌ ＋ ｌ”ｊ、、 Ｉ・・・ｐＭ、
前記位相変位△φ５．△φ２゜°°°、△φＭ、アレー
素子の振幅に関する荷重す、、 ｂ２゜・・・、 ｂＭ
が与えられ、素子位置誤差△Ｐ１．△Ｐ２．・・・。(Section of the Invention +, :・i) In order to solve these difficulties, the present invention calculates the position error of each element in the array from a constant determined by the position error of each element in the array, the direction cosine of the signal source, and the geometric shape of the array. The direction cosine estimation error caused by This method removes the estimation error included in the estimated value of , and has the characteristic that it does not require the phase correction means conventionally used for correcting phase displacement. (Structure and operation of the invention) Each element 'I+ 12+..., lhl
The position vector Pl + l”j,, I...pM,
The phase displacement △φ5. △φ2゜°°°, △φM, load related to the amplitude of the array element, b2゜..., bM
is given, and the element position error ΔP1. △P2. ....
６２Ｍが十分に小さい場合は９文献「位相誤差による５
ＳＢＬ音響測位の測角誤差、電子通信学会。If 62M is sufficiently small, 9 references ``5 due to phase error''
Angle measurement error in SBL acoustic positioning, Institute of Electronics and Communication Engineers.
５ＡＮＥ８２−１５．１９８２年７月」と前記式（１）
′から。5ANE82-15.July 1982" and the above formula (1)
'from.
第２図における方向余・弦のｔｉｔ定値γに含ま）１−
る推定誤差△１美〔ムしＯ５〜、△ｃｎｓ Ｏ，）
はは次のように与えられる定数である。(included in the tit constant value γ of the direction cosine/sine in Figure 2) 1-
Estimation error △1 beauty [Mushi O5~, △cns O,)
is a constant given as follows.
ｐ、４．芒１ｂイ１２１．）、／晃１ｂイ１２（Ｂ）＠
＝ ｌ ｓ ＝ １Ｈｐ、’
＝ ｌ ｂｓ１２ＲＰゾ芒ＩＭ２Ｐｃ”ｃ 〔４）
＠ ＝ １ ｓ ＝ １余り玄
？１″４ ［ｃｏｓ人、 ｃｏｓ九、 ｃｏｓ人］１を
作り、該方向余弦０をｍｊ記式（２）のβと置き換える
ことによって方向余弦の４１４゜定誤差△俣を求め、該
推定誤差を用いて１）１１記方向余弦のｊ［１，定植Ｉ
に含まれる推定誤差の補ｉＥを行なうものである。p, 4. Awn 1b 121. ), / Akira 1b I12 (B) @
= l s = 1Hp,'
= l bs12RPzoomIM2Pc”c [4]
@ = 1 s = 1 extra gen? 1″4 [cos person, cos nine, cos person] 1 is created, and the direction cosine 0 is replaced with β in mj notation (2) to find the 414° constant error △mata of the direction cosine, and the estimation error is Using 1) 11th direction cosine j [1, fixed I
This is to compensate for the estimation error included in iE.
第４図は本発明の実施例であって、１６は方向余弦の２
成分算出器、１７はレジスタ、１８は加算器、 ２０は
方向余弦の］れ定誤差へ）小器である。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention, where 16 is 2 of the direction cosine.
Component calculator, 17 is a register, 18 is an adder, and 20 is a small device for calculating the error of direction cosine.
Ａｉｌ記最大点検出器１Ｂから出力される方向余り玄α
の推定値に＝ ［ｃｏｓ７． 、 ｃｏｓ”ｉＦ’、
） はレジスタ１７に入力されると同時に方向余弦の
２成分の算出器１６にも人力され、該２成分気゛出器１
６ではＡｉＪ記方同方向余弦定値Ｉから方向余弦の２成
分ｃｏｓｔ、が算出され＋’＋ｉｌ記レジヌタし７に入
力される。レジスタ１７にはＭｉｊ記にと該ｔｈｏｓｅ
’、が記録され方向余弦π＝ ［ｃｏｓ７． 。Directional remainder X output from Ail maximum point detector 1B
To the estimated value of = [cos7. , cos"iF',
) is input to the register 17 and simultaneously inputted to the two-component calculator 16 of the direction cosine, and the two-component calculator 1
At 6, the two components cost of the direction cosine are calculated from the AiJ iso-directional cosine constant I and inputted to the +'+il register 7. Register 17 contains Mij and those
', is recorded and the direction cosine π = [cos7. .
（：０５７ｙ、 Ｃｏ５ｔ、 ｌ：ｌがＭ’ｌ 記推定
誤差Ｗ、を小器２ｏに人力される。推定誤差算出器２０
ではＭｉｊ Ｑｉ：ｌルジスタ１７から人力された方向
余弦βを用いて前記式（２）に従って方向余弦推定誤差
△１を算出する。算出された該推定誤差ΔＧは加算器１
８で前記推定値αから差し引かれ補正後の方向余弦の和
一定値（い−△俣が前記方向余弦の角度変換器１４に人
力される。第５図はｌＹＪ記推定誤差算出器小器の詳細
な実施例であり＋ ２１１＋ ２’２＋・・・、２１
Ｎ、はレジスタ。(:057y, Co5t, l:l is M'l Estimation error W is input manually to small device 2o. Estimation error calculator 20
Then, using the direction cosine β manually inputted from the Mij Qi:l register 17, the direction cosine estimation error Δ1 is calculated according to the equation (2). The calculated estimation error ΔG is added to the adder 1
8, the sum constant value of the direction cosine after correction is subtracted from the estimated value α and input to the angle converter 14 of the direction cosine. This is a detailed example +211+2'2+...,21
N is a register.
２２は前記レジスタ１７から人力される入力端子。Reference numeral 22 denotes an input terminal for manual input from the register 17.
２８、、２８□、・・・、２３Ｍは８次元ベクトルの内
債演算を行なう掛算器、２４．．２４□、・・・、２４
八、はスカラーと２次元ベクトルとの掛算を行なう掛算
器、 ２５．。28, 28□, . . . , 23M are multipliers that perform internal calculations on 8-dimensional vectors; 24. ．． 24□,...,24
8. A multiplier that multiplies a scalar and a two-dimensional vector; 25. .
２５２、・・・、２５Ｍはレジスタ、 ２６は２次元ベ
クトルの加算を行なう加算器、２７はレジスタ、２８は
２×２行列と２次元ベクトルの掛訊１を行なう掛算器、
２９は前記変換器１４への出カニ’ｊｆ＋！子である。252, . . . , 25M are registers, 26 is an adder that performs addition of two-dimensional vectors, 27 is a register, 28 is a multiplier that performs multiplication 1 of a 2×2 matrix and a two-dimensional vector,
29 is the output to the converter 14 'jf+! It is a child.
レジスタ２１．、２１．、・・・、 ２１Ｍ には前記
アレー素子ｌ８，１□、・”＋ ＩＭの位置誤差Δト１
．．△Ｓ：Ｊ２．・・・、Δ１八１が記憶され、該位置
誤差と入力端］−２２から人力される方向余弦βとの内
債が掛算器２Ｂ、、 ２８゜、・・・。Register 21. , 21. ,..., 21M has the position error Δt1 of the array element l8,1□,・”+IM
．． ．． △S: J2. . . . , Δ181 is stored, and the coordinate between the position error and the direction cosine β manually entered from the input terminal ]-22 is calculated by the multiplier 2B, 28°, . . . .
２３Ｍで求められる。又レジスタ２５１，２５２．・・
・、２５Ｍには前記式（３）により求められる定数へと
１）１１記アレー素子’ｌ＋ ’２＋・・・、 ＩＭの
位置’Ｉ ＊ ’２ ＋・・・、ＰＭ及び振幅に関する
荷重ｂ１＋ ｂ２＋・・・、ｂＭから予め算出した定数
値ｌ ｂ＋ １２ｃＰ１−ｐｃ ）、 ｌ ｂ２１２（
Ｐ２−Ｐ６）。It is determined by 23M. Also, registers 251, 252.・・・
・, 25M is a constant determined by the above formula (3). 1) 11th array element 'l+ '2+..., IM position 'I*'2+..., load related to PM and amplitude b1+ b2+ ..., constant values l b+ 12cP1-pc ), l b212(
P2-P6).
・・・、ｌｂＭ１２（ｊシＭ−Ｐ、）が記憶され、該記
憶値と前記掛算器２３．、２８２．・・・、２３Ｍ の
出力との積が掛算器２４．、２４２．・・・、２４Ｍで
求められ、該掛算器２４．。. , 282. ..., 23M is multiplied by the output of multiplier 24. , 242. ..., 24M, and the multiplier 24. .
２４２、・・・、２４Ｍの出力値は加算器２６でたし合
わされた後、前記式（８）により求められる命数Ｈとｎ
ｉ１記荷重ｂＩＩ ｂ２１・・・、ｂＭから算出した定
数値（蒼１６，１２）Ｊ）ｓ ＝＝ １
を記憶しているレジスタ２７との積が掛算器２８で求め
られ、該掛算器２８の出力が方向余丑：のｊｌｌ一定誤
差△ａの算出値としてＡｉｊ記変換器１４に出力するた
め出力端子２９に出力される。After the output values of 242, .
The multiplier 28 calculates the product with the register 27 that stores the constant value (Ao16, 12) J)s == 1 calculated from the loads bII b21..., bM, and The output is output to the output terminal 29 in order to be output to the Aij converter 14 as the calculated value of the jll constant error Δa of the direction remainder.
以上説明したように本実施例では、アレー素子の位置誤
差△１コ１．△Ｆ ２＋・・・、６１Ｍ によって生
ずる方向余弦の推定誤差を、該位置誤差とアレーの幾町
学的形状で決まるアレ一定数及び従来の狭帯域ビーム・
フォーマと最大点検出手段によって求められた方向余弦
の推定値ａを用いて解析的に算出し、算出された該推定
誤差を該推定値＾から差し引くことにより該位置誤差△
Ｐ１．△ト２．・・・、６１Ｍによって生ずる方向余弦
推定誤差を取り除いてしするので、従来は困難であった
任意方向に変化する信号源に対しても該推定誤差の補正
を容易（１行なうことができる。As explained above, in this embodiment, the position error of the array element is △1. The estimation error of the direction cosine caused by ΔF 2+ . . .
The position error △ is calculated analytically using the estimated value a of the direction cosine obtained by the former and the maximum point detection means, and the calculated estimation error is subtracted from the estimated value ^.
P1. △G2. Since the directional cosine estimation error caused by .
（発明の効果）
本発明は、アレー素子の位置誤差によって生ずる方向余
弦の推定誤差の補正を、該位置誤差とアレーの幾可学的
形状で決まる定数と信号源方向の方向余弦から算出され
た方向余弦推定誤差を用ｕ１て行なうので、任意の方向
から到達する信号ζ二対しても確実な補正を容易に行な
うことができるという利点があり、狭帯域ビーム・フォ
ーマを用１．＞たソーナー、音響測位装置、レーダ（二
おける角度測定装置に利用することができる。(Effects of the Invention) The present invention corrects the estimation error of the direction cosine caused by the position error of the array element, using a constant determined by the position error and the geometrical shape of the array, and the direction cosine of the signal source direction. Since the direction cosine estimation error u1 is used, there is an advantage that reliable correction can be easily performed even for the signal ζ2 arriving from any direction. It can be used for angle measurement devices such as sonar, acoustic positioning devices, and radar.
【図面の簡単な説明】
第１図は２次元（平面）アレーの説明図、第２図は狭帯
域ビーム・フォーマを用いた角度測定装置の説明図、第
３図は狭帯域ビーム・フォーマの説明図、第４図は本発
明の詳細な説明図、第５図は推定誤差算出器の説明図で
ある。
ＩＩｎ ’２＋・・・、ｌへＩ：アレー素子、 ２；
平面アレ＋ １０Ｉｎ １０２＋ ”’＋ １０Ｍ
：増幅器、１毘１１．、。
・・・、 ＩＩＭ ：帯域フィルタ、 １２；狭帯域
ビーム・フォー？、１３：最大点検出器、 １４；変
換器。
５１、、５１２．・・・、 ５１Ｍ：位相補償器、
５２；加算器、 ５３；エンベロープ検波器、 １
６；方向余弦の２成分算出器、 １７；レジスタ、
１８；加算器、 ２１１．２１２１・・・＋
２１Ｍ ：レジスタ。
２８、、２８２．・・・、 ２８Ｍ：掛算器、 ２
４．、２４□、・・・＋２４ｈｌ；掛算器＋ ２５
Ｉｎ ２５２＋・・・、 ２５Ｍ；レジスタ、２６；加
算器、 ２７；レジスタ、２８；掛算器。
特許出願人
沖電気工業株式会社
特許出願代理人
弁理士 山本恵−[Brief explanation of the drawings] Fig. 1 is an explanatory diagram of a two-dimensional (planar) array, Fig. 2 is an explanatory diagram of an angle measurement device using a narrowband beam former, and Fig. 3 is an explanatory diagram of an angle measurement device using a narrowband beam former. FIG. 4 is a detailed explanatory diagram of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram of an estimation error calculator. IIn '2+..., l to I: array element, 2;
Planar array + 10In 102+ ”'+ 10M
:Amplifier, 1bi11. ,. ..., IIM: bandpass filter, 12; narrowband beam four? , 13: maximum point detector, 14: converter. 51,,512. ..., 51M: Phase compensator,
52; Adder, 53; Envelope detector, 1
6; Direction cosine two-component calculator, 17; Register,
18; Adder, 211.2121...+
21M: Register. 28,,282. ..., 28M: Multiplier, 2
4. , 24□,...+24hl; Multiplier + 25
In 252+..., 25M; register, 26; adder, 27; register, 28; multiplier. Patent applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd. Patent application agent: Megumi Yamamoto
Claims (1)
１位相補償手段を用いた該素子出力信号に対するビーム
・フォーマと、空間周波数領域における該ビーム・フォ
ーマ出力の最大点を求めるための最大点検出手段を＃’
Ｌ、＋ 該最大点検出手段で求めたビーム・フォーマ
出力の最大点からｆｌｉｔ記アレーの基準座標軸に関す
る信号源方向の方向余弦を推定することにより信号源方
向の角度を求める狭帯域角度測定装置において、前記各
素子のアレー上の位置の定格位置に対する素子位置誤差
によって生じる前記方向余弦の推定誤差を、該素子位置
誤差と、該アレーの幾可学的形状で決まるアレ一定数と
、前記ビーム・フォーマと最大値検出手段により推定さ
れた方向余弦の推定１直から予め算出し、算出された該
方向余弦誤差をＲｉＪ記方面方向余弦推定値差し引くこ
とによって、前記素子位置誤差によって生じる方向余弦
の推定誤差を取り除くことを特徴とする角度勘定誤差の
補正方式。A beamformer for the output signal of the element using an array consisting of a plurality of elements arranged in space and a phase compensation means, and a maximum inspection for determining the maximum point of the beamformer output in the spatial frequency domain. #'
L, + In a narrowband angle measuring device that calculates the angle in the signal source direction by estimating the direction cosine of the signal source direction with respect to the reference coordinate axis of the flit array from the maximum point of the beam former output determined by the maximum point detection means. , the estimation error of the direction cosine caused by the element position error with respect to the rated position of each element on the array is expressed as: the element position error, the array constant determined by the geometrical shape of the array, and the beam Estimating the direction cosine caused by the element position error by calculating in advance from the estimated first direction cosine estimated by the former and the maximum value detection means, and subtracting the calculated direction cosine error from the RiJ direction cosine estimated value. A method for correcting angle accounting errors characterized by eliminating errors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21397382A JPS59104578A (en) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Correcting system of estimated error of angle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21397382A JPS59104578A (en) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Correcting system of estimated error of angle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104578A true JPS59104578A (en) | 1984-06-16 |
| JPH0457981B2 JPH0457981B2 (en) | 1992-09-16 |
Family
ID=16648125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21397382A Granted JPS59104578A (en) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | Correcting system of estimated error of angle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104578A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61254870A (en) * | 1985-05-08 | 1986-11-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | System for correcting direction estimating error |
| JPS62254082A (en) * | 1986-04-26 | 1987-11-05 | Teru Hayashi | Sound source prober |
| JP2008008851A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Aisin Seiki Co Ltd | Information processor, information processing method, and program |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP21397382A patent/JPS59104578A/en active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61254870A (en) * | 1985-05-08 | 1986-11-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | System for correcting direction estimating error |
| JPS62254082A (en) * | 1986-04-26 | 1987-11-05 | Teru Hayashi | Sound source prober |
| JP2008008851A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Aisin Seiki Co Ltd | Information processor, information processing method, and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0457981B2 (en) | 1992-09-16 |
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