JP2015007597A - Device and method for predicting receiving position of sonar - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水中探索用のソーナーシステムに関するものであり、特にマルチスタティックソーナーの受信装置の設置位置を予測する技術に関するものである。 The present invention relates to an underwater search sonar system, and more particularly to a technique for predicting the installation position of a multi-static sonar receiver.
船舶等の航行における安全確保や水中に存在する物体の捜索を行うために、水中の物体を検知するソーナーシステムが広く用いられている。水中に音波を放射し、水中に存在する水中物体からの反響音を受信することにより水中物体を検知するソーナーシステムは、アクティブソーナーシステムと呼ばれる。アクティブソーナーシステムとしては、例えば、モノスタティックソーナーがある。モノスタティックソーナーは、音波が送信位置に戻ってくる音波の可逆性を利用しており、送信位置と受信位置が一致している。そのため、モノスタティックソーナーでは、音波の放射と反響音の受信を同じ位置で行えるという利点がある。一方で、反響音の受信を一か所でしか行わないため、減衰等によりその場所に反響音が戻ってこない位置に存在する水中物体は検知することができない。 A sonar system that detects an underwater object is widely used to ensure safety in navigation of a ship or the like and search for an object that exists in the water. A sonar system that detects an underwater object by radiating a sound wave into the water and receiving a reverberation sound from the underwater object existing in the water is called an active sonar system. As an active sonar system, for example, there is a monostatic sonar. The monostatic sonar utilizes the reversibility of the sound wave that returns the sound wave to the transmission position, and the transmission position and the reception position match. Therefore, the monostatic sonar has an advantage that sound wave emission and reverberation can be received at the same position. On the other hand, since the reverberation sound is received only at one place, an underwater object that exists at a position where the reverberation sound does not return to the place due to attenuation or the like cannot be detected.
モノスタティックソーナーに比べて広範囲の水中物体の検知を可能とするために、受信位置を複数に増やしたマルチスタティックソーナーが利用されることがある。マルチスタティックソーナーは送信装置から放射され、水中物体で反響した音波を複数個所で受信する方式のソーナーシステムである。音波の送信位置に戻ってこない反響音を送信位置以外で受信できるように受信位置を設定することにより、マルチスタティックソーナーではより広範囲に存在する水中物体を検知することが可能となり得る。一方で、マルチスタティックソーナーでは水中物体の位置を予測し、予測した水中物体の位置からの反響音が伝搬する経路を予測して、その経路上に受信位置を設定する必要がある。マルチスタティックソーナーを用いても、受信位置が適切に設定されていないと広範囲に存在する水中物体の検知を可能とする効果を発揮することは出来ない。また、時々刻々と状況が変化するような場面において水中物体の迅速な検知が要求されるような用途では、受信位置の決定が短時間で行われることが望ましい。以上のような背景から、マルチスタティックソーナーを運用する上で水中物体の存在位置を予測する技術と、その水中物体の存在位置に対する適切な受信位置を予測する技術はともに重要なものであり、関連する技術の開発が進められている。 In order to enable detection of a wider range of underwater objects than a monostatic sonar, a multistatic sonar having a plurality of reception positions may be used. A multi-static sonar is a sonar system that receives sound waves radiated from a transmitting device and reverberated by an underwater object at a plurality of locations. By setting the reception position so that the reverberant sound that does not return to the transmission position of the sound wave can be received at a position other than the transmission position, the multistatic sonar may be able to detect a wide range of underwater objects. On the other hand, it is necessary for the multi-static sonar to predict the position of an underwater object, to predict a path through which echo sound propagates from the predicted position of the underwater object, and to set a reception position on the path. Even if the multistatic sonar is used, the effect of enabling detection of underwater objects existing in a wide range cannot be exhibited unless the reception position is set appropriately. Also, in applications where rapid detection of underwater objects is required in situations where the situation changes from moment to moment, it is desirable to determine the reception position in a short time. Based on the above background, both the technology for predicting the location of an underwater object and the technology for predicting the appropriate receiving position for the location of the underwater object are important for the operation of multistatic sonar. The development of technology is underway.
水中物体の存在位置を予測する技術としては、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１は水中物体の存在位置をシミュレーションで予測する技術に関するものである。水中物体が自分とは相反する利益を有する者が操作を行っている船舶等であった場合には、ソーナーシステムからの音波を探知することにより水中物体は回避行動をとり得る。特許文献１の技術では、水中物体がソーナーシステムの音波の届く範囲外にあり通常行動を行っている場合と、音波の届く範囲内に入り回避行動を行う場合とを想定して水中物体の存在位置を予測している。回避行動として複数の行動パターンが設定され、行動パターンごとにその行動パターンをとり得る確率が設定されている。引用文献１では、水中物体が一様に分布した状態から、通常行動および回避行動をとることによる位置の変化をシミュレーションで予測している。シミュレーションの結果は、時間経過ごとの水中物体の位置として表示される。 As a technique for predicting the position of an underwater object, for example, there is a technique as disclosed in Patent Document 1. Patent Document 1 relates to a technique for predicting the existence position of an underwater object by simulation. If the underwater object is a ship or the like operated by a person who has a conflicting interest with the underwater object, the underwater object can take an avoidance action by detecting a sound wave from the sonar system. In the technique of Patent Document 1, the presence of an underwater object is assumed assuming that the underwater object is outside the range of sound waves of the sonar system and performing a normal action, and the case where the underwater object enters the range of sound waves and performs an avoidance action. Predicting position. A plurality of behavior patterns are set as the avoidance behavior, and the probability that the behavior pattern can be taken is set for each behavior pattern. In Cited Document 1, a change in position caused by taking a normal action and an avoidance action from a state where underwater objects are uniformly distributed is predicted by simulation. The result of the simulation is displayed as the position of the underwater object over time.
また、水中物体において反響した音波の最適な受信位置を予測する技術としては、特許文献２のような技術がある。特許文献２は、水中物体で反響した音波の強度の予測から適切な受信位置を提示する技術に関するものである。特許文献２では、音波の送信位置の設定および水中物体の予測される位置への配置を行い、送信位置から送信されその水中物体で反響した音波の強度の計算を行っている。水中物体で反響した音波の強度の計算結果から、その強度分布を示すエコーマップが作成される。複数の水中物体のエコーマップを加算することにより生成されるエナジーマップから、反響した音波の強度が強い位置を求め、その位置が受信位置に適した位置として判断される。引用文献２ではこのような機能を有する構成とすることにより、効率よく受信装置の位置を設定することができるとしている。 Further, as a technique for predicting an optimal reception position of a sound wave that has reverberated in an underwater object, there is a technique as described in Patent Document 2. Patent Document 2 relates to a technique for presenting an appropriate reception position based on prediction of the intensity of a sound wave reflected from an underwater object. In Patent Document 2, the transmission position of the sound wave is set and the underwater object is arranged at the predicted position, and the intensity of the sound wave transmitted from the transmission position and reflected by the underwater object is calculated. An echo map showing the intensity distribution is created from the calculation result of the intensity of the sound wave reflected by the underwater object. A position where the intensity of the reflected sound wave is strong is obtained from an energy map generated by adding echo maps of a plurality of underwater objects, and the position is determined as a position suitable for the reception position. In the cited document 2, it is said that the position of the receiving apparatus can be set efficiently by adopting a configuration having such a function.
しかしながら、特許文献１に開示された技術は次の点において十分ではない。特許文献１は、時間経過ごとの物体の存在位置を予測する技術である。よって、物体の存在位置の予測結果を利用するためには、予測結果を基に、作業者が何らかの判断や作業等を行う必要がある。また、引用文献２の技術は、作業者が水中物体の存在位置を予測して水中物体を配置する必要がある。そのため、作業者による複雑な判断を要する場合や、時間経過による水中物体の位置変化等を考慮して受信位置を設定するために煩雑な作業を要することがある。よって、短時間で受信位置の的確な判断を要するような場合に用いる技術としては十分ではない。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 is not sufficient in the following points. Patent Document 1 is a technique for predicting the presence position of an object over time. Therefore, in order to use the prediction result of the object location, it is necessary for the operator to make some judgment or work based on the prediction result. Moreover, the technique of the cited document 2 requires that the worker predicts the position of the underwater object and places the underwater object. For this reason, there are cases where complicated determination by the operator is required, and complicated operations are required to set the reception position in consideration of changes in the position of the underwater object over time. Therefore, it is not sufficient as a technique used when it is necessary to accurately determine the reception position in a short time.
本発明は、マルチスタティックソーナーを用いる際の受信装置の設置位置を、素早く適切に予測することのできるソーナーの受信位置予測装置を得ることを目的としている。 An object of the present invention is to obtain a sonar reception position prediction apparatus capable of quickly and appropriately predicting the installation position of a reception apparatus when a multi-static sonar is used.
上記の課題を解決するため、本発明の受信位置予測装置は、信号到達領域予測手段と、行動予測手段と、領域判断手段と、反響波計算手段と、マップ生成手段とを備えている。信号到達領域予測手段は、送信装置から音波の到達する領域を計算して信号到達領域として出力する。行動予測手段は、所定の領域内に配置された複数の物体の位置変化を、信号到達領域および物体に関する所定の設定情報に基づいて予測して物体の位置変化後の位置情報を第１の物体位置情報として出力する。領域判断手段は、信号到達領域の領域内に第１の物体位置情報が含まれる物体の位置情報を第２の物体位置情報として出力する。反響波計算手段は、送信装置からの音波が、第２の物体位置情報の位置に存在する各物体で反響する際の反響波の強度を計算する。マップ生成手段は、反響波計算手段により計算された複数の物体からの反響波の強度を加算し各座標における反響波の強度分布を算出する。 In order to solve the above-described problem, the reception position prediction apparatus of the present invention includes a signal arrival region prediction unit, a behavior prediction unit, a region determination unit, an echo wave calculation unit, and a map generation unit. The signal arrival area predicting means calculates the area where the sound wave reaches from the transmission device and outputs it as the signal arrival area. The behavior prediction means predicts position changes of a plurality of objects arranged in a predetermined area based on predetermined setting information related to the signal arrival area and the object, and the position information after the position change of the object is the first object. Output as position information. The area determination unit outputs position information of an object in which the first object position information is included in the signal arrival area as second object position information. The echo wave calculation means calculates the intensity of the echo wave when the sound wave from the transmitter echoes at each object present at the position of the second object position information. The map generation means adds the intensity of the echo wave from the plurality of objects calculated by the echo wave calculation means to calculate the intensity distribution of the echo wave at each coordinate.
受信位置予測方法は、送信装置から音波の到達する領域を計算して信号到達領域として出力する。所定の領域内に配置された複数の物体の位置変化を、信号到達領域および物体に関する所定の設定情報に基づいて予測して物体の位置変化後の位置情報を第１の物体位置情報として出力する。信号到達領域の領域内に第１の物体位置情報が含まれる物体の位置情報を第２の物体位置情報として出力する。送信装置からの音波が、第２の物体位置情報の位置に存在する各物体で反響する際の反響波の強度を計算する。複数の物体からの反響波の強度を加算し各座標における反響波の強度分布を算出する。 In the reception position prediction method, a region where a sound wave reaches from a transmission device is calculated and output as a signal arrival region. Position changes of a plurality of objects arranged in a predetermined area are predicted based on predetermined setting information related to the signal arrival area and the object, and position information after the position change of the object is output as first object position information. . The position information of the object in which the first object position information is included in the signal arrival area is output as the second object position information. The intensity of the reverberation wave when the sound wave from the transmission device reverberates at each object existing at the position of the second object position information is calculated. The intensity of the echo wave from a plurality of objects is added to calculate the intensity distribution of the echo wave at each coordinate.
本発明では、作業者による複雑な作業を必要とせずに最適な受信装置の設置位置の予測を短時間で行うことができる。 In the present invention, it is possible to predict the optimal installation position of the receiving apparatus in a short time without requiring complicated work by the operator.
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態のマルチスタティックソーナーの受信位置予測装置について構成の概要を示したものである。 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of the configuration of a multi-static sonar reception position prediction apparatus of this embodiment.
本実施形態の受信位置予測装置は入力部１０１と、記憶部１０２と、シミュレーション部１０３と、計算領域判定部１０４と、エナジーマップ生成部１０５と、表示部１０６と、制御部１０７とを備えている。 The reception position prediction apparatus of this embodiment includes an input unit 101, a storage unit 102, a simulation unit 103, a calculation area determination unit 104, an energy map generation unit 105, a display unit 106, and a control unit 107. Yes.
入力部１０１は入力装置等により構成され、作業者が入力した情報を電子情報に変換して他の部位へと送る機能を有する。また、入力部１０１は作業者が直接、入力する方式だけでなく通信回線等を介して情報が入力される方式とすることもできる。記憶部１０２は、半導体メモリ、ハードディスクドライブ等の記憶装置またはそれらの記憶装置の組み合わせにより構成されている。記憶部１０２は作業者が入力した各情報、シミュレーションを実施する過程における各データ、シミュレーション結果等の捜索支援装置で利用および生成される各情報データを記憶する機能を有する。また、記憶部１０２は、シミュレーション部１０３等の他の部位で使用するプログラムが記憶されていることもある。 The input unit 101 is configured by an input device or the like, and has a function of converting information input by an operator into electronic information and sending it to other parts. Further, the input unit 101 may be a method in which information is input via a communication line or the like as well as a method in which an operator directly inputs. The storage unit 102 is configured by a storage device such as a semiconductor memory or a hard disk drive, or a combination of these storage devices. The storage unit 102 has a function of storing each piece of information input and generated by the search support device such as each piece of information input by the operator, each piece of data in the process of performing the simulation, and simulation results. In addition, the storage unit 102 may store programs used in other parts such as the simulation unit 103.
シミュレーション部１０３は、マルチスタティックソーナーの運用における受信装置の設置位置を最適化するための予測を行う際に必要な計算等を行う機能を有する。計算領域判定部１０４は、水中物体で反響した音波の強度の予測計算等を行う際に、どの領域に存在する水中物体に関して計算を行うかを判断する機能を有する。エナジーマップ生成部１０５は、各水中物体で反響した音波の各座標地点における強度を表すエコーマップからエナジーマップを生成する機能を有する。エナジーマップは、領域内に含まれる各水中物体で反響した音波の強度を各座標地点において積算したものであり、各座標地点において観測される反響波の強度を示したものである。すなわち、エナジーマップは水中物体からの反響波の強度分布を示したものである。 The simulation unit 103 has a function of performing calculations and the like necessary for performing prediction for optimizing the installation position of the receiving device in the operation of the multi-static sonar. The calculation area determination unit 104 has a function of determining in which area an underwater object is to be calculated when performing prediction calculation of the intensity of a sound wave reflected by the underwater object. The energy map generation unit 105 has a function of generating an energy map from an echo map representing the intensity at each coordinate point of a sound wave reflected from each underwater object. The energy map is obtained by integrating the intensity of sound waves reflected from each underwater object included in the region at each coordinate point, and indicates the intensity of the echo wave observed at each coordinate point. In other words, the energy map shows the intensity distribution of the echo wave from the underwater object.
表示部１０６はディスプレイ装置等で構成され、エナジーマップ等のシミュレーション結果や作業者へ設定を要求する情報等の入力内容を表示する機能を有する。制御部１０７は受信位置予測装置における制御全般を行う機能を有する。 The display unit 106 is configured by a display device or the like, and has a function of displaying input contents such as simulation results such as an energy map and information requesting a worker to set. The control unit 107 has a function of performing overall control in the reception position prediction apparatus.
本実施形態の受信位置予測装置において受信装置の最適な設置位置をシミュレーションにて求めた結果を適用することを想定しているマルチスタティックソーナーの概要について説明する。まずは、簡単のためモノスタティックソーナーの概要について説明する。図２はモノスタティックソーナーを用いた際の音波の速度のプロファイルおよび音波が水中で伝搬する様子を模式的に示したものである。図２の左側は音波の速度のプロファイルを示し、右側は音波が水中内で伝搬する様子を示したものであり、ともに水中の垂直方向の断面図である。音波の速度のプロファイル、すなわち、音速プロファイルを示す図２の左側の図の縦方向は水面１からの深さを示し、下側に向かう方向が水面からの距離が大きくなる方向、すなわち、水深が深くなる方向である。また、音速プロファイルの図の横方向は音波の水中での速度を示し、右方向に向かうと速度が大きくなる。図２の音速プロファイルは、水面１側から、混合層、水温躍層および深海等温層で構成されている場合を例として示している。混合層は、水面上を吹く風の影響を受けて形成される層であり、等温水の層である。混合層の音速プロファイル２は正の傾き、すなわち、深くなるにつれて音速が大きくなる傾向を示している。水温躍層は混合層の下層に存在する層であり、主に温度変化を要因として音速が変化する層である。水温躍層の音速プロファイル３は負の傾き、すなわち、深くなるにつれて音速が小さくなる傾向を示している。深海等温層は水温躍層の下層に存在し、主に圧力を要因として音速が変化する層である。深海等温層の音速プロファイル４は正の傾き、すなわち、深くなるにつれて音速が大きくなる傾向を示している。 An outline of a multi-static sonar that assumes that the result of obtaining the optimal installation position of the receiving apparatus by simulation in the receiving position predicting apparatus of the present embodiment is applied will be described. First, for the sake of simplicity, an outline of a monostatic sonar will be described. FIG. 2 schematically shows the velocity profile of a sound wave when a monostatic sonar is used and how the sound wave propagates in water. The left side of FIG. 2 shows the velocity profile of the sound wave, and the right side shows how the sound wave propagates in water, both of which are vertical cross-sectional views in water. The vertical direction of the velocity profile of the sound wave, that is, the sound velocity profile in the left side of FIG. 2, indicates the depth from the water surface 1, and the downward direction indicates the direction in which the distance from the water surface increases, that is, the water depth. It is a direction to deepen. Further, the horizontal direction of the sound velocity profile diagram indicates the speed of sound waves in water, and the speed increases toward the right. The sound velocity profile in FIG. 2 shows an example in which the sound velocity profile is composed of a mixed layer, a water temperature jump layer, and a deep sea isothermal layer from the water surface 1 side. The mixed layer is a layer formed under the influence of the wind blowing on the water surface, and is a layer of isothermal water. The sound velocity profile 2 of the mixed layer shows a positive inclination, that is, the sound velocity tends to increase as the depth increases. The water temperature striking layer is a layer existing below the mixed layer, and is a layer in which the sound speed changes mainly due to a temperature change. The sound velocity profile 3 of the water temperature climatic layer has a negative inclination, that is, the sound velocity tends to decrease as the depth increases. The deep sea isothermal layer exists in the lower layer of the water temperature layer, and the sound velocity changes mainly due to pressure. The sound velocity profile 4 of the deep sea isothermal layer shows a positive slope, that is, the sound velocity tends to increase as the depth increases.
図２の右側の図において音波が伝搬する様子について説明する。図２の右側の図において、送受信装置５から音波が放射される。送受信装置５から放射された音波は経路９、経路１０および経路１１等のように様々な経路により伝搬する。経路９の音波は混合層を伝搬している。混合層ではスネルの法則により音波は音速の小さい方、すなわち上向きに屈折する。よって、送受信装置５から放射された音波は徐々にその向きを上側へと変えて水面６の方向へと進む。経路９として示す音波は、水面６で反射され、下方向に進みながらやがて上方向へと向きを変えて、再び水面６に反射されることを繰り返し、強度が減衰しながら伝搬する。経路１１に示す音波は、送受信装置５から放射され混合層、水温躍層、深海等温層へと進み、スネルの法則から上向きに屈折する深海等温層で上向きに向きを変えて伝搬している。また、経路１０の音波は混合層、水温躍層、深海等温層を通り海底７で反射した後に、水中物体８に到達する。水中物体８に到達した音波のうち、経路１０の方向に反射した音波は経路１２を通り経路１０を逆方向に伝搬して送受信装置５へと戻る。このような音波の可逆性の性質を利用したものがモノスタティックソーナーである。 A state in which a sound wave propagates will be described with reference to the right side of FIG. In the diagram on the right side of FIG. The sound wave radiated from the transmission / reception device 5 propagates through various paths such as the path 9, the path 10, and the path 11. The sound wave of the path 9 propagates through the mixed layer. In the mixed layer, the sound wave is refracted in the direction of the lower sound speed, that is, upward due to Snell's law. Therefore, the sound wave emitted from the transmission / reception device 5 gradually changes its direction to the upper side and proceeds toward the water surface 6. The sound wave shown as the path 9 is reflected by the water surface 6, gradually changes its direction upward while traveling downward, and is reflected again by the water surface 6, and propagates while the intensity is attenuated. The sound wave shown in the path 11 is radiated from the transmission / reception device 5 and travels to the mixed layer, the water temperature climatic layer, and the deep sea isothermal layer, and propagates by changing the direction upward in the deep sea isothermal layer that refracts upward from Snell's law. The sound wave in the path 10 passes through the mixed layer, the water temperature climatic layer, and the deep sea isothermal layer and is reflected by the seabed 7 and then reaches the underwater object 8. Of the sound waves that have reached the underwater object 8, the sound waves reflected in the direction of the path 10 propagate through the path 12 in the reverse direction and return to the transmission / reception device 5. A monostatic sonar utilizes the reversible nature of sound waves.
次に音波の送信位置と異なる場所に複数の受信装置を有する方式であるマルチスタティックソーナーの概要について説明する。図３は、マルチスタティックソーナーを用いた際の音速プロファイルおよび音波の伝搬の様子を垂直方向の断面図で模式的に示したものである。図３の左側は音速プロファイルを示したものであり、モノスタティックソーナーについて説明した図２の音速プロファイルと同様のものである。図３の右側は送信装置１３から放射された音波が水中を伝搬して水中物体８で反響した後の音波の伝搬する様子を示している。水中物体８で反響した音波は経路１０のように海底７での反射や経路１４のように海面６で反射しながら伝搬するとする。このとき、受信装置１５のような位置に設置した場合には反響波を検出することができない。よって、受信装置１５のような位置に受信位置を設定した場合には水中物体８の存在を認識することはできない。一方で、受信装置１６のように経路１４上に受信位置を設定した場合には、水中物体８からの反響波を検出し、水中物体８の存在を認識することができる。よって、マルチスタティックソーナーにおいては、水中物体からの反響波の経路を予測しその経路上に受信装置を設置する必要がある。本実施形態の受信位置予測装置はシミュレーションにより受信装置を設置するのに適する位置を提示するものである。 Next, an outline of a multi-static sonar that is a system having a plurality of receiving devices at a location different from the transmission position of the sound wave will be described. FIG. 3 schematically shows a sound velocity profile and a state of sound wave propagation when a multi-static sonar is used in a vertical sectional view. The left side of FIG. 3 shows a sound speed profile, which is the same as the sound speed profile of FIG. 2 described for the monostatic sonar. The right side of FIG. 3 shows a state in which the sound wave radiated from the transmission device 13 propagates in water and is reflected by the underwater object 8 and then propagates. It is assumed that the sound wave reverberated by the underwater object 8 propagates while being reflected at the seabed 7 like the path 10 and reflected at the sea surface 6 like the path 14. At this time, if it is installed at a position such as the receiving device 15, an echo wave cannot be detected. Therefore, when the receiving position is set at a position such as the receiving device 15, the presence of the underwater object 8 cannot be recognized. On the other hand, when the reception position is set on the path 14 as in the reception device 16, it is possible to detect the echo wave from the underwater object 8 and recognize the presence of the underwater object 8. Therefore, in the multi-static sonar, it is necessary to predict the path of the echo wave from the underwater object and install the receiving device on the path. The reception position prediction apparatus of the present embodiment presents a position suitable for installing the reception apparatus by simulation.
本実施形態の受信位置予測装置において、最適な受信装置の設置位置を予測する際の動作について説明する。図４は、受信装置の設置位置を予測する際のフローの概要を示したものである。作業者の操作等により受信装置の設置位置の予測が開始されたとする。制御部１０７は表示部１０６に必要な入力項目を表示し、受信装置の設置位置の予測に必要な各情報を収集する。作業者は表示部１０６に表示された情報等に従って、入力部１０１から必要な情報の入力を行う。また、情報の入力は全ての項目をあらかじめ入力する方法だけでなく、個々のステップまたは複数のステップについての動作が行われるごとに入力する方式とすることもできる。 In the reception position prediction apparatus of the present embodiment, an operation for predicting the optimal installation position of the reception apparatus will be described. FIG. 4 shows an outline of a flow for predicting the installation position of the receiving apparatus. Assume that the prediction of the installation position of the receiving device is started by the operator's operation or the like. The control unit 107 displays necessary input items on the display unit 106 and collects information necessary for predicting the installation position of the receiving device. The worker inputs necessary information from the input unit 101 in accordance with the information displayed on the display unit 106. In addition to inputting all items in advance, information can be input every time an operation for each step or a plurality of steps is performed.
制御部１０７は、入力された情報に基づいて水中物体の捜索が行われる時間である捜索期間および捜索が行われる領域である捜索領域を記憶部１０２に設定する（ステップ１）。次に制御部１０７は捜索領域での環境に関する条件について海洋環境情報として記憶部１０２に設定する（ステップ２）。海洋環境情報は、捜索領域として設定した海域での風速、波高、海底質、雑音レベル等の情報により構成されている。 The control unit 107 sets, in the storage unit 102, a search period that is a time during which a search for an underwater object is performed and a search region that is a region in which the search is performed based on the input information (step 1). Next, the control unit 107 sets conditions regarding the environment in the search area in the storage unit 102 as marine environment information (step 2). The marine environment information is composed of information such as wind speed, wave height, sea bottom quality and noise level in the sea area set as the search area.
海洋環境情報の設定が終わると、制御部１０７は水中物体の基本情報および行動定義を記憶部１０２に設定する（ステップ３）。水中物体の基本情報は、水中物体のターゲットストレングス等の情報を含んでいる。ターゲットストレングスとは、水中物体において音波が反響する際における、入射した音波に対する反響する音波の強度に関する情報のことをいう。また、水中物体の基本情報には水中物体の大きさ等の情報が含まれていることもある。水中物体の行動定義は、水中物体が通常行動をしている場合および回避行動をしている場合についてそれぞれ設定される。通常行動の行動定義としては、水中物体が通常行動パターンによる行動をしている際の、航走速力および存在深度が設定される。また、回避行動の行動定義としては、水中物体が回避行動時にとり得る複数の回避行動パターンと回避行動パターンごとのとり得る確率が設定される。 When the setting of the marine environment information is completed, the control unit 107 sets the basic information and the action definition of the underwater object in the storage unit 102 (step 3). The basic information of the underwater object includes information such as the target strength of the underwater object. Target strength refers to information relating to the intensity of a sound wave that reflects the incident sound wave when the sound wave reverberates in an underwater object. The basic information of the underwater object may include information such as the size of the underwater object. The action definition of the underwater object is set for each of the case where the underwater object is performing a normal action and the case of an avoidance action. As the behavior definition of the normal behavior, the traveling speed and the existence depth when the underwater object is performing the behavior according to the normal behavior pattern are set. In addition, as the behavior definition of the avoidance action, a plurality of avoidance action patterns that the underwater object can take during the avoidance action and the probability that each avoidance action pattern can take are set.
水中物体の行動回避パターンおよびその確率は、例えば、図５に示す表のように設定することができる。図５に示した例では、水中物体の回避行動パターンとして、「更に深い深度にしばらく潜行する」、「捜索船から最短で離れる経路をとる」および「探知されにくい体勢をとるよう進路を変更する」の３つの回避行動パターンが設定されている。また、図５に示した例では、回避行動を行う際に「更に深い深度にしばらく潜行する」の回避行動パターンをとり得る確率が２０％、「捜索船から最短で離れる経路をとる」の回避行動パターンを採り得る確率が５０％と設定されている。また、「探知されにくい体勢をとるよう進路を変更する」の回避行動パターンをとり得る確率は３０％と設定されている。 The action avoidance pattern of the underwater object and its probability can be set as shown in the table shown in FIG. 5, for example. In the example shown in FIG. 5, as the underwater object avoidance action pattern, “submerge for a while at a deeper depth”, “take a route that is the shortest distance from the search boat”, and “change the course so as to take a posture that is difficult to detect” ”Is set. Further, in the example shown in FIG. 5, there is a 20% probability of taking an avoidance action pattern of “submerge to a deeper depth for a while” when performing an avoidance action, and avoidance of “take the shortest route away from the search ship” The probability that an action pattern can be taken is set to 50%. In addition, the probability of taking an avoidance action pattern of “changing the course to take a posture that is difficult to detect” is set to 30%.
水中物体の基本情報および行動定義の設定が終わると、制御部１０７はソーナーの送信装置である捜索船の初期位置等に関する情報を記憶部１０２に設定する（ステップ４）。捜索船は音波の送信装置を備えた船舶や艦船等である。捜索船は複数、設定されることもある。捜索船が設定されると、制御部１０７は投入する捜索船が移動する際の進路および速力の情報を記憶部１０２に設定する（ステップ５）。 When the basic information of the underwater object and the action definition are set, the control unit 107 sets information related to the initial position of the search ship, which is the transmission device of the sonar, in the storage unit 102 (step 4). The search ship is a ship or a ship equipped with a sound wave transmitting device. Multiple search ships may be set. When the search boat is set, the control unit 107 sets information on the course and speed when the search boat to be moved moves in the storage unit 102 (step 5).
各条件に関する情報の設定が終わると、シミュレーション部１０３は制御部１０７からの指示により設定された情報に基づいて、水中物体の回避行動を模擬するシミュレーションを開始する。シミュレーション部１０３は、記憶部１０２に設定された進路および速力の情報に従って捜索船を移動させた際の、水中物体が行動定義に従って行動した場合の位置を求めるシミュレーションを行う（ステップ６）。 When the setting of information regarding each condition is completed, the simulation unit 103 starts a simulation for simulating the avoidance action of the underwater object based on the information set by the instruction from the control unit 107. The simulation unit 103 performs a simulation to determine the position when the underwater object behaves according to the behavior definition when the search boat is moved according to the course and speed information set in the storage unit 102 (step 6).
シミュレーション部１０３は設定された捜索船のソーナーの受信手段により水中物体を直接、探知可能な距離、すなわち、探知距離をソーナー方程式を用いて計算する。捜索船から探知距離内にある範囲を探知領域と呼ぶこととする。ソーナー方程式はソーナー装置の探知距離を算出するための理論的基礎として、定式化されたものである。ソーナー方程式は、ソーナーの最適設計や、ソーナー装置の性能予測に使用される。ソーナー方程式は、ある地点における音波の強度と検出可能な最小の強度とが等しいとして式を表すことができる。探知距離は、ある地点で検出できる最小の音波の強度とその地点における送信装置から送信された音波の強度が一致する地点までの距離である。ある地点における音波の強度は、（送波レベル）−（伝搬損失）と表すことができる。また、ある地点で検出できる最小の音波の強度は、（雑音レベル）−（ターゲットストレングス）−（指向性利得）＋（検出閾値）と表すことができる。よって、（送波レベル）−（伝搬損失）＝（雑音レベル）−（ターゲットストレングス）−（指向性利得）＋（検出閾値）となるような距離を求めることにより探知距離を算出することができる。このときの伝搬損失は、送信装置から水中物体まで音波が進む間と水中物体で反響して検出装置まで音波が進む間について加算された伝搬損失を示す。また、送波レベル、伝搬損失、ターゲットストレングス、指向性利得および検出閾値の値は、デシベルを単位とする量で表される。 The simulation unit 103 calculates a distance at which an underwater object can be detected directly, that is, a detection distance using a sonar equation by using the sonar receiving means of the set search boat. A range within the detection distance from the search ship is called a detection area. The sonar equation is formulated as a theoretical basis for calculating the detection distance of the sonar device. The sonar equation is used for optimal design of the sonar and performance prediction of the sonar device. The sonar equation can be expressed by assuming that the intensity of the sound wave at a certain point is equal to the minimum detectable intensity. The detection distance is a distance to a point where the intensity of the minimum sound wave that can be detected at a certain point matches the intensity of the sound wave transmitted from the transmitting device at that point. The intensity of the sound wave at a certain point can be expressed as (transmission level) − (propagation loss). The minimum intensity of sound waves that can be detected at a certain point can be expressed as (noise level) − (target strength) − (directivity gain) + (detection threshold). Therefore, the detection distance can be calculated by obtaining a distance such that (transmission level) − (propagation loss) = (noise level) − (target strength) − (directivity gain) + (detection threshold). . The propagation loss at this time indicates the propagation loss added for the time when the sound wave travels from the transmitting device to the underwater object and while the sound wave reverberates from the underwater object and travels to the detection device. Further, the values of the transmission level, propagation loss, target strength, directivity gain, and detection threshold are expressed in quantities with decibels as a unit.
シミュレーション部１０３は、ソーナー方程式を用いて被探知領域を算出する。被探知領域は、捜索船の発した音波を水中物体が検知することが可能な距離、すなわち、捜索船からの音波が届く範囲である。被探知領域の場合は送信装置から水中物体まで加算された伝搬損失が用いられる。探知領域および被探知領域を算出する際に必要な、送信深度、送信周波数、送波レベル、送信指向性等の情報はあらかじめ記憶部１０２に保存されている。送信深度は、送信する音波の深さ方向の到達範囲を設定するものであり、捜索の対象とする水中物体の深さを想定して設定される。 The simulation unit 103 calculates the detection area using the sonar equation. The detected area is a distance at which an underwater object can detect a sound wave generated by a search ship, that is, a range where a sound wave from the search ship reaches. In the case of the detected area, the propagation loss added from the transmitting device to the underwater object is used. Information such as transmission depth, transmission frequency, transmission level, and transmission directivity necessary for calculating the detection area and the detection area is stored in the storage unit 102 in advance. The transmission depth sets the reach range of the sound wave to be transmitted in the depth direction, and is set assuming the depth of the underwater object to be searched.
シミュレーション部１０３は図６に示したように捜索領域２８に水中物体２９を初期位置として均等に分布させる。図６は水中物体２９が縦５列、横５列に均等に分布するように配置されている例を示している。捜索領域２８よりも外側の領域についても、水中物体を配置することもできる。例えば、図６のように捜索領域２８内に縦５列、横５列に均等に分布するように水中物体２９が配置されている場合において、４辺の外側にそれぞれ一列ずつ加えて配置した縦７列、横７列の水中物体の行動予測を行う。捜索領域２８の外側に水中物体を配置し、捜索領域２８の最外周部を越えて移動する水中物体も考慮することにより捜索領域２８の外周部での予測の精度を向上することができる。図７はシミュレーションを開始した直後の捜索船および水中物体の位置を示したものである。図７では捜索船３０が航跡３１の経路で移動を行っている。また、図７では捜索船３０の探知領域３３および被探知領域３４が設定されている。図７の白い丸は通常行動の水中物体２９を示している。図７の黒い丸は回避行動をしている水中物体３５を示している。図７では、初期位置で捜索領域２８の外に存在した水中物体が捜索領域２８内に入り、水中物体２９の数が初期の状態から増えている。 As shown in FIG. 6, the simulation unit 103 distributes the underwater objects 29 evenly in the search area 28 as initial positions. FIG. 6 shows an example in which the underwater objects 29 are arranged so as to be evenly distributed in five rows and five rows. An underwater object can also be arranged in an area outside the search area 28. For example, in the case where the underwater objects 29 are arranged so as to be evenly distributed in five vertical rows and five horizontal rows in the search region 28 as shown in FIG. Predict behavior of underwater objects in 7 rows and 7 rows. By placing an underwater object outside the search area 28 and considering an underwater object that moves beyond the outermost periphery of the search area 28, the accuracy of prediction on the outer periphery of the search area 28 can be improved. FIG. 7 shows the positions of the search boat and the underwater object immediately after the simulation is started. In FIG. 7, the search boat 30 moves along the route of the wake 31. In FIG. 7, a detection area 33 and a detected area 34 of the search ship 30 are set. A white circle in FIG. 7 indicates the underwater object 29 in normal action. A black circle in FIG. 7 indicates the underwater object 35 performing an avoidance action. In FIG. 7, underwater objects that exist outside the search area 28 at the initial position enter the search area 28, and the number of underwater objects 29 increases from the initial state.
シミュレーション部１０３は被探知領域３４に入った水中物体３５については回避行動をとるものとして動作を予測し、被探知領域３４の外部にある水中物体２９は通常行動をとるものとして動作の予測を行う。予測する際の回避行動のパターンの選択は、例えば、各々の行動パターンに発生確率に応じた数の乱数を割り当て、さらに発生させた疑似乱数と一致した行動パターンの回避行動をとる方法とすることができる。また、探知領域３３内に入った水中物体は、発見済みの水中物体３２として他の水中物体と区別されシミュレーションから除外される。図８はシミュレーションを開始してから時間が経過した場合の例を示している。航跡３１は図７に比べると伸びており、捜索船３０の移動により水中物体が密に存在する場所と存在する水中物体の数が少ない場所とが見られるようになっている。すなわち、捜索領域２８を所定の大きさのメッシュで区切ったとした場合に、各メッシュの中に存在する水中物体の数の差が大きくなっている。また、図８では捜索領域２８の外に移動した水中物体の存在や、発見済みの水中物体３２の表示からの除外により水中物体２９および水中物体３５の総数は図７の状態から減少している。発見済みの水中物体３２は表示から消去しない方法とすることもできる。 The simulation unit 103 predicts the operation assuming that the underwater object 35 entering the detected area 34 takes an avoiding action, and predicts the action assuming that the underwater object 29 outside the detected area 34 takes a normal action. . The selection of the pattern of avoidance action at the time of prediction is, for example, a method of assigning a number of random numbers according to the probability of occurrence to each action pattern and taking the avoidance action of the action pattern that matches the generated pseudo-random number. Can do. In addition, the underwater object entering the detection area 33 is distinguished from other underwater objects as a discovered underwater object 32 and excluded from the simulation. FIG. 8 shows an example where time has elapsed since the simulation was started. The wake 31 is longer than that shown in FIG. 7, and a place where underwater objects are densely present and a place where the number of underwater objects is small can be seen by the movement of the search boat 30. That is, when the search area 28 is divided by meshes of a predetermined size, the difference in the number of underwater objects existing in each mesh is large. Further, in FIG. 8, the total number of the underwater objects 29 and the underwater objects 35 is reduced from the state of FIG. 7 due to the presence of the underwater objects that have moved out of the search area 28 and the exclusion of the already detected underwater objects 32 from the display. . It is also possible to adopt a method in which the discovered underwater object 32 is not erased from the display.
シミュレーション部１０３の予測により水中物体の位置が定まると、計算領域判定部１０４は受信位置の設定位置を予測する際に考慮する必要のある領域を判断する（ステップ７）。計算領域判定部１０４は図９に示したように捜索領域２８を所定の数または所定の大きさごとのメッシュに区切る。図９は捜索領域を１６分割の均等な大きさのメッシュに区切った例を示している。捜索領域の区切り方は捜索領域内で一様でなくともよい。例えば、捜索船からの距離に応じてメッシュの大きさを変えてもよい。計算領域判定部１０４は捜索領域をメッシュに区切ると、メッシュごとに捜索船３０からの音波が到達するかを判断する。計算領域判定部１０４は捜索船３０からの音波が水中物体で反響する際の強度、すなわちエコーレベルが雑音レベルＮＬよりも大きいときに、捜索船３０からの音波が到達する領域であると判断する。捜索船３０からの音波のエコーレベルは、（送波レベル）−（伝搬損失ＴＬ１）＋（ターゲットストレングス）で求めることができる。よって、（送波レベル）−（伝搬損失ＴＬ１）＋（ターゲットストレングス）＞（雑音レベルＮＬ）を満たすときに、捜索船３０からの音波が到達すると判断される。このとき、伝搬損失ＴＬ１にはデシベルで表した値の絶対値が用いられる。また、ターゲットストレングスは、水中物体に到達した音波よりも、反響後の音波が大きい方を正としている。また、送波レベル、ターゲットストレングスおよび雑音レベルの値についてもデシベルを単位とする量で表される。 When the position of the underwater object is determined by the prediction of the simulation unit 103, the calculation region determination unit 104 determines a region that needs to be considered when predicting the set position of the reception position (step 7). As shown in FIG. 9, the calculation area determination unit 104 divides the search area 28 into meshes having a predetermined number or a predetermined size. FIG. 9 shows an example in which the search area is divided into 16 equal-sized meshes. The method of dividing the search area may not be uniform within the search area. For example, the size of the mesh may be changed according to the distance from the search ship. When the search area determination unit 104 divides the search area into meshes, the calculation area determination unit 104 determines whether the sound wave from the search ship 30 reaches each mesh. The calculation area determination unit 104 determines that the sound wave from the search ship 30 reaches when the intensity when the sound wave from the search ship 30 is reflected by an underwater object, that is, the echo level is higher than the noise level NL. . The echo level of the sound wave from the search ship 30 can be obtained by (transmission level) − (propagation loss TL1) + (target strength). Therefore, when (transmission level) − (propagation loss TL1) + (target strength)> (noise level NL) is satisfied, it is determined that the sound wave from the search ship 30 arrives. At this time, the absolute value of the value expressed in decibels is used for the propagation loss TL1. The target strength is positive when the sound wave after reverberation is larger than the sound wave that reaches the underwater object. Further, the values of the transmission level, the target strength, and the noise level are also expressed as quantities in decibels.
送波レベル、ターゲットストレングスおよび雑音レベルＮＬの値には各ステップで記憶部１０２に設定された情報が用いられる。伝搬損失ＴＬ１について、図１０を参照して説明する。図１０は捜索船を水面の上方から見た際の水平平面図である。捜索船の位置は図１０の送信位置１７に該当し、伝搬損失ＴＬ１は送信位置１７から計算方向１９に沿った音波伝搬計算を行うことにより求めることができる。制御部１０７は捜索船からのエコーレベルを全方位について計算し、その結果を基に計算領域判定部１０４はメッシュごとに音波が届くかどうかを判断する。図１１は捜索船３０から音波が届き受信位置の予測において考慮するべき領域を判断した結果の例を示している。図１１の斜線部３９は受信位置の予測において考慮するべき領域と判断した領域である。音波が到達する領域を判断すると、計算領域判定部１０４はその領域に含まれる水中物体の位置情報を抽出する。 Information set in the storage unit 102 in each step is used for the values of the transmission level, target strength, and noise level NL. The propagation loss TL1 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a horizontal plan view when the search boat is viewed from above the water surface. The position of the search ship corresponds to the transmission position 17 in FIG. 10, and the propagation loss TL1 can be obtained by performing sound wave propagation calculation along the calculation direction 19 from the transmission position 17. The control unit 107 calculates the echo level from the search ship for all directions, and based on the result, the calculation area determination unit 104 determines whether the sound wave reaches each mesh. FIG. 11 shows an example of the result of determining the area to be considered in the prediction of the reception position when a sound wave arrives from the search ship 30. A hatched portion 39 in FIG. 11 is an area determined as an area to be considered in the prediction of the reception position. When the region where the sound wave reaches is determined, the calculation region determination unit 104 extracts the position information of the underwater object included in the region.
対象となる水中物体が定まると、対象となった水中物体ごとにその予測位置に水中物体を想定した場合の反響波の強度、すなわち、エコーレベルの計算が実施される（ステップ８）。制御部１０７は、図１２に示した送信位置１７から水中物体の予測位置１８へ進む経路１９に沿った伝搬損失ＴＬ１を計算する。また、制御部１０７は、水中物体の予測位置１８における反響波のうち１方向の経路２０についての伝搬損失ＴＬ２を計算する。図１３は送信位置１７から音波の伝搬する領域２２を垂直断面方向の図として示したものである。図１３の矢印２３は深さ２１における、音波が到達する範囲を示している。水平方向での水中物体の予測位置１８、深さ２１の位置に水中物体が存在するものとすると、送信位置１７から位置２４までの伝搬損失を加算した値が伝搬損失ＴＬ１となる。また、図１４は水中物体での反響波が伝搬する領域２６を垂直断面方向の図として示したものである。図１４において、水平方向での水中物体の予測位置１８、深さ２１にある水中物体からの反響波を水平方向の予測位置１８、深さ２５、すなわち位置２７で受信するものとする。そのとき、水平方向の予測位置１８での深さ２１から深さ２５までの伝搬損失を加算した値が伝搬損失ＴＬ２となる。送信位置から水中物体までの伝搬損失ＴＬ１および水中物体において反響した後の伝搬損失ＴＬ２を得ると、制御部１０７は伝搬損失ＴＬ１および伝搬損失ＴＬ２と各設定値を用いて、エコーレベルを計算する。エコーレベルは、（送波レベル）−（伝送損失ＴＬ１）＋（ターゲットストレングス）−（伝送損失ＴＬ２）で算出することができる。さらに他の方位についてエコーレベルを計算することにより、１つの水中物体に関するエコーレベルマップを得ることができる。伝送損失ＴＬ２にもデシベルで表した値の絶対値が用いられる。 When the target underwater object is determined, the intensity of the echo wave, that is, the echo level when the underwater object is assumed at the predicted position is calculated for each target underwater object (step 8). The control unit 107 calculates the propagation loss TL1 along the path 19 that travels from the transmission position 17 illustrated in FIG. 12 to the predicted position 18 of the underwater object. In addition, the control unit 107 calculates the propagation loss TL2 for the path 20 in one direction among the echo waves at the predicted position 18 of the underwater object. FIG. 13 shows a region 22 in which a sound wave propagates from the transmission position 17 as a diagram in a vertical sectional direction. An arrow 23 in FIG. 13 indicates a range where a sound wave reaches at a depth 21. Assuming that the underwater object is present at the predicted position 18 and the depth 21 of the underwater object in the horizontal direction, a value obtained by adding the propagation loss from the transmission position 17 to the position 24 is the propagation loss TL1. FIG. 14 shows a region 26 in which an echo wave propagates in an underwater object as a diagram in a vertical cross-sectional direction. In FIG. 14, it is assumed that an echo wave from an underwater object at the predicted position 18 and depth 21 of the underwater object in the horizontal direction is received at the predicted position 18 and depth 25 of the horizontal direction, that is, position 27. At this time, the value obtained by adding the propagation loss from the depth 21 to the depth 25 at the predicted position 18 in the horizontal direction is the propagation loss TL2. When obtaining the propagation loss TL1 from the transmission position to the underwater object and the propagation loss TL2 after echoing in the underwater object, the control unit 107 calculates the echo level using the propagation loss TL1 and the propagation loss TL2 and the set values. The echo level can be calculated by (transmission level) − (transmission loss TL1) + (target strength) − (transmission loss TL2). Further, by calculating the echo level for another direction, an echo level map for one underwater object can be obtained. The absolute value of the value expressed in decibels is also used for the transmission loss TL2.
対象と判断された各々の水中物体についてのエコーレベルマップが生成されると、エナジーマップ生成部１０５は生成されたエコーレベルマップを積算しエナジーマップを生成する（ステップ９）。エナジーマップは、計算領域判定部１０４で判断された領域内に存在する水中物体からの反響波の強度を、座標位置ごとに積算したデータを示すものである。エナジーマップにおいてエコーレベルの値が高い座標位置は、水中物体を検出する可能性が高い位置である。よって、エナジーマップにおいてエコーレベルが高い座標位置を、受信装置を配置するのに適した場所と判断することができる。また、このとき、水中物体が存在すると想定した場所は、受信装置を配置するのに適した場所の判断から除外される。また、受信装置を配置するのに適した場所は、所定のエコーレベル以上の場所のように設定され、領域内で複数存在することもある。 When the echo level map for each underwater object determined to be the target is generated, the energy map generation unit 105 integrates the generated echo level maps to generate an energy map (step 9). The energy map indicates data obtained by integrating the intensity of an echo wave from an underwater object existing in the area determined by the calculation area determination unit 104 for each coordinate position. A coordinate position having a high echo level value in the energy map is a position where the possibility of detecting an underwater object is high. Therefore, a coordinate position having a high echo level in the energy map can be determined as a place suitable for placing the receiving device. At this time, the place where the underwater object is assumed to be present is excluded from the determination of the place suitable for arranging the receiving device. Also, a location suitable for placing the receiving device is set as a location above a predetermined echo level, and there may be a plurality of locations in the area.
エナジーマップの生成が終わると、表示部１０６は制御部１０７の指示により回避行動等のシミュレーションによる水中物体の存在位置の予測結果およびエナジーマップを重畳して図１５のような表示を行う（ステップ１０）。図１５は捜索領域２８内での通常行動の水中物体２９および回避行動の水中物体３５の分布、捜索船３０、航跡３１等の位置に関する予測結果を表している。また、図１５は水中物体の位置に関する予測結果と重ねてエナジーマップを表示している。図１５において反響波の強度は、強度が高い位置を黒、低い位置を白とした所定の階調によるグレースケールで表示されている。図１５では、最も黒に近い表示部分、すなわち、一番低い階調での表示部分が強度のもっとも強い箇所３６を示している。また、その次に階調の低い部分が、一定以上の強度の箇所３７と一定以上の強度の箇所３８を示している。反響波が観測されない場所は、一番高い階調である白で表示される。図１５のようにグレースケールでの表示により反響波の強度を示すことにより、作業者は受信装置の設置に適した場所を視覚的に認識することができる。また、反響波の強度の表示は、階調が高くなる方向、すなわち、白の方向を反響波の強度が高い方向とするグレースケールでの表示で行ってもよく、また、カラー表示で行ってもよい。カラー表示を行う場合は、例えば２色を基準として強度に応じてその２色の間の色層を用いて表示することができる。ある時刻におけるエナジーマップの表示が終わると、制御部１０７は捜索期間分の計算が完了したかを判断する（ステップ１１）。捜索期間が残っていると判断した場合（ステップ１１でＮｏ）、ステップ６に戻り、捜索船がさらに動いた場合の水中物体の位置を基にしたエナジーマップの生成が行われる。表示部１０６は生成されたエナジーマップを、捜索船、水中物体の位置とともに表示する。これらの動作を繰り返すことにより、表示部１０６には時間経過ごとの捜索船、水中物体の位置およびエナジーマップの変化の様子が表示される。捜索期間分の計算を完了したと判断した場合は（ステップ１１でＹｅｓ）、受信位置の予測装置はシミュレーションの動作を完了する。 When the generation of the energy map is completed, the display unit 106 superimposes the prediction result of the position of the underwater object by the simulation of avoidance behavior and the energy map in accordance with an instruction from the control unit 107 and displays the result as shown in FIG. ). FIG. 15 shows prediction results regarding the distribution of the underwater objects 29 of normal behavior and the underwater objects 35 of avoidance behavior, the positions of the search boat 30, the wake 31 and the like in the search area 28. FIG. 15 shows an energy map superimposed on the prediction result regarding the position of the underwater object. In FIG. 15, the intensity of the echo wave is displayed in a gray scale with a predetermined gradation in which the position where the intensity is high is black and the position where the intensity is low is white. In FIG. 15, the display portion closest to black, that is, the display portion with the lowest gradation, indicates the portion 36 having the strongest intensity. Further, the next lowest gradation portion shows a portion 37 having a certain intensity or more and a portion 38 having a certain intensity or more. The place where no reverberation wave is observed is displayed in white, which is the highest gradation. As shown in FIG. 15, the gray scale display indicates the intensity of the echo wave, so that the operator can visually recognize a place suitable for installation of the receiving apparatus. In addition, the intensity of the echo wave may be displayed in a gray scale display in which the gray level is increased, that is, the white direction is a direction in which the intensity of the echo wave is high, or in a color display. Also good. In the case of performing color display, for example, display can be performed using a color layer between the two colors according to the intensity with reference to the two colors. When the display of the energy map at a certain time is finished, the control unit 107 determines whether the calculation for the search period has been completed (step 11). If it is determined that the search period remains (No in step 11), the process returns to step 6 to generate an energy map based on the position of the underwater object when the search ship further moves. The display unit 106 displays the generated energy map together with the positions of the search boat and the underwater object. By repeating these operations, the display unit 106 displays the search boat, the position of the underwater object, and the state of the energy map as time passes. If it is determined that the calculation for the search period has been completed (Yes in step 11), the reception position prediction apparatus completes the simulation operation.
本実施形態では、シミュレーションを行う際に、水中物体の初期位置が捜索領域内で均一に分布するように設定されている。捜索領域内に均一に水中物体が存在する状態からシミュレーションを行うことにより、水中物体の存在が未知の領域において水中物体からの反響波を受信できる可能性の高い位置を的確に予測することができる。 In the present embodiment, when the simulation is performed, the initial position of the underwater object is set to be uniformly distributed in the search area. By performing simulation from a state where underwater objects are uniformly present in the search area, it is possible to accurately predict a position where there is a high possibility of receiving an echo wave from the underwater object in an area where the presence of the underwater object is unknown. .
本実施形態の受信位置予測装置では、水中物体の存在位置の予測と反響波の強度の計算が必要な領域の判断を行い、計算が必要と判断された領域内に存在すると予測される水中物体についての反響波の強度の計算を行っている。複数の水中物体について反響波の強度の計算結果から、反響波の強度分布の情報を得ることにより受信位置として適する位置を予測している。そのため、水中物体の配置等を作業者が行う必要はなく、予測結果を得るまでの時間を短縮することができる。また、一定の範囲に存在する水中物体についてのみ計算を行うことにより、計算量を大幅に低減することができるため結果を迅速に出すことが可能となる。よって、煩雑な作業を必要とせずに短時間で最適な受信装置の設置位置の予測結果を得ることができる。 In the reception position prediction apparatus according to the present embodiment, an underwater object that is predicted to exist in an area in which the calculation of the presence position of the underwater object and the calculation of the intensity of the echo wave is necessary and the calculation is determined to be necessary is performed. The intensity of the reverberation wave is calculated. A position suitable as a reception position is predicted by obtaining information on the intensity distribution of the echo wave from the calculation result of the intensity of the echo wave for a plurality of underwater objects. Therefore, it is not necessary for the operator to arrange the underwater object, and the time until obtaining the prediction result can be shortened. In addition, by performing calculations only for underwater objects existing in a certain range, the amount of calculation can be greatly reduced, so that the results can be obtained quickly. Therefore, it is possible to obtain an optimum prediction result of the installation position of the receiving apparatus in a short time without requiring complicated work.
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。第1の実施形態の受信位置予測装置では水中物体が一様に分布した状態から、水中物体の位置変化の予測を行った。本実施形態では、水中物体が存在していたことが既知である位置を基準として、その位置に水中物体を密に配置した状態から位置変化の予測を行う。本実施形態の受信位置予測装置は第１の実施形態において図１に示したものと同様の構成のものを用いることができる。 A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the reception position prediction apparatus of the first embodiment, the position change of the underwater object is predicted from the state where the underwater object is uniformly distributed. In the present embodiment, the position change is predicted from a state in which the underwater objects are densely arranged at the position where the underwater object is known to exist. The receiving position prediction apparatus of this embodiment can use the thing of the structure similar to what was shown in FIG. 1 in 1st Embodiment.
本実施形態のマルチスタティックソーナーの受信位置予測装置において、最適な受信装置の設置位置を予測する際の動作について説明する。図１６は、本実施形態において受信装置の設置位置を予測する際のフローの概要を示したものである。 In the reception position prediction apparatus of the multi-static sonar of the present embodiment, the operation for predicting the optimum installation position of the reception apparatus will be described. FIG. 16 shows an outline of a flow for predicting the installation position of the receiving apparatus in the present embodiment.
作業者の操作等により受信装置の設置位置の予測が開始されたとする。制御部１０７は表示部１０６に必要な入力項目を表示し、受信装置の設置位置の予測に必要な各情報を収集する。このとき、作業者は各情報とともに過去に水中物体が存在した位置の情報を入力部１０１へと入力する。また、記憶部１０２に水中物体の存在位置が記憶されていて、表示部１０６に表示されたものの中から作業者が選択する方法または自動入力される方法とすることもできる。 Assume that the prediction of the installation position of the receiving device is started by the operator's operation or the like. The control unit 107 displays necessary input items on the display unit 106 and collects information necessary for predicting the installation position of the receiving device. At this time, the worker inputs information on the position where the underwater object has existed in the past to the input unit 101 together with each information. In addition, it is possible to use a method in which the presence position of the underwater object is stored in the storage unit 102 and the operator selects from among those displayed on the display unit 106 or a method of automatic input.
制御部１０７は、入力された情報に基づいて水中物体の捜索が行われる期間である捜索期間および水中物体を過去に認識していた地点を捜索地点として記憶部１０２に設定する（ステップ２１）。次に制御部１０７は捜索領域での環境に関する条件について海洋環境情報として記憶部１０２に設定する（ステップ２２）。本実施形態で扱う各情報は第1の実施形態の同名称の情報と同様の構成である。例えば、海洋環境情報は、第1の実施形態と同様に捜索領域として設定した海域での風速、波高、海底質、雑音レベル等の情報により構成されている。 Based on the input information, the control unit 107 sets a search period, which is a period during which an underwater object is searched, and a point where the underwater object has been recognized in the past as a search point in the storage unit 102 (step 21). Next, the control unit 107 sets conditions relating to the environment in the search area in the storage unit 102 as marine environment information (step 22). Each piece of information handled in this embodiment has the same configuration as the information of the same name in the first embodiment. For example, the marine environment information includes information such as wind speed, wave height, sea bottom quality, and noise level in the sea area set as the search area as in the first embodiment.
海洋環境情報の設定が終わると、制御部１０７は水中物体の基本情報および行動定義を記憶部１０２に設定する（ステップ２３）。水中物体の基本情報および行動定義の設定が終わると、制御部１０７はソーナーの送信装置である捜索船を記憶部１０２に設定する（ステップ２４）。捜索船が設定されると、制御部１０７は投入する捜索船が移動する際の進路および速力の情報を記憶部１０２に設定する（ステップ２５）。 When the setting of the marine environment information is finished, the control unit 107 sets the basic information and the action definition of the underwater object in the storage unit 102 (step 23). When the setting of the basic information and the action definition of the underwater object is completed, the control unit 107 sets a search ship as a transmission device of the sonar in the storage unit 102 (step 24). When the search ship is set, the control unit 107 sets information on the course and speed when the search ship to be moved moves in the storage unit 102 (step 25).
各条件に関する情報の設定が終わると、シミュレーション部１０３は設定された情報に基づいて、水中物体の回避行動を模擬するシミュレーションを行う（ステップ２６）。シミュレーション部１０３は、設定された捜索船のソーナーにより水中物体を直接、探知可能な距離をソーナー方程式を用いて計算して、探知領域として算出する。また、シミュレーション部１０３は、ソーナー方程式を用いて、捜索船の発した音波が到達する距離を計算してその距離を被探知領域とする。探知領域および被探知領域の算出が終わると、水中物体は捜索地点として設定された地点から所定の距離内に複数存在するように配置される。 When the setting of information regarding each condition is completed, the simulation unit 103 performs a simulation for simulating the avoidance action of the underwater object based on the set information (step 26). The simulation unit 103 calculates the distance that can detect the underwater object directly by using the set sonar of the search ship using the sonar equation, and calculates it as the detection area. Moreover, the simulation part 103 calculates the distance which the sound wave which the search ship emitted uses the sonar equation, and makes the distance a detection area. When the calculation of the detection area and the detected area is completed, a plurality of underwater objects are arranged within a predetermined distance from the point set as the search point.
図１７は水中物体が配置されている例を示している。図１７では、捜索領域２８内で過去に水中物体が存在した地点を中心にした誤差領域４０を設定し、水中物体２９を密に配置している。誤差領域４０は、過去に存在を認識していた水中物体が動き得る範囲を想定して設定された領域である。本実施形態では誤差領域４０の範囲は捜索地点からの距離としてあらかじめ設定されている距離を基に設定される。誤差領域４０は過去に水中物体を認識していた時点からの経過時間により変化させてもよい。シミュレーション部１０３は、記憶部１０２に設定された進路および速力の情報に従って捜索船を移動させた際の、水中物体が行動定義に従って行動した場合の位置を求めるシミュレーションを行う。図１８は水中物体の位置の予測を行った後の水中物体の存在位置の分布の例を示している。図１８は捜索領域２８内に捜索船３０、探知領域３３、被探知領域３４、通常行動の水中物体２９および回避行動の水中物体３５が示されている。図１７に示した水中物体の初期位置と比べると、通常行動または回避行動により、通常行動の水中物体２９および回避行動の水中物体３５が密に存在する場所と、水中物体の存在が少ない場所が生じている。 FIG. 17 shows an example in which underwater objects are arranged. In FIG. 17, an error region 40 centering on a point where an underwater object has existed in the past in the search region 28 is set, and the underwater objects 29 are densely arranged. The error area 40 is an area set assuming a range in which an underwater object that has been recognized in the past can move. In the present embodiment, the range of the error region 40 is set based on a distance set in advance as a distance from the search point. The error region 40 may be changed according to the elapsed time from the time when the underwater object was recognized in the past. The simulation unit 103 performs a simulation for obtaining a position when the underwater object behaves according to the behavior definition when the search boat is moved according to the course and speed information set in the storage unit 102. FIG. 18 shows an example of the distribution of the position of the underwater object after the position of the underwater object is predicted. FIG. 18 shows a search ship 30, a detection area 33, a detected area 34, an underwater object 29 in a normal action, and an underwater object 35 in an avoidance action in a search area 28. Compared with the initial position of the underwater object shown in FIG. 17, there are a place where the underwater object 29 of the normal action and the underwater object 35 of the avoidance action are densely present and a place where the presence of the underwater object is small due to the normal action or the avoidance action. Has occurred.
シミュレーション部１０３の予測により水中物体の位置が定まると、計算領域判定部１０４は受信位置の設定位置を予測する際に考慮する必要のある領域を判断する（ステップ２７）。受信装置の設置位置の予測に必要な領域を判断すると、計算領域判定部１０４はその領域に含まれる水中物体の位置情報を抽出する。制御部１０７は計算領域判定部１０４で位置情報が検出された水中物体について反響波の強度すなわちエコーレベルを計算することにより、１つの水中物体に関するエコーレベルマップを生成する（ステップ２８）。対象と判断された水中物体についてのエコーレベルマップの生成を完了すると、エナジーマップ生成部１０５は生成されたエコーレベルマップを積算しエナジーマップを生成する（ステップ２９）。 When the position of the underwater object is determined by the prediction of the simulation unit 103, the calculation region determination unit 104 determines a region that needs to be considered when predicting the set position of the reception position (step 27). When a region necessary for predicting the installation position of the receiving device is determined, the calculation region determination unit 104 extracts position information of the underwater object included in the region. The control unit 107 generates an echo level map for one underwater object by calculating the intensity of the echo wave, that is, the echo level, for the underwater object whose position information is detected by the calculation area determination unit 104 (step 28). When the generation of the echo level map for the underwater object determined to be the target is completed, the energy map generation unit 105 integrates the generated echo level maps to generate the energy map (step 29).
エナジーマップの生成が終わると、表示部１０６は回避行動等のシミュレーションによる水中物体の存在位置の予測結果およびエナジーマップを重畳した表示を行う（ステップ３０）。ある時刻におけるエナジーマップの表示が終わると、制御部１０７は捜索期間分の計算が完了したかを判断する（ステップ３１）。捜索期間が残っていると判断した場合（ステップ３１でＮｏ）、ステップ２６に戻り、捜索船がさらに動いた場合の、エナジーマップの生成が行われて、捜索船、水中物体の位置とともに表示が行われる。このような動作の繰り返しにより表示部１０６には時間経過ごとの捜索船、水中物体の位置およびエナジーマップの変化の様子が表示される。捜索期間分の計算を完了したと判断した場合は（ステップ３１でＹｅｓ）、受信位置の予測装置はシミュレーションの動作を完了する。 When the generation of the energy map is finished, the display unit 106 performs display in which the prediction result of the position of the underwater object by the simulation of avoidance behavior and the energy map are superimposed (step 30). When the display of the energy map at a certain time is finished, the control unit 107 determines whether the calculation for the search period has been completed (step 31). If it is determined that the search period remains (No in step 31), the process returns to step 26, and an energy map is generated when the search ship further moves, and the display is displayed together with the position of the search ship and the underwater object. Done. By repeating such an operation, the display unit 106 displays the state of the search ship, the position of the underwater object, and the energy map as time passes. When it is determined that the calculation for the search period has been completed (Yes in step 31), the reception position prediction apparatus completes the simulation operation.
本実施形態の受信位置の予測装置は、過去に水中物体が存在した位置など水中物体が存在する確率が高い位置に水中物体を密に配置して、存在位置の変化の予測を行っている。過去に存在した地点を中心とし、水中物体を密に配置して予測計算を行うことにより精度の高い受信位置の予測が可能となる。 The receiving position prediction apparatus according to the present embodiment predicts a change in an existing position by densely arranging underwater objects at positions where there is a high probability that an underwater object exists, such as a position where an underwater object has existed in the past. The prediction of the receiving position with high accuracy can be performed by performing prediction calculation with densely placed underwater objects centering on a point existing in the past.
第１の実施形態および第２の実施形態における受信位置の予測は、専用の装置だけでなく汎用の電子計算機を用いてコンピュータプログラムにより行うこともできる。また、受信位置の予測は専用の装置と汎用の電子計算機の組み合わせにより構成された装置で行うこともできる。 The prediction of the reception position in the first embodiment and the second embodiment can be performed by a computer program using a general-purpose computer as well as a dedicated device. The reception position can also be predicted by a device configured by a combination of a dedicated device and a general-purpose computer.
本発明の第３の実施形態について図１９を参照して詳細に説明する。図１９は本実施形態の受信位置予測装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の受信位置予測装置は、信号到達領域予測手段５１と、行動予測手段５２と、領域判断手段５３と、反響波計算手段５４と、マップ生成手段５５とを備えている。信号到達領域予測手段５１は、送信装置から音波の到達する領域を計算して信号到達領域として出力する。行動予測手段５２は、所定の領域内に配置された複数の物体の位置変化を、信号到達領域および物体に関する所定の設定情報に基づいて予測して物体の位置変化後の位置情報を第１の物体位置情報として出力する。領域判断手段５３は、信号到達領域の領域内に第１の物体位置情報が含まれる物体の位置情報を第２の物体位置情報として出力する。反響波計算手段５４は、送信装置からの音波が、第２の物体位置情報の位置に存在する各物体で反響する際の反響波の強度を計算する。マップ生成手段５５は、反響波計算手段５４により計算された複数の物体からの反響波の強度を加算し各座標における反響波の強度分布を算出する。 A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 19 shows an outline of the configuration of the reception position prediction apparatus of this embodiment. The reception position prediction apparatus of this embodiment includes a signal arrival region prediction unit 51, a behavior prediction unit 52, a region determination unit 53, an echo wave calculation unit 54, and a map generation unit 55. The signal arrival area prediction means 51 calculates the area where the sound wave reaches from the transmission device and outputs it as a signal arrival area. The behavior predicting means 52 predicts position changes of a plurality of objects arranged in a predetermined area based on predetermined setting information related to the signal arrival area and the object, and uses the first position information after the position change of the object. Output as object position information. The area determination unit 53 outputs position information of an object in which the first object position information is included in the area of the signal arrival area as second object position information. The echo wave calculation means 54 calculates the intensity of the echo wave when the sound wave from the transmitter echoes at each object existing at the position of the second object position information. The map generation means 55 adds the intensity of the echo waves from a plurality of objects calculated by the echo wave calculation means 54 and calculates the intensity distribution of the echo waves at each coordinate.
本実施形態の受信位置予測装置では、物体の位置変化を予測して位置変化後の位置情報が信号到達領域の領域内である場合に、その物体の反響波の強度の計算を行っている。そのため、作業者は物体を配置する複雑な作業を必要とせず、反響波の強度を計算する領域を限定していることから計算結果を短時間で得ることができる。また、複数の物体からの反響波の強度から反響波の強度分布の算出を行っており、受信装置を配置するのに適した場所についての情報を強度分布から得ることができる。以上より、本実施形態の受信位置予測装置を用いると、作業者の複雑な作業を必要とせずに短時間で最適な受信位置に関する情報を得ることができる。 In the reception position prediction apparatus of the present embodiment, when the position change of an object is predicted and the position information after the position change is within the signal arrival area, the intensity of the echo wave of the object is calculated. Therefore, the operator does not need a complicated operation of arranging the object, and the calculation result can be obtained in a short time since the region for calculating the intensity of the echo wave is limited. Further, the intensity distribution of the echo wave is calculated from the intensity of the echo wave from a plurality of objects, and information about a place suitable for placing the receiving device can be obtained from the intensity distribution. As described above, when the reception position prediction apparatus according to the present embodiment is used, it is possible to obtain information on the optimal reception position in a short time without requiring a complicated operation by the operator.
本発明は、マルチスタティックソーナーを使用する船舶等においてソーナーの受信位置を予測する技術として用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a technique for predicting the reception position of a sonar in a ship or the like that uses a multistatic sonar.
１ 水面
２ 混合層の音速プロファイル
３ 水温躍層の音速プロファイル
４ 深海等温層の音速プロファイル
５ 送受信装置
６ 水面
７ 海底
８ 水中物体
９ 経路
１０ 経路
１１ 経路
１２ 経路
１３ 送信装置
１４ 経路
１５ 受信装置
１６ 受信装置
１７ 送信位置
１８ 水中物体の予測位置
１９ 計算方向
２０ 経路
２１ 深さ
２２ 領域
２３ 矢印
２４ 位置
２５ 深さ
２６ 領域
２７ 位置
２８ 捜索領域
２９ 水中物体
３０ 捜索船
３１ 航跡
３２ 発見済みの水中物体
３３ 探知領域
３４ 被探知領域
３５ 水中物体
３６ 強度のもっとも強い箇所
３７ 一定以上の強度の箇所
３８ 一定以上の強度の箇所
３９ 斜線部
４０ 誤差領域
５１ 信号到達領域予測手段
５２ 行動予測手段
５３ 領域判断手段
５４ 反響波計算手段
５５ マップ生成手段
１０１ 入力部
１０２ 記憶部
１０３ シミュレーション部
１０４ 計算領域判定部
１０５ エナジーマップ生成部
１０６ 表示部
１０７ 制御部
Ｓ１−Ｓ１１ 受信位置予測の各ステップ
Ｓ２１−Ｓ３１ 受信位置予測の各ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water surface 2 Sound velocity profile of mixed layer 3 Sound velocity profile of water temperature climatic layer 4 Sound velocity profile of deep sea isothermal layer 5 Transmitter / receiver 6 Water surface 7 Sea bottom 8 Underwater object 9 Path 10 Path 11 Path 12 Path 13 Transmitter 14 Path 15 Receiver 16 Receive Device 17 Transmission position 18 Predicted position of underwater object 19 Calculation direction 20 Path 21 Depth 22 Area 23 Arrow 24 Position 25 Depth 26 Area 27 Position 28 Search area 29 Underwater object 30 Search ship 31 Wake 32 Discovered underwater object 33 Detection Area 34 Detected area 35 Underwater object 36 Strongest point 37 Stronger than a certain level 38 Stronger than a certain level 39 Shaded part 40 Error area 51 Signal arrival area predicting means 52 Action predicting means 53 Area judging means 54 Resonance Wave calculation means 55 Map generation means 101 ON Power unit 102 Storage unit 103 Simulation unit 104 Calculation region determination unit 105 Energy map generation unit 106 Display unit 107 Control unit S1-S11 Receiving position prediction steps S21-S31 Receiving position prediction steps
Claims (9)
所定の領域内に配置された複数の物体の位置変化を、前記信号到達領域および前記物体に関する所定の設定情報に基づいて予測して前記物体の位置変化後の位置情報を第１の物体位置情報として出力する行動予測手段と、
前記信号到達領域の領域内に前記第１の物体位置情報が含まれる前記物体の位置情報を第２の物体位置情報として出力する領域判断手段と、
前記送信装置からの前記音波が、第２の物体位置情報の位置に存在する各物体で反響する際の反響波の強度を計算する反響波計算手段と、
前記反響波計算手段により計算された複数の物体からの前記反響波の強度を加算し各座標における前記反響波の強度分布を算出するマップ生成手段とを備えることを特徴とするソーナーの受信位置予測装置。 A signal arrival area predicting means for calculating an area where a sound wave reaches from a transmission device and outputting it as a signal arrival area;
Position change of a plurality of objects arranged in a predetermined area is predicted based on predetermined setting information about the signal arrival area and the object, and position information after the position change of the object is first object position information. Action prediction means for outputting as
Area determination means for outputting the position information of the object in which the first object position information is included in the area of the signal arrival area as second object position information;
Reverberation wave calculating means for calculating the intensity of the reverberant wave when the sound wave from the transmission device reverberates at each object existing at the position of the second object position information;
A sonar reception position prediction comprising: map generation means for adding the intensity of the echo wave from a plurality of objects calculated by the echo wave calculation means to calculate the intensity distribution of the echo wave at each coordinate. apparatus.
前記マップ生成手段は、前記送信装置の移動による前記物体の位置変化から生じる前記反響波の強度分布の変化を時間経過ごとに算出する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のソーナーの受信位置予測装置。 The behavior predicting means includes means for predicting a position change of the object when the transmitting apparatus moves, and outputting position information after the position change as the first object information,
2. The sonar according to claim 1, wherein the map generation unit includes a unit that calculates a change in an intensity distribution of the echo wave caused by a change in the position of the object due to a movement of the transmission device over time. Reception position prediction device.
所定の領域内に配置された複数の物体の位置変化を、前記信号到達領域および前記物体に関する所定の設定情報に基づいて予測して前記物体の位置変化後の位置情報を第１の物体位置情報として出力し、
前記信号到達領域の領域内に前記第１の物体位置情報が含まれる前記物体の位置情報を第２の物体位置情報として出力し、
前記送信装置からの前記音波が、第２の物体位置情報の位置に存在する各物体で反響する際の反響波の強度を計算し、
複数の物体からの前記反響波の強度を加算し各座標における前記反響波の強度分布を算出することを特徴とするソーナーの受信位置予測方法。 Calculate the area where the sound wave reaches from the transmitter and output it as the signal arrival area,
Position change of a plurality of objects arranged in a predetermined area is predicted based on predetermined setting information about the signal arrival area and the object, and position information after the position change of the object is first object position information. Output as
Outputting the position information of the object including the first object position information in the area of the signal arrival area as second object position information;
Calculating the intensity of the reverberant wave when the sound wave from the transmitting device reverberates at each object present at the position of the second object position information;
A method for predicting a reception position of a sonar, comprising: adding the intensities of the echo waves from a plurality of objects to calculate an intensity distribution of the echo waves at each coordinate.
前記送信装置の移動による前記物体の位置変化から生じる前記反響波の強度分布の変化を時間経過ごとに算出することを特徴とする請求項５に記載のソーナーの受信位置予測方法。 Predicting the position change of the object when the transmission device moves, the position information after the position change is output as the first object information,
6. The sonar reception position prediction method according to claim 5, wherein a change in intensity distribution of the echo wave resulting from a change in position of the object due to movement of the transmission device is calculated over time.
所定の領域内に配置された複数の物体の位置変化を、前記信号到達領域および前記物体に関する所定の設定情報に基づいて予測して前記物体の位置変化後の位置情報を第１の物体位置情報として出力する行動予測機能と、
前記信号到達領域の領域内に前記第１の物体位置情報が含まれる前記物体の位置情報を第２の物体位置情報として出力する領域判断機能と、
前記送信装置からの前記音波が、第２の物体位置情報の位置に存在する各物体で反響する際の反響波の強度を計算する反響波計算機能と、
前記反響波計算機能により計算された複数の物体からの前記反響波の強度を加算し各座標における前記反響波の強度分布を算出するマップ生成機能とを備えることを特徴とするソーナーの受信位置予測用プログラム。 A signal arrival area prediction function for calculating an area where a sound wave reaches from a transmission device and outputting it as a signal arrival area;
Position change of a plurality of objects arranged in a predetermined area is predicted based on predetermined setting information about the signal arrival area and the object, and position information after the position change of the object is first object position information. Action prediction function to output as
An area determination function for outputting the position information of the object including the first object position information in the area of the signal arrival area as second object position information;
An echo wave calculation function for calculating the intensity of the echo wave when the sound wave from the transmission device echoes at each object present at the position of the second object position information;
A sonar reception position prediction comprising: a map generation function for adding the intensity of the echo wave from a plurality of objects calculated by the echo wave calculation function to calculate the intensity distribution of the echo wave at each coordinate Program.
Priority Applications (1)
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