JP3358723B2 - Sonar display method and device - Google Patents
Sonar display method and deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水中に発信した音
波による目標からの反響音を表示するソーナー表示（Ａ
ＳＩ；Amplitude Structure Indicator）に関し、特に
目標らしき反響音を詳細に解析し、真か偽かを判定する
ための目標類別用補助用ソーナー表示を行うことを可能
としたソーナー表示方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sonar display (A) for displaying reverberation sound from a target due to sound waves transmitted underwater.
More particularly, the present invention relates to a sonar display method and apparatus that enable detailed analysis of a reverberation sound that seems to be a target and display a target classification auxiliary sonar for determining whether the target is true or false.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のソーナー表示装置の一例が特開昭
５９−７２０７３号公報に記載されている。図７は、こ
の種の表示装置による表示例を示す図である。広域捜索
用として横軸を方位、縦軸を距離とするＢスコープと呼
ばれる表示と、目標類別用の補助表示として、広域捜索
表示の一部分を拡大して表示するＳＳＩ(Sector Scan I
ndicator)と呼ばれる表示とからなる、一般に使用され
ているソーナー表示方式である。2. Description of the Related Art An example of a conventional sonar display device is described in Japanese Patent Laid-Open No. 59-72073. FIG. 7 is a diagram showing a display example of this type of display device. An SSI (Sector Scan I) that enlarges and displays a part of the wide search display as an auxiliary display for target classification, and a display called a B scope with the horizontal axis as the azimuth and the vertical axis as the distance for wide search.
ndicator), which is a commonly used sonar display method.
【０００３】図８は、このソーナー表示装置の一例を示
すブロック図である。送受波器２０１、スプリットビー
ム形成回路２０２、相関演算回路２０３、位相差検出回
路２０４、出力検波回路２０５、区間誤差分散演算回路
２０６、ゲート回路２０７、閾値設定回路２０８、Ｂス
コープ表示生成回路２０９及びＳＳＩ表示生成回路２１
０から構成されている。このような構成を有する従来の
ソーナー表示装置は、ＳＳＩ用の表示データを以下の動
作により生成する。FIG. 8 is a block diagram showing an example of this sonar display device. The transducer 201, the split beam forming circuit 202, the correlation operation circuit 203, the phase difference detection circuit 204, the output detection circuit 205, the section error variance operation circuit 206, the gate circuit 207, the threshold setting circuit 208, the B scope display generation circuit 209, SSI display generation circuit 21
0. The conventional sonar display device having such a configuration generates display data for SSI by the following operation.
【０００４】送受波器２０１は入力された音響信号を電
気信号に変換しスプリットビーム形成回路２０２に出力
する。スプリットビーム形成回路２０２は、任意の方位
に対して受波指向性の等しい２つの受信ビームを形成
し、前記電気信号のビーム出力を相関演算回路２０３に
送出する。相関演算回路２０３は前記ビーム出力を相関
演算し位相差検出回路２０４に出力する。位相差検出回
路２０４は前記相関演算出力からソーナー目標の位相差
を求める。出力検波回路２０５は、位相差検出回路２０
４からの位相差情報を入力しソーナー目標の方位、振幅
の情報を出力する。A transducer 201 converts an input acoustic signal into an electric signal and outputs the electric signal to a split beam forming circuit 202. The split beam forming circuit 202 forms two reception beams having the same reception directivity in an arbitrary direction, and sends the beam output of the electric signal to the correlation operation circuit 203. The correlation operation circuit 203 performs a correlation operation on the beam output and outputs the result to the phase difference detection circuit 204. The phase difference detection circuit 204 obtains a phase difference of a sonar target from the correlation operation output. The output detection circuit 205 is connected to the phase difference detection circuit 20.
4, and outputs information on the direction and amplitude of the sonar target.
【０００５】一方、区間誤差分散演算回路２０６は、位
相差検出回路２０４で得られる位相差情報を、ソーナー
の運用条件などからあらかじめ任意に特定できる距離区
間で順次サンプリングしつつ演算し、前記位相差の距離
軸上の誤差分散（区間誤差分散）を出力する。閾値設定
回路２０８は、区間誤差分散をソーナー運用条件などか
らあらかじめ特定できる閾値と比較し、ゲート回路２０
７はそれ以下となる区間の出力検波回路２０５からの振
幅出力のみを出力し、Ｂスコープ表示生成回路２０９
は、出力検波回路２０５からの前記振幅出力から、方
位、距離の直交座標で振幅値に対応した輝度に変換し、
陰極線管表示（ＣＲＴ）の表示ドット数にあわせデータ
の間引きを行い、Ｂスコープ用の表示データを生成す
る。さらに、ＳＳＩ表示生成回路２１０は、Ｂスコープ
表示上のカーソル位置を中心にソーナー運用条件などか
らあらかじめ特定した方位・距離の範囲で、Ｂスコープ
表示生成回路２０９で生成した表示データを切り出し、
拡大してＳＳＩ用の表示データを生成する。On the other hand, the section error variance calculation circuit 206 calculates the phase difference information obtained by the phase difference detection circuit 204 while sequentially sampling the phase difference information in a distance section that can be arbitrarily specified in advance based on the operating conditions of the sonar. The error variance (interval error variance) on the distance axis is output. The threshold value setting circuit 208 compares the section error variance with a threshold value which can be specified in advance from the sonar operating conditions and the like, and
7 outputs only the amplitude output from the output detection circuit 205 in a section where the amplitude is less than that, and outputs a B scope display generation circuit 209.
Converts the amplitude output from the output detection circuit 205 into brightness corresponding to the amplitude value in the azimuth and distance orthogonal coordinates,
The data is thinned out in accordance with the number of display dots of a cathode ray tube display (CRT) to generate display data for the B scope. Further, the SSI display generation circuit 210 cuts out the display data generated by the B scope display generation circuit 209 in the range of the azimuth and the distance specified in advance from the sonar operating conditions and the like around the cursor position on the B scope display,
The display data for SSI is generated by enlargement.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来のソーナー表示装
置は、目標振幅を方位軸、距離軸の２軸平面上に輝度変
調で表示するものであるため、振幅の広がりを特徴とし
て捉えることは可能であるが、振幅の立体的な立ち上が
りや立ち下がりなど連続した変化を視覚的に捉えること
は困難であり、目標信号の特徴が振幅の構造にある場合
に、従来のＳＳＩ表示ではオペレータに対して目標の特
徴を直感的に訴えにくいという問題がある。Since the conventional sonar display device displays the target amplitude on the two-axis plane of the azimuth axis and the distance axis by luminance modulation, it is possible to capture the spread of the amplitude as a feature. However, it is difficult to visually grasp continuous changes such as a three-dimensional rise and fall of the amplitude, and when the characteristic of the target signal is the amplitude structure, the conventional SSI display requires the operator There is a problem that it is difficult to intuitively appeal the characteristics of the target.
【０００７】また、従来のＳＳＩ表示では、表示の方位
軸が角度(DEG)と距離軸が距離(yd)という異なった尺度
の軸を使用した座標系を用いるものであるため、目標の
大きさを定量的に解析できないという問題がある。Further, in the conventional SSI display, the azimuth axis of the display uses a coordinate system using axes of different scales of an angle (DEG) and a distance axis of a distance (yd). Cannot be quantitatively analyzed.
【０００８】（発明の目的）本発明の目的は、ソーナー
目標の振幅構造を直感的に理解することを可能とすると
ともに、目標の大きさや寸法を定量的に解析することが
できる類別補助用のソーナー表示装置を提供することに
ある。(Object of the Invention) It is an object of the present invention to make it possible to intuitively understand the amplitude structure of a sonar target and to classify the target so as to quantitatively analyze the size and size of the target. It is to provide a sonar display device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のソーナー表示方
法は、水中に音波を発信し目標からの反響音を受波し、
任意の方位に対して形成したスプリットビームにより受
信して表示画面上に目標を表示するソーナー表示方法に
おいて、スプリットビームによる受信信号の相関演算出
力から目標信号の位相差を求めて目標の方位、距離情報
及び振幅情報を出力し、あらかじめ特定した距離区間の
おける前記位相差の区間誤差分散を演算し、前記区間誤
差分散の所定閾値以下の区間の前記方位、距離情報及び
振幅情報のみを取り出し、前記方位、距離情報及び振幅
情報を幅、長さ及び振幅でなる３次元表示データとして
表示装置に立体的表示を行うとともに、目標の大きさを
定量的に解析できるように前記振幅情報を幅−長さ２次
元に直交する２次元上に投影した表示情報を生成して目
標類別補助用表示を行うことを特徴とする。According to the sonar display method of the present invention, a sound wave is transmitted underwater to receive a reverberation sound from a target,
In a sonar display method in which a target is received by a split beam formed in an arbitrary direction and a target is displayed on a display screen, a phase difference of the target signal is obtained from a correlation calculation output of a received signal by the split beam to obtain a target direction and distance. Output information and amplitude information, calculate the section error variance of the phase difference in the distance section specified in advance, extract only the azimuth, distance information and amplitude information of the section below a predetermined threshold of the section error variance, the The azimuth, distance information and amplitude information are stereoscopically displayed on the display device as three-dimensional display data having width, length and amplitude, and the amplitude information is width-length so that the size of the target can be quantitatively analyzed. It is characterized in that display information projected onto a two-dimensional plane orthogonal to the two-dimensional plane is generated to perform target classification assisting display.
【００１０】また、前記目標類別補助用表示は、幅−振
幅２次元又は長さ−振幅２次元に対する前記振幅情報の
投影情報の表示とし、前記投影情報の表示は、投影した
振幅情報を曲線近似したフィッティングカーブの表示と
することを特徴とする。The target classification assisting display is a display of projection information of the amplitude information with respect to a width-amplitude two-dimensional or a length-amplitude two-dimension. The fitting curve is displayed.
【００１１】本発明のソーナー表示装置、水中に音波を
発信し目標からの反響音を受波し、任意の方位に対して
形成したスプリットビームにより受信して表示画面上に
目標を表示するソーナー表示装置において、前記スプリ
ットビームによる受信信号の相関演算出力から目標信号
の位相差を求め、目標の方位、距離情報及び振幅情報を
出力する方位振幅算出手段と、前記方位、距離情報から
特定の距離区間における距離軸上の位相差の誤差分散値
を区間誤差分散として求める区間誤差分散演算手段と、
前記区間誤差分散が所定の閾値以下となる区間の前記方
位、距離情報及び振幅情報を取り出す閾値手段と、前記
取り出した方位、距離情報及び振幅情報を一時的に記憶
する記憶手段と、前記記憶された方位、距離情報及び振
幅情報を特定の範囲の幅、長さ及び振幅でなる３次元表
示データとする３次元表示データ生成手段と、前記振幅
情報を幅−長さ２次元に直交する２次元上に投影した表
示情報である目標類別補助用表示データを生成する目標
類別表示手段と、前記３次元表示データと目標類別補助
用表示データとを表示するソーナー表示手段とを有する
ことを特徴とする。The sonar display device of the present invention, a sonar display for transmitting sound waves into water, receiving reverberation sound from a target, receiving the reflected sound with a split beam formed in an arbitrary direction, and displaying the target on a display screen. In the apparatus, a phase difference of a target signal is obtained from a correlation calculation output of a reception signal by the split beam, and a direction amplitude calculation unit that outputs a target direction, distance information and amplitude information, and a specific distance section from the direction and the distance information. Interval error variance calculating means for obtaining an error variance value of a phase difference on the distance axis as an interval error variance,
Threshold means for extracting the azimuth, distance information, and amplitude information of the section in which the interval error variance is equal to or less than a predetermined threshold; storage means for temporarily storing the extracted azimuth, distance information, and amplitude information; Three-dimensional display data generating means for converting the azimuth, distance information, and amplitude information into three-dimensional display data having a specific range of width, length, and amplitude, and a two-dimensional orthogonal to the amplitude information in two dimensions of width-length. It has target classification display means for generating target classification auxiliary display data as display information projected above, and sonar display means for displaying the three-dimensional display data and target classification auxiliary display data. .
【００１２】前記前記３次元表示データ生成手段は、前
記記憶手段からある特定の距離範囲で方位、距離情報及
び振幅情報を切り出し、極座標／直交座標変換により、
幅軸、振幅軸データを幅軸、長さ軸、振幅軸の３次元座
標にマッピングした３次元表示データを生成する３次元
データ生成手段を有し、前記目標類別表示手段は、前記
３次元表示データの振幅を幅軸対振幅軸平面に投影した
幅−振幅２次元表示データを生成する幅−振幅２次元表
示データ生成手段と、前記３次元表示データの振幅情報
を長さ軸対振幅軸に投影した長さ−振幅２次元表示デー
タを生成する長さ−振幅２次元表示データ生成手段と、
前記３次元表示データ、前記幅−振幅２次元表示データ
及び前記長さ−振幅２次元表示データを合成する類別補
助表示手段とを有し、また、前記幅−振幅２次元表示デ
ータ生成手段は、幅−振幅２次元表示データの振幅の変
化を曲線近似した幅フィッティングカーブの表示データ
を生成する幅フィッティング手段でなり、前記長さ−振
幅２次元表示データ生成手段は長さ−振幅２次元表示デ
ータの振幅の変化を曲線近似した長さフィッティングカ
ーブの表示データを生成する長さフィッティング手段か
らなることを特徴とする。具体的には、本発明のソーナ
ー表示装置は、表示の方位軸を幅(yd)と距離軸を長さ(y
d)という同一尺度の軸を使用した座標系の表示データを
生成する手段（図２の１０２）と、目標類別補助用のソ
ーナー表示によりソーナー目標の振幅構造をオペレータ
が直感的に理解できる表示手段（図２の１０３、１０
４、１０５、１０６）とを有する。[0012] The three-dimensional display data generating means cuts out azimuth, distance information and amplitude information from a certain distance range from the storage means, and performs polar / quadrature coordinate conversion.
A three-dimensional data generating unit that generates three-dimensional display data in which the width axis and the amplitude axis data are mapped to three-dimensional coordinates of the width axis, the length axis, and the amplitude axis; Width-amplitude two-dimensional display data generating means for generating width-amplitude two-dimensional display data by projecting the amplitude of the data on the width axis-amplitude axis plane; and amplitude information of the three-dimensional display data on the length axis-amplitude axis. Length-amplitude two-dimensional display data generating means for generating projected length-amplitude two-dimensional display data;
Classification auxiliary display means for synthesizing the three-dimensional display data, the width-amplitude two-dimensional display data, and the length-amplitude two-dimensional display data, and the width-amplitude two-dimensional display data generating means, The width-amplitude two-dimensional display data is width fitting means for generating display data of a width fitting curve obtained by approximating a change in the amplitude of the two-dimensional display data, and the length-amplitude two-dimensional display data generating means is the length-amplitude two-dimensional display data. And a length fitting means for generating display data of a length fitting curve obtained by approximating a change in the amplitude of the curve. Specifically, in the sonar display device of the present invention, the azimuth axis of display is width (yd) and the distance axis is length (y).
d) means for generating display data of a coordinate system using axes of the same scale (102 in FIG. 2), and display means by which an operator can intuitively understand the amplitude structure of a sonar target by means of a sonar display for assisting target classification. (103, 10 in FIG. 2)
4, 105, 106).
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明のソーナー表示装置
の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図１は、水中に音波を発信して目標からの反響音を
受信し、画像上に目標位置を表示する本発明のソーナー
表示装置の実施の形態の全体構成を示すブロック図であ
る。Next, an embodiment of a sonar display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a sonar display device according to the present invention for transmitting a sound wave into water, receiving a reverberation sound from a target, and displaying a target position on an image.
【００１４】本実施の形態は、入力された音響信号を電
気信号に変換する送受波器１と、任意の方位に対して受
波指向性の等しい２つの受信ビームを形成するプリット
ビーム形成手段２と、プリットビーム形成手段２のビー
ム出力の相関演算を行う相関演算手段３と、その出力か
らソーナー目標の位相差を求める位相差検出手段４と、
ソーナー目標の方位、距離及び振幅を出力する出力検波
手段５と、位相差検出手段４で得られる位相差の距離軸
上の誤差分散から、ソーナーの運用条件などからあらか
じめ任意に特定できる距離区間で区間誤差分散を演算す
る区間誤差分散演算手段６と、ソーナー運用条件などか
らあらかじめ特定できる閾値と区間誤差分散とを比較す
る閾値設定手段８と、出力検波手段５からの振幅、方位
出力から前記閾値以下となる区間のもののみを出力する
閾値手段７と、方位、距離及び振幅を一時的に記憶する
記憶手段９と、記憶された方位、距離及び振幅を特定の
範囲で3次元表示データとして目標を立体的に表示する
とともに目標の大きさを定量的に解析できる表示形式を
生成する振幅構造表示生成手段１０とで構成される。In this embodiment, a transmitter / receiver 1 for converting an input acoustic signal into an electric signal, and a split beam forming means 2 for forming two reception beams having the same reception directivity in an arbitrary direction. A correlation calculating means 3 for performing a correlation calculation of the beam output of the split beam forming means 2, a phase difference detecting means 4 for obtaining a phase difference of a sonar target from the output,
Output detection means 5 for outputting the azimuth, distance, and amplitude of the sonar target, and error variance on the distance axis of the phase difference obtained by the phase difference detection means 4 in a distance section that can be arbitrarily specified in advance from the sonar operating conditions and the like. A section error variance calculating means 6 for calculating a section error variance, a threshold setting means 8 for comparing a threshold which can be specified in advance from sonar operating conditions and the like with a section error variance, and a threshold value based on the amplitude and azimuth output from the output detection means 5 Threshold means 7 for outputting only the following sections, storage means 9 for temporarily storing the azimuth, distance and amplitude, and target stored azimuth, distance and amplitude as a three-dimensional display data within a specific range. Are displayed three-dimensionally and an amplitude structure display generation means 10 for generating a display format capable of quantitatively analyzing a target size.
【００１５】図２は、本実施の形態における振幅構造表
示生成手段１０の詳細構成を示すブロック図である。振
幅構造表示生成手段１０は、３次元表示データ生成手段
１０−１と目標類別表示手段１０−２とから構成され、
３次元表示データ生成手段１０−１は、切り出し手段１
０１と、座標変換手段１０２と、３次元データ生成手段
１０３と構成され、目標類別表示手段１０−２は、幅フ
ィッティング手段１０４と、長さフィッティング手段１
０５と、類別補助表示手段１０６とから構成されてい
る。FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the amplitude structure display generation means 10 according to the present embodiment. The amplitude structure display generation means 10 includes a three-dimensional display data generation means 10-1 and a target classification display means 10-2,
The three-dimensional display data generation means 10-1
01, coordinate conversion means 102, and three-dimensional data generation means 103, and the target classification display means 10-2 includes a width fitting means 104 and a length fitting means 1
05 and a classification auxiliary display means 106.
【００１６】次に、図１、２のブロック図を参照して本
実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。ま
ず、図１に示すブロック図において、スプリットビーム
形成手段２は、送受波器１の複数個の電気音響変換素子
の出力信号を整相し、任意の方向に対してそれぞれ等し
い受波指向性を有する左右２つの受信ビームであるスプ
リットビームを複数個形成する。相関演算手段３は、ス
プリットビーム形成手段２により得られた左右２つの受
信ビーム信号間で相関演算を行う。位相差検出手段４
は、相関演算手段３による相関演算結果を利用して左右
２つの受信ビーム信号間で位相差を算出するとともに、
この位相差を受信信号の方位（位相）に変換する。出力
検波手段５は、受信信号の振幅を絶対振幅（単に「振
幅」という。）に変換するとともに受信信号の距離の算
出し、受信信号の方位、距離及び振幅を閾値手段７へ出
力する。区間誤差分散手段６は、位相差検出手段４から
の受信信号方位に基づいて、ソーナーの運用条件などか
らあらかじめ任意に特定できる距離区間における位相の
ばらつき（「分散値」という。）を順次演算して出力す
る。閾値設定手段８は、区間誤差分散手段６から出力さ
れる分散値を、ソーナー運用条件などからあらかじめ特
定できる閾値と比較し、その大小判定を行う。この大小
判定は、分散値σｉ、閾値Ｃとして以下の式により行
い、閾値設定手段８は新たな分散値σｉ（“０”、
“１”）を出力する。Next, the overall operation of the present embodiment will be described in detail with reference to the block diagrams of FIGS. First, in the block diagram shown in FIG. 1, the split beam forming means 2 phasing the output signals of the plurality of electroacoustic transducers of the transducer 1 to have the same receiving directivity in any direction. A plurality of split beams, which are the two left and right reception beams, are formed. The correlation operation unit 3 performs a correlation operation between the two left and right reception beam signals obtained by the split beam formation unit 2. Phase difference detection means 4
Calculates the phase difference between the two left and right receiving beam signals using the correlation calculation result by the correlation calculation means 3,
This phase difference is converted into the azimuth (phase) of the received signal. The output detection means 5 converts the amplitude of the received signal into an absolute amplitude (hereinafter simply referred to as “amplitude”), calculates the distance of the received signal, and outputs the azimuth, distance and amplitude of the received signal to the threshold means 7. The section error dispersing means 6 sequentially calculates a phase variation (referred to as a “dispersion value”) in a distance section that can be arbitrarily specified in advance based on the operating conditions of the sonar based on the received signal direction from the phase difference detecting means 4. Output. The threshold value setting means 8 compares the variance value output from the section error variance means 6 with a threshold value which can be specified in advance from sonar operating conditions or the like, and determines the magnitude thereof. This magnitude determination is performed using the following equation as the variance value σi and the threshold value C, and the threshold value setting means 8 sets a new variance value σi (“0”,
"1") is output.
【００１７】σｉ＞Ｃ、ならば、σｉ＝０ σｉ≦Ｃ、ならば、σｉ＝１ 閾値手段７は、閾値設定手段８からの分散値出力との同
期をとるため、出力検波手段５から出力される受信信号
方位及び振幅を溜め込む。そして同期がとれた分散値σ
ｉ（“０”、“１”）と振幅Ｘｉを使用して、 Ｘｉ＝Ｘｉ×σｉ を算出し、受信信号方位及び新たに算出した振幅Ｘｉを
出力する。記憶手段９は、閾値手段７から出力される受
信信号方位及び振幅を逐次記憶する。If σi> C, then σi = 0, if σi ≦ C, σi = 1. The threshold means 7 outputs from the output detection means 5 to synchronize with the variance output from the threshold setting means 8. The azimuth and amplitude of the received signal are stored. And the synchronized variance σ
Using i (“0”, “1”) and the amplitude Xi, Xi = Xi × σi is calculated, and the received signal direction and the newly calculated amplitude Xi are output. The storage unit 9 sequentially stores the azimuth and amplitude of the received signal output from the threshold unit 7.
【００１８】次に、図２に示す振幅構造表示生成手段１
０のブロック図における動作を説明する。３次元表示デ
ータ生成手段１０−１の切り出し手段１０１は、記憶手
段９に記憶された受信信号方位及び振幅のうち、オペレ
ータが広域捜索表示上で操作するカーソル位置を中心と
する、ソーナー運用条件などからあらかじめ特定できる
距離の範囲を切り出す。Next, the amplitude structure display generating means 1 shown in FIG.
The operation in the block diagram of FIG. The cut-out means 101 of the three-dimensional display data generation means 10-1 outputs the received signal azimuth and amplitude stored in the storage means 9, centering on the cursor position operated by the operator on the wide area search display, sonar operating conditions, etc. Cut out a range of distance that can be specified in advance from.
【００１９】座標変換手段１０２は、切り出し手段１０
１で切り出した極座標データの受信信号方位、距離を直
交座標データの幅及び長さに変換する。この座標変換に
は極座標データの方位θ、距離Ｒとして以下の式を使用
する。The coordinate conversion means 102 includes
The direction and distance of the received signal of the polar coordinate data extracted in step 1 are converted into the width and length of the orthogonal coordinate data. In this coordinate conversion, the following equation is used as the azimuth θ and the distance R of the polar coordinate data.
【００２０】幅 ＝ Ｒ×ｓｉｎ（θ） 長さ ＝ Ｒ×ｃｏｓ（θ） そして、座標変換後カーソル位置を中心とするソーナー
運用条件などからあらかじめ特定できる幅及び長さの距
離範囲で振幅データを切り出す。Width = R × sin (θ) Length = R × cos (θ) Then, after the coordinate conversion, the amplitude data is obtained in a distance range of width and length that can be specified in advance from the sonar operating conditions centering on the cursor position. cut.
【００２１】３次元データ生成手段１０３は、切り出さ
れた幅の範囲の振幅データから、振幅軸、幅軸、長さ軸
に振幅データをマッピングし３次元表示データを生成す
る。The three-dimensional data generating means 103 generates three-dimensional display data by mapping the amplitude data on the amplitude axis, the width axis and the length axis from the amplitude data in the range of the cut-out width.
【００２２】図３は、このような３次元データ生成手段
で生成される３次元表示データの表示例を示す図であ
る。オペレータが指定するカーソル位置周辺における目
標対応データが振幅軸、幅軸、長さ軸の３次元上に線状
に表示される。FIG. 3 is a diagram showing a display example of three-dimensional display data generated by such three-dimensional data generation means. The target corresponding data around the cursor position designated by the operator is linearly displayed on the three-dimensional amplitude axis, width axis, and length axis.
【００２３】次に、目標類別表示手段１０−２の幅フィ
ッティング手段１０４は、座標変換手段１０３で直交座
標データに変換された振幅を、幅軸対振幅平面に投影
し、幅軸に対する振幅変化を曲線近似したフィッティン
グカーブとして幅−振幅の２次元表示データを生成す
る。幅フィッティングカーブ算出には最小二乗法、スプ
ライン法、直線補間式等が使用される。Next, the width fitting means 104 of the target classification display means 10-2 projects the amplitude converted into the rectangular coordinate data by the coordinate conversion means 103 onto a width axis versus amplitude plane, and changes the amplitude with respect to the width axis. The width-amplitude two-dimensional display data is generated as a fitting curve approximated by a curve. For the calculation of the width fitting curve, a least square method, a spline method, a linear interpolation method, or the like is used.
【００２４】図４は、幅フィッティング手段１０４で生
成される幅−振幅の２次元の表示データ例として、幅フ
ィッティングカーブの表示データ例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of display data of a width fitting curve as an example of two-dimensional display data of width-amplitude generated by the width fitting means 104.
【００２５】長さフィッティング手段１０５において
は、座標変換１０２で直交座標に変換された振幅を、長
さ対振幅平面に投影し、長さ軸に対する振幅変化を曲線
近似したフィッティングカーブとして長さ−振幅の２次
元表示データを生成する。長さフィッティングカーブの
算出は、幅フィッティングカーブの算出と同様に最小二
乗法、スプライン法、直線補間式等を使用する。In the length fitting means 105, the amplitude converted into the rectangular coordinates by the coordinate conversion 102 is projected onto a length-amplitude plane, and the amplitude change with respect to the length axis is obtained as a fitting curve obtained by approximating a curve with the length-amplitude. Is generated. The calculation of the length fitting curve uses the least squares method, the spline method, the linear interpolation method, and the like as in the calculation of the width fitting curve.
【００２６】図５は、長さフィッティング手段１０５で
生成される長さ−振幅の２次元の表示データ例として、
長さフィッティングカーブの表示データ例を示す図であ
る。FIG. 5 shows an example of two-dimensional length-amplitude display data generated by the length fitting means 105.
It is a figure showing an example of display data of a length fitting curve.
【００２７】類別補助表示手段１０６は、３次元データ
生成手段１０３から出力される振幅軸、幅軸、長さ軸の
３次元表示データと、幅フィッティング手段１０４及び
長さフィッティング手段１０５から出力される幅及び長
さのフィッティングカーブの表示データとを合成して表
示する表示データを生成し、陰極線管表示装置（ＣＲ
Ｔ）に出力する。The classification auxiliary display means 106 outputs three-dimensional display data of the amplitude axis, the width axis, and the length axis output from the three-dimensional data generation means 103, and outputs the data from the width fitting means 104 and the length fitting means 105. The display data to be displayed by combining the display data of the width and the length fitting curve is generated, and the cathode ray tube display (CR
T).
【００２８】図６は、類別補助表示手段１０６で生成さ
れる振幅−幅−長さの３次元の表示データ例を示す図で
ある。オペレータが指定するカーソル位置周辺における
目標対応データが振幅軸、幅軸、長さ軸の３次元上に線
状に表示される図３に示す３次元表示データに加え、図
４及び図５に示す幅−振幅２次元表示データ及び長さ−
振幅の２次元表示例データを表示する例を示している。FIG. 6 is a diagram showing an example of three-dimensional display data of amplitude-width-length generated by the classifying auxiliary display means 106. In addition to the three-dimensional display data shown in FIG. 3 in which the target corresponding data around the cursor position designated by the operator is linearly displayed on the three-dimensional amplitude axis, width axis, and length axis, as shown in FIGS. 4 and 5 Width-2D display data and length-
The example which displays the two-dimensional display example data of an amplitude is shown.
【００２９】本実施の形態では、長さ−振幅２次元表示
データ及び幅−振幅の２次元表示データは図３に示す振
幅軸、幅軸、長さ軸の３次元上の線状表示上に、図４及
び図５の長さ軸対振幅軸平面及び幅軸対振幅軸平面上に
合成表示した例として示したが、類別補助表示の表示位
置は任意の箇所に設定することが可能である。また、各
２次元表示データは振幅を曲線近似した幅及び長さのフ
ィッティングカーブの表示データに代えて幅及び長さの
振幅データをそのまま表示するようにしてもよいことは
云うまでもない。In the present embodiment, two-dimensional display data of length-amplitude and two-dimensional display data of width-amplitude are displayed on a three-dimensional linear display of the amplitude axis, width axis, and length axis shown in FIG. 4 and 5 are shown on the length axis vs. amplitude axis plane and the width axis vs. amplitude axis plane, but the display position of the classification auxiliary display can be set to an arbitrary position. . Further, it goes without saying that the amplitude data of the width and the length may be directly displayed as the two-dimensional display data instead of the display data of the fitting curve of the width and the length in which the amplitude is approximated by a curve.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、目標信号の振幅（値）
の振幅軸、幅軸、長さ軸の３次元表示に加えて、振幅を
２次元上に投影した表示を行うことにより、目標の構造
について人間の直感により容易に理解できるようにする
ことが可能である。According to the present invention, the amplitude (value) of the target signal is obtained.
In addition to the three-dimensional display of the amplitude axis, width axis, and length axis of the object, by displaying the amplitude projected onto two dimensions, the target structure can be easily understood by human intuition. It is.
【００３１】また、２次元上の投影表示として、振幅の
幅−振幅２次元への投影表示及び振幅の長さ−振幅２次
元への投影表示とすること、更に、投影した振幅値の曲
線近似を行ったフィッティングカーブの表示とすること
により、目標の幅及び長さ方向の形状等が明瞭に把握す
ることが可能である。As the two-dimensional projection display, an amplitude width-amplitude two-dimensional projection display and an amplitude length-amplitude two-dimensional projection display are used. By displaying the fitting curve subjected to the above, it is possible to clearly grasp the shape and the like in the target width and length directions.
【００３２】更に、目標信号の表示データを目標の大き
さを判別できる幅及び長さの尺度に変換して表示するよ
うにいているから、目標の大きさや寸法を定量的に解析
することが可能である。Further, since the display data of the target signal is converted and displayed on a scale of width and length for discriminating the size of the target, the size and size of the target can be quantitatively analyzed. It is.
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】振幅構造表示生成手段の実施の形態の構成を示
すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of an amplitude structure display generation unit.
【図３】３次元データ生成手段で生成される表示データ
例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of display data generated by a three-dimensional data generation unit.
【図４】幅フィッティング手段で生成される表示データ
例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of display data generated by a width fitting unit.
【図５】長さフィッティング手段で生成される表示デー
タ例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of display data generated by a length fitting unit.
【図６】類別補助表示手段で生成される表示データ例を
示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of display data generated by a classification auxiliary display unit.
【図７】従来の装置における表示例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a display example in a conventional device.
【図８】従来のソーナー装置の一例の形態の構成を示す
ブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an example of a conventional sonar device.
１ 送受波器 ２ スプリットビーム形成手段 ３ 相関演算手段 ４ 位相差算出手段 ５ 出力検波手段 ６ 区間誤差分散手段 ７ 閾値手段 ８ 閾値設定手段 ９ 記憶手段 １０ 振幅構造表示生成手段 １０１ 切り出し手段 １０２ 座標変換手段 １０３ ３次元データ生成手段 １０４ 幅フィッティング手段 １０５ 長さフィッティング手段 １０６ 類別補助表示手段 ２０１ 送受波器 ２０２ スプリットビーム形成回路 ２０３ 相関演算回路 ２０４ 位相差検出回路 ２０５ 出力検波回路 ２０６ 区間誤差分散演算回路 ２０７ ゲート回路 ２０８ 閾値設定回路 ２０９ Ｂスコープ表示生成回路 ２１０ ＳＳＩ表示生成回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmitter / receiver 2 Split beam forming means 3 Correlation calculating means 4 Phase difference calculating means 5 Output detecting means 6 Section error dispersion means 7 Threshold means 8 Threshold setting means 9 Storage means 10 Amplitude structure display generation means 101 Cutout means 102 Coordinate conversion means 103 Three-dimensional data generation means 104 Width fitting means 105 Length fitting means 106 Classification auxiliary display means 201 Transmitter / receiver 202 Split beam forming circuit 203 Correlation calculation circuit 204 Phase difference detection circuit 205 Output detection circuit 206 Section error dispersion calculation circuit 207 Gate Circuit 208 Threshold setting circuit 209 B scope display generation circuit 210 SSI display generation circuit
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/64 G01S 15/00-15/96
Claims (6)
受波し、任意の方位に対して形成したスプリットビーム
により受信して表示画面上に目標を表示するソーナー表
示方法において、 スプリットビームによる受信信号の相関演算出力から目
標信号の位相差を求めて目標の方位、距離情報及び振幅
情報を出力し、あらかじめ特定した距離区間のおける前
記位相差の区間誤差分散を演算し、前記区間誤差分散の
所定閾値以下の区間の前記方位、距離情報及び振幅情報
のみを取り出し、前記方位、距離情報及び振幅情報を
幅、長さ及び振幅でなる３次元表示データとして表示装
置に立体的表示を行うとともに、目標の大きさを定量的
に解析できるように前記振幅情報を幅−長さ２次元に直
交する２次元上に投影した表示情報を生成して目標類別
補助用表示を行うことを特徴とするソーナー表示方法。1. A sonar display method for transmitting a sound wave into water, receiving a reverberation sound from a target, receiving the reflected sound with a split beam formed in an arbitrary direction, and displaying the target on a display screen. Calculating the phase difference of the target signal from the correlation calculation output of the received signal, outputting the target azimuth, distance information and amplitude information, calculating the section error variance of the phase difference in a previously specified distance section, and calculating the section error Only the azimuth, distance information, and amplitude information of the section equal to or less than the predetermined threshold value of the variance are extracted, and the azimuth, distance information, and amplitude information are three-dimensionally displayed on a display device as three-dimensional display data having width, length, and amplitude. At the same time, in order to quantitatively analyze the size of the target, display information is generated by projecting the amplitude information on a two-dimensional plane orthogonal to the width-length two-dimensional plane, and the target classification information is generated. Sonar display method and performing use display.
次元又は長さ−振幅２次元に対する前記振幅情報の投影
情報の表示とすることを特徴とする請求項１記載のソー
ナー表示方法。2. The target classification assisting display includes a width-amplitude 2
2. The sonar display method according to claim 1, wherein projection information of the amplitude information is displayed for two dimensions or length-amplitude.
報を曲線近似したフィッティングカーブの表示とするこ
とを特徴とする請求項２記載のソーナー表示方法。3. The sonar display method according to claim 2, wherein the display of the projection information is a display of a fitting curve obtained by approximating a curve of the projected amplitude information.
受波し、任意の方位に対して形成したスプリットビーム
により受信して表示画面上に目標を表示するソーナー表
示装置において、 前記スプリットビームによる受信信号の相関演算出力か
ら目標信号の位相差を求め、目標の方位、距離情報及び
振幅情報を出力する方位振幅算出手段と、前記方位、距
離情報から特定の距離区間における距離軸上の位相差の
誤差分散値を区間誤差分散として求める区間誤差分散演
算手段と、前記区間誤差分散が所定の閾値以下となる区
間の前記方位、距離情報及び振幅情報を取り出す閾値手
段と、前記取り出した方位、距離情報及び振幅情報を一
時的に記憶する記憶手段と、前記記憶された方位、距離
情報及び振幅情報を特定の範囲の幅、長さ及び振幅でな
る３次元表示データとする３次元表示データ生成手段
と、前記振幅情報を幅−長さ２次元に直交する２次元上
に投影した表示情報である目標類別補助用表示データを
生成する目標類別表示手段と、前記３次元表示データと
目標類別補助用表示データとを表示するソーナー表示手
段とを有することを特徴とするソーナー表示装置。4. A sonar display device for transmitting a sound wave into water, receiving a reverberation sound from a target, receiving the reflected sound with a split beam formed in an arbitrary direction, and displaying the target on a display screen, Azimuth amplitude calculating means for obtaining the phase difference of the target signal from the correlation calculation output of the received signal by the beam, and outputting the azimuth, distance information and amplitude information of the target; Interval error variance calculating means for obtaining an error variance value of a phase difference as an interval error variance; threshold means for extracting the azimuth, distance information, and amplitude information of the section in which the interval error variance is equal to or less than a predetermined threshold; Storage means for temporarily storing distance information and amplitude information; and storing the stored azimuth, distance information and amplitude information in a specific range of width, length and amplitude. Three-dimensional display data generating means for generating three-dimensional display data; and target classification display means for generating target classification auxiliary display data, which is display information obtained by projecting the amplitude information on a two-dimensional plane orthogonal to a width-length two-dimensional plane. And a sonar display unit for displaying the three-dimensional display data and the target classification assisting display data.
記憶手段からある特定の距離範囲で方位、距離情報及び
振幅情報を切り出し、極座標／直交座標変換により、幅
軸、振幅軸データを幅軸、長さ軸、振幅軸の３次元座標
にマッピングした３次元表示データを生成する３次元デ
ータ生成手段を有し、前記目標類別表示手段は、前記３
次元表示データの振幅を幅軸対振幅軸平面に投影した幅
−振幅２次元表示データを生成する幅−振幅２次元表示
データ生成手段と、前記３次元表示データの振幅情報を
長さ軸対振幅軸に投影した長さ−振幅２次元表示データ
を生成する長さ−振幅２次元表示データ生成手段と、前
記３次元表示データ、前記幅−振幅２次元表示データ及
び前記長さ−振幅２次元表示データを合成する類別補助
表示手段とを有することを特徴とする請求項４記載のソ
ーナー表示装置。5. The three-dimensional display data generating means cuts out the azimuth, distance information and amplitude information from the storage means in a specific distance range, and converts the width axis and amplitude axis data into width axis by polar coordinate / rectangular coordinate conversion. And three-dimensional data generating means for generating three-dimensional display data mapped to three-dimensional coordinates of a length axis and an amplitude axis.
A width-amplitude two-dimensional display data generating means for generating width-amplitude two-dimensional display data by projecting the amplitude of the three-dimensional display data onto a width axis-amplitude axis plane; Length-amplitude two-dimensional display data generating means for generating length-amplitude two-dimensional display data projected on an axis, the three-dimensional display data, the width-amplitude two-dimensional display data, and the length-amplitude two-dimensional display 5. The sonar display device according to claim 4, further comprising classification assisting display means for synthesizing data.
は、幅−振幅２次元表示データの振幅の変化を曲線近似
した幅フィッティングカーブの表示データを生成する幅
フィッティング手段でなり、前記長さ−振幅２次元表示
データ生成手段は長さ−振幅２次元表示データの振幅の
変化を曲線近似した長さフィッティングカーブの表示デ
ータを生成する長さフィッティング手段からなることを
特徴とする請求項５記載のソーナー表示装置。6. The width-amplitude two-dimensional display data generating means includes width fitting means for generating display data of a width fitting curve obtained by approximating a change in amplitude of the width-amplitude two-dimensional display data to a curve. The length-amplitude two-dimensional display data generating means comprises length fitting means for generating display data of a length fitting curve obtained by approximating a change in amplitude of the length-amplitude two-dimensional display data. Sonar display device.
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