JP2000292539A - System and device for three-dimensional visualization for fish finder - Google Patents

System and device for three-dimensional visualization for fish finder

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JP2000292539A
JP2000292539A JP11103816A JP10381699A JP2000292539A JP 2000292539 A JP2000292539 A JP 2000292539A JP 11103816 A JP11103816 A JP 11103816A JP 10381699 A JP10381699 A JP 10381699A JP 2000292539 A JP2000292539 A JP 2000292539A
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data
plane
interpolation
memory
volume
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JP11103816A
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Japanese (ja)
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Sachio Yamato
佐知男 山戸
Daisaku Yamane
大作 山根
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a system and device for three-dimensional visualization to process volume data which are successively updated as a ship advances. SOLUTION: A system for three-dimensional visualization is provided with a volume memory in which a plurality of plane memories is formed along the advancing direction of a ship, transmits a pulse wave toward the sea bottom from an ultrasonic wave transducer provided on the bottom of the ship, and forms plane data from received echo data. At the time of successively writing the plane data in each plane memory of the volume memory, the system successively updates volume data by clearing the data in the last plane memory of the volume memory and writing new plane data in the last plane memory.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、3次元物体の新た
な可視化技術(ボリュームビジュアリゼーション)を適
用した魚群探知器用3次元可視化システム、特にそのた
めのボリュームデータ(3次元空間で定義された数値デ
ータ)の逐次更新処理に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional visualization system for a fish finder to which a new three-dimensional object visualization technique (volume visualization) is applied, and in particular, volume data (numerical data defined in a three-dimensional space) therefor. For the sequential update process.

【0002】[0002]

【従来の技術】CG(コンピュータグラフィックス)に
よるレンダリング手法の1つにレイキャスティング法と
呼ばれる技術がある。この技術では、まず、ボリューム
メモリのメモリ空間上に定義された仮想3次元空間にポ
クセルにより構成された対象物体が配置される。各ボク
セルには、対象物体の内部情報が複数のボクセル値とし
て与えられる。
2. Description of the Related Art One of rendering techniques using CG (computer graphics) is a technique called a ray casting method. In this technique, first, a target object constituted by poxels is arranged in a virtual three-dimensional space defined on a memory space of a volume memory. Each voxel is given internal information of the target object as a plurality of voxel values.

【0003】そして、ボリュームメモリの内容を可視化
するために、ボリュームメモリの中を可視化する視線方
向にレンダリングし、その結果をベースプレーンと呼ぶ
ボリュームメモリの側面または底面に一時的に蓄える。
次に、ベースプレーンの内容を視線に対し垂直な投影面
に投影し、この投影されたデータに基づいて図形が表示
される。
[0003] In order to visualize the contents of the volume memory, rendering is performed in the line of sight to visualize the contents of the volume memory, and the result is temporarily stored on the side or bottom surface of the volume memory called a base plane.
Next, the contents of the base plane are projected onto a projection plane perpendicular to the line of sight, and a graphic is displayed based on the projected data.

【0004】かかるレイキャスティング法によれば、対
象物の様々な内部情報を目的に応じて自由に可視化する
ことが出来る為、生体を始めとする3次元物体の新たな
可視化技術(ボリュームビジュアリゼーション)として
近年注目されている。
According to the ray casting method, since various internal information of the object can be freely visualized according to the purpose, it is used as a new visualization technique (volume visualization) of a three-dimensional object such as a living body. In recent years, it has attracted attention.

【0005】しかし、3次元空間のボクセルを収容する
為には、大容量メモリが必要であり、リアルタイムに演
算出力する為には、そのメモリを高速に読み出す必要が
有るし、更に3次元可視化を実現するには、計算の途中
の経過を収納しておく為の大容量メモリを必要とするこ
とから、従来は主としてソフトウェアにより実現されて
きた。このため、処理時間が多く必要となり、視点や対
象物体が仮想3次元上で移動する場合にも、これらの動
きを反映した画像をリアルタイムに生成するために、ハ
ードウエア化による高速描画処理が、提案されている
(特願平9−251024号)。
However, a large-capacity memory is required to accommodate the voxels in the three-dimensional space, and the memory must be read out at a high speed in order to calculate and output the data in real time. In order to realize this, a large-capacity memory for storing the progress of the calculation is required. Therefore, a lot of processing time is required, and even when the viewpoint and the target object move in virtual three dimensions, high-speed drawing processing by hardware is required to generate an image reflecting these movements in real time. It has been proposed (Japanese Patent Application No. 9-251024).

【0006】更に、これまでのボリュームビジュアリゼ
ーションは、一度取り込んだ固定的なデータに対し、様
々な角度からの可視化を行なっていただけで、逐次更新
されていくボリュームデータの処理は行なわれてこなか
った。このような逐次更新されていく具体的な例として
は、ボリュームビジュアリゼーションの魚群探知器への
応用がある。
Further, in the conventional volume visualization, only fixed data once taken in is visualized from various angles, and processing of volume data that is successively updated has not been performed. As a specific example of such a sequential update, there is an application of a volume visualization to a fish finder.

【0007】魚群探知器は、超音波を発射し、そのエコ
ーを測定し、海中の魚群の位置、大きさ、形状、海底の
形状等を表示する装置である。この魚群探知器は、魚群
の発見を主目的に使用されることから、進行中の船から
主に船の進行方向の海中を表示することになる。ボリュ
ームビジュアリゼーションを魚群探知器へ応用する場
合、進行中の船から計測したデータを、ボリュームデー
タとして蓄積し、これを3次元可視化することとなる。
A fish finder is a device that emits an ultrasonic wave, measures its echo, and displays the position, size, shape, shape of the seabed, and the like of a fish school in the sea. Since this fish finder is mainly used for finding a school of fish, it displays mainly the underwater in the traveling direction of the ship from the ship in progress. When volume visualization is applied to a fish finder, data measured from a ship in progress is accumulated as volume data, and this is visualized three-dimensionally.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このような魚群探知器
用の3次元可視化システムでは、船の進行につれ、進行
方向に次々とデータが追加されていくこととなる。この
ようなデータを有限資源であるメモリに蓄積していくこ
とを考えると、進行方向に新しいデータが付け加えられ
るたびに、後側の古いデータを捨てていく必要が生じ
る。このため、ボリュームビジュアリゼーションの魚群
探知器等への応用には、ボリュームデータの逐次更新処
理が必要となる。
In such a three-dimensional visualization system for a fish finder, data is added one after another in the direction of travel as the ship progresses. Considering that such data is stored in a memory which is a finite resource, every time new data is added in the traveling direction, it is necessary to discard old data on the rear side. For this reason, in order to apply the volume visualization to a fish finder or the like, it is necessary to sequentially update the volume data.

【0009】さらに、魚群探知器を搭載した船が進行に
伴い揺れるから、その測定が不安定となり、特にデータ
を補間する場合の補間処理が困難である。
Furthermore, since the ship equipped with the fish finder shakes as it progresses, its measurement becomes unstable, and it is particularly difficult to perform interpolation processing when interpolating data.

【0010】そこで、本発明は、船の進行・停止状況に
応じて逐次更新されていくボリュームデータの処理を可
能とし、更に船の揺れ等によりその測定が不安定である
場合のデータの補間処理を容易に行える魚群探知器用3
次元可視化システムを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention makes it possible to process volume data that is sequentially updated in accordance with the progress / stop state of a ship, and to perform data interpolation processing when the measurement is unstable due to swaying of the ship or the like. 3 for fish finder that can easily perform
An object is to provide a dimensional visualization system.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の魚群探知器用
3次元可視化システムは、船の進行方向に沿って複数の
面メモリが形成されているボリュームメモリを設け、船
底に設けられた超音波送受波器から海底方向にパルス波
を送信し、受信されたエコーデータから面データを形成
し、この面データを前記ボリュームメモリの各面メモリ
に順次書き込むに際し、前記ボリュームメモリの一番後
ろの面メモリのデータをクリアし、この面メモリに新た
な面データを書き込むことにより、ボリュームデータの
逐次更新処理を行うことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional visualization system for a fish finder, comprising: a volume memory having a plurality of surface memories formed along a traveling direction of a ship; A pulse wave is transmitted from the transmitter / receiver to the bottom of the sea, surface data is formed from the received echo data, and the surface data is sequentially written to each surface memory of the volume memory. It is characterized in that the volume data is sequentially updated by clearing the data in the memory and writing new surface data to the surface memory.

【0012】この構成によれば、新たな面データが取得
された際に、ボリュームメモリを構成する面メモリのう
ちの、1番後ろの面メモリのデータがクリアされ、その
面メモリが1番前に持ってこられ、新たなデータの書き
込みが行われる。これにより、船の進行に合わせて、こ
の処理が繰り返えされるから、ボリュームデータの逐次
更新処理が行われ、魚群探知器における3次元可視化を
リアルタイムに行うことができる。
According to this configuration, when new surface data is acquired, the data of the next surface memory among the surface memories constituting the volume memory is cleared, and the surface memory becomes the first. And new data is written. As a result, this process is repeated according to the progress of the ship, so that the volume data is sequentially updated, and three-dimensional visualization by the fish finder can be performed in real time.

【0013】請求項2の魚群探知器用3次元可視化シス
テムは、請求項1記載の魚群探知器用3次元可視化シス
テムにおいて、ボリュームメモリの船の進行方向に沿っ
た面メモリを、得られる面データの傾き角度だけ傾け
て、この各面メモリに面データを順次書き込むことを特
徴とする。
According to a three-dimensional visualization system for a fish finder according to a second aspect of the present invention, in the three-dimensional visualization system for a fish finder according to the first aspect, the surface memory along the traveling direction of the ship of the volume memory is obtained by obtaining the inclination of the obtained surface data. It is characterized in that the plane data is sequentially written into each plane memory at an angle.

【0014】この構成によれば、実際の3次元可視化表
示に際して、ボリュームメモリ自身の傾き分を考慮する
必要があるが、ボリュームメモリの容量は実際に表示に
用いる領域分の容量で済み、メモリ容量を小さくするこ
とができる。
According to this configuration, it is necessary to consider the inclination of the volume memory itself in the actual three-dimensional visualization display. However, the capacity of the volume memory is sufficient for the area actually used for display. Can be reduced.

【0015】請求項3の魚群探知器用3次元可視化シス
テムは、請求項1記載の魚群探知器用3次元可視化シス
テムにおいて、ボリュームメモリの船の進行方向に沿っ
た面メモリを、得られる面データの傾き角度と関係なく
垂直に配置し、傾いて得られる面データをその傾きに応
じて、ボリュームメモリの複数の面メモリに順次ずらせ
て分散記憶させることを特徴とする。
The three-dimensional visualization system for a fish finder according to a third aspect of the present invention is the three-dimensional visualization system for a fish finder according to the first aspect of the present invention. It is characterized in that surface data obtained by arranging vertically regardless of the angle is shifted and sequentially stored in a plurality of surface memories of the volume memory according to the inclination.

【0016】この構成によれば、スキャナの角度だけず
れた状態で得た面データをボリュームメモリに記憶させ
る際に、ボリュームメモリの各面メモリに順次ずらせて
分散記憶させるから、ボリュームメモリの容量は実際に
表示に用いる領域分より大きい容量が必要になるが、表
示のためのレンダリング処理は傾きを考慮する必要もな
く通常の処理で行うことができる。また、ボリュームメ
モリが船の進行方向に対して前後方向に多くの容量を持
っているので、船が停止して直下の様子を見たいと思っ
た時には、進行中に蓄積されたボリュームデータをその
まま使用して、すぐに直下の様子を見ることが出来るか
ら、魚群探知器としての表示性能が向上する。
According to this configuration, when the surface data obtained in a state shifted by the angle of the scanner is stored in the volume memory, the data is sequentially shifted and stored in each of the surface memories of the volume memory. Although a capacity larger than the area actually used for display is required, rendering processing for display can be performed by ordinary processing without having to consider the inclination. In addition, since the volume memory has a large capacity in the forward and backward direction with respect to the direction of travel of the ship, when you want to see the situation just below when the ship stops, the volume data accumulated during the progress By using it, you can immediately see the state directly below, so that the display performance as a fish finder is improved.

【0017】請求項4の魚群探知器用3次元可視化シス
テムは、船底に設けられた超音波送受波器から海底方向
にパルス波を送信し、受信されたエコーデータから面デ
ータを形成し、各面データ取得時の船の位置・傾きか
ら、補間面傾斜信号と面アドレス補間信号を得、前記面
データを同一の平面形状に近似した2つの面データか
ら、前記補間面傾斜信号に基づいて、補間面データを形
成し、この補間面データを、前記面アドレス補間信号に
従って面データとしてボリュームメモリに記憶させるこ
とを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional visualization system for a fish finder, wherein a pulse wave is transmitted from an ultrasonic transducer provided on a ship bottom toward the sea floor, and surface data is formed from received echo data. An interpolated plane inclination signal and a plane address interpolation signal are obtained from the position and inclination of the ship at the time of data acquisition, and interpolation is performed based on the interpolated plane inclination signal from two plane data that approximate the plane data to the same plane shape. Surface data is formed, and the interpolated surface data is stored in a volume memory as surface data according to the surface address interpolation signal.

【0018】この構成によれば、1つの面を測定する為
に発射された1スキャン分のパルスに対するデータ面形
状をすべて同一の扇形の平面形状に近似し、様々な状態
の面補間について、補間対象となる2つのデータ面の座
標付けを行うことにより、2つの扇形の面データの間で
容易に補間を行なうことができる。
According to this configuration, the data surface shapes for one scan pulse emitted for measuring one surface are all approximated to the same fan-shaped planar shape, and interpolation for surface interpolation in various states is performed. By performing the coordinate assignment of the two target data planes, it is possible to easily perform interpolation between the two sector-shaped plane data.

【0019】請求項5の魚群探知器用3次元可視化装置
は、スキャナからの面データが順次書き込まれる3つの
面バッファと、船の位置・傾きを検出する検出手段と、
この検出手段からの船の位置・傾きを受け、各面データ
取得時の補間面傾斜と面アドレス補間を計算する補間面
計算手段と、上記3つの面バッファの内の2つの面バッ
ファからの面データに対し、前記補間面計算手段からの
補間面傾斜信号により同一の平面形状に近似して3次元
ボリューム空間上での位置を決定し、面データ間の補間
面データを計算する面データ補間計算手段と、この面デ
ータ補間計算手段の補間面データを、前記補間面計算手
段からの面アドレス補間信号に従って、面データとして
記憶するボリュームメモリと、を備えることを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional visualization device for a fish finder, wherein three surface buffers to which surface data from a scanner are sequentially written, detection means for detecting the position and inclination of a ship,
Interpolation plane calculation means for receiving the position and inclination of the ship from the detection means and calculating the interpolation plane inclination and the plane address interpolation at the time of acquiring each plane data, and the planes from two plane buffers among the three plane buffers. Surface data interpolation calculation for approximating the same plane shape to the data based on the interpolation surface tilt signal from the interpolation surface calculation means, determining the position in the three-dimensional volume space, and calculating the interpolation surface data between the surface data. Means, and a volume memory for storing the interpolation plane data of the plane data interpolation calculation section as plane data in accordance with the plane address interpolation signal from the interpolation plane calculation section.

【0020】この構成によれば、請求項4におけると同
様の効果を奏すると共に、補間計算用に3つの面バッフ
ァを設け、補間計算と新たな面データの取得を同時に行
うなど、処理効率の向上を図ることができる。
According to this configuration, the same effect as that of the fourth aspect is obtained, and three plane buffers are provided for the interpolation calculation, and the interpolation calculation and the acquisition of new plane data are simultaneously performed, thereby improving the processing efficiency. Can be achieved.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0022】まず、魚群探知器用のスキャナーによる面
データ入力について、図1を用いて説明する。海面13
上の船11の船底に取り付けられた超音波の送受波器1
2からは、海底に向かって、円弧形のパルスが発射され
る。送受波器12は発射されたパルスに対するエコーデ
ータを、内側から順に外側に向かって円弧形に取り込ん
で行く。1つの発射パルスに対するエコーとして集めら
れた円弧形のデータは、最終的に1つの扇形の面データ
を形成する。この時、エコーデータの円弧の開いた角度
をθ、中心(送受波器12)から一番外側の取り込んだ
データまでの距離をrとする。
First, surface data input by a scanner for a fish finder will be described with reference to FIG. Sea level 13
Ultrasonic transducer 1 attached to the bottom of the upper ship 11
From 2, an arc-shaped pulse is fired toward the sea floor. The transducer 12 takes in echo data for the emitted pulse in an arc shape from the inside to the outside in order. The arc-shaped data collected as echoes for one firing pulse ultimately forms one sector-shaped surface data. At this time, the open angle of the circular arc of the echo data is θ, and the distance from the center (transmitter / receiver 12) to the outermost captured data is r.

【0023】魚群探知器でボリュームビジュアリゼーシ
ョンを考えた場合、船の進行時と停止時とで異なるデー
タ処理が必要となるが、まず主たる使用形態である進行
時のデータ処理について説明する。
When considering volume visualization with a fish finder, different data processing is required when the ship is moving forward and when it is stopped. First, data processing during traveling, which is the main usage pattern, will be described.

【0024】船11の進行時には、図2,図3に示すよ
うに、船11のスキャナーは前方の海底14に向かって
固定され、船11の進行に合わせ、船11の前方のデー
タが次々に得られる。この時、ボリュームメモリにはこ
れまで蓄積されたデータに加えて、1面分の新たなデー
タを書き込む必要が有る。船の進行時のボリュームビジ
ュアリゼーションには、船の前方から得られた新たなデ
ータをボリュームメモリに書き加え、その分、後方のメ
モリのデータを捨てていくような逐次更新処理が必要と
なる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the scanner of the ship 11 is fixed toward the seabed 14 in front of the ship 11, and the data in front of the ship 11 is successively adjusted as the ship 11 advances. can get. At this time, it is necessary to write new data for one surface into the volume memory in addition to the data accumulated so far. The volume visualization during the progress of the ship requires a sequential update process in which new data obtained from the front of the ship is added to the volume memory, and the data in the rear memory is discarded accordingly.

【0025】図4に、進行時の、取り込まれたボリュー
ムデータの様子を示す。ボリュームデータは極座標とし
て取り込まれるが、ボリュームメモリに格納される時点
では、XYZ の直交座標系に変換される。なお、船の
進行方向をZ軸とし、これに直交する直下方向をY軸、
横方向をX軸とする(以下の説明においては、同様の定
義で使用する)。
FIG. 4 shows the state of the fetched volume data at the time of progress. The volume data is taken in as polar coordinates, but is converted to an XYZ rectangular coordinate system when stored in the volume memory. In addition, the traveling direction of the ship is defined as the Z axis,
The horizontal direction is defined as the X axis (in the following description, the same definition is used).

【0026】次に、図5〜図7を参照して、ボリューム
データの逐次更新処理を行なう為のメモリの構成方法に
ついて説明する。
Next, with reference to FIGS. 5 to 7, a description will be given of a method of configuring a memory for performing a sequential update process of volume data.

【0027】ボリュームメモリの大きさは、図5に例示
するように、n×n×nとすると、このボリュームメモ
リを、図6のように船の進行方向Zと垂直、すなわちス
キャナーの面と平行な面毎に、分割する。図6では、順
に面番号0〜n-1が分割された面に振られている。
Assuming that the size of the volume memory is n × n × n as shown in FIG. 5, this volume memory is perpendicular to the traveling direction Z of the ship as shown in FIG. 6, ie, parallel to the surface of the scanner. Is divided for each surface. In FIG. 6, surface numbers 0 to n-1 are sequentially assigned to the divided surfaces.

【0028】船が進んでいくと、このボリュームメモリ
のうちの、1番後ろの面のデータがクリアされ、その面
が1番前に持ってこられ、新たなデータの書き込みが行
われる。船の進行に合わせて、この処理を繰り返し行
い、ボリュームデータの逐次更新処理を行っていく。な
お、図7に示された逐次更新状態は、ボリュームメモリ
のk-1番の面が1番前に来た所を示している。
As the ship progresses, the data on the last surface of the volume memory is cleared, the surface is brought to the front, and new data is written. This process is repeated according to the progress of the ship, and the volume data is sequentially updated. Note that the sequential update state shown in FIG. 7 indicates a position where the k-1th surface of the volume memory comes to the front.

【0029】さて、船の進行時において、実際のボリュ
ームメモリの構成には、次の2つの方法が考えられる。
すなわち、図8に示すように、ボリュームメモリ自身を
スキャナの傾き角度すなわち入力データの傾き分だけ傾
けて、n×n×nのメモリに入力される面データを順次
格納して、そのままボリュームレンタリングを行なう第
1の方法と、図9(a)、(b)に示すように、船の進
行方向であるZ方向には倍のメモリを持たせ、ボリュー
ムメモリ自身は傾けること無く、2n×n×nのメモリ
で処理する第2の方法の2つが考えられる。ここでは、
ボリュームメモリとして例示のために、立方体で表し、
また2nとしているが、これらは任意のものとすること
ができることはもちろんである。なお、図9(a)は横
から見た図を示し、図9(b)は上から見た図を示して
いる。
The following two methods are conceivable for the actual configuration of the volume memory when the ship is moving forward.
That is, as shown in FIG. 8, the volume memory itself is tilted by the tilt angle of the scanner, that is, the tilt of the input data, and the surface data to be input is sequentially stored in the n × n × n memory, and the volume rental is directly performed. As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), a double memory is provided in the Z direction which is the traveling direction of the ship, and the volume memory itself is 2n × n without tilting. Two of the second methods of processing with × n memories are possible. here,
For the purpose of illustration as a volume memory, it is represented by a cube,
Although 2n is used, it is needless to say that these can be arbitrary. Note that FIG. 9A shows a diagram viewed from the side, and FIG. 9B shows a diagram viewed from above.

【0030】図8に示す第1の方法では、実際の表示に
際してボリュームメモリ自身の傾き分を考慮する必要が
あるが、ボリュームメモリの容量は実際に表示に用いる
n×n×nの領域分の容量で済む。そして、船の進行に
合わせたボリュームデータの逐次更新処理は、入力され
る面データとボリュームメモリの面メモリとがそれぞれ
スキャナの傾き角度すなわち入力データの傾き分だけ傾
いているだけで、前述した図7のボリュームメモリ構成
と同様に行うことができる。
In the first method shown in FIG. 8, it is necessary to consider the inclination of the volume memory itself in the actual display, but the capacity of the volume memory is equal to the n × n × n area actually used for the display. Only the capacity is needed. The sequential update processing of the volume data according to the progress of the ship is performed only by inclining the input plane data and the plane memory of the volume memory by the inclination angle of the scanner, that is, the inclination of the input data. 7 can be performed similarly to the volume memory configuration of FIG.

【0031】ただ、ボリュームメモリが表示する領域分
の容量しかないので、進行モードから停船モードへの切
り替え時には、1度全ボリュームデータをクリアした
後、メモリの傾き角を変えて、データをすべて入れ直す
必要が出てくる。この場合、モードを切り替えた後は、
全ボリュームデータの登録に要する時間だけ、表示が暫
く待たされることになる。
However, since the volume memory has only the capacity corresponding to the area to be displayed, when switching from the traveling mode to the stop mode, all the volume data is cleared once, the inclination angle of the memory is changed, and all the data is re-inserted. The need comes out. In this case, after switching the mode,
The display is waited for a while only for the time required to register all the volume data.

【0032】図9(a)(b)に示す第2の方法では、
スキャナの角度だけずれた状態で得た面データをボリュ
ームメモリに記憶させる際に、得た面データの面の角度
と記憶されるボリュームメモリの面角度が異なるため、
一つの面データをボリュームメモリの各面メモリに順次
ずらせて分散記憶させることになる。このため、ボリュ
ームメモリの容量は実際に表示に用いるn×n×nの領
域分の2倍の容量が必要になる。
In the second method shown in FIGS. 9A and 9B,
When storing the surface data obtained in the state shifted by the angle of the scanner in the volume memory, since the angle of the surface of the obtained surface data and the surface angle of the stored volume memory are different,
One surface data is sequentially shifted to each surface memory of the volume memory to be distributed and stored. For this reason, the capacity of the volume memory needs to be twice as large as the area of n × n × n actually used for display.

【0033】そして、船の進行に合わせたボリュームデ
ータの逐次更新処理においては、一つの面データがボリ
ュームメモリの複数の面メモリに順次ずらせて分散記憶
されているから、傾いた面データのボリュ−ムメモリへ
の収納のために、ボリュームメモリのうちの後ろの必要
となる複数の面メモリをクリアして、その面を1番前に
持ってきて、新たなデータを書き込みできるようにする
必要がある。
In the successive updating of the volume data in accordance with the progress of the ship, one surface data is sequentially shifted and stored in a plurality of surface memories of the volume memory. In order to store the data in the memory, it is necessary to clear a plurality of necessary surface memories in the back of the volume memory and bring the surface to the front so that new data can be written. .

【0034】この第2の方法によると、進行モード時の
レンダリング処理は傾きを考慮する必要もなく通常の処
理で行うことができる。また、ボリュームメモリが前後
方向に倍の容量を持っているので、船が停止して直下の
様子を見たいと思った時には、進行中に蓄積されたボリ
ュームデータをそのまま使用して、すぐに直下の様子を
見ることが出来るようになる。このため魚群探知器とし
ての表示性能が向上し、使い勝手が一段と改善される。
According to the second method, the rendering process in the progress mode can be performed by a normal process without considering the inclination. In addition, since the volume memory has twice the capacity in the front-rear direction, when the ship stops and wants to see the state immediately below, the volume data accumulated during the process is used as it is, Will be able to see the situation. For this reason, the display performance as a fish finder is improved, and usability is further improved.

【0035】つぎに、船の停止時に、魚群探知器でボリ
ュームビジュアリゼーションを行う場合のデータ処理に
ついて説明する。
Next, data processing when volume visualization is performed by the fish finder when the boat stops will be described.

【0036】図10は停船時のスキャナ角度が変更され
る状態を示す図であり、図11は停船時に得られるボリ
ュームデータを示す図である。船の停止時には船の位置
は固定され、船の真下の状況を可視化する為、前述の図
1に示されるような船の横方向に広がる扇形の面データ
を、船の前後方向に亘って得るために、スキャナーの角
度が前後方向に振れて、ボリュームデータを取り込むこ
とになる。停船時のデータ処理は、従来行なわれてきた
ボリュームビジュアリゼーションと同じように、固定さ
れたメモリで処理できる。
FIG. 10 is a view showing a state where the scanner angle is changed when the boat is stopped, and FIG. 11 is a view showing volume data obtained when the boat is stopped. When the ship stops, the position of the ship is fixed, and in order to visualize the situation directly below the ship, the fan-shaped surface data spreading in the lateral direction of the ship as shown in FIG. 1 described above is obtained in the longitudinal direction of the ship. Therefore, the angle of the scanner swings in the front-back direction, and the volume data is captured. Data processing at the time of stopping can be performed by a fixed memory, similarly to the conventional volume visualization.

【0037】この停船時の、取り込まれたボリュームデ
ータの様子を図12に示す。データはr、θの極座標と
して取り込まれるが、ボリュームメモリに格納される時
点では、XYZ の直交座標系に変換される。図12に
おいて、φはスキャナの前後方向に振られた角度を表わ
し、θは前述のように扇形の面データの円弧の開いた角
度を表している。
FIG. 12 shows the state of the fetched volume data at the time of the stop. The data is taken in as polar coordinates of r and θ, but is converted to an XYZ rectangular coordinate system when stored in the volume memory. In FIG. 12, φ represents the angle swung in the front-rear direction of the scanner, and θ represents the open angle of the arc of the sector data as described above.

【0038】さて、ボリュームデータの逐次更新処理は
以上説明の通りであるが、このための面データの補間に
ついて以下に説明する。
The sequential update processing of the volume data is as described above. Interpolation of plane data for this purpose will be described below.

【0039】船が安定して直進している場合には、船底
に設けられた送受波器からのデータは、前述の図8のよ
うに、登録済みのボリュームに一枚一枚紙を貼っていく
ように、順番に入力されてくる。この時、新たに入力さ
れた面データと一つ前の面データとの間に隙間がある場
合は、その隙間を埋めるデータを得るために、補間計算
を行う必要が有る。
When the ship is traveling straight and stably, the data from the transducer provided on the bottom of the ship is attached to a registered volume by attaching a sheet of paper as shown in FIG. They are input in order as they go. At this time, if there is a gap between the newly input plane data and the previous plane data, it is necessary to perform an interpolation calculation to obtain data that fills the gap.

【0040】2つの面データの間を補間するドット数
は、船の進行速度とボリュームメモリへの登録サイズと
の関係で決定される。船が安定して直進している場合に
は、図13に示すように、入力データ面と1つ前のデー
タ面とは平行であるので、2つのデータ面の同一個所間
を結び、その間のデータを直線補間等の補間処理により
補間データを取得する。この場合、補間を行なう2点の
X、Y座標は等しいので、ボリュームメモリのZ座標の
み補間計算を行なえば良い。超音波送受波器からは一定
周期でパルスが発射されるので、得られる面データの間
隔は時間的に一定となる。船の進行速度が変化すると、
ボリュームメモリ内に歪みなくデータを収納するために
は、入力データ面と一つ前のデータ面の間隔は、速度の
変化に伴って変えてやる必要が有り、当然この時は補間
するドット数が変化する。
The number of dots to be interpolated between two plane data is determined by the relationship between the traveling speed of the ship and the size registered in the volume memory. When the ship is traveling straight ahead stably, as shown in FIG. 13, the input data surface and the immediately preceding data surface are parallel, so that the same point on the two data surfaces is connected, and Interpolation data is obtained from the data by interpolation processing such as linear interpolation. In this case, since the X and Y coordinates of the two points to be interpolated are the same, it is sufficient to perform the interpolation calculation only on the Z coordinate of the volume memory. Since a pulse is emitted from the ultrasonic transducer in a constant cycle, the interval between the obtained surface data is temporally constant. When the speed of the ship changes,
In order to store data in the volume memory without distortion, the interval between the input data surface and the immediately preceding data surface must be changed according to the change in speed. Change.

【0041】船底に取り付けられた魚群探知器のスキャ
ナは、船の進行中には特定の方向に向かって固定されて
いるが、船が停止し、船の直下の海中を測定する場合に
は、図14に示されるように、スキャナが船の前後方向
に振られ、扇形のデータが得られる。この場合も補間計
算は、入力データ面と1つ前のデータ面で行なわれる
が、2つの面は平行ではないので、扇の先に行くほど、
多くの補間点が必要となる。この場合、補間を行なう2
点のX座標は等しいので、ボリュームメモリのY、Z座
標の補間計算を行なう必要が有る。
The fish finder scanner mounted on the bottom of the ship is fixed in a specific direction while the ship is moving, but when the ship stops and the sea under the ship is measured, As shown in FIG. 14, the scanner is swung in the longitudinal direction of the ship to obtain fan-shaped data. In this case as well, the interpolation calculation is performed on the input data plane and the data plane immediately before, but the two planes are not parallel.
Many interpolation points are required. In this case, perform interpolation 2
Since the X coordinates of the points are equal, it is necessary to perform the interpolation calculation of the Y and Z coordinates of the volume memory.

【0042】これらの面データ間の補間の方法として、
最大補間ドット数を決めておいて、その回数分の補間計
算を行う方法がある。この方法は、図15に示されるよ
うに、2つのデータAとB及びクロック(12MHz)
を入力し、2入力の平均化回路Iを順次接続して補間計
算を行うものである。この例では、7つの2入力平均化
回路I1〜I7を用いて信号A〜Iを出力する7ドット
補間回路として示されている。この方法では、面間の補
間ドット数がその数に満たない場合は、不必要な計算が
行われると言う欠点はあるが、この方法であれば確実に
2面間の補間が行える。
As a method of interpolation between these surface data,
There is a method in which the maximum number of interpolation dots is determined and interpolation calculation is performed for the number of times. This method uses two data A and B and a clock (12 MHz) as shown in FIG.
And an interpolation calculation is performed by sequentially connecting the two-input averaging circuit I. In this example, a seven-dot interpolation circuit that outputs signals A to I using seven two-input averaging circuits I1 to I7 is shown. This method has a drawback that unnecessary calculation is performed when the number of interpolated dots between surfaces is less than the number. However, this method can reliably perform interpolation between two surfaces.

【0043】次に、魚群探知器の搭載された船が動揺す
る場合のデータの補間について説明する。船には縦揺
れ、横揺れが発生し、大きな波がくれば、船の上下位置
も大きく、動かされる。船が大きく動くような状態で、
魚群探知器を使って、海中の正確な状況を把握するのは
困難ではあるが、しかし、超音波送受波器から発射され
るパルスの船に対する相対的な角度は容易に知ることが
できるし、船の進行方向及び揺れはバーチカルジャイロ
を用いて測定し、船の3次元位置はGPSを用いて知る
ことができるから、これらの条件を利用して悪条件の中
で得られたデータから、ボリュームデータを作成するこ
とができる。
Next, a description will be given of the interpolation of data when the ship on which the fish finder is mounted shakes. If the ship experiences pitching and rolling, and large waves come in, the vertical position of the ship will also be large and move. In a state where the ship moves greatly,
It is difficult to use a fish finder to determine the exact situation in the sea, but the angle of the pulse emitted from the ultrasonic transducer relative to the ship can be easily known, The direction of movement and the sway of the ship are measured using a vertical gyro, and the three-dimensional position of the ship can be known using the GPS. Data can be created.

【0044】船の動揺時に入力される面データのデータ
面は、本来の面からずれており、1つ前の面データと今
回の面データとから、補間して本来のデータ面の面デー
タを取得することになる。
The data plane of the plane data input when the ship is shaking is shifted from the original plane, and the plane data of the original data plane is interpolated from the previous plane data and the current plane data. You will get.

【0045】まず、船の進行時において、船が縦揺れし
た場合は、図16に示されるように、入力されるデータ
面は、補間計算の相手である1つ前のデータ面とは、平
行でなくなり、安定走行している時のように、面全体を
同一補間ドット数では補間出来なくなる。この場合、横
揺れが無いのであれば、1つ前の面データと今回の面デ
ータとの補間を行なう2点のX座標は等しいので、ボリ
ュームメモリのY、Z座標の補間計算を行なう必要が有
る。
First, when the ship pitches while the ship is moving, as shown in FIG. 16, the input data plane is parallel to the immediately preceding data plane which is the interpolation calculation partner. And the entire surface cannot be interpolated with the same interpolation dot number as in the case of stable running. In this case, if there is no roll, the X coordinate of the two points for performing the interpolation between the immediately preceding plane data and the current plane data is equal, so it is necessary to perform the interpolation calculation of the Y and Z coordinates of the volume memory. Yes.

【0046】また、船の進行時において、船が縦揺れと
ともに横揺れした場合には、データ面が前述の図16に
示すように平行でなくなると共に、図17(a)の安定
時に対して、図17(b)の横揺れ時に示されるよう
に、横にもずれることになる。データ面が横にもずれた
場合、補間を行なう2つの面がずれているので、補間を
行なう2点のX、Y、Z座標はすべて異なるので、ボリ
ュームメモリのX、Y、Z全ての座標の補間計算を行な
う必要が有る。
In the case where the ship sways along with the pitching while the ship is moving, the data plane is not parallel as shown in FIG. As shown at the time of the roll in FIG. 17B, it also shifts to the side. If the data plane also shifts horizontally, the two planes to be interpolated are shifted, and the X, Y, and Z coordinates of the two points to be interpolated are all different. Needs to be calculated.

【0047】このように、入力データ面間の補間計算は
船の揺れ等を考えると、X、Y、Z全ての座標に関し補
間計算を行なえるようにしておく必要が有る。また、縦
揺れ、横揺れについて、ここまでは別々に考察している
が、実際には、縦揺れ、横揺れが入り交じり、船は複雑
な動きをする。さらに、パルスの応答を待っている間に
も船は揺れるためパルスの応答として得られたデータ面
は厳密には平面になるとは限らず、船底に取り付けられ
たスキャナから得られるデータは更に複雑なものとな
る。従って、スキャナから得られた個々のデータの位置
を正確に特定し、そのデータ間で補間を行なうことは極
めて困難であり、実用上無理がある。
As described above, the interpolation calculation between the input data planes needs to be able to perform the interpolation calculation for all the coordinates of X, Y, and Z in consideration of the sway of the ship. In addition, pitching and rolling are considered separately up to this point, but in reality, pitching and rolling are mixed, and the ship moves in a complicated manner. Furthermore, the data surface obtained as a response of the pulse is not necessarily strictly flat because the ship shakes while waiting for the response of the pulse, and the data obtained from the scanner mounted on the bottom of the ship is more complicated. It will be. Therefore, it is extremely difficult to accurately specify the position of individual data obtained from the scanner and perform interpolation between the data, which is practically impossible.

【0048】そこで、実用上問題ない程度に、補間計算
を単純化する方法として、以下の手法を採用することが
効果的である。すなわち、横揺れしても縦揺れしても、
1つの面を測定する為に発射された1スキャン分のパル
スに対する応答は、1つの扇形平面に近似し、そのデー
タ面形状はすべて同一の扇形とする。そして、これまで
述べてきた様々な状態の面補間について、図18に示さ
れるように補間対象となる2つの面形状は一致させ、2
つのデータ面の座標付けを行うことにより、2つの扇形
間で容易に補間を行なう。
Therefore, it is effective to adopt the following method as a method of simplifying the interpolation calculation to the extent that there is no practical problem. In other words, no matter whether it rolls or pitches,
The response to one scan pulse emitted to measure one surface is approximated to one sector plane, and the data surface shapes are all the same sector shape. Then, regarding the surface interpolation in various states described above, the two surface shapes to be interpolated are matched as shown in FIG.
Interpolation between the two sectors is easily performed by assigning coordinates to two data planes.

【0049】このデータ面の座標付けは、1つの方法と
して、パルスの反射データとして一番遠方の2点、すな
わち扇形の先端を形成する2点とパルスを発射する送受
波器の位置の3点が乗る平面を計算し、このデータ面の
全ての面データをその面上のデータとみなす手法とする
ことができる。
One method is to assign the coordinates of the data plane to the two farthest points as pulse reflection data, that is, the two points forming the fan-shaped tip and the three points of the position of the transducer that emits the pulse. Can be calculated by calculating a plane on which the data is to be taken and by regarding all surface data of this data surface as data on that surface.

【0050】面補間を行なう時、2つの面の相対位置関
係は、図19(a)〜(d)に示されるように、平行、
開き、ずれ、交差など、いろいろな関係が考えられる。
図19は、2次元で表現しているので、実際の3次元の
面間ではこれらの組み合わせとなるが、同一の扇形形状
の対応位置同士を結んで補間することに変わりはない。
When the plane interpolation is performed, the relative positions of the two planes are parallel, as shown in FIGS.
Various relationships such as opening, shifting, and crossing are possible.
In FIG. 19, since the two-dimensional representation is used, these are combined between the actual three-dimensional planes, but the interpolation is performed by connecting the corresponding positions of the same sector shape.

【0051】以下に、図20のボリュームデータの書き
込み制御ブロック図を用いて、具体的にそのデータ補間
手法を説明する。
Hereinafter, the data interpolation method will be specifically described with reference to the block control diagram for writing volume data shown in FIG.

【0052】図20において、スキャナ21から入力さ
れたデータは、座標変換器22で極座標系(r、θ、
φ)から直交座標系(X,Y,Z)への変換が行なわれ
た後、3つの面バッファ23−1〜面バッファ23−3
に取得される面データ毎にそれぞれ書き込まれる。
In FIG. 20, data input from a scanner 21 is converted by a coordinate converter 22 into a polar coordinate system (r, θ,
φ) to the orthogonal coordinate system (X, Y, Z), and then the three surface buffers 23-1 to 23-3.
Is written for each plane data acquired.

【0053】補間面傾斜計算器28は船の位置・傾き検
出器26からの船の位置・傾き信号と、スキャナ傾き角
・パルス発射角検出器27からのスキャナ傾き角、パル
ス発射角信号を受けて、面データの座標付け、補間面の
傾斜計算等を行い、その結果を、座標変換器22,面デ
ータ補間計算器24,面アドレス補間計算器29に供給
している。
The interpolation plane tilt calculator 28 receives the ship position / tilt signal from the ship position / tilt detector 26, and the scanner tilt angle and pulse firing angle signals from the scanner tilt angle / pulse firing angle detector 27. Then, the coordinates of the plane data, the inclination calculation of the interpolation plane, and the like are performed, and the results are supplied to the coordinate converter 22, the plane data interpolation calculator 24, and the plane address interpolation calculator 29.

【0054】面データ補間計算器24は面バッファ23
−1〜面バッファ23−3の内の2つの面バッファのデ
ータと補間面傾斜計算器28からの補間面傾斜データに
基づいて、補間面データを作成し、ボリュームメモリ2
5に供給する。ボリュームメモリ25は面アドレス補間
計算器29からの面アドレス補間信号に基づいて、面デ
ータ補間計算器24からの補間面データを書き込む。
The plane data interpolation calculator 24 has a plane buffer 23
Based on the data of the two surface buffers among the surface buffers -1 to 23-3 and the interpolated surface inclination data from the interpolated surface inclination calculator 28, interpolated surface data is created, and the volume memory 2
5 The volume memory 25 writes the interpolation plane data from the plane data interpolation calculator 24 based on the plane address interpolation signal from the plane address interpolation calculator 29.

【0055】さて、船の位置、傾きとか、スキャナの傾
き角など、補間に際しての基本データが補間面傾斜計算
器28に供給され、補間面傾斜計算器28で面データの
補間に必要な各データが計算されている。スキャナ21
から入力されたデータは、補間面傾斜計算器28からの
データに基づいて座標変換器22で座標付けされ、極座
標系(r、θ、φ)から直交座標系(X,Y,Z)への
変換が行なわれた後、取得される面データ毎に面バッフ
ァ23−1〜面バッファ23−3にそれぞれ書き込まれ
る。
Basic data for interpolation, such as the position and inclination of the ship, the inclination angle of the scanner, etc., are supplied to the interpolation plane inclination calculator 28, and each data necessary for the interpolation of the plane data by the interpolation plane inclination calculator 28 is provided. Is calculated. Scanner 21
Are coordinated by the coordinate converter 22 on the basis of the data from the interpolation plane inclination calculator 28, and are converted from the polar coordinate system (r, θ, φ) to the rectangular coordinate system (X, Y, Z). After the conversion, the data is written to the surface buffers 23-1 to 23-3 for each of the obtained surface data.

【0056】この時、1回のパルスの反射波により取り
込まれるデータ、すなわち各面データはすべて同一の扇
形に近似される。そして、取得された面データがそれぞ
れ3つの面バッファ23−1〜面バッファ23−3の内
の1つに順番に書き込まれれる。3つの面バッファの一
つ(例えば面バッファ0)に入力データが書き込まれて
いる間に、他の2つのバッファ(面バッファ1と面バッ
ファ2)からはデータが読み出されて、面補間計算が行
なわれる。
At this time, the data captured by the reflected wave of one pulse, that is, all the surface data are all approximated to the same sector. Then, the acquired plane data is sequentially written to one of the three plane buffers 23-1 to 23-3. While input data is being written to one of the three surface buffers (for example, surface buffer 0), data is read from the other two buffers (surface buffer 1 and surface buffer 2), and the surface interpolation calculation is performed. Is performed.

【0057】1つの面バッファへの書き込みが終わる
と、1つ前のデータを保持している面バッファとその書
き込みが終わったばかりの面バッファ間で補間計算が行
なわれる。この時、1面分の補間計算時間は、1面分の
データ入力時間より、短くされている。1つの面へのデ
ータ入力が終了すると、この面と1つ前の面を使って、
補間計算が行なわれる。2つ前の面のデータは不要にな
っているので、その面バッファには、次のデータが書き
込まれる。このようにして、次々と、書き込みバッファ
と読み出しバッファを移動させていけば、休みなくデー
タを入力することが出来る。
When writing to one surface buffer is completed, interpolation calculation is performed between the surface buffer holding the immediately preceding data and the surface buffer whose writing has just finished. At this time, the interpolation calculation time for one surface is shorter than the data input time for one surface. When data input to one surface is completed, using this surface and the previous surface,
An interpolation calculation is performed. Since the data of the two previous planes is no longer needed, the next data is written to that plane buffer. In this way, by moving the write buffer and the read buffer one after another, data can be input without a break.

【0058】この時の補間計算を図21をも参照して説
明すると、それぞれの面バッファ23−1〜面バッファ
23−3の扇形データに対し、補間面傾斜計算器28か
らの補間面傾斜信号に基づいて、船の位置、傾き、スキ
ャナの傾きに合致した3次元ボリューム空間上での位置
が決定され、その結果、補間計算を行なう2つの扇形デ
ータのボリュームメモリアドレスが決定される。
The interpolation calculation at this time will also be described with reference to FIG. 21. The interpolation plane inclination signal from the interpolation plane inclination calculator 28 is applied to the sector data of each of the plane buffers 23-1 to 23-3. , A position in the three-dimensional volume space that matches the position, inclination, and scanner inclination of the ship is determined. As a result, the volume memory addresses of the two sector data to be subjected to the interpolation calculation are determined.

【0059】そして、面バッファ同士のデータ補間計算
には、2つの面バッファ(面バッファ0と面バッファ
1)からは、同じi行目 j列目の位置にあるデータ同
士を読み出し、そのデータ間で補間計算を行なう。
Then, in the data interpolation calculation between the surface buffers, data at the same i-th row and j-th column are read out from the two surface buffers (surface buffer 0 and surface buffer 1). Perform interpolation calculation with.

【0060】この面データ補間計算器24での補間計算
により得られた補間データのボリュームメモリへの書き
込みアドレスは、面アドレス補間計算器29からの面ア
ドレス補間信号によって、2つの扇形データのi行目j
列目の位置に対応する位置のボリュームメモリアドレス
を補間して求める。
The write address of the interpolation data obtained by the interpolation calculation in the plane data interpolation calculator 24 to the volume memory is determined by the plane address interpolation signal from the plane address interpolation calculator 29 in the i-th row of the two sector data. Eyes j
The volume memory address at the position corresponding to the column position is obtained by interpolation.

【0061】このように、ボリュームメモリ25には、
面データ補間計算器24から供給された扇形データが面
アドレス補間計算器29からの面アドレス補間信号によ
って順次整列されて蓄積されていき、結果的に、ボリュ
ームメモリには扇形を重ねあわせたような形状のデータ
が書き込まれる。
As described above, in the volume memory 25,
The sector data supplied from the plane data interpolation calculator 24 is sequentially aligned and stored by the plane address interpolation signal from the plane address interpolation calculator 29, and as a result, the sector is superimposed on the volume memory. Shape data is written.

【0062】この面データの補間方法によれば、1つの
面を測定する為に発射された1スキャン分のパルスに対
するデータ面形状をすべて同一の扇形の平面形状に近似
し、様々な状態の面補間について、補間対象となる2つ
のデータ面の座標付けを行うことにより、2つの扇形の
面データの間で容易に補間を行なうことができる。
According to this plane data interpolation method, the data plane shapes for one scan pulse emitted for measuring one plane are all approximated to the same fan-shaped plane shape, and the planes in various states are obtained. By performing the interpolation on the two data planes to be interpolated, the interpolation can be easily performed between the two sector-shaped plane data.

【0063】なお、この補間方法を用いても、揺れが激
しい場合、船が急激に針路変更を行なった場合などに
は、メモリに蓄えられるボリュームデータ形状は多少歪
んだものとなってしまうが、魚群探知器では大凡の大き
さと位置をつかめば良いから実用上格別問題とはならな
い。特に詳細な測定を行なう必要がある場合には、停止
させて測定を行うとか、安定して直進させれば良い。
Even if this interpolation method is used, the volume data shape stored in the memory will be slightly distorted when the shaking is severe, when the ship changes course rapidly, etc. The fish finder only needs to know the approximate size and position, so it is not a practical problem in practice. In particular, when it is necessary to perform detailed measurement, it is sufficient to stop the measurement and perform the measurement straight forward.

【0064】この補間方法は、安定してデータが取れる
時には、測定可能なので、この方法を地下資源調査等へ
応用する場合を考えても、揺れが激しい時は大まかな測
定に限定し、精密な測定が必要な場所は、後日詳細な測
定をし直すなどの運用方法の工夫により、上記補間方法
は有効に活用可能である。
This interpolation method can be measured when stable data can be obtained. Therefore, even if this method is applied to underground resource surveys, etc., when the shaking is severe, it should be limited to rough measurement and accurate. Where the measurement is necessary, the above interpolation method can be effectively used by devising an operation method such as performing detailed measurement again later.

【0065】[0065]

【発明の効果】請求項1の構成によれば、新たな面デー
タが取得された際に、ボリュームメモリを構成する面メ
モリのうちの、1番後ろの面メモリのデータがクリアさ
れ、その面メモリが1番前に持ってこられ、新たなデー
タの書き込みが行われる。これにより、船の進行に合わ
せて、この処理が繰り返えされるから、ボリュームデー
タの逐次更新処理が行われ、魚群探知器における3次元
可視化をリアルタイムに行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, when new surface data is acquired, the data of the last surface memory among the surface memories constituting the volume memory is cleared, and the new surface data is cleared. The memory is brought to the front and new data is written. As a result, this process is repeated according to the progress of the ship, so that the volume data is sequentially updated, and three-dimensional visualization by the fish finder can be performed in real time.

【0066】請求項2の構成によれば、実際の3次元可
視化表示に際して、ボリュームメモリ自身の傾き分を考
慮する必要があるが、ボリュームメモリの容量は実際に
表示に用いる領域分の容量で済み、メモリ容量を小さく
することができる。
According to the configuration of claim 2, it is necessary to consider the inclination of the volume memory itself in the actual three-dimensional visualization display, but the capacity of the volume memory is sufficient for the area actually used for display. Thus, the memory capacity can be reduced.

【0067】この請求項3の構成によれば、スキャナの
角度だけずれた状態で得た面データをボリュームメモリ
に記憶させる際に、ボリュームメモリの各面メモリに順
次ずらせて分散記憶させるから、ボリュームメモリの容
量は実際に表示に用いる領域分より大きい容量が必要に
なるが、表示のためのレンダリング処理は傾きを考慮す
る必要もなく通常の処理で行うことができる。また、ボ
リュームメモリが船の進行方向に対して前後方向に多く
の容量を持っているので、船が停止して直下の様子を見
たいと思った時には、進行中に蓄積されたボリュームデ
ータをそのまま使用して、すぐに直下の様子を見ること
が出来るから、魚群探知器としての表示性能が向上す
る。
According to the third aspect of the present invention, when the plane data obtained in a state shifted by the angle of the scanner is stored in the volume memory, the data is sequentially shifted to the respective plane memories of the volume memory and distributed and stored. The capacity of the memory needs to be larger than the area actually used for display. However, rendering processing for display can be performed by ordinary processing without having to consider inclination. In addition, since the volume memory has a large capacity in the forward and backward direction with respect to the direction of travel of the ship, when you want to see the situation just below when the ship stops, the volume data accumulated during the progress By using it, you can immediately see the state directly below, so that the display performance as a fish finder is improved.

【0068】この請求項4の構成によれば、1つの面を
測定する為に発射された1スキャン分のパルスに対する
データ面形状をすべて同一の扇形の平面形状に近似し、
様々な状態の面補間について、補間対象となる2つのデ
ータ面の座標付けを行うことにより、2つの扇形の面デ
ータの間で容易に補間を行なうことができる。
According to the configuration of the fourth aspect, the data surface shapes for the pulses for one scan emitted for measuring one surface are all approximated to the same fan-shaped planar shape,
With respect to the surface interpolation in various states, by performing the coordinate assignment of the two data surfaces to be interpolated, the interpolation can be easily performed between the two sector-shaped surface data.

【0069】この請求項5の構成によれば、請求項4に
おけると同様の効果を奏すると共に、補間計算用に3つ
の面バッファを設け、補間計算と新たな面データの取得
を同時に行うなど、処理効率の向上を図ることができ
る。
According to the configuration of claim 5, the same effect as in claim 4 is obtained, and three plane buffers are provided for interpolation calculation, and interpolation calculation and acquisition of new plane data are performed simultaneously. Processing efficiency can be improved.

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

【図1】魚群探知器用のスキャナーによる面データ入力
を説明する図。
FIG. 1 is a view for explaining surface data input by a scanner for a fish finder.

【図2】進行時の、超音波発射方向を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an ultrasonic emission direction during traveling.

【図3】進行時の、取得されるボリュームデータを示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing acquired volume data at the time of progress.

【図4】進行時の、取り込まれたボリュームデータの様
子を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a state of volume data taken in at the time of progress.

【図5】ボリュームメモリサイズを示す図。FIG. 5 is a diagram showing a volume memory size.

【図6】逐次更新処理を行なうボリュームメモリの初期
状態を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an initial state of a volume memory performing a sequential update process.

【図7】逐次更新処理を行なうボリュームメモリの逐次
更新時の状態を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a state at the time of a sequential update of a volume memory performing a sequential update process.

【図8】スキャナ角度に合わせてメモリ面を傾けたボリ
ュームメモリを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a volume memory in which a memory surface is inclined in accordance with a scanner angle.

【図9】メモリ面を傾けず、進行方向のメモリを増加さ
せたボリュームメモリを示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a volume memory in which the memory in the traveling direction is increased without tilting the memory surface.

【図10】停船時のスキャナ角度が変更される状態を示
す図。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which the scanner angle when the boat is stopped is changed.

【図11】停船時に得られるボリュームデータを示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing volume data obtained when the ship is stopped.

【図12】停船時の、取り込まれたボリュームデータの
様子を示す図。
FIG. 12 is a view showing a state of volume data taken in when the ship is stopped.

【図13】安定進行時の、データ補間状態を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a data interpolation state during stable progress.

【図14】停船時の、データ補間状態を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a data interpolation state when the boat is stopped.

【図15】データ間の補間方法の例を示す図。FIG. 15 is a diagram showing an example of an interpolation method between data.

【図16】船の縦揺れ時の、データ面のずれを説明する
図。
FIG. 16 is a view for explaining a displacement of a data surface when the ship pitches.

【図17】船の横揺れ時の、データ面のずれを説明する
図。
FIG. 17 is a view for explaining a displacement of a data surface when the ship rolls.

【図18】データ面を同一形状に近似し、面対応での補
間を説明する図。
FIG. 18 is a view for explaining interpolation of a data plane by approximating the data plane to the same shape and corresponding to the plane.

【図19】2つの補間面の相対的位置関係を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a relative positional relationship between two interpolation planes.

【図20】ボリュームデータ書き込み制御ブロック図。FIG. 20 is a block diagram of a volume data write control.

【図21】面バッファの同一位置同士データ間で補間計
算を説明する図。
FIG. 21 is a view for explaining interpolation calculation between data at the same position in the surface buffer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 スキャナ 22 座標変換器 23−1〜23−3 面バッファ 24 面データ補間計算器 25 ボリュームメモリ 26 船の位置・傾き検出器 27 スキャナ傾き角・パルス発射角検出器 28 補間面傾斜計算器 29 面アドレス補間計算器 Reference Signs List 21 scanner 22 coordinate converter 23-1 to 23-3 surface buffer 24 surface data interpolation calculator 25 volume memory 26 ship position / tilt detector 27 scanner tilt angle / pulse emission angle detector 28 interpolation surface tilt calculator 29 surface Address interpolation calculator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 船の進行方向に沿って複数の面メモリが
形成されているボリュームメモリを設け、 船底に設けられた超音波送受波器から海底方向にパルス
波を送信し、受信されたエコーデータから面データを形
成し、 この面データを前記ボリュームメモリの各面メモリに順
次書き込むに際し、前記ボリュームメモリの一番後ろの
面メモリのデータをクリアし、この面メモリに新たな面
データを書き込むことにより、ボリュームデータの逐次
更新処理を行うことを特徴とする魚群探知器用3次元可
視化システム。
1. A volume memory in which a plurality of surface memories are formed along a traveling direction of a ship, a pulse wave is transmitted from an ultrasonic transducer provided on the bottom of the ship toward the sea floor, and a received echo is provided. Surface data is formed from the data, and when this surface data is sequentially written to each surface memory of the volume memory, the data of the last surface memory of the volume memory is cleared and new surface data is written to this surface memory. A three-dimensional visualization system for a fish finder, wherein the volume data is sequentially updated.
【請求項2】 請求項1記載の魚群探知器用3次元可視
化システムにおいて、ボリュームメモリの船の進行方向
に沿った面メモリを、得られる面データの傾き角度だけ
傾けて、この各面メモリに面データを順次書き込むこと
を特徴とする魚群探知器用3次元可視化システム。
2. The three-dimensional visualization system for a fish finder according to claim 1, wherein the surface memory along the traveling direction of the ship in the volume memory is tilted by an inclination angle of the obtained surface data, and the surface memory is provided in each of the surface memories. A three-dimensional visualization system for a fish finder, characterized by sequentially writing data.
【請求項3】 請求項1記載の魚群探知器用3次元可視
化システムにおいて、ボリュームメモリの船の進行方向
に沿った面メモリを、得られる面データの傾き角度と関
係なく垂直に配置し、傾いて得られる面データをその傾
きに応じて、ボリュームメモリの複数の面メモリに順次
ずらせて分散記憶させることを特徴とする魚群探知器用
3次元可視化システム。
3. The three-dimensional visualization system for a fish finder according to claim 1, wherein the surface memory of the volume memory along the traveling direction of the ship is vertically arranged regardless of the inclination angle of the obtained surface data, and is tilted. A three-dimensional visualization system for a fish finder, wherein obtained surface data is sequentially shifted and stored in a plurality of surface memories of a volume memory according to its inclination.
【請求項4】 船底に設けられた超音波送受波器から海
底方向にパルス波を送信し、受信されたエコーデータか
ら面データを形成し、 各面データ取得時の船の位置・傾きから、補間面傾斜信
号と面アドレス補間信号を得、 前記面データを同一の平面形状に近似した2つの面デー
タから、前記補間面傾斜信号に基づいて、補間面データ
を形成し、 この補間面データを、前記面アドレス補間信号に従って
面データとしてボリュームメモリに記憶させることを特
徴とする魚群探知器用3次元可視化システム。
4. A pulse wave is transmitted in the direction of the sea floor from an ultrasonic transducer provided on a ship bottom, and surface data is formed from received echo data. An interpolation plane inclination signal and a plane address interpolation signal are obtained. Interpolation plane data is formed based on the interpolation plane inclination signal from two plane data obtained by approximating the plane data to the same plane shape. A three-dimensional visualization system for a fish finder, wherein the three-dimensional data is stored in a volume memory as surface data according to the surface address interpolation signal.
【請求項5】 スキャナからの面データが順次書き込ま
れる3つの面バッファと、 船の位置・傾きを検出する検出手段と、 この検出手段からの船の位置・傾きを受け、各面データ
取得時の補間面傾斜と面アドレス補間を計算する補間面
計算手段と、 上記3つの面バッファの内の2つの面バッファからの面
データに対し、前記補間面計算手段からの補間面傾斜信
号により同一の平面形状に近似して3次元ボリューム空
間上での位置を決定し、面データ間の補間面データを計
算する面データ補間計算手段と、 この面データ補間計算手段の補間面データを、前記補間
面計算手段からの面アドレス補間信号に従って、面デー
タとして記憶するボリュームメモリと、 を備えることを特徴とする魚群探知器用3次元可視化装
置。
5. Surface buffers to which surface data from a scanner are sequentially written, detecting means for detecting the position and inclination of the ship, and receiving the position and inclination of the ship from the detecting means, and obtaining each surface data. Interpolation plane calculation means for calculating the interpolation plane inclination and the plane address interpolation, and the same plane data from the two plane buffers among the three plane buffers as described above, using the interpolation plane inclination signal from the interpolation plane calculation means. Surface data interpolation calculating means for determining a position in the three-dimensional volume space by approximating the plane shape and calculating interpolation surface data between the surface data; A three-dimensional visualization device for a fish finder, comprising: a volume memory for storing as surface data in accordance with a surface address interpolation signal from a calculation means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2421312A (en) * 2004-12-08 2006-06-21 Furuno Electric Co Scanning sonar with three-dimensional display
JP2010190892A (en) * 2009-01-26 2010-09-02 Honeywell Internatl Inc Marine radar system with three-dimensional memory

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GB2421312B (en) * 2004-12-08 2008-08-27 Furuno Electric Co Scanning sonar
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