JP2001116842A - 合成開口ソーナー - Google Patents
合成開口ソーナーInfo
- Publication number
- JP2001116842A JP2001116842A JP29917099A JP29917099A JP2001116842A JP 2001116842 A JP2001116842 A JP 2001116842A JP 29917099 A JP29917099 A JP 29917099A JP 29917099 A JP29917099 A JP 29917099A JP 2001116842 A JP2001116842 A JP 2001116842A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aperture
- sonar
- receiver
- resolution
- synthetic aperture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】船舶に搭載した合成開口ソーナーにおいて、船
舶の進行方向で高い方位分解能を実現する。 【解決手段】本発明の合成開口ソーナーは、ビームをス
テアリングさせて、開口の一部をオーバラップさせ、高
い方位分解能を提供することができる。
舶の進行方向で高い方位分解能を実現する。 【解決手段】本発明の合成開口ソーナーは、ビームをス
テアリングさせて、開口の一部をオーバラップさせ、高
い方位分解能を提供することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中ソーナーに係
り、特に実開口で得た受波データを合成することによ
り、実開口で得られる分解能以上の方位分解能の向上を
目指す合成開口ソーナーに関する。
り、特に実開口で得た受波データを合成することによ
り、実開口で得られる分解能以上の方位分解能の向上を
目指す合成開口ソーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】実開口をいくつか合成して、高い方位分
解能を得ることを目的にした合成開口ソーナーの考えは
古くから存在していた。しかし、実開口の合成を行うた
めには、実開口を基線と呼ばれる直線上に配置しなけれ
ばならないが、海上の船舶には動揺が生じるため、船舶
に搭載された実開口を基線上に配置することは困難であ
った。このため、合成開口ソーナーの実用化がなかなか
進まなかった。
解能を得ることを目的にした合成開口ソーナーの考えは
古くから存在していた。しかし、実開口の合成を行うた
めには、実開口を基線と呼ばれる直線上に配置しなけれ
ばならないが、海上の船舶には動揺が生じるため、船舶
に搭載された実開口を基線上に配置することは困難であ
った。このため、合成開口ソーナーの実用化がなかなか
進まなかった。
【０００３】このような課題に対して、ソーナーが受け
る動揺を緩和する方法が提案されている。例えば、特許
番号第2609551 号公報に記載された方法は、実開口の一
部をオーバラップさせて受波を行い、オーバラップの部
分で得られた情報を基に動揺を修正し、改めて基線上に
実開口で得られた情報を配置して実開口の合成を行うこ
とにより高い分解能を得る方法である。
る動揺を緩和する方法が提案されている。例えば、特許
番号第2609551 号公報に記載された方法は、実開口の一
部をオーバラップさせて受波を行い、オーバラップの部
分で得られた情報を基に動揺を修正し、改めて基線上に
実開口で得られた情報を配置して実開口の合成を行うこ
とにより高い分解能を得る方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記に記載された方法
は、実開口の一部をオーバラップさせることにより、実
開口の合成が可能になる方法である。この方法を用いる
と、高い方位分解能を得ることが可能であるが、高分解
能の対象は船舶の側面方向に対応したものであった。
は、実開口の一部をオーバラップさせることにより、実
開口の合成が可能になる方法である。この方法を用いる
と、高い方位分解能を得ることが可能であるが、高分解
能の対象は船舶の側面方向に対応したものであった。
【０００５】本発明の目的は、船舶の進行方向に対して
も高い方位分解能の実現を提供することにある。
も高い方位分解能の実現を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の合成開口ソーナーは、送波と受波を少な
くとも２回以上くり返して行い、各受波の信号を合成し
て実開口で得られる分解能以上の映像を得るソーナーに
おいて、受波器の位置を検出する装置と、受波器からの
信号を処理してビームを回転させるビームステアリング
装置と、ビームステアリング装置からの出力を処理して
音波の方位を検出するビームフォーミング装置と、ビー
ムフォーミングの結果を表示する表示装置から成り、受
波器の位置検出装置からの情報を用いて、開口の合成を
行うことを有する。
めに、本発明の合成開口ソーナーは、送波と受波を少な
くとも２回以上くり返して行い、各受波の信号を合成し
て実開口で得られる分解能以上の映像を得るソーナーに
おいて、受波器の位置を検出する装置と、受波器からの
信号を処理してビームを回転させるビームステアリング
装置と、ビームステアリング装置からの出力を処理して
音波の方位を検出するビームフォーミング装置と、ビー
ムフォーミングの結果を表示する表示装置から成り、受
波器の位置検出装置からの情報を用いて、開口の合成を
行うことを有する。
【０００７】送波と受波を少なくとも２回以上くり返し
て行い、各受波の信号を合成して実開口で得られる分解
能以上の映像を得るソーナーにおいて、受波器の位置を
検出する装置と、受波器からの信号を処理してビームを
回転させるビームステアリング装置と、ビームステアリ
ング装置からの出力を処理して音波の方位を検出するビ
ームフォーミング装置と、ビームフォーミングの結果を
表示する表示装置から成り、受波器の一部をオーバラッ
プさせながら受波をしてビームフォーミングを行い、ビ
ームフォーミングを行ったときの受波器の位置を検出装
置からの検出し、この検出した情報と受波器で得られた
信号を用いて受波器間の位相差を求め、受波器間の位相
差を補正することにより開口の合成を行うことを有す
る。
て行い、各受波の信号を合成して実開口で得られる分解
能以上の映像を得るソーナーにおいて、受波器の位置を
検出する装置と、受波器からの信号を処理してビームを
回転させるビームステアリング装置と、ビームステアリ
ング装置からの出力を処理して音波の方位を検出するビ
ームフォーミング装置と、ビームフォーミングの結果を
表示する表示装置から成り、受波器の一部をオーバラッ
プさせながら受波をしてビームフォーミングを行い、ビ
ームフォーミングを行ったときの受波器の位置を検出装
置からの検出し、この検出した情報と受波器で得られた
信号を用いて受波器間の位相差を求め、受波器間の位相
差を補正することにより開口の合成を行うことを有す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【０００９】図１は本発明の基本的な構成図である。本
発明は、図１に示す受波器、ビームステアリング装置、
ビームフォーミング装置、受波器の位置を検出する装
置、開口を合成する装置及び表示装置からなる。
発明は、図１に示す受波器、ビームステアリング装置、
ビームフォーミング装置、受波器の位置を検出する装
置、開口を合成する装置及び表示装置からなる。
【００１０】図２は、本発明の全体構成を示す図の一例
である。まず、送波の手続きを説明する。波形生成部で
送波を行う波形の生成を行い、電力増幅部で送波の増幅
し、送受切替部を通して、送波アレイより送波を行う。
次に受波の手続きを説明する。受波アレイで音波を受波
した信号は、送受切替部を通過した後、受信増幅・ろ波
部により増幅され、整相処理が整相部にてなされる。こ
の後、通常は信号処理・映像再生部を施してから制御・
表示部にて、結果を表示する。ここで、合成開口ソーナ
ーの場合は、信号処理・映像再生部と制御・表示部との
間に開口合成部を設け、ここで、開口の合成が行われ
て、この結果が制御・表示部で高分解能の表示が行われ
る。
である。まず、送波の手続きを説明する。波形生成部で
送波を行う波形の生成を行い、電力増幅部で送波の増幅
し、送受切替部を通して、送波アレイより送波を行う。
次に受波の手続きを説明する。受波アレイで音波を受波
した信号は、送受切替部を通過した後、受信増幅・ろ波
部により増幅され、整相処理が整相部にてなされる。こ
の後、通常は信号処理・映像再生部を施してから制御・
表示部にて、結果を表示する。ここで、合成開口ソーナ
ーの場合は、信号処理・映像再生部と制御・表示部との
間に開口合成部を設け、ここで、開口の合成が行われ
て、この結果が制御・表示部で高分解能の表示が行われ
る。
【００１１】まず、従来の合成開口ソーナーについて説
明する。従来の合成開口ソーナーは図２のように進行方
向に対して横方向について、開口の合成を行ってきた。
この方法に対して、本発明は、図３のように進行方向に
対して高い方位分解能を提供するものである。
明する。従来の合成開口ソーナーは図２のように進行方
向に対して横方向について、開口の合成を行ってきた。
この方法に対して、本発明は、図３のように進行方向に
対して高い方位分解能を提供するものである。
【００１２】従来の方法では、開口が船舶の進行方向を
向いていないため、進行方向に目標物あるいは障害物が
存在していると、これらを確実に発見することができな
かった。本発明では、進行方向を探索しつつ、進行方向
のある方向を高い方位分解能で探索可能なため、目標物
を確実に探査でき、また船舶が障害物に追突すること未
然に防ぐことが可能である。
向いていないため、進行方向に目標物あるいは障害物が
存在していると、これらを確実に発見することができな
かった。本発明では、進行方向を探索しつつ、進行方向
のある方向を高い方位分解能で探索可能なため、目標物
を確実に探査でき、また船舶が障害物に追突すること未
然に防ぐことが可能である。
【００１３】本発明は、進行方向に沿って、実開口で得
られた複数のビームを合成して、高い方位分解能を実現
する。図４に各開口位置とこの仮想的な合成開口を行う
基線等を示す。まず１の状態で受波を行い、次に送波を
し、そして２の位置で２回目の受波を行って、さらに送
波をして、最後に３の位置で受波をして、これら１〜３
の実開口データを用いて開口の合成を行う。ここで、１
から３の位置関係は位置検出装置により既知とする。
られた複数のビームを合成して、高い方位分解能を実現
する。図４に各開口位置とこの仮想的な合成開口を行う
基線等を示す。まず１の状態で受波を行い、次に送波を
し、そして２の位置で２回目の受波を行って、さらに送
波をして、最後に３の位置で受波をして、これら１〜３
の実開口データを用いて開口の合成を行う。ここで、１
から３の位置関係は位置検出装置により既知とする。
【００１４】このとき、実開口から見て音波のθ方向に
対して分解能を向上させることを考える。まず、１の状
態で受波を行ったデータからビームステアリング装置に
より、主ビームをθだけ回す。２及び３についても同様
にして、ビームステアリング装置を用いて主ビームをθ
だけ回す。このように変換したデータで開口の合成を行
う。この方法は、特許番号2609551 号公報等で示される
区分合成開口法で行う。基線を１のビームステアリング
を行った延長上にセットした場合の開口の合成は次のよ
うになる。
対して分解能を向上させることを考える。まず、１の状
態で受波を行ったデータからビームステアリング装置に
より、主ビームをθだけ回す。２及び３についても同様
にして、ビームステアリング装置を用いて主ビームをθ
だけ回す。このように変換したデータで開口の合成を行
う。この方法は、特許番号2609551 号公報等で示される
区分合成開口法で行う。基線を１のビームステアリング
を行った延長上にセットした場合の開口の合成は次のよ
うになる。
【００１５】２のビームステアリング装置により変換さ
れたデータに対して、１のビームステアリングを行った
開口位置に対して仮想的にオーバラップしている部分を
求める。１と２のビームステアリングを行ったデータ
で、このオーバラップ部間の位相差を区分合成開口法に
より求める。２のビームうステアリングを行った開口に
対して、この位相差だけ非オーバラップ部を補正し、基
線上で開口の合成を行う。この処理で開口位置１と２の
合成が終了する。次に２と３についても同様のことを行
う。そして、１と３の位相差を補正し、３のビームステ
アリングを行った開口の非オーバラップ部の位相差を補
正して１に対して合成を行う。以上の処理で１〜３まで
の合成が終了し、θ方向の分解能が向上する。
れたデータに対して、１のビームステアリングを行った
開口位置に対して仮想的にオーバラップしている部分を
求める。１と２のビームステアリングを行ったデータ
で、このオーバラップ部間の位相差を区分合成開口法に
より求める。２のビームうステアリングを行った開口に
対して、この位相差だけ非オーバラップ部を補正し、基
線上で開口の合成を行う。この処理で開口位置１と２の
合成が終了する。次に２と３についても同様のことを行
う。そして、１と３の位相差を補正し、３のビームステ
アリングを行った開口の非オーバラップ部の位相差を補
正して１に対して合成を行う。以上の処理で１〜３まで
の合成が終了し、θ方向の分解能が向上する。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、船舶の進行方向で開口
の合成を行うことにより、高い方位分解能の映像を提供
することができる。
の合成を行うことにより、高い方位分解能の映像を提供
することができる。
【図１】本発明の実施例がある合成開口ソーナーを説明
する。
する。
【図２】従来の水中ソーナーを説明する図。
【図３】本発明の水中ソーナーを説明する図。
【図４】図３合成の方法を説明する図。
１００…船舶、２００…実開口、３００…主ビーム。
Claims (1)
- 【請求項１】送波と受波を少なくとも２回以上くり返し
て行い、各受波の信号を合成して実開口で得られる分解
能以上の映像を得るソーナーにおいて、受波器の位置を
検出する装置と、受波器からの信号を処理してビームを
回転させるビームステアリング装置と、ビームステアリ
ング装置からの出力を処理して音波の方位を検出するビ
ームフォーミング装置と、ビームフォーミングの結果を
表示する表示装置から成り、受波器の位置検出装置から
の情報を用いて、開口の合成を行うことを特徴とする合
成開口ソーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29917099A JP2001116842A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 合成開口ソーナー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29917099A JP2001116842A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 合成開口ソーナー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001116842A true JP2001116842A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17869045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29917099A Pending JP2001116842A (ja) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | 合成開口ソーナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001116842A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011115274A1 (ja) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | 株式会社日立情報制御ソリューションズ | フェイズドアレイ合成開口ソナーシステム |
| KR102331371B1 (ko) * | 2020-08-05 | 2021-12-01 | 주식회사 다빈시스템스 | 드론의 위치 추적용 멀티 빔포밍 장치 및 방법 |
-
1999
- 1999-10-21 JP JP29917099A patent/JP2001116842A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011115274A1 (ja) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | 株式会社日立情報制御ソリューションズ | フェイズドアレイ合成開口ソナーシステム |
| JP2011196803A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Hitachi Information & Control Solutions Ltd | フェイズドアレイ合成開口ソナーシステム |
| KR102331371B1 (ko) * | 2020-08-05 | 2021-12-01 | 주식회사 다빈시스템스 | 드론의 위치 추적용 멀티 빔포밍 장치 및 방법 |
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