JP2001296359A - バイスタティック処理装置 - Google Patents
バイスタティック処理装置Info
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- JP2001296359A JP2001296359A JP2000113641A JP2000113641A JP2001296359A JP 2001296359 A JP2001296359 A JP 2001296359A JP 2000113641 A JP2000113641 A JP 2000113641A JP 2000113641 A JP2000113641 A JP 2000113641A JP 2001296359 A JP2001296359 A JP 2001296359A
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- signal
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 操作員の負荷を低減するための目標反響音検
出・目標位置局限の自動化を行うバイスタティック処理
装置を提供する。 【解決手段】 受信部２により受信された音響信号を、
時間的に周波数が安定した狭帯域信号を除去し、目標反
響音を強調する処理を施す信号処理部３と、閾値を設定
することにより目標反響音らしき信号を抽出する一次検
出処理部４と、一次検出結果をニューラルネットワーク
により目標反響音、直接波、海底反射音及び海中雑音等
カテゴリー別に分類し目標反響音を検出する二次検出処
理部５と、検出された目標反響音と直接波の到達時間差
を算出し目標存在圏を楕円描画により局限し、信号到達
方位との交点から目標位置を検出する目標位置局限処理
部６とを備える。
出・目標位置局限の自動化を行うバイスタティック処理
装置を提供する。 【解決手段】 受信部２により受信された音響信号を、
時間的に周波数が安定した狭帯域信号を除去し、目標反
響音を強調する処理を施す信号処理部３と、閾値を設定
することにより目標反響音らしき信号を抽出する一次検
出処理部４と、一次検出結果をニューラルネットワーク
により目標反響音、直接波、海底反射音及び海中雑音等
カテゴリー別に分類し目標反響音を検出する二次検出処
理部５と、検出された目標反響音と直接波の到達時間差
を算出し目標存在圏を楕円描画により局限し、信号到達
方位との交点から目標位置を検出する目標位置局限処理
部６とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイスタティック
運用において音波を発射しその反響音から目標の位置を
検出するバイスタティック処理装置に関し、特に目標の
反響音を自動で検出し、目標位置を局限するバイスタテ
ィック処理装置に関する。
運用において音波を発射しその反響音から目標の位置を
検出するバイスタティック処理装置に関し、特に目標の
反響音を自動で検出し、目標位置を局限するバイスタテ
ィック処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、バイスタティック処理は、音波を
発する音源部と、音源部と異なる位置に設置された受信
部を用い、操作員の知識と経験を元にして目標からの反
響音を検出し、音波を発射した時刻と反響音の受信時刻
間の時間差、もしくは音源部から直接受信部に到達した
直接波と反響音の到達時間差から目標存在圏を示す楕円
を描画し、目標位置を予測するものであった。
発する音源部と、音源部と異なる位置に設置された受信
部を用い、操作員の知識と経験を元にして目標からの反
響音を検出し、音波を発射した時刻と反響音の受信時刻
間の時間差、もしくは音源部から直接受信部に到達した
直接波と反響音の到達時間差から目標存在圏を示す楕円
を描画し、目標位置を予測するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術の問
題点は、目標反響音の検出において、操作員の経験と勘
に頼る手動での目標反響音探知であるために、複数の受
信部を用いた広域での運用に対して見落としが発生した
り、短時間に連続して運用する事が困難なことである。
その理由は、目標反響音を検出する際、受信した音響信
号には目標からの反響音以外にも残響、海面反射音、海
底反射音及び海中雑音等様々な信号が含まれる為、周波
数スペクトルや聴音を頼りに目標反響音を検出する操作
員の作業負荷が高いからである。
題点は、目標反響音の検出において、操作員の経験と勘
に頼る手動での目標反響音探知であるために、複数の受
信部を用いた広域での運用に対して見落としが発生した
り、短時間に連続して運用する事が困難なことである。
その理由は、目標反響音を検出する際、受信した音響信
号には目標からの反響音以外にも残響、海面反射音、海
底反射音及び海中雑音等様々な信号が含まれる為、周波
数スペクトルや聴音を頼りに目標反響音を検出する操作
員の作業負荷が高いからである。
【０００４】本発明の目的は、操作員の負荷を低減する
ための目標反響音検出・目標位置局限の自動化を行うバ
イスタティック処理装置を提供することにある。
ための目標反響音検出・目標位置局限の自動化を行うバ
イスタティック処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のバイスタティッ
ク処理装置は、水中において音響信号を出力する音源部
と、音源部から出力された音響信号を音源部位置と異な
った位置において受信する受信部と、該受信部で受信し
た音響信号を信号処理する信号処理部と、信号処理部で
信号処理した結果に任意の閾値を設定することにより目
標反響音の一次検出を行なう一次検出処理部と、一次検
出処理部で検出された信号を、音源部から直接到達する
直接波と水中目標に反射して到達する目標反響音と海底
反射音と海面反射音と雑音との各カテゴリーに自動認識
して分類する二次検出処理部と、二次検出処理部で分類
された結果から直接波と目標反響音との到達時間差を自
動的に計算するとともに目標反響音の到来方位を用いて
目標の存在位置を推定する目標位置局限処理部とから構
成される。
ク処理装置は、水中において音響信号を出力する音源部
と、音源部から出力された音響信号を音源部位置と異な
った位置において受信する受信部と、該受信部で受信し
た音響信号を信号処理する信号処理部と、信号処理部で
信号処理した結果に任意の閾値を設定することにより目
標反響音の一次検出を行なう一次検出処理部と、一次検
出処理部で検出された信号を、音源部から直接到達する
直接波と水中目標に反射して到達する目標反響音と海底
反射音と海面反射音と雑音との各カテゴリーに自動認識
して分類する二次検出処理部と、二次検出処理部で分類
された結果から直接波と目標反響音との到達時間差を自
動的に計算するとともに目標反響音の到来方位を用いて
目標の存在位置を推定する目標位置局限処理部とから構
成される。
【０００６】また、信号処理部は、受信部で受信した音
響信号に対して周波数分析した後、各周波数毎に時間方
向に移動平均処理を行う事により、時間的に周波数が安
定した狭帯域信号（ナローバンド信号）を除去し、目標
反響音を強調する手段を有してもよい。
響信号に対して周波数分析した後、各周波数毎に時間方
向に移動平均処理を行う事により、時間的に周波数が安
定した狭帯域信号（ナローバンド信号）を除去し、目標
反響音を強調する手段を有してもよい。
【０００７】また、一次検出処理部は、信号処理部で処
理を行なった信号に対して、経過時間に対する反響音の
予測残響レベルを算出し、予測残響レベルを反映した値
を持つレベル閾値を設定することにより、目標反響音以
外の残響を最大限に除去し、目標からの反響音らしき信
号を抽出する手段を有してもよい。、また、二次検出処
理部は、信号処理部によって周波数分析された周波数特
性と、周波数分析によって分析された信号のトータルエ
ネルギーの時間変化とを入力し、ニューラルネットワー
クにより、直接波と目標反響音と海底反射音と海面反射
音と雑音との各カテゴリーに自動認識して分類する手段
を有してもよい。
理を行なった信号に対して、経過時間に対する反響音の
予測残響レベルを算出し、予測残響レベルを反映した値
を持つレベル閾値を設定することにより、目標反響音以
外の残響を最大限に除去し、目標からの反響音らしき信
号を抽出する手段を有してもよい。、また、二次検出処
理部は、信号処理部によって周波数分析された周波数特
性と、周波数分析によって分析された信号のトータルエ
ネルギーの時間変化とを入力し、ニューラルネットワー
クにより、直接波と目標反響音と海底反射音と海面反射
音と雑音との各カテゴリーに自動認識して分類する手段
を有してもよい。
【０００８】また、目標位置局限処理部は、二次検出処
理部によって求められた分類結果及び分類結果毎の検出
時刻から、直接波と目標反響音との時間差を算出し、伝
搬距離が一定の楕円を目標存在圏として求めるととも
に、二次検出処理部により直接波及び前記目標反響音と
分類された時刻の信号を、カージオイド処理する事によ
って、信号の到来方位を求め、目標存在圏の楕円との交
点を目標位置として出力する手段を有してもよい。
理部によって求められた分類結果及び分類結果毎の検出
時刻から、直接波と目標反響音との時間差を算出し、伝
搬距離が一定の楕円を目標存在圏として求めるととも
に、二次検出処理部により直接波及び前記目標反響音と
分類された時刻の信号を、カージオイド処理する事によ
って、信号の到来方位を求め、目標存在圏の楕円との交
点を目標位置として出力する手段を有してもよい。
【０００９】また、水中において音響信号を出力する音
源部と、音源部から出力された音響信号を音源部位置と
異なった位置において受信する複数の受信部と、各受信
部により受信された信号に対して処理を行なう複数の１
チャンネル処理部と、複数の１チャンネル処理部の処理
結果を統合して目標位置を検出する多チャンネル統合処
理部とから構成され、１チャンネル処理部は、受信部で
受信した音響信号を信号処理する信号処理部と、信号処
理部で信号処理した結果に任意の閾値を設定することに
より目標反響音の一次検出を行なう一次検出処理部と、
一次検出処理部で検出された信号を、音源部から直接到
達する直接波と水中目標に反射して到達する目標反響音
と海底反射音と海面反射音と雑音との各カテゴリーに自
動認識して分類する二次検出処理部と、二次検出処理部
で分類された結果から直接波と目標反響音との到達時間
差を自動的に計算し音源部位置と受信部位置を焦点に持
つ楕円を描画する目標位置局限処理部とから構成され、
多チャンネル統合処理部は、各１チャンネル処理部毎に
描画された各楕円を統合し、同一画面に表示することに
より交点を求め、最も多く楕円が交わっている点を目標
位置として出力する目標位置検出処理部を備えてもよ
い。
源部と、音源部から出力された音響信号を音源部位置と
異なった位置において受信する複数の受信部と、各受信
部により受信された信号に対して処理を行なう複数の１
チャンネル処理部と、複数の１チャンネル処理部の処理
結果を統合して目標位置を検出する多チャンネル統合処
理部とから構成され、１チャンネル処理部は、受信部で
受信した音響信号を信号処理する信号処理部と、信号処
理部で信号処理した結果に任意の閾値を設定することに
より目標反響音の一次検出を行なう一次検出処理部と、
一次検出処理部で検出された信号を、音源部から直接到
達する直接波と水中目標に反射して到達する目標反響音
と海底反射音と海面反射音と雑音との各カテゴリーに自
動認識して分類する二次検出処理部と、二次検出処理部
で分類された結果から直接波と目標反響音との到達時間
差を自動的に計算し音源部位置と受信部位置を焦点に持
つ楕円を描画する目標位置局限処理部とから構成され、
多チャンネル統合処理部は、各１チャンネル処理部毎に
描画された各楕円を統合し、同一画面に表示することに
より交点を求め、最も多く楕円が交わっている点を目標
位置として出力する目標位置検出処理部を備えてもよ
い。
【００１０】本発明では、音響信号が目標に到達して反
射する事により生じる目標反響音の周波数特性の変化
と、目標の形状、素材によって生じる音響エネルギーの
時間方向の変化のパターン、及び海底、海面に対する反
射によって生じるこれらの特徴変化の違いをニューラル
ネットワークに学習させることにより自動的にそれぞれ
のカテゴリーに分類し、検出された目標反響音と音源部
から直接到達した直接波の到達時間差を計算させること
より、操作員の負荷を軽減し、連続運用間隔の短縮をは
かることが可能となる。
射する事により生じる目標反響音の周波数特性の変化
と、目標の形状、素材によって生じる音響エネルギーの
時間方向の変化のパターン、及び海底、海面に対する反
射によって生じるこれらの特徴変化の違いをニューラル
ネットワークに学習させることにより自動的にそれぞれ
のカテゴリーに分類し、検出された目標反響音と音源部
から直接到達した直接波の到達時間差を計算させること
より、操作員の負荷を軽減し、連続運用間隔の短縮をは
かることが可能となる。
【００１１】ニューラルネットワークの能力により目標
反響音が直接波と分類して自動的に検出され、目標反響
音と直接波の到達時間差を利用し楕円描画して自動的に
目標位置が検出されることにより操作員の負荷が大幅に
低減される。
反響音が直接波と分類して自動的に検出され、目標反響
音と直接波の到達時間差を利用し楕円描画して自動的に
目標位置が検出されることにより操作員の負荷が大幅に
低減される。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】（本発明の第一の実施の形態）本発明の第
一の実施の形態は、水中音源部により音波を発射し、音
源部と異なる位置に設置された受信部を用いて目標を探
知するバイスタティック運用において、直接波と目標反
響音を自動的に分類して検出し、目標位置を局限するも
のである。
一の実施の形態は、水中音源部により音波を発射し、音
源部と異なる位置に設置された受信部を用いて目標を探
知するバイスタティック運用において、直接波と目標反
響音を自動的に分類して検出し、目標位置を局限するも
のである。
【００１４】図１は、本発明の第一の実施の形態の構成
を示すブロック図である。音源部１は音波を発射し、受
信部２は発射された音波により得られる音響信号を受信
し信号処理部３に出力する。信号処理部３は、時間的に
周波数が安定した狭帯域信号（ナローバンド信号）を除
去し目標反響音を強調する。またカージオイド処理をす
ることにより信号到来方位を出力する。一次検出処理部
４は、信号処理部３から出力される時系列信号に対して
任意の閾値をかけ、目標からの反響音らしき信号とそれ
以外のものとを判別する。二次検出処理部５は、一次検
出処理部４から反響音らしき信号と判定されたものに対
し、ニューラルネットワークにより目標反響音、海底反
射音及び海中雑音等のカテゴリーに分類する。目標位置
局限処理部６は、二次検出処理部５により目標反響音と
判定された信号を抽出し、目標反響音と直接波の到達時
間差を算出し、受信部位置、音源部位置を焦点とする楕
円を描画することにより目標位置を局限する。また信号
処理部３においてカージオイド処理することにより求め
られた信号の到来方位と、目標存在圏の楕円との交点を
目標位置として出力する。
を示すブロック図である。音源部１は音波を発射し、受
信部２は発射された音波により得られる音響信号を受信
し信号処理部３に出力する。信号処理部３は、時間的に
周波数が安定した狭帯域信号（ナローバンド信号）を除
去し目標反響音を強調する。またカージオイド処理をす
ることにより信号到来方位を出力する。一次検出処理部
４は、信号処理部３から出力される時系列信号に対して
任意の閾値をかけ、目標からの反響音らしき信号とそれ
以外のものとを判別する。二次検出処理部５は、一次検
出処理部４から反響音らしき信号と判定されたものに対
し、ニューラルネットワークにより目標反響音、海底反
射音及び海中雑音等のカテゴリーに分類する。目標位置
局限処理部６は、二次検出処理部５により目標反響音と
判定された信号を抽出し、目標反響音と直接波の到達時
間差を算出し、受信部位置、音源部位置を焦点とする楕
円を描画することにより目標位置を局限する。また信号
処理部３においてカージオイド処理することにより求め
られた信号の到来方位と、目標存在圏の楕円との交点を
目標位置として出力する。
【００１５】次に信号処理部３および一次検出処理部４
について詳細に説明する。図２は信号処理部３および一
次検出処理部４の構成を示すブロック図であり、信号処
理部３の周波数変換処理部２１は受信部２にて受信した
時系列の音響信号に対して高速フーリエ変換を行なうこ
とにより周波数変換する。検波処理部２２は周波数変換
処理部２１からの出力を各周波数成分毎に検波し出力す
る。移動平均処理部２３は検波処理部２２により出力さ
れた結果を時間方向にセル加算・積分処理を行なうこと
により平均値計算を行なう。移動平均処理を行う事によ
り、時間的に周波数が安定した狭帯域信号（ナローバン
ド信号）を除去し、目標反響音を強調した時系列信号を
一次検出処理部１に出力する。またカージオイド処理部
２４は、カージオイド処理をすることによって信号到来
方位を算出し、出力する。閾値設定処理部２５は、移動
平均処理部２３より出力された信号に対して、経過時間
に対する反響音の予測残響レベルを算出し、これを反映
した値を持つレベル閾値を設定することにより目標反響
音以外の残響を最大限に除去し、目標反響音らしき信号
を抽出し二次検出処理部５に出力する。
について詳細に説明する。図２は信号処理部３および一
次検出処理部４の構成を示すブロック図であり、信号処
理部３の周波数変換処理部２１は受信部２にて受信した
時系列の音響信号に対して高速フーリエ変換を行なうこ
とにより周波数変換する。検波処理部２２は周波数変換
処理部２１からの出力を各周波数成分毎に検波し出力す
る。移動平均処理部２３は検波処理部２２により出力さ
れた結果を時間方向にセル加算・積分処理を行なうこと
により平均値計算を行なう。移動平均処理を行う事によ
り、時間的に周波数が安定した狭帯域信号（ナローバン
ド信号）を除去し、目標反響音を強調した時系列信号を
一次検出処理部１に出力する。またカージオイド処理部
２４は、カージオイド処理をすることによって信号到来
方位を算出し、出力する。閾値設定処理部２５は、移動
平均処理部２３より出力された信号に対して、経過時間
に対する反響音の予測残響レベルを算出し、これを反映
した値を持つレベル閾値を設定することにより目標反響
音以外の残響を最大限に除去し、目標反響音らしき信号
を抽出し二次検出処理部５に出力する。
【００１６】次に二次検出処理部５について詳細に説明
する。図３は二次検出処理部５の構成を示すブロック図
であり、切り出し処理部３１、周波数変換処理部３２及
びエネルギー加算処理部３３を含む二次検出前処理部３
０１と、ニューラルネットワーク評価部３５及び分類出
力３６を含む二次検出部３０２から構成されている。切
り出し処理部３１は一次検出処理部４により目標反響音
らしき信号として抽出された信号を任意のポイント数で
切り出す。周波数変換処理部３２は、切り出し処理部３
１より出力された信号に対して高速フーリエ変換を行な
い周波数変換を行なった後、正規化を行なう。エネルギ
ー加算処理部３３は周波数変換処理部３２で周波数変換
を行なった信号に対して各周波数成分毎にエネルギーを
加算し、時系列方向のエネルギー変化を出力し、正規化
を行なう。ニューラルネットワーク評価部３５は、あら
かじめ任意のニューラルネットワーク学習データ３４に
より各カテゴリーの特徴を学習しており、二次検出前処
理部３０１に属する周波数変換処理部３２によって得ら
れた信号の周波数情報と、エネルギー加算処理部３３よ
り得られたエネルギー変化情報を入力情報とし、ニュー
ラルネットワークにより評価を行い、分類出力３６に示
すように目標反響音、疑似反響音、直接波、海底反射
音、海面反射音及び雑音等、カテゴリー別に分類を行な
い出力し、目標反響音を検出する。
する。図３は二次検出処理部５の構成を示すブロック図
であり、切り出し処理部３１、周波数変換処理部３２及
びエネルギー加算処理部３３を含む二次検出前処理部３
０１と、ニューラルネットワーク評価部３５及び分類出
力３６を含む二次検出部３０２から構成されている。切
り出し処理部３１は一次検出処理部４により目標反響音
らしき信号として抽出された信号を任意のポイント数で
切り出す。周波数変換処理部３２は、切り出し処理部３
１より出力された信号に対して高速フーリエ変換を行な
い周波数変換を行なった後、正規化を行なう。エネルギ
ー加算処理部３３は周波数変換処理部３２で周波数変換
を行なった信号に対して各周波数成分毎にエネルギーを
加算し、時系列方向のエネルギー変化を出力し、正規化
を行なう。ニューラルネットワーク評価部３５は、あら
かじめ任意のニューラルネットワーク学習データ３４に
より各カテゴリーの特徴を学習しており、二次検出前処
理部３０１に属する周波数変換処理部３２によって得ら
れた信号の周波数情報と、エネルギー加算処理部３３よ
り得られたエネルギー変化情報を入力情報とし、ニュー
ラルネットワークにより評価を行い、分類出力３６に示
すように目標反響音、疑似反響音、直接波、海底反射
音、海面反射音及び雑音等、カテゴリー別に分類を行な
い出力し、目標反響音を検出する。
【００１７】次に目標位置局限処理部６について詳細に
説明する。図４は目標位置局限処理部６の原理を説明す
る図であり、目標位置局限処理部６は、二次検出処理部
より目標反響音として検出された信号の到達時間と音源
部１から直接到達した直接波の時間差を算出し、受信部
位置及び音源部位置を焦点とする楕円を描画することに
より目標存在圏を出力する。またカージオイド処理部２
４においてカージオイド処理することにより求められた
信号の到来方位と、目標存在圏の楕円との交点を検出
し、その交点を目標位置とする。
説明する。図４は目標位置局限処理部６の原理を説明す
る図であり、目標位置局限処理部６は、二次検出処理部
より目標反響音として検出された信号の到達時間と音源
部１から直接到達した直接波の時間差を算出し、受信部
位置及び音源部位置を焦点とする楕円を描画することに
より目標存在圏を出力する。またカージオイド処理部２
４においてカージオイド処理することにより求められた
信号の到来方位と、目標存在圏の楕円との交点を検出
し、その交点を目標位置とする。
【００１８】次に、このバイスタティック処理装置の動
作について説明する。受信部２により受信された信号
は、周波数変換処理部２１にて周波数変換を行なった
後、検波処理部２２及び移動平均処理部２３にて各周波
数毎に時間方向に移動平均処理１３を行う事により、時
間的に周波数が安定した狭帯域信号（ナローバンド信
号）を除去し、目標反響音を強調した時系列信号を一次
検出処理部４に出力する。またカージオイド処理部２４
にてカージオイド処理し、信号到来方位を出力する。移
動平均処理部２３にて出力された信号は、一次検出処理
部４における閾値設定処理部２５にて、経過時間に対す
る反響音の予測残響レベルを算出しこれを反映した値を
持つレベル閾値により、目標反響音らしい信号であるか
どうかを判定され、設定値以上の出力を持つ信号は目標
反響音らしき信号として二次検出処理部５へ送られる。
設定値以下の出力をもつ信号は処理を停止し、受信部２
により新たに受信された信号について前述までの処理を
繰り返す。
作について説明する。受信部２により受信された信号
は、周波数変換処理部２１にて周波数変換を行なった
後、検波処理部２２及び移動平均処理部２３にて各周波
数毎に時間方向に移動平均処理１３を行う事により、時
間的に周波数が安定した狭帯域信号（ナローバンド信
号）を除去し、目標反響音を強調した時系列信号を一次
検出処理部４に出力する。またカージオイド処理部２４
にてカージオイド処理し、信号到来方位を出力する。移
動平均処理部２３にて出力された信号は、一次検出処理
部４における閾値設定処理部２５にて、経過時間に対す
る反響音の予測残響レベルを算出しこれを反映した値を
持つレベル閾値により、目標反響音らしい信号であるか
どうかを判定され、設定値以上の出力を持つ信号は目標
反響音らしき信号として二次検出処理部５へ送られる。
設定値以下の出力をもつ信号は処理を停止し、受信部２
により新たに受信された信号について前述までの処理を
繰り返す。
【００１９】一次検出処理部４により目標反響音らしき
信号として判定された信号は二次検出前処理として二次
検出処理部５における切り出し処理部３１により任意の
ポイントで信号を切り出され、周波数変換処理部３２及
びエネルギー加算処理部３３を経てニューラルネットワ
ークの入力データとして生成される。出力結果はあらか
じめ学習を行なっているニューラルネットワーク評価部
３５により、目標反響音、疑似反響音、直接波、海底反
射音、海面反射音及び雑音等、分類出力３６に示すよう
なカテゴリーのいずれかに分類される。ここで目標反響
音と分類された信号は目標位置局限処理部６に出力され
る。それ以外に分類された信号は処理を停止し、受信部
２により新たに受信された信号について前述までの処理
を繰り返す。
信号として判定された信号は二次検出前処理として二次
検出処理部５における切り出し処理部３１により任意の
ポイントで信号を切り出され、周波数変換処理部３２及
びエネルギー加算処理部３３を経てニューラルネットワ
ークの入力データとして生成される。出力結果はあらか
じめ学習を行なっているニューラルネットワーク評価部
３５により、目標反響音、疑似反響音、直接波、海底反
射音、海面反射音及び雑音等、分類出力３６に示すよう
なカテゴリーのいずれかに分類される。ここで目標反響
音と分類された信号は目標位置局限処理部６に出力され
る。それ以外に分類された信号は処理を停止し、受信部
２により新たに受信された信号について前述までの処理
を繰り返す。
【００２０】二次検出処理部５より目標反響音として検
出された信号は、目標位置局限処理部６に渡され、目標
反響音到達時間と直接波到達時間の差を算出し、音源部
位置情報及び受信部位置情報より目標存在圏を示す楕円
を描画する。またカージオイド処理部２４により得られ
た信号到来方位との交点を算出することにより目標位置
を局限し、図４の通り、得られた交点が予測目標位置と
なる。
出された信号は、目標位置局限処理部６に渡され、目標
反響音到達時間と直接波到達時間の差を算出し、音源部
位置情報及び受信部位置情報より目標存在圏を示す楕円
を描画する。またカージオイド処理部２４により得られ
た信号到来方位との交点を算出することにより目標位置
を局限し、図４の通り、得られた交点が予測目標位置と
なる。
【００２１】（本発明の第２の実施の形態）次に、本発
明の第２の実施の形態について図面を参照して説明す
る。本発明の第２の実施の形態は、受信部が複数に配置
されている場合、前述した処理を各受信部により受信さ
れた信号毎に行ない目標反響音を検出し、各受信部につ
いて描画された楕円を統合して目標位置の検出を行なう
多チャンネル処理装置を提供するものである。
明の第２の実施の形態について図面を参照して説明す
る。本発明の第２の実施の形態は、受信部が複数に配置
されている場合、前述した処理を各受信部により受信さ
れた信号毎に行ない目標反響音を検出し、各受信部につ
いて描画された楕円を統合して目標位置の検出を行なう
多チャンネル処理装置を提供するものである。
【００２２】図５は第２の実施形態の構成を示すブロッ
ク図であり、各受信部５２により受信された信号に対し
て処理を行なう１チャンネル処理部５０１と、それらの
処理結果を統合して目標位置を検出する多チャンネル統
合処理部５０２から構成されている。各受信部５２によ
り受信された音響信号に対する１チャンネル処理部の詳
細な説明は前述した処理と同様であるため省略する。前
述の処理と同様な処理により音源部５１、受信部５２、
信号処理部５３及び一次検出処理部５４を経て二次検出
処理部５５により目標反響音として出力された信号は目
標位置局限処理部５６により目標反響音到達時間と直接
波到達時間の差を算出することにより音源部位置と受信
部位置を焦点に持つ楕円を描画する。目標位置検出処理
部５７は、各目標位置局限処理部５６毎に描画されたこ
れらの楕円を統合し、同一画面に表示することにより交
点を求め、最も多く楕円が交わっている点を目標位置と
して出力する。図６は多楕円描画により目標位置の検出
を行なった一例である。この処理により、目標反響音の
到達方向が不明である場合でも、目標反響音が検出され
れば目標位置を検出することが可能となる。
ク図であり、各受信部５２により受信された信号に対し
て処理を行なう１チャンネル処理部５０１と、それらの
処理結果を統合して目標位置を検出する多チャンネル統
合処理部５０２から構成されている。各受信部５２によ
り受信された音響信号に対する１チャンネル処理部の詳
細な説明は前述した処理と同様であるため省略する。前
述の処理と同様な処理により音源部５１、受信部５２、
信号処理部５３及び一次検出処理部５４を経て二次検出
処理部５５により目標反響音として出力された信号は目
標位置局限処理部５６により目標反響音到達時間と直接
波到達時間の差を算出することにより音源部位置と受信
部位置を焦点に持つ楕円を描画する。目標位置検出処理
部５７は、各目標位置局限処理部５６毎に描画されたこ
れらの楕円を統合し、同一画面に表示することにより交
点を求め、最も多く楕円が交わっている点を目標位置と
して出力する。図６は多楕円描画により目標位置の検出
を行なった一例である。この処理により、目標反響音の
到達方向が不明である場合でも、目標反響音が検出され
れば目標位置を検出することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明には、目標
反響音を自動的に検出することで目標位置局限が自動で
行われ、操作員の負荷を軽減することにより、短時間に
連続して運用する事が出来るという効果がある。
反響音を自動的に検出することで目標位置局限が自動で
行われ、操作員の負荷を軽減することにより、短時間に
連続して運用する事が出来るという効果がある。
【００２４】その理由は、信号をニューラルネットワー
クによりカテゴリー毎に分類することによって目標反響
音を検出し、目標反響音と直接波の到達時間差より目標
存在圏の楕円描画を行ない、カージオイド処理により信
号到来方位を得て楕円との交点を算出することにより、
目標位置を自動で検出できるためである。
クによりカテゴリー毎に分類することによって目標反響
音を検出し、目標反響音と直接波の到達時間差より目標
存在圏の楕円描画を行ない、カージオイド処理により信
号到来方位を得て楕円との交点を算出することにより、
目標位置を自動で検出できるためである。
【００２５】また、受信部を複数に配置し、各受信部に
より受信された信号毎に目標反響音を検出し、各受信部
について描画された楕円を統合して目標位置の検出を行
なう多チャンネル処理装置を用いることにより、目標反
響音の到達方向が不明である場合でも、目標反響音が検
出されれば目標位置を検出することが可能となるという
効果がある。
より受信された信号毎に目標反響音を検出し、各受信部
について描画された楕円を統合して目標位置の検出を行
なう多チャンネル処理装置を用いることにより、目標反
響音の到達方向が不明である場合でも、目標反響音が検
出されれば目標位置を検出することが可能となるという
効果がある。
【図１】本発明の第一の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】図１における信号処理部と一次検出処理部の本
発明の第一の実施の形態の構成を示すブロック図であ
る。
発明の第一の実施の形態の構成を示すブロック図であ
る。
【図３】図１における二次検出処理部の本発明の第一の
実施の形態の構成を示すブロック図である。
実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図４】図１における目標位置局限処理部により得られ
た楕円描画の一例を示した説明図である。
た楕円描画の一例を示した説明図である。
【図５】複数の受信部による信号処理を用いた多チャン
ネル処理において目標位置を検出する本発明の第二の実
施の形態の構成を示すブロック図である。
ネル処理において目標位置を検出する本発明の第二の実
施の形態の構成を示すブロック図である。
【図６】複数の受信部により目標位置を検出する本発明
の第二の実施の形態の一例を示した説明図である。
の第二の実施の形態の一例を示した説明図である。
１ 音源部 ２ 受信部 ３ 信号処理部 ４ 一次検出処理部 ５ 二次検出処理部 ６ 目標位置局限処理部 ２１ 周波数変換処理部 ２２ 検波処理部 ２３ 移動平均処理部 ２４ カージオイド処理部 ２５ 閾値設定処理部 ３１ 切り出し処理部 ３２ 周波数変換処理部 ３３ エネルギー加算処理部 ３４ ニューラルネットワーク学習データ ３５ ニューラルネットワーク評価部 ３６ 分類出力 ５１ 多チャンネル処理における音源部 ５２ 多チャンネル処理における受信部 ５３ 多チャンネル処理における信号処理部 ５４ 多チャンネル処理における一次検出処理部 ５５ 多チャンネル処理における二次検出処理部 ５６ 多チャンネル処理における目標位置局限処理部 ５７ 多チャンネル処理における目標位置検出処理部 ３０１ 二次検出前処理部 ３０２ 二次検出部 ５０１ 多チャンネル処理における１チャンネル処理
部 ５０２ 多チャンネル処理における多チャンネル統合
処理部
部 ５０２ 多チャンネル処理における多チャンネル統合
処理部
Claims (6)
- 【請求項１】 水中において音響信号を出力する音源部
と、 該音源部から出力された音響信号を前記音源部位置と異
なった位置において受信する受信部と、 該受信部で受信した音響信号を信号処理する信号処理部
と、 該信号処理部で信号処理した結果に任意の閾値を設定す
ることにより目標反響音の一次検出を行なう一次検出処
理部と、 該一次検出処理部で検出された信号を、前記音源部から
直接到達する直接波と水中目標に反射して到達する目標
反響音と海底反射音と海面反射音と雑音との各カテゴリ
ーに自動認識して分類する二次検出処理部と、 該二次検出処理部で分類された結果から前記直接波と前
記目標反響音との到達時間差を自動的に計算するととも
に前記目標反響音の到来方位を用いて目標の存在位置を
推定する目標位置局限処理部とから構成されるバイスタ
ティック処理装置。 - 【請求項２】 前記信号処理部は、前記受信部で受信し
た音響信号に対して周波数分析した後、各周波数毎に時
間方向に移動平均処理を行う事により、時間的に周波数
が安定した狭帯域信号（ナローバンド信号）を除去し、
目標反響音を強調する手段を有する請求項１に記載のバ
イスタティック処理装置。 - 【請求項３】 前記一次検出処理部は、前記信号処理部
で処理を行なった信号に対して、経過時間に対する反響
音の予測残響レベルを算出し、該予測残響レベルを反映
した値を持つレベル閾値を設定することにより、目標反
響音以外の残響を最大限に除去し、目標からの反響音ら
しき信号を抽出する手段を有する請求項１または請求項
２に記載のバイスタティック処理装置。 - 【請求項４】 前記二次検出処理部は、前記信号処理部
によって周波数分析された周波数特性と、周波数分析に
よって分析された信号のトータルエネルギーの時間変化
とを入力し、ニューラルネットワークにより、前記直接
波と目標反響音と海底反射音と海面反射音と雑音との各
カテゴリーに自動認識して分類する手段を有する請求項
１から請求項３の何れか１項に記載のバイスタティック
処理装置。 - 【請求項５】 前記目標位置局限処理部は、前記二次検
出処理部によって求められた分類結果及び分類結果毎の
検出時刻から、前記直接波と前記目標反響音との時間差
を算出し、伝搬距離が一定の楕円を目標存在圏として求
めるとともに、前記二次検出処理部により前記直接波及
び前記目標反響音と分類された時刻の信号を、カージオ
イド処理する事によって、信号の到来方位を求め、目標
存在圏の楕円との交点を目標位置として出力する手段を
有する請求項１から請求項４の何れか１項に記載のバイ
スタティック処理装置。 - 【請求項６】 水中において音響信号を出力する音源部
と、 該音源部から出力された音響信号を前記音源部位置と異
なった位置において受信する複数の受信部と、 該各受信部により受信された信号に対して処理を行なう
複数の１チャンネル処理部と、 該複数の１チャンネル処理部の処理結果を統合して目標
位置を検出する多チャンネル統合処理部とから構成さ
れ、 前記１チャンネル処理部は、 該受信部で受信した音響信号を信号処理する信号処理部
と、 該信号処理部で信号処理した結果に任意の閾値を設定す
ることにより目標反響音の一次検出を行なう一次検出処
理部と、 該一次検出処理部で検出された信号を、前記音源部から
直接到達する直接波と水中目標に反射して到達する目標
反響音と海底反射音と海面反射音と雑音との各カテゴリ
ーに自動認識して分類する二次検出処理部と、 該二次検出処理部で分類された結果から前記直接波と前
記目標反響音との到達時間差を自動的に計算し音源部位
置と受信部位置を焦点に持つ楕円を描画する目標位置局
限処理部とから構成され、 前記多チャンネル統合処理部は、 各１チャンネル処理部毎に描画された各楕円を統合し、
同一画面に表示することにより交点を求め、最も多く楕
円が交わっている点を目標位置として出力する目標位置
検出処理部を備えるバイスタティック処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000113641A JP2001296359A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | バイスタティック処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000113641A JP2001296359A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | バイスタティック処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001296359A true JP2001296359A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18625570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000113641A Pending JP2001296359A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | バイスタティック処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001296359A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002168937A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-14 | Nec Corp | 水中目標物位置検出装置及び方法 |
| JP2006125947A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Tdk Corp | レーダー装置 |
| US7088641B2 (en) | 2003-02-28 | 2006-08-08 | Nec Corporation | Bistatic azimuth detection system and detection method |
| JP2012173224A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Nec Corp | 残響フィルタ、アクティブソーナー装置、残響除去方法及び残響除去プログラム |
| JP2014032081A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Nec Corp | パッシブソーナー装置、トランジェント信号処理方法及びその信号処理プログラム |
-
2000
- 2000-04-14 JP JP2000113641A patent/JP2001296359A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002168937A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-14 | Nec Corp | 水中目標物位置検出装置及び方法 |
| US7088641B2 (en) | 2003-02-28 | 2006-08-08 | Nec Corporation | Bistatic azimuth detection system and detection method |
| JP2006125947A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Tdk Corp | レーダー装置 |
| JP2012173224A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Nec Corp | 残響フィルタ、アクティブソーナー装置、残響除去方法及び残響除去プログラム |
| JP2014032081A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Nec Corp | パッシブソーナー装置、トランジェント信号処理方法及びその信号処理プログラム |
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