JP2003222677A - 水中音響探査方法及び水中音響探査システム - Google Patents
水中音響探査方法及び水中音響探査システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 探査するターゲットの形状の如何にかかわら
ず、当該ターゲットからの反射波を常に良好に受波して
これに基づく良質の音響探査情報を得ることができる水
中音響探査方法を提供する。 【解決手段】 相互の位置関係を把握しつつ水中２を航
走する複数台の水中航走体１ａ、１ｂの一つに送受波器
４を、他の水中航走体４ｂに受波器６をそれぞれ搭載
し、送受波器４から発射した音波に基づく反射波Ｆ、Ｅ
を送受波器４とともに受波器６でも、受波タイミングを
同期させて受波し、各送受波器４乃至受波器６毎に反射
波Ｆ、Ｅに基づく信号を処理することにより、複数台の
水中航走体１ａ、１ｂで重複する領域の各探査情報を収
集する。
ず、当該ターゲットからの反射波を常に良好に受波して
これに基づく良質の音響探査情報を得ることができる水
中音響探査方法を提供する。 【解決手段】 相互の位置関係を把握しつつ水中２を航
走する複数台の水中航走体１ａ、１ｂの一つに送受波器
４を、他の水中航走体４ｂに受波器６をそれぞれ搭載
し、送受波器４から発射した音波に基づく反射波Ｆ、Ｅ
を送受波器４とともに受波器６でも、受波タイミングを
同期させて受波し、各送受波器４乃至受波器６毎に反射
波Ｆ、Ｅに基づく信号を処理することにより、複数台の
水中航走体１ａ、１ｂで重複する領域の各探査情報を収
集する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水中音響探査方法及
び水中音響探査システムに関し、特に送波した音波を当
てるターゲットの形状に起因して送波側への反射波の戻
り成分が小さい場合に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば、海底の地形を探査する場合、音
響を利用したソナーが汎用されている。特に、最近で
は、探査対象をモニタ画像に再生して視覚化する合成開
口探査装置が提案され、これの適用が検討されている。
この合成開口探査装置とは、水中を航走する水中航走体
に音波の送波器及び受波器を搭載し、水中航走体を航走
させながら送波器で海底等の探査対象に向けて音波を送
出するとともに、探査対象から反射して戻ってくる音波
を受波器で受信し、その時間から距離を演算して探査対
象の二次元的な画像をモニタ上に再生するものである。 【０００３】図４は海底を探査対象とした場合における
合成開口探査の原理を概念的に示す説明図である。同図
に示すように、水中航走体１は、水中２を航走するもの
である。図４に示す場合は、海底３に平行に、図中の右
方から左方に向かって航走している。ここで、水中航走
体１は音響探査装置を搭載しており、その送受波器４が
本体の腹部に取り付けてあり、海底３に向けて音波を発
射するとともに、海底３で反射した音波を受波するよう
になっている。図４では、Ａ、Ｂ、Ｃの各位置で音波を
発射するとともに、各位置Ａ乃至Ｃでの反射波を受波し
ている。すなわち、当該音響探査装置は水中航走体１の
水中航走に伴い海底３に向けて間欠的に音波を発射しな
がら反射波に含まれる情報を処理することにより海底３
の様子を可視化してモニタ（図示せず。）上に再生す
る。 【０００４】ここで、送波器からは所定周波数（通常、
数十ｋＨｚ）の音波をパルスで変調して間欠的に送波す
る。また、音響探査装置の受波器のセンサ部分は、多数
（数十個乃至百数十個）のセンシング素子を、例えば格
子状に配設して所定の平面若しくは曲面を形成し、この
平面若しくは曲面の全体で反射波を受波するようになっ
ている。合成開口探査方法では、各位置Ａ乃至Ｃで検出
した海底３の情報を、水中航走体１の航走速度、方向及
び音波の発射間隔時間等を加味して処理することによ
り、各位置Ａ乃至Ｃでの情報を合成するようになってい
る。すなわち、例えば位置Ａにおける送受波器４を原点
として基準座標を形成し、この基準座標の原点に位置
Ｂ、Ｃの座標を合わせ込むことにより各位置Ｂ、Ｃで同
定したターゲット５を基準座標における位置に変換して
表すことができる。このように複数位置Ａ乃至Ｃでの情
報を合成することにより、前記センサを構成する平面若
しくは曲面が水中航走体１の航走方向に実効的に拡張さ
れ、このように拡張された平面若しくは曲面に対応する
センシング素子を実効的に有するセンサ部とすることが
できる。ちなみに、センシング素子の数が多ければ、そ
れだけ探査精度は向上する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き合成開口探
査に限るものではないが、水中航走体の送波器から音波
を発射し、探査対象のターゲットから反射されて戻って
くる音波を受波して所定の処理をする音響探査において
は次のような問題を生じている。すなわち、図５に示す
ように、ターゲット５の形状によっては、水中２を航走
する水中航走体１の送受波器４から発射した送波Ｄの反
射成分の殆どが反射波Ｅとして送受波器４側とは関係の
ない方向へ反射され、送受波器４側への戻り成分である
反射波Ｆが小さくなる場合を生起する。この場合には、
送受波器４で受波した反射波Ｆによる音波のレベルが小
さく、十分明瞭なターゲット５の情報を得ることができ
ないので、その分解像度も悪化する。かかる現象は、タ
ーゲット５の表面が平坦である場合等に発生する。例え
ば、探査対象である海底３のターゲット５が平板状の人
工構造物である場合である。 【０００６】本発明は、上記現状に鑑み、探査するター
ゲットの形状の如何にかかわらず、当該ターゲットから
の反射波を常に良好に受波してこれに基づく良質の音響
探査情報を得ることができる水中音響探査方法及び水中
音響探査システムを提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【０００８】１） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、
探査対象で反射した反射波を受波して処理することによ
り探査対象の形状等を探査する水中音響探査方法におい
て、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台
の水中航走体の一つに送受波器を、残りの水中航走体に
受波器をそれぞれ搭載し、前記送受波器から発射した音
波に基づく反射波を当該送受波器とともに他の受波器で
も、受波タイミングを同期させて受波し、各送受波器乃
至受波器毎に反射波に基づく信号を処理することによ
り、前記複数台の水中航走体で重複する領域の各探査情
報を収集すること。 【０００９】２） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、
探査対象で反射した反射波を受波して処理することによ
り探査対象の形状等を探査する水中音響探査方法におい
て、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台
の水中航走体のそれぞれに、個別に割り当てた周波数の
音波を発射する送受波器を搭載し、各送受波器から発射
したそれぞれ固有の周波数の音波に基づく反射波を、各
送受波器で、受波タイミングを同期させて受波し、さら
に前記各反射波を、各周波数毎に、また各受信器毎に選
択するとともに、選択した各周波数毎に反射波に基づく
信号を処理することにより、前記複数台の水中航走体で
重複する領域の各探査情報を収集すること。 【００１０】３） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、
探査対象で反射した反射波を受波して処理することによ
り探査対象の形状等を探査する水中音響探査方法におい
て、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台
の水中航走体のそれぞれに、それぞれ割り当てられた固
有の時間に同一周波数の音波を発射する送受波器を搭載
し、各送受波器毎に反射波に基づく信号を処理すること
により、前記複数台の水中航走体で重複する領域の各探
査情報を収集すること。 【００１１】４） 上記１）乃至３）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、得られた各探査情報
のうち、反射波のレベルが最大レベルの情報に基づき探
査情報を生成すること。 【００１２】５） 上記１）乃至３）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、得られた各探査情報
の各反射波のレベルを平均化して探査情報を生成するこ
と。 【００１３】６） 上記１）乃至５）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、水中通信により各水
中航走体で収集した探査情報の授受を行うこと。 【００１４】７） 上記１）乃至６）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、探査方法は、水中航
走体を航走させつつ各位置で収集した探査情報を基準座
標を基準として重畳して合成する合成開口探査方法であ
ること。 【００１５】８） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送波
器から海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受波
して処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器から
発射した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探査
する水中音響探査システムにおいて、相互の位置関係を
把握しつつ水中を航走する複数台の水中航走体の一つに
搭載する送受波器と、残りの水中航走体にそれぞれ搭載
する複数の受波器と、前記送受波器及び各受波器で、前
記送受波器から発射した音波に基づく反射波を各受波タ
イミングを同期させて受波するとともに、各送受波器乃
至受波器毎に反射波に基づく信号を処理して各探査情報
を生成する複数の処理系とを有すること。 【００１６】９） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送波
器から海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受波
して処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器から
発射した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探査
する水中音響探査システムにおいて、相互の位置関係を
把握しつつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれぞ
れに搭載するとともに、それぞれに割り当てられた固有
の周波数の音波を発射する一方、各音波の反射波を受波
する複数の送受波器と、各送受波器で、各送受波器から
発射した音波に基づく反射波を各受波タイミングを同期
させて受波するとともに、受波した反射波を各周波数成
分毎に分離し、分離した各周波数成分毎に反射波に基づ
く信号をそれぞれ処理して各探査情報を生成する複数の
処理系とを有すること。 【００１７】１０） 水中を航走する水中航走体に搭載
した送波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送
波器から海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受
波して処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器か
ら発射した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探
査する水中音響探査システムにおいて、相互の位置関係
を把握しつつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれ
ぞれに搭載するとともに、それぞれ割り当てられた固有
の時間に同一周波数の音波を発射する送受波器と、各送
受波器で、各送受波器から発射した音波に基づく反射波
を各受波タイミングを同期させて受波するとともに、各
送受波器毎に各反射波に基づく信号をそれぞれ処理して
各探査情報を生成する複数の処理系とを有すること。 【００１８】１１） 上記８）乃至１０）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各処理系で
得られた各探査情報を入力し、反射波のレベルが最大レ
ベルの情報に基づき探査情報を生成する最大レベル画像
表示処理手段を有すること。 【００１９】１２） 上記８）乃至１０）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各処理系で
得られた各探査情報を入力し、各反射波のレベルを平均
化して探査情報を生成する平均画像表示処理手段を有す
ること。 【００２０】１３） 上記８）乃至１２）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各水中航走
体の処理系で処理して得る各探査情報を水中通信により
送信又は受信する送信機又は受信機を有すること。 【００２１】１４） 上記８）乃至１３）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各処理系
は、水中航走体を航走させつつ各位置で収集した反射信
号に基づく情報を各位置の情報とともに処理するととも
に、各位置での探査情報を、基準座標を基準として重畳
し、これらの結果をそれぞれ合成する合成開口探査処理
部であること。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００２３】＜第１の実施の形態＞図１は本発明の第１
の実施の形態に係る水中音響探査方法を概念的に示す説
明図である。同図に示すように、本形態は２台の水中航
走体１ａ、１ｂを水中２で航走させて所定の探査を行う
ものである。ここで、水中航走体１ａ、１ｂのうち、水
中航走体１ａは送受波器４を搭載しているが、水中航走
体１ｂは受波器６のみを搭載している。 【００２４】本形態では、かかる２台の水中航走体１
ａ、１ｂを航走させながら適宜、水中航走体１ａの送受
波器４から海底３に向けて音波を発射する。図中の符号
Ｄでこのときの送波を表している。そして、送波毎に送
受波器４及び受波器６で反射波を受波する。この受波
は、各水中航走体１ａ、１ｂの送受波器４及び受波器６
でそのタイミングが一致するように調整してやる。 【００２５】ここで、図１中に示すような平板状のター
ゲット５に送波Ｄが当たって反射した場合、水中航走体
１ａの方向に戻る反射波Ｅはそのレベルが非常に小さい
が、水中航走体１ｂの方向に向かう反射波Ｆは十分大き
な音波レベルを有している。水中航走体１ａ、１ｂにそ
れぞれ搭載する探査装置は送受波器４又は受波器６を介
して取り込んだ音波信号を処理してターゲット５を含む
海底３の情報を収集する。 【００２６】各水中航走体１ａ、１ｂで個別に収集した
情報は陸上に持ち帰り、陸上の作業で両情報を比較する
等の所定の処理をすることにより、海底３の探査結果を
再生する。一方、水中航走体１ｂで処理して得る情報を
水中通信により水中航走体１ａに送信し、水中航走体１
ａにおいて、その処理情報と突き合わせる等の所定の処
理をすることにより、海底３の探査結果を収集しても良
い。ここで、両情報の選択方法としては、１）両情報
中、各画素（送受波器４又は受波器６のセンサ部の画素
に対応する；以下同じ。）毎に反射波Ｆ、Ｅに基づく信
号レベルを比較し、そのレベルが大きい方を選択する方
法、２）各画素毎に検出した信号レベルを平均化して再
生する方法等が考えられる。何れの方法を採った場合で
も、一台の水中航走体１ａで収集した反射波Ｆによる情
報よりも正確で、その分高解像度の情報を得ることがで
きる。当然、水中航走体１ａ、１ｂの収集した情報を個
別に並列に再生処理した後、何れか一方を選択するよう
にしても良い。 【００２７】なお、各水中航走体１ａ、１ｂが受波した
各位置の位置情報は、少なくとも相対的な位置関係にお
いては別途検出して特定してあり、この位置情報と前記
受波情報が一体となって完全な探査情報を構成する。 【００２８】かかる本形態によれば、ターゲット５が平
板等の特殊な形状（特定方向への反射波のみが特別大き
くそれ以外の方向への反射成分が極端に少なくなるよう
な形状；以下同じ。）であっても、反射波Ｅ、Ｆを異な
る位置で受波しているので、送受波器４側に反射される
反射波Ｆの成分が十分なレベルを有していなくても、受
波器６で受波する反射波Ｅが十分なレベルを有している
場合も多い。すなわち、少なくとも一方で受波する反射
波Ｅ、Ｆは十分なレベルを有している確率が高い。この
結果、十分良質な探査情報を得ることができる。 【００２９】＜第２の実施の形態＞図２は本発明の第２
の実施の形態に係る水中音響探査方法を概念的に示す説
明図である。同図に示すように、本形態は２台の水中航
走体１ａ、１ｂを水中２で航走させて所定の探査を行う
ものである。ここで、水中航走体１ａ、１ｂは何れも送
受波器４ａ、４ｂを搭載している。なお、図２中、図１
と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略す
る。 【００３０】本形態では、２台の水中航走体１ａ、１ｂ
を航走させながら適宜、水中航走体１ａ、１ｂの送受波
器４ａ、４ｂから海底３に向けて音波を発射する。ここ
で、音波が拡散する領域、すなわち探査領域は両者で重
複するように調整しておく。また、図中の符号Ｄが送受
波器４ａの送波、符号Ｇが送受波器４ｂの送波である。
そして、送波毎に送受波器４ａ、４ｂで反射波Ｈ、Ｅを
受波する。この受波は、各水中航走体１ａ、１ｂの送受
波器４ａ、４ｂでそのタイミングがそれぞれ一致するよ
うに調整してやる。 【００３１】ここで、送受波器４ａ、４ｂによる送波方
法は次の２種類が考えられる。一つは、送受波器４ａ、
４ｂ毎に異なる送波周波数の音波を割り当て、受波側で
はフィルタを通過させることにより反射波Ｅ、Ｈを各周
波数成分毎に分離する方法である。いわゆる周波数分割
方式である。このときは送受波器４ａ、４ｂで同時に音
波（送波Ｄ、Ｇ）を発射する。また、各反射波に基づく
出力信号には送受波器４ａ、４ｂの送波Ｄ、Ｇの各周波
数成分が混在するので、かかる出力信号を処理する際に
は、両成分をフィルタで分離し、各周波数成分毎に並列
に同様の処理を行う。他の一つは、送受波器４ａ、４ｂ
毎に異なる送波タイミングを交互に割り当て、受波側で
は割り当てられた送波タイミングに同期させて受波タイ
ミングを調整する方法である。いわゆる時分割方式であ
る。このときは、例えば送受波器４ａから先ず送波Ｄを
発射し、この反射波Ｅ及び反射波Ｆ（図１参照。）を送
受波器４ｂ、４ａで同時に受波するとともに、次の送波
タイミングで送受波器４ｂから送波Ｇを発射し、この反
射波Ｈ等（送波Ｇに対応するＨ以外の反射波は図示して
いない。）を送受波器４ａ、４ｂで同時に受波する。 【００３２】図２中に示すような平板状のターゲット５
に送受波器４ａからの送波Ｄが当たって反射した場合、
水中航走体１ａの方向に戻る反射波（図２には図示しな
いが、図１の反射波Ｆ）はそのレベルが非常に小さい
が、水中航走体１ｂの方向に向かう反射波Ｅは十分大き
な音波レベルを有している。同様に、平板状のターゲッ
ト５に送受波器４ｂからの送波Ｇが当たって反射した場
合、水中航走体１ａの方向に戻る反射波（図示せず。）
はそのレベルが非常に小さいが、水中航走体１の方向に
向かう反射波Ｈは十分大きな音波レベルを有している。 【００３３】このように、本形態においては、航走位置
が異なる双方の水中航走体１ａ、１ｂの送受波器４ａ、
４ｂからそれぞれ音波を発射するようにしたので、両送
受波器４ｂ、４ａで受波する反射波Ｅ、Ｈが何れも十分
なレベルを有する確率が高い。 【００３４】反射波Ｅ、Ｈを送受波器４ｂ、４ａで受波
した後の処理は、図１に基づく第１の実施の形態と同様
に行う。すなわち、各水中航走体１ａ、１ｂで個別に収
集した情報を陸上に持ち帰り、陸上の作業で両情報を比
較する等の所定の処理をすることにより、海底３の探査
結果を再生しても良いし、また水中航走体１ａ、１ｂで
処理して得る各情報を水中通信により相互に送信し、相
互の情報を突き合わせる等の所定の処理をすることによ
り、海底３の探査結果を再生しても良い。ここで、両情
報の選択方法としては、前記第１の実施の形態と同様
に、１）両情報中、各画素毎に信号レベルを比較し、そ
のレベルが大きい方を選択する方法、２）各画素毎に検
出した信号レベルを平均化して再生する方法等が考えら
れる。何れの方法を採った場合でも、一台の水中航走体
１ａで収集した反射波Ｆによる情報よりも正確で、その
分高解像度の情報を得ることができる。当然、水中航走
体１ａ、１ｂの収集した情報を個別に並列に再生した
後、何れか一方を選択するようにしても良い。 【００３５】なお、各水中航走体１ａ、１ｂが受波した
各位置の位置情報は、第１の実施の形態と同様に、少な
くとも相対的な位置関係においては別途検出して特定し
てあり、この位置情報と前記受波情報が一体となって完
全な探査情報を構成する。 【００３６】かかる本形態によれば、ターゲット５が特
殊な形状であっても、異なる位置からの送波Ｄ、Ｇに基
づく反射波Ｅ、Ｈを、その各レベルが十分大きくなるよ
うな位置で相互に補完しつつ受波することができる。し
たがって、図１に示す第１の実施の形態の場合よりもさ
らに良質の探査情報を得ることができる。 【００３７】なお、上記第１及び第２の実施の形態で
は、水中航走体１ａ、１ｂが２台の場合について説明し
たが、これに限るものではない。複数台であれば良く、
その数が増えればその分精度乃至解像度は向上する。ま
た、探査対象は海面であっても良い。この場合には、送
受波器４、４ａ、４ｂ及び受波器６は水中航走体１ａ、
１ｂの上面に固着して音波を上方に向けて発射するとと
もに、上方で反射した反射波を受波する。さらに、水中
航走体１ａ、１ｂは、単独で水中を航走するものに限ら
ず、船舶の船底に固着する等の方法により当該船舶と一
体的に航走するものであっても良い。 【００３８】＜第３の実施の形態＞上述の如き水中音響
探査方法のうち、第１の実施の形態に係る水中音響探査
方法は図３に示すような水中音響探査システムで実現し
得る。これを第３の実施の形態として説明する。 【００３９】図３は、本形態に係る水中音響探査システ
ムの、特に反射信号の処理系を示すブロック線図であ
る。同図に示すように、本システムは、水中航走体１ａ
には送受波器４（図１参照。以下同じ。）を、また水中
航走体１ｂには受波器６（図１参照。以下同じ。）をそ
れぞれ搭載する場合のものであり、水中航走体１ａに搭
載する処理系Ｉと、航走体１ｂに搭載する処理系IIとを
有している。処理系Ｉは、センサ部１１、音波信号分割
部１２、画像再生部１３及び画像合成部１４を有してい
る。同様に、処理系IIも、センサ部１５、音波信号分割
部１６、画像再生部１７及び画像合成部１８を有してい
る。 【００４０】センサ部１１、１５は多数のセンシング素
子を平面的に配設して構成したものであり、図４に示す
ものと変わるところはない。すなわち、各センシング素
子が反射波等の音波を受波してそのレベルに応じた電気
信号である音波信号を送出する。したがって、センサ部
１１、１５からは、送受波器４が送波する各時間毎に反
射波Ｆ、Ｅ（図１参照。以下同じ。）に対応するレベル
の音波信号が間欠的に送出される。ここで、水中航走体
１ａ側には、水中通信を行うための送信機１９を有する
とともに、水中航走体１ｂ側には、送信機１９が送波し
た所定の信号を受波するための受信機２０を有してい
る。かくして、センサ部１１、１５における受波タイミ
ングが同期するよう、両センサ部１１、１５における受
波タイミングを調整している。 【００４１】音波信号分割部１２、１６は、反射波であ
る音波を各送波時間毎に、それぞれ受波された時間ｔn
（ｎ＝１，２，・・・；以下同じ。）の情報とともに画
像再生部１３、１７にそれぞれ送出する。この結果、画
像処理部１３、１７には各時間ｔn 毎の反射波の情報が
取り込まれる。さらに、画像再生部１３、１７では、別
途検出する各時間ｔn における水中航走体１ａ、１ｂの
各位置座標の情報に基づき基準座標に対するターゲット
５（図１参照。以下同じ。）の合わせ込みを行う。この
結果、各時間ｔn 毎の仮想画像上に基準座標に変換した
ターゲット５を再生することができる。このようにして
処理系Ｉ及び処理系IIで個別に得る情報をそのまま画像
合成部１４、１８で個別に合成する。すなわち、各処理
系Ｉ、IIで合成開口探査に伴う共通の処理を行う。この
ように、各処理系Ｉ、IIで個別に行う合成開口探査のた
めの処理は、既知のそれと殆ど変わるところはない。た
だ、本形態では、さらに各処理系Ｉ、IIで行った処理結
果を合成してより解像度の高い情報として提供すべく工
夫している。具体的には次の通りである。 【００４２】処理系IIの画像合成部１８の出力信号とし
て得られる合成開口探査情報Ｓ2 は、送信機２１を介し
て水中通信により水中航走体１ａ側の処理系Ｉに送信さ
れる。この音波信号は処理系Ｉの受信機２２で受波され
る。 【００４３】処理系Ｉには、固有の構成要素としてスイ
ッチ手段２３、個別画像表示処理部２４、平均画像表示
処理部２５、最大レベル画像表示処理部２６、スイッチ
手段２７及びモニタ２８を有している。スイッチ手段２
３は、処理系Ｉの画像合成部１４の出力信号として得ら
れる合成開口探査情報Ｓ1 及び前記合成開口探査情報Ｓ
2 、又は合成開口探査情報Ｓ1 若しくは開口探査情報Ｓ
2 の何れか一方を、個別画像表示処理部２４、平均画像
表示処理部２５又は最大レベル画像表示処理部２６の何
れか一つに選択的に供給するためのものである。個別画
像表示処理部２４では、合成開口探査情報Ｓ1 、Ｓ2 を
入力してこれらを個別に表示処理する。平均画像表示処
理部２５では、両合成開口探査情報Ｓ1 、Ｓ2 中、各画
素（センサ部１１、２０の各画素に対応する；以下同
じ。）毎に検出した信号レベルを平均化して表示処理を
行う。最大レベル画像表示処理部２６では、両合成開口
探査情報Ｓ1 、Ｓ2 中、各画素毎に検出した信号レベル
を比較し、そのレベルが大きい方を選択して表示処理を
行う。スイッチ手段２７では、個別画像表示処理部２
４、平均画像表示処理部２５又は最大レベル画像表示処
理部２６の何れかで表示処理した情報の一つを選択して
モニタ２８に供給する。モニタ２８では、表示処理され
た何れかの情報を再生して可視化する。 【００４４】なお、上記第３の実施の形態に係る水中音
響探査システムにおいては、水中航走体１ａ、１ｂ同士
の水中通信により水中航走体１ｂの合成開口探査情報を
水中航走体１ａに送信して、この水中航走体１ａで所定
の選択処理を行うようにしたが、必ずしもこのように構
成する必要はない。少なくとも、水中航走体１ａ、１ｂ
でそれぞれ個別に反射波Ｆ、Ｅを受波し、これに基づく
合成開口情報を収集することができるシステムとなって
いれば良い。この場合には各水中航走体１ａ、１ｂで個
別に収集した情報を陸上に持ち帰り、陸上の作業で両情
報を比較する等の所定の処理を行う。 【００４５】さらに、上述の如き水中音響探査方法のう
ち、第２の実施の形態に係る水中音響探査方法も図３に
示すような水中音響探査システムに準じた反射信号の処
理系で実現し得る。すなわち、時分割方式の場合（送波
Ｄ、Ｇ（図１参照。以下同じ。）が同一周波数の場合）
には、図３に示す処理系Ｉの送信機１９及び処理系IIの
受信機２０が何れも送受信機となり、相互に受信タイミ
ングの同期をとるように構成すれば良い。 【００４６】一方、周波数分割方式の場合（送波Ｄ、Ｇ
が異なる周波数の場合）には、図３に示す処理系Ｉのセ
ンサ部１１では、送波Ｄ、Ｇに対応する周波数の反射波
が混在して受波されるので、このセンサ部１１の出力側
に両周波数の信号をそれぞれ選択するフィルタを設け、
各フィルタに対応させて、２系統の処理系（音波信号分
割部１２、画像再生部１３及び画像合成部１４）を構成
する必要がある。そして、当該処理系の画像合成部１４
の出力信号を、図３に示す平均画像表示処理部２５又は
最大レベル画像表示処理部２６で処理して出力するよう
に構成する。処理系IIに関しても全く同様の構成として
２系統の処理を並列に行う。 【００４７】このような各２系統づづの並列処理系で処
理した出力信号は、第３の実施の形態における合成開口
探査情報Ｓ1 及び合成開口探査情報Ｓ2 に対応する２種
類の合成開口探査情報として直接又は水中通信を利用し
て図３のスイッチ手段２３に供給すれば、その後の処理
を第３の実施の形態に示す場合と全く同様に行うことが
できる。勿論、水中航走体１ａ、１ｂで個別に合成開口
探査情報を収集するシステムとして構築し、両合成開口
探査情報の比較は陸上等で行うようにしても良い。 【００４８】さらに、上述の説明では、水中航走体が２
台、すなわち受波信号の処理系が２系統の場合について
説明したが、その数は当然これに限定する必要はない。
水中航走体の数及びこれに搭載する送受波器及び受波
器、又は送受波器の数は必要に応じ増加させることがで
きる。この場合には水中航走体の数に対応させて前記受
波信号の処理系も並列的に増加させれば良い。 【００４９】 【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
た通り、〔請求項１〕に記載する発明は、水中を航走す
る水中航走体に搭載した送波器から海底等の探査対象に
向けて音波を発射し、探査対象で反射した反射波を受波
して処理することにより探査対象の形状等を探査する水
中音響探査方法において、相互の位置関係を把握しつつ
水中を航走する複数台の水中航走体の一つに送受波器
を、残りの水中航走体に受波器をそれぞれ搭載し、前記
送受波器から発射した音波に基づく反射波を当該送受波
器とともに他の受波器でも、受波タイミングを同期させ
て受波し、各送受波器乃至受波器毎に反射波に基づく信
号を処理することにより、前記複数台の水中航走体で重
複する領域の各探査情報を収集するので、送受波器が送
波する音波の反射波を複数の位置で受信することができ
る。この結果、探査対象のターゲットが平板等の特殊な
形状であって、送受波器側への反射波の戻り成分が少な
い場合でも、良好に探査対象の情報を収集することがで
き、高分解能の探査が可能になる。 【００５０】〔請求項２〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器から海底等の探査対
象に向けて音波を発射し、探査対象で反射した反射波を
受波して処理することにより探査対象の形状等を探査す
る水中音響探査方法において、相互の位置関係を把握し
つつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれぞれに、
個別に割り当てた周波数の音波を発射する送受波器を搭
載し、各送受波器から発射したそれぞれ固有の周波数の
音波に基づく反射波を、各送受波器で、受波タイミング
を同期させて受波し、さらに前記各反射波を、各周波数
毎に、また各受信器毎に選択するとともに、選択した各
周波数毎に反射波に基づく信号を処理することにより、
前記複数台の水中航走体で重複する領域の各探査情報を
収集するので、各送受波器が送波する音波の反射波を複
数の位置で受信することができる。このとき各送受波器
が送波する音波の周波数成分がそれぞれ異なり、同時に
受波側では反射波を各周波数毎に分離しているので、何
れの送受波器からの反射波であるかを峻別することがで
きる。この結果、探査対象のターゲットが平板等の特殊
な形状であって、音波を送波した送受波器側への当該音
波の反射波の戻り成分が少ない場合でも、何れかの送受
波器では十分大きな反射波を受波することができる。す
なわち、〔請求項１〕に記載する発明の場合以上の高分
解能の探査が可能になる。 【００５１】〔請求項３〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器から海底等の探査対
象に向けて音波を発射し、探査対象で反射した反射波を
受波して処理することにより探査対象の形状等を探査す
る水中音響探査方法において、相互の位置関係を把握し
つつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれぞれに、
それぞれ割り当てられた固有の時間に同一周波数の音波
を発射する送受波器を搭載し、各送受波器毎に反射波に
基づく信号を処理することにより、前記複数台の水中航
走体で重複する領域の各探査情報を収集するので、各送
受波器が送波する音波の反射波を複数の位置で受信する
ことができる。このとき各送受波器が送波する音波の送
波タイミングがそれぞれ異なるので、何れの送受波器か
らの反射波であるかを峻別することができる。この結
果、探査対象のターゲットが平板等の特殊な形状であっ
て、音波を送波した送受波器側への当該音波の反射波の
戻り成分が少ない場合でも、何れかの送受波器では十分
大きな反射波を受信することができる。すなわち、〔請
求項１〕に記載する発明の場合以上の高分解能の探査が
可能になる。 【００５２】〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項３〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、得られた各探査情報のうち、反射波
のレベルが最大レベルの情報に基づき探査情報を生成す
るので、複数の位置で検出した最も解像度の高い情報を
利用して探査情報を生成することができる。これにより
全体として高分解能の探査情報を得る。 【００５３】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項３〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、得られた各探査情報の各反射波のレ
ベルを平均化して探査情報を生成するので、複数の位置
で検出した平均レベルの情報を利用して探査情報を生成
することができる。これにより全体として高分解能の探
査情報を得る。 【００５４】〔請求項６〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項５〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、水中通信により各水中航走体で収集
した探査情報の授受を行うので、何れかの水中航走体に
各探査情報を集中させることができる。この結果、当該
水中航走体を介して高分解能の探査情報を収集すること
ができる。 【００５５】〔請求項７〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項６〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、探査方法は、水中航走体を航走させ
つつ各位置で収集した探査情報を基準座標を基準として
重畳して合成する合成開口探査方法であるので、合成開
口探査によりさらに高分解能の探査情報を収集できる。 【００５６】〔請求項８〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器と、同様に前記水中
航走体に搭載し、前記送波器から海底等の探査対象に向
けて発射した反射波を受波して処理する反射波の処理系
とを有し、前記送波器から発射した音波の反射波に基づ
き探査対象の形状等を探査する水中音響探査システムに
おいて、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複
数台の水中航走体の一つに搭載する送受波器と、残りの
水中航走体にそれぞれ搭載する複数の受波器と、前記送
受波器及び各受波器で、前記送受波器から発射した音波
に基づく反射波を各受波タイミングを同期させて受波す
るとともに、各送受波器乃至受波器毎に反射波に基づく
信号を処理して各探査情報を生成する複数の処理系とを
有するので、送受波器が送波する音波の反射波を複数の
位置で受信することができる。この結果、探査対象のタ
ーゲットが平板等の特殊な形状であって、送受波器側へ
の反射波の戻り成分が少ない場合でも、良好に探査対象
の情報を収集することができ、高分解能の探査が可能に
なる。 【００５７】〔請求項９〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器と、同様に前記水中
航走体に搭載し、前記送波器から海底等の探査対象に向
けて発射した反射波を受波して処理する反射波の処理系
とを有し、前記送波器から発射した音波の反射波に基づ
き探査対象の形状等を探査する水中音響探査システムに
おいて、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複
数台の水中航走体のそれぞれに搭載するとともに、それ
ぞれに割り当てられた固有の周波数の音波を発射する一
方、各音波の反射波を受波する複数の送受波器と、各送
受波器で、各送受波器から発射した音波に基づく反射波
を各受波タイミングを同期させて受波するとともに、受
波した反射波を各周波数成分毎に分離し、分離した各周
波数成分毎に反射波に基づく信号をそれぞれ処理して各
探査情報を生成する複数の処理系とを有するので、各送
受波器が送波する音波の反射波を複数の位置で受信する
ことができる。このとき各送受波器が送波する音波の周
波数成分がそれぞれ異なり、同時に受波側では反射波を
各周波数毎に分離しているので、何れの送受波器からの
反射波であるかを峻別することができる。この結果、探
査対象のターゲットが平板等の特殊な形状であって、音
波を送波した送受波器側への当該音波の反射波の戻り成
分が少ない場合でも、何れかの送受波器では十分大きな
反射波を受波することができる。すなわち、〔請求項
８〕に記載する発明の場合以上の高分解能の探査が可能
になる。 【００５８】〔請求項１０〕に記載する発明は、水中を
航走する水中航走体に搭載した送波器と、同様に前記水
中航走体に搭載し、前記送波器から海底等の探査対象に
向けて発射した反射波を受波して処理する反射波の処理
系とを有し、前記送波器から発射した音波の反射波に基
づき探査対象の形状等を探査する水中音響探査システム
において、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する
複数台の水中航走体のそれぞれに搭載するとともに、そ
れぞれ割り当てられた固有の時間に同一周波数の音波を
発射する送受波器と、各送受波器で、各送受波器から発
射した音波に基づく反射波を各受波タイミングを同期さ
せて受波するとともに、各送受波器毎に各反射波に基づ
く信号をそれぞれ処理して各探査情報を生成する複数の
処理系とを有するので、各送受波器が送波する音波の反
射波を複数の位置で受信することができる。このとき各
送受波器が送波する音波の送波タイミングがそれぞれ異
なるので、何れの送受波器からの反射波であるかを峻別
することができる。この結果、探査対象のターゲットが
平板等の特殊な形状であって、音波を送波した送受波器
側への当該音波の反射波の戻り成分が少ない場合でも、
何れかの送受波器では十分大きな反射波を受信すること
ができる。すなわち、〔請求項８〕に記載する発明の場
合以上の高分解能の探査が可能になる。 【００５９】〔請求項１１〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１０〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各処理系で得られた各探査
情報を入力し、反射波のレベルが最大レベルの情報に基
づき探査情報を生成する最大レベル画像表示処理手段を
有するので、複数の位置で検出した最も解像度の高い情
報を利用して探査情報を生成することができる。これに
より全体として高分解能の探査情報を得る。 【００６０】〔請求項１２〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１０〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各処理系で得られた各探査
情報を入力し、各反射波のレベルを平均化して探査情報
を生成する平均画像表示処理手段を有するので、複数の
位置で検出した平均レベルの情報を利用して探査情報を
生成することができる。これにより全体として高分解能
の探査情報を得る。 【００６１】〔請求項１３〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１２〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各水中航走体の処理系で処
理して得る各探査情報を水中通信により送信又は受信す
る送信機又は受信機を有するので、何れかの水中航走体
に各探査情報を集中させることができる。この結果、当
該水中航走体を介して高分解能の探査情報を収集するこ
とができる。 【００６２】〔請求項１４〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１３〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各処理系は、水中航走体を
航走させつつ各位置で収集した反射信号に基づく情報を
各位置の情報とともに処理するとともに、各位置での探
査情報を、基準座標を基準として重畳し、これらの結果
をそれぞれ合成する合成開口探査処理部であるので、合
成開口探査によりさらに高分解能の探査情報を収集でき
る。
び水中音響探査システムに関し、特に送波した音波を当
てるターゲットの形状に起因して送波側への反射波の戻
り成分が小さい場合に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば、海底の地形を探査する場合、音
響を利用したソナーが汎用されている。特に、最近で
は、探査対象をモニタ画像に再生して視覚化する合成開
口探査装置が提案され、これの適用が検討されている。
この合成開口探査装置とは、水中を航走する水中航走体
に音波の送波器及び受波器を搭載し、水中航走体を航走
させながら送波器で海底等の探査対象に向けて音波を送
出するとともに、探査対象から反射して戻ってくる音波
を受波器で受信し、その時間から距離を演算して探査対
象の二次元的な画像をモニタ上に再生するものである。 【０００３】図４は海底を探査対象とした場合における
合成開口探査の原理を概念的に示す説明図である。同図
に示すように、水中航走体１は、水中２を航走するもの
である。図４に示す場合は、海底３に平行に、図中の右
方から左方に向かって航走している。ここで、水中航走
体１は音響探査装置を搭載しており、その送受波器４が
本体の腹部に取り付けてあり、海底３に向けて音波を発
射するとともに、海底３で反射した音波を受波するよう
になっている。図４では、Ａ、Ｂ、Ｃの各位置で音波を
発射するとともに、各位置Ａ乃至Ｃでの反射波を受波し
ている。すなわち、当該音響探査装置は水中航走体１の
水中航走に伴い海底３に向けて間欠的に音波を発射しな
がら反射波に含まれる情報を処理することにより海底３
の様子を可視化してモニタ（図示せず。）上に再生す
る。 【０００４】ここで、送波器からは所定周波数（通常、
数十ｋＨｚ）の音波をパルスで変調して間欠的に送波す
る。また、音響探査装置の受波器のセンサ部分は、多数
（数十個乃至百数十個）のセンシング素子を、例えば格
子状に配設して所定の平面若しくは曲面を形成し、この
平面若しくは曲面の全体で反射波を受波するようになっ
ている。合成開口探査方法では、各位置Ａ乃至Ｃで検出
した海底３の情報を、水中航走体１の航走速度、方向及
び音波の発射間隔時間等を加味して処理することによ
り、各位置Ａ乃至Ｃでの情報を合成するようになってい
る。すなわち、例えば位置Ａにおける送受波器４を原点
として基準座標を形成し、この基準座標の原点に位置
Ｂ、Ｃの座標を合わせ込むことにより各位置Ｂ、Ｃで同
定したターゲット５を基準座標における位置に変換して
表すことができる。このように複数位置Ａ乃至Ｃでの情
報を合成することにより、前記センサを構成する平面若
しくは曲面が水中航走体１の航走方向に実効的に拡張さ
れ、このように拡張された平面若しくは曲面に対応する
センシング素子を実効的に有するセンサ部とすることが
できる。ちなみに、センシング素子の数が多ければ、そ
れだけ探査精度は向上する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き合成開口探
査に限るものではないが、水中航走体の送波器から音波
を発射し、探査対象のターゲットから反射されて戻って
くる音波を受波して所定の処理をする音響探査において
は次のような問題を生じている。すなわち、図５に示す
ように、ターゲット５の形状によっては、水中２を航走
する水中航走体１の送受波器４から発射した送波Ｄの反
射成分の殆どが反射波Ｅとして送受波器４側とは関係の
ない方向へ反射され、送受波器４側への戻り成分である
反射波Ｆが小さくなる場合を生起する。この場合には、
送受波器４で受波した反射波Ｆによる音波のレベルが小
さく、十分明瞭なターゲット５の情報を得ることができ
ないので、その分解像度も悪化する。かかる現象は、タ
ーゲット５の表面が平坦である場合等に発生する。例え
ば、探査対象である海底３のターゲット５が平板状の人
工構造物である場合である。 【０００６】本発明は、上記現状に鑑み、探査するター
ゲットの形状の如何にかかわらず、当該ターゲットから
の反射波を常に良好に受波してこれに基づく良質の音響
探査情報を得ることができる水中音響探査方法及び水中
音響探査システムを提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【０００８】１） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、
探査対象で反射した反射波を受波して処理することによ
り探査対象の形状等を探査する水中音響探査方法におい
て、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台
の水中航走体の一つに送受波器を、残りの水中航走体に
受波器をそれぞれ搭載し、前記送受波器から発射した音
波に基づく反射波を当該送受波器とともに他の受波器で
も、受波タイミングを同期させて受波し、各送受波器乃
至受波器毎に反射波に基づく信号を処理することによ
り、前記複数台の水中航走体で重複する領域の各探査情
報を収集すること。 【０００９】２） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、
探査対象で反射した反射波を受波して処理することによ
り探査対象の形状等を探査する水中音響探査方法におい
て、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台
の水中航走体のそれぞれに、個別に割り当てた周波数の
音波を発射する送受波器を搭載し、各送受波器から発射
したそれぞれ固有の周波数の音波に基づく反射波を、各
送受波器で、受波タイミングを同期させて受波し、さら
に前記各反射波を、各周波数毎に、また各受信器毎に選
択するとともに、選択した各周波数毎に反射波に基づく
信号を処理することにより、前記複数台の水中航走体で
重複する領域の各探査情報を収集すること。 【００１０】３） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、
探査対象で反射した反射波を受波して処理することによ
り探査対象の形状等を探査する水中音響探査方法におい
て、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台
の水中航走体のそれぞれに、それぞれ割り当てられた固
有の時間に同一周波数の音波を発射する送受波器を搭載
し、各送受波器毎に反射波に基づく信号を処理すること
により、前記複数台の水中航走体で重複する領域の各探
査情報を収集すること。 【００１１】４） 上記１）乃至３）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、得られた各探査情報
のうち、反射波のレベルが最大レベルの情報に基づき探
査情報を生成すること。 【００１２】５） 上記１）乃至３）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、得られた各探査情報
の各反射波のレベルを平均化して探査情報を生成するこ
と。 【００１３】６） 上記１）乃至５）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、水中通信により各水
中航走体で収集した探査情報の授受を行うこと。 【００１４】７） 上記１）乃至６）の何れか一つに記
載する水中音響探査方法において、探査方法は、水中航
走体を航走させつつ各位置で収集した探査情報を基準座
標を基準として重畳して合成する合成開口探査方法であ
ること。 【００１５】８） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送波
器から海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受波
して処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器から
発射した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探査
する水中音響探査システムにおいて、相互の位置関係を
把握しつつ水中を航走する複数台の水中航走体の一つに
搭載する送受波器と、残りの水中航走体にそれぞれ搭載
する複数の受波器と、前記送受波器及び各受波器で、前
記送受波器から発射した音波に基づく反射波を各受波タ
イミングを同期させて受波するとともに、各送受波器乃
至受波器毎に反射波に基づく信号を処理して各探査情報
を生成する複数の処理系とを有すること。 【００１６】９） 水中を航走する水中航走体に搭載し
た送波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送波
器から海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受波
して処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器から
発射した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探査
する水中音響探査システムにおいて、相互の位置関係を
把握しつつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれぞ
れに搭載するとともに、それぞれに割り当てられた固有
の周波数の音波を発射する一方、各音波の反射波を受波
する複数の送受波器と、各送受波器で、各送受波器から
発射した音波に基づく反射波を各受波タイミングを同期
させて受波するとともに、受波した反射波を各周波数成
分毎に分離し、分離した各周波数成分毎に反射波に基づ
く信号をそれぞれ処理して各探査情報を生成する複数の
処理系とを有すること。 【００１７】１０） 水中を航走する水中航走体に搭載
した送波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送
波器から海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受
波して処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器か
ら発射した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探
査する水中音響探査システムにおいて、相互の位置関係
を把握しつつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれ
ぞれに搭載するとともに、それぞれ割り当てられた固有
の時間に同一周波数の音波を発射する送受波器と、各送
受波器で、各送受波器から発射した音波に基づく反射波
を各受波タイミングを同期させて受波するとともに、各
送受波器毎に各反射波に基づく信号をそれぞれ処理して
各探査情報を生成する複数の処理系とを有すること。 【００１８】１１） 上記８）乃至１０）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各処理系で
得られた各探査情報を入力し、反射波のレベルが最大レ
ベルの情報に基づき探査情報を生成する最大レベル画像
表示処理手段を有すること。 【００１９】１２） 上記８）乃至１０）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各処理系で
得られた各探査情報を入力し、各反射波のレベルを平均
化して探査情報を生成する平均画像表示処理手段を有す
ること。 【００２０】１３） 上記８）乃至１２）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各水中航走
体の処理系で処理して得る各探査情報を水中通信により
送信又は受信する送信機又は受信機を有すること。 【００２１】１４） 上記８）乃至１３）の何れか一つ
に記載する水中音響探査システムにおいて、各処理系
は、水中航走体を航走させつつ各位置で収集した反射信
号に基づく情報を各位置の情報とともに処理するととも
に、各位置での探査情報を、基準座標を基準として重畳
し、これらの結果をそれぞれ合成する合成開口探査処理
部であること。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００２３】＜第１の実施の形態＞図１は本発明の第１
の実施の形態に係る水中音響探査方法を概念的に示す説
明図である。同図に示すように、本形態は２台の水中航
走体１ａ、１ｂを水中２で航走させて所定の探査を行う
ものである。ここで、水中航走体１ａ、１ｂのうち、水
中航走体１ａは送受波器４を搭載しているが、水中航走
体１ｂは受波器６のみを搭載している。 【００２４】本形態では、かかる２台の水中航走体１
ａ、１ｂを航走させながら適宜、水中航走体１ａの送受
波器４から海底３に向けて音波を発射する。図中の符号
Ｄでこのときの送波を表している。そして、送波毎に送
受波器４及び受波器６で反射波を受波する。この受波
は、各水中航走体１ａ、１ｂの送受波器４及び受波器６
でそのタイミングが一致するように調整してやる。 【００２５】ここで、図１中に示すような平板状のター
ゲット５に送波Ｄが当たって反射した場合、水中航走体
１ａの方向に戻る反射波Ｅはそのレベルが非常に小さい
が、水中航走体１ｂの方向に向かう反射波Ｆは十分大き
な音波レベルを有している。水中航走体１ａ、１ｂにそ
れぞれ搭載する探査装置は送受波器４又は受波器６を介
して取り込んだ音波信号を処理してターゲット５を含む
海底３の情報を収集する。 【００２６】各水中航走体１ａ、１ｂで個別に収集した
情報は陸上に持ち帰り、陸上の作業で両情報を比較する
等の所定の処理をすることにより、海底３の探査結果を
再生する。一方、水中航走体１ｂで処理して得る情報を
水中通信により水中航走体１ａに送信し、水中航走体１
ａにおいて、その処理情報と突き合わせる等の所定の処
理をすることにより、海底３の探査結果を収集しても良
い。ここで、両情報の選択方法としては、１）両情報
中、各画素（送受波器４又は受波器６のセンサ部の画素
に対応する；以下同じ。）毎に反射波Ｆ、Ｅに基づく信
号レベルを比較し、そのレベルが大きい方を選択する方
法、２）各画素毎に検出した信号レベルを平均化して再
生する方法等が考えられる。何れの方法を採った場合で
も、一台の水中航走体１ａで収集した反射波Ｆによる情
報よりも正確で、その分高解像度の情報を得ることがで
きる。当然、水中航走体１ａ、１ｂの収集した情報を個
別に並列に再生処理した後、何れか一方を選択するよう
にしても良い。 【００２７】なお、各水中航走体１ａ、１ｂが受波した
各位置の位置情報は、少なくとも相対的な位置関係にお
いては別途検出して特定してあり、この位置情報と前記
受波情報が一体となって完全な探査情報を構成する。 【００２８】かかる本形態によれば、ターゲット５が平
板等の特殊な形状（特定方向への反射波のみが特別大き
くそれ以外の方向への反射成分が極端に少なくなるよう
な形状；以下同じ。）であっても、反射波Ｅ、Ｆを異な
る位置で受波しているので、送受波器４側に反射される
反射波Ｆの成分が十分なレベルを有していなくても、受
波器６で受波する反射波Ｅが十分なレベルを有している
場合も多い。すなわち、少なくとも一方で受波する反射
波Ｅ、Ｆは十分なレベルを有している確率が高い。この
結果、十分良質な探査情報を得ることができる。 【００２９】＜第２の実施の形態＞図２は本発明の第２
の実施の形態に係る水中音響探査方法を概念的に示す説
明図である。同図に示すように、本形態は２台の水中航
走体１ａ、１ｂを水中２で航走させて所定の探査を行う
ものである。ここで、水中航走体１ａ、１ｂは何れも送
受波器４ａ、４ｂを搭載している。なお、図２中、図１
と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略す
る。 【００３０】本形態では、２台の水中航走体１ａ、１ｂ
を航走させながら適宜、水中航走体１ａ、１ｂの送受波
器４ａ、４ｂから海底３に向けて音波を発射する。ここ
で、音波が拡散する領域、すなわち探査領域は両者で重
複するように調整しておく。また、図中の符号Ｄが送受
波器４ａの送波、符号Ｇが送受波器４ｂの送波である。
そして、送波毎に送受波器４ａ、４ｂで反射波Ｈ、Ｅを
受波する。この受波は、各水中航走体１ａ、１ｂの送受
波器４ａ、４ｂでそのタイミングがそれぞれ一致するよ
うに調整してやる。 【００３１】ここで、送受波器４ａ、４ｂによる送波方
法は次の２種類が考えられる。一つは、送受波器４ａ、
４ｂ毎に異なる送波周波数の音波を割り当て、受波側で
はフィルタを通過させることにより反射波Ｅ、Ｈを各周
波数成分毎に分離する方法である。いわゆる周波数分割
方式である。このときは送受波器４ａ、４ｂで同時に音
波（送波Ｄ、Ｇ）を発射する。また、各反射波に基づく
出力信号には送受波器４ａ、４ｂの送波Ｄ、Ｇの各周波
数成分が混在するので、かかる出力信号を処理する際に
は、両成分をフィルタで分離し、各周波数成分毎に並列
に同様の処理を行う。他の一つは、送受波器４ａ、４ｂ
毎に異なる送波タイミングを交互に割り当て、受波側で
は割り当てられた送波タイミングに同期させて受波タイ
ミングを調整する方法である。いわゆる時分割方式であ
る。このときは、例えば送受波器４ａから先ず送波Ｄを
発射し、この反射波Ｅ及び反射波Ｆ（図１参照。）を送
受波器４ｂ、４ａで同時に受波するとともに、次の送波
タイミングで送受波器４ｂから送波Ｇを発射し、この反
射波Ｈ等（送波Ｇに対応するＨ以外の反射波は図示して
いない。）を送受波器４ａ、４ｂで同時に受波する。 【００３２】図２中に示すような平板状のターゲット５
に送受波器４ａからの送波Ｄが当たって反射した場合、
水中航走体１ａの方向に戻る反射波（図２には図示しな
いが、図１の反射波Ｆ）はそのレベルが非常に小さい
が、水中航走体１ｂの方向に向かう反射波Ｅは十分大き
な音波レベルを有している。同様に、平板状のターゲッ
ト５に送受波器４ｂからの送波Ｇが当たって反射した場
合、水中航走体１ａの方向に戻る反射波（図示せず。）
はそのレベルが非常に小さいが、水中航走体１の方向に
向かう反射波Ｈは十分大きな音波レベルを有している。 【００３３】このように、本形態においては、航走位置
が異なる双方の水中航走体１ａ、１ｂの送受波器４ａ、
４ｂからそれぞれ音波を発射するようにしたので、両送
受波器４ｂ、４ａで受波する反射波Ｅ、Ｈが何れも十分
なレベルを有する確率が高い。 【００３４】反射波Ｅ、Ｈを送受波器４ｂ、４ａで受波
した後の処理は、図１に基づく第１の実施の形態と同様
に行う。すなわち、各水中航走体１ａ、１ｂで個別に収
集した情報を陸上に持ち帰り、陸上の作業で両情報を比
較する等の所定の処理をすることにより、海底３の探査
結果を再生しても良いし、また水中航走体１ａ、１ｂで
処理して得る各情報を水中通信により相互に送信し、相
互の情報を突き合わせる等の所定の処理をすることによ
り、海底３の探査結果を再生しても良い。ここで、両情
報の選択方法としては、前記第１の実施の形態と同様
に、１）両情報中、各画素毎に信号レベルを比較し、そ
のレベルが大きい方を選択する方法、２）各画素毎に検
出した信号レベルを平均化して再生する方法等が考えら
れる。何れの方法を採った場合でも、一台の水中航走体
１ａで収集した反射波Ｆによる情報よりも正確で、その
分高解像度の情報を得ることができる。当然、水中航走
体１ａ、１ｂの収集した情報を個別に並列に再生した
後、何れか一方を選択するようにしても良い。 【００３５】なお、各水中航走体１ａ、１ｂが受波した
各位置の位置情報は、第１の実施の形態と同様に、少な
くとも相対的な位置関係においては別途検出して特定し
てあり、この位置情報と前記受波情報が一体となって完
全な探査情報を構成する。 【００３６】かかる本形態によれば、ターゲット５が特
殊な形状であっても、異なる位置からの送波Ｄ、Ｇに基
づく反射波Ｅ、Ｈを、その各レベルが十分大きくなるよ
うな位置で相互に補完しつつ受波することができる。し
たがって、図１に示す第１の実施の形態の場合よりもさ
らに良質の探査情報を得ることができる。 【００３７】なお、上記第１及び第２の実施の形態で
は、水中航走体１ａ、１ｂが２台の場合について説明し
たが、これに限るものではない。複数台であれば良く、
その数が増えればその分精度乃至解像度は向上する。ま
た、探査対象は海面であっても良い。この場合には、送
受波器４、４ａ、４ｂ及び受波器６は水中航走体１ａ、
１ｂの上面に固着して音波を上方に向けて発射するとと
もに、上方で反射した反射波を受波する。さらに、水中
航走体１ａ、１ｂは、単独で水中を航走するものに限ら
ず、船舶の船底に固着する等の方法により当該船舶と一
体的に航走するものであっても良い。 【００３８】＜第３の実施の形態＞上述の如き水中音響
探査方法のうち、第１の実施の形態に係る水中音響探査
方法は図３に示すような水中音響探査システムで実現し
得る。これを第３の実施の形態として説明する。 【００３９】図３は、本形態に係る水中音響探査システ
ムの、特に反射信号の処理系を示すブロック線図であ
る。同図に示すように、本システムは、水中航走体１ａ
には送受波器４（図１参照。以下同じ。）を、また水中
航走体１ｂには受波器６（図１参照。以下同じ。）をそ
れぞれ搭載する場合のものであり、水中航走体１ａに搭
載する処理系Ｉと、航走体１ｂに搭載する処理系IIとを
有している。処理系Ｉは、センサ部１１、音波信号分割
部１２、画像再生部１３及び画像合成部１４を有してい
る。同様に、処理系IIも、センサ部１５、音波信号分割
部１６、画像再生部１７及び画像合成部１８を有してい
る。 【００４０】センサ部１１、１５は多数のセンシング素
子を平面的に配設して構成したものであり、図４に示す
ものと変わるところはない。すなわち、各センシング素
子が反射波等の音波を受波してそのレベルに応じた電気
信号である音波信号を送出する。したがって、センサ部
１１、１５からは、送受波器４が送波する各時間毎に反
射波Ｆ、Ｅ（図１参照。以下同じ。）に対応するレベル
の音波信号が間欠的に送出される。ここで、水中航走体
１ａ側には、水中通信を行うための送信機１９を有する
とともに、水中航走体１ｂ側には、送信機１９が送波し
た所定の信号を受波するための受信機２０を有してい
る。かくして、センサ部１１、１５における受波タイミ
ングが同期するよう、両センサ部１１、１５における受
波タイミングを調整している。 【００４１】音波信号分割部１２、１６は、反射波であ
る音波を各送波時間毎に、それぞれ受波された時間ｔn
（ｎ＝１，２，・・・；以下同じ。）の情報とともに画
像再生部１３、１７にそれぞれ送出する。この結果、画
像処理部１３、１７には各時間ｔn 毎の反射波の情報が
取り込まれる。さらに、画像再生部１３、１７では、別
途検出する各時間ｔn における水中航走体１ａ、１ｂの
各位置座標の情報に基づき基準座標に対するターゲット
５（図１参照。以下同じ。）の合わせ込みを行う。この
結果、各時間ｔn 毎の仮想画像上に基準座標に変換した
ターゲット５を再生することができる。このようにして
処理系Ｉ及び処理系IIで個別に得る情報をそのまま画像
合成部１４、１８で個別に合成する。すなわち、各処理
系Ｉ、IIで合成開口探査に伴う共通の処理を行う。この
ように、各処理系Ｉ、IIで個別に行う合成開口探査のた
めの処理は、既知のそれと殆ど変わるところはない。た
だ、本形態では、さらに各処理系Ｉ、IIで行った処理結
果を合成してより解像度の高い情報として提供すべく工
夫している。具体的には次の通りである。 【００４２】処理系IIの画像合成部１８の出力信号とし
て得られる合成開口探査情報Ｓ2 は、送信機２１を介し
て水中通信により水中航走体１ａ側の処理系Ｉに送信さ
れる。この音波信号は処理系Ｉの受信機２２で受波され
る。 【００４３】処理系Ｉには、固有の構成要素としてスイ
ッチ手段２３、個別画像表示処理部２４、平均画像表示
処理部２５、最大レベル画像表示処理部２６、スイッチ
手段２７及びモニタ２８を有している。スイッチ手段２
３は、処理系Ｉの画像合成部１４の出力信号として得ら
れる合成開口探査情報Ｓ1 及び前記合成開口探査情報Ｓ
2 、又は合成開口探査情報Ｓ1 若しくは開口探査情報Ｓ
2 の何れか一方を、個別画像表示処理部２４、平均画像
表示処理部２５又は最大レベル画像表示処理部２６の何
れか一つに選択的に供給するためのものである。個別画
像表示処理部２４では、合成開口探査情報Ｓ1 、Ｓ2 を
入力してこれらを個別に表示処理する。平均画像表示処
理部２５では、両合成開口探査情報Ｓ1 、Ｓ2 中、各画
素（センサ部１１、２０の各画素に対応する；以下同
じ。）毎に検出した信号レベルを平均化して表示処理を
行う。最大レベル画像表示処理部２６では、両合成開口
探査情報Ｓ1 、Ｓ2 中、各画素毎に検出した信号レベル
を比較し、そのレベルが大きい方を選択して表示処理を
行う。スイッチ手段２７では、個別画像表示処理部２
４、平均画像表示処理部２５又は最大レベル画像表示処
理部２６の何れかで表示処理した情報の一つを選択して
モニタ２８に供給する。モニタ２８では、表示処理され
た何れかの情報を再生して可視化する。 【００４４】なお、上記第３の実施の形態に係る水中音
響探査システムにおいては、水中航走体１ａ、１ｂ同士
の水中通信により水中航走体１ｂの合成開口探査情報を
水中航走体１ａに送信して、この水中航走体１ａで所定
の選択処理を行うようにしたが、必ずしもこのように構
成する必要はない。少なくとも、水中航走体１ａ、１ｂ
でそれぞれ個別に反射波Ｆ、Ｅを受波し、これに基づく
合成開口情報を収集することができるシステムとなって
いれば良い。この場合には各水中航走体１ａ、１ｂで個
別に収集した情報を陸上に持ち帰り、陸上の作業で両情
報を比較する等の所定の処理を行う。 【００４５】さらに、上述の如き水中音響探査方法のう
ち、第２の実施の形態に係る水中音響探査方法も図３に
示すような水中音響探査システムに準じた反射信号の処
理系で実現し得る。すなわち、時分割方式の場合（送波
Ｄ、Ｇ（図１参照。以下同じ。）が同一周波数の場合）
には、図３に示す処理系Ｉの送信機１９及び処理系IIの
受信機２０が何れも送受信機となり、相互に受信タイミ
ングの同期をとるように構成すれば良い。 【００４６】一方、周波数分割方式の場合（送波Ｄ、Ｇ
が異なる周波数の場合）には、図３に示す処理系Ｉのセ
ンサ部１１では、送波Ｄ、Ｇに対応する周波数の反射波
が混在して受波されるので、このセンサ部１１の出力側
に両周波数の信号をそれぞれ選択するフィルタを設け、
各フィルタに対応させて、２系統の処理系（音波信号分
割部１２、画像再生部１３及び画像合成部１４）を構成
する必要がある。そして、当該処理系の画像合成部１４
の出力信号を、図３に示す平均画像表示処理部２５又は
最大レベル画像表示処理部２６で処理して出力するよう
に構成する。処理系IIに関しても全く同様の構成として
２系統の処理を並列に行う。 【００４７】このような各２系統づづの並列処理系で処
理した出力信号は、第３の実施の形態における合成開口
探査情報Ｓ1 及び合成開口探査情報Ｓ2 に対応する２種
類の合成開口探査情報として直接又は水中通信を利用し
て図３のスイッチ手段２３に供給すれば、その後の処理
を第３の実施の形態に示す場合と全く同様に行うことが
できる。勿論、水中航走体１ａ、１ｂで個別に合成開口
探査情報を収集するシステムとして構築し、両合成開口
探査情報の比較は陸上等で行うようにしても良い。 【００４８】さらに、上述の説明では、水中航走体が２
台、すなわち受波信号の処理系が２系統の場合について
説明したが、その数は当然これに限定する必要はない。
水中航走体の数及びこれに搭載する送受波器及び受波
器、又は送受波器の数は必要に応じ増加させることがで
きる。この場合には水中航走体の数に対応させて前記受
波信号の処理系も並列的に増加させれば良い。 【００４９】 【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
た通り、〔請求項１〕に記載する発明は、水中を航走す
る水中航走体に搭載した送波器から海底等の探査対象に
向けて音波を発射し、探査対象で反射した反射波を受波
して処理することにより探査対象の形状等を探査する水
中音響探査方法において、相互の位置関係を把握しつつ
水中を航走する複数台の水中航走体の一つに送受波器
を、残りの水中航走体に受波器をそれぞれ搭載し、前記
送受波器から発射した音波に基づく反射波を当該送受波
器とともに他の受波器でも、受波タイミングを同期させ
て受波し、各送受波器乃至受波器毎に反射波に基づく信
号を処理することにより、前記複数台の水中航走体で重
複する領域の各探査情報を収集するので、送受波器が送
波する音波の反射波を複数の位置で受信することができ
る。この結果、探査対象のターゲットが平板等の特殊な
形状であって、送受波器側への反射波の戻り成分が少な
い場合でも、良好に探査対象の情報を収集することがで
き、高分解能の探査が可能になる。 【００５０】〔請求項２〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器から海底等の探査対
象に向けて音波を発射し、探査対象で反射した反射波を
受波して処理することにより探査対象の形状等を探査す
る水中音響探査方法において、相互の位置関係を把握し
つつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれぞれに、
個別に割り当てた周波数の音波を発射する送受波器を搭
載し、各送受波器から発射したそれぞれ固有の周波数の
音波に基づく反射波を、各送受波器で、受波タイミング
を同期させて受波し、さらに前記各反射波を、各周波数
毎に、また各受信器毎に選択するとともに、選択した各
周波数毎に反射波に基づく信号を処理することにより、
前記複数台の水中航走体で重複する領域の各探査情報を
収集するので、各送受波器が送波する音波の反射波を複
数の位置で受信することができる。このとき各送受波器
が送波する音波の周波数成分がそれぞれ異なり、同時に
受波側では反射波を各周波数毎に分離しているので、何
れの送受波器からの反射波であるかを峻別することがで
きる。この結果、探査対象のターゲットが平板等の特殊
な形状であって、音波を送波した送受波器側への当該音
波の反射波の戻り成分が少ない場合でも、何れかの送受
波器では十分大きな反射波を受波することができる。す
なわち、〔請求項１〕に記載する発明の場合以上の高分
解能の探査が可能になる。 【００５１】〔請求項３〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器から海底等の探査対
象に向けて音波を発射し、探査対象で反射した反射波を
受波して処理することにより探査対象の形状等を探査す
る水中音響探査方法において、相互の位置関係を把握し
つつ水中を航走する複数台の水中航走体のそれぞれに、
それぞれ割り当てられた固有の時間に同一周波数の音波
を発射する送受波器を搭載し、各送受波器毎に反射波に
基づく信号を処理することにより、前記複数台の水中航
走体で重複する領域の各探査情報を収集するので、各送
受波器が送波する音波の反射波を複数の位置で受信する
ことができる。このとき各送受波器が送波する音波の送
波タイミングがそれぞれ異なるので、何れの送受波器か
らの反射波であるかを峻別することができる。この結
果、探査対象のターゲットが平板等の特殊な形状であっ
て、音波を送波した送受波器側への当該音波の反射波の
戻り成分が少ない場合でも、何れかの送受波器では十分
大きな反射波を受信することができる。すなわち、〔請
求項１〕に記載する発明の場合以上の高分解能の探査が
可能になる。 【００５２】〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項３〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、得られた各探査情報のうち、反射波
のレベルが最大レベルの情報に基づき探査情報を生成す
るので、複数の位置で検出した最も解像度の高い情報を
利用して探査情報を生成することができる。これにより
全体として高分解能の探査情報を得る。 【００５３】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項３〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、得られた各探査情報の各反射波のレ
ベルを平均化して探査情報を生成するので、複数の位置
で検出した平均レベルの情報を利用して探査情報を生成
することができる。これにより全体として高分解能の探
査情報を得る。 【００５４】〔請求項６〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項５〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、水中通信により各水中航走体で収集
した探査情報の授受を行うので、何れかの水中航走体に
各探査情報を集中させることができる。この結果、当該
水中航走体を介して高分解能の探査情報を収集すること
ができる。 【００５５】〔請求項７〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項６〕の何れか一つに記載する水中音響
探査方法において、探査方法は、水中航走体を航走させ
つつ各位置で収集した探査情報を基準座標を基準として
重畳して合成する合成開口探査方法であるので、合成開
口探査によりさらに高分解能の探査情報を収集できる。 【００５６】〔請求項８〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器と、同様に前記水中
航走体に搭載し、前記送波器から海底等の探査対象に向
けて発射した反射波を受波して処理する反射波の処理系
とを有し、前記送波器から発射した音波の反射波に基づ
き探査対象の形状等を探査する水中音響探査システムに
おいて、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複
数台の水中航走体の一つに搭載する送受波器と、残りの
水中航走体にそれぞれ搭載する複数の受波器と、前記送
受波器及び各受波器で、前記送受波器から発射した音波
に基づく反射波を各受波タイミングを同期させて受波す
るとともに、各送受波器乃至受波器毎に反射波に基づく
信号を処理して各探査情報を生成する複数の処理系とを
有するので、送受波器が送波する音波の反射波を複数の
位置で受信することができる。この結果、探査対象のタ
ーゲットが平板等の特殊な形状であって、送受波器側へ
の反射波の戻り成分が少ない場合でも、良好に探査対象
の情報を収集することができ、高分解能の探査が可能に
なる。 【００５７】〔請求項９〕に記載する発明は、水中を航
走する水中航走体に搭載した送波器と、同様に前記水中
航走体に搭載し、前記送波器から海底等の探査対象に向
けて発射した反射波を受波して処理する反射波の処理系
とを有し、前記送波器から発射した音波の反射波に基づ
き探査対象の形状等を探査する水中音響探査システムに
おいて、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複
数台の水中航走体のそれぞれに搭載するとともに、それ
ぞれに割り当てられた固有の周波数の音波を発射する一
方、各音波の反射波を受波する複数の送受波器と、各送
受波器で、各送受波器から発射した音波に基づく反射波
を各受波タイミングを同期させて受波するとともに、受
波した反射波を各周波数成分毎に分離し、分離した各周
波数成分毎に反射波に基づく信号をそれぞれ処理して各
探査情報を生成する複数の処理系とを有するので、各送
受波器が送波する音波の反射波を複数の位置で受信する
ことができる。このとき各送受波器が送波する音波の周
波数成分がそれぞれ異なり、同時に受波側では反射波を
各周波数毎に分離しているので、何れの送受波器からの
反射波であるかを峻別することができる。この結果、探
査対象のターゲットが平板等の特殊な形状であって、音
波を送波した送受波器側への当該音波の反射波の戻り成
分が少ない場合でも、何れかの送受波器では十分大きな
反射波を受波することができる。すなわち、〔請求項
８〕に記載する発明の場合以上の高分解能の探査が可能
になる。 【００５８】〔請求項１０〕に記載する発明は、水中を
航走する水中航走体に搭載した送波器と、同様に前記水
中航走体に搭載し、前記送波器から海底等の探査対象に
向けて発射した反射波を受波して処理する反射波の処理
系とを有し、前記送波器から発射した音波の反射波に基
づき探査対象の形状等を探査する水中音響探査システム
において、相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する
複数台の水中航走体のそれぞれに搭載するとともに、そ
れぞれ割り当てられた固有の時間に同一周波数の音波を
発射する送受波器と、各送受波器で、各送受波器から発
射した音波に基づく反射波を各受波タイミングを同期さ
せて受波するとともに、各送受波器毎に各反射波に基づ
く信号をそれぞれ処理して各探査情報を生成する複数の
処理系とを有するので、各送受波器が送波する音波の反
射波を複数の位置で受信することができる。このとき各
送受波器が送波する音波の送波タイミングがそれぞれ異
なるので、何れの送受波器からの反射波であるかを峻別
することができる。この結果、探査対象のターゲットが
平板等の特殊な形状であって、音波を送波した送受波器
側への当該音波の反射波の戻り成分が少ない場合でも、
何れかの送受波器では十分大きな反射波を受信すること
ができる。すなわち、〔請求項８〕に記載する発明の場
合以上の高分解能の探査が可能になる。 【００５９】〔請求項１１〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１０〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各処理系で得られた各探査
情報を入力し、反射波のレベルが最大レベルの情報に基
づき探査情報を生成する最大レベル画像表示処理手段を
有するので、複数の位置で検出した最も解像度の高い情
報を利用して探査情報を生成することができる。これに
より全体として高分解能の探査情報を得る。 【００６０】〔請求項１２〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１０〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各処理系で得られた各探査
情報を入力し、各反射波のレベルを平均化して探査情報
を生成する平均画像表示処理手段を有するので、複数の
位置で検出した平均レベルの情報を利用して探査情報を
生成することができる。これにより全体として高分解能
の探査情報を得る。 【００６１】〔請求項１３〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１２〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各水中航走体の処理系で処
理して得る各探査情報を水中通信により送信又は受信す
る送信機又は受信機を有するので、何れかの水中航走体
に各探査情報を集中させることができる。この結果、当
該水中航走体を介して高分解能の探査情報を収集するこ
とができる。 【００６２】〔請求項１４〕に記載する発明は、〔請求
項８〕乃至〔請求項１３〕の何れか一つに記載する水中
音響探査システムにおいて、各処理系は、水中航走体を
航走させつつ各位置で収集した反射信号に基づく情報を
各位置の情報とともに処理するとともに、各位置での探
査情報を、基準座標を基準として重畳し、これらの結果
をそれぞれ合成する合成開口探査処理部であるので、合
成開口探査によりさらに高分解能の探査情報を収集でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る水中音響探査
方法を概念的に示す説明図である。 【図２】本発明の第２の実施の形態に係る水中音響探査
方法を概念的に示す説明図である。 【図３】本発明の第３の実施の形態に係る水中音響探査
システム（合成開口探査システム）の、特に反射信号の
処理系を示すブロック線図である。 【図４】海底を探査対象とした場合における合成開口探
査の原理を概念的に示す説明図である。 【図５】従来技術に係る音響ソナーによる探査態様をが
概念的に示す説明図である。 【符号の説明】 １ａ、１ｂ 水中航走体 ２ 水中 ３ 海底 ４、４ａ、４ｂ 送受波器 ５ ターゲット ６ 受波器 Ｉ、II 処理系 １１、１５ センサ部 １４、１８ 画像合成部 １９、２１ 送信機 ２０、２２ 受信機 ２５ 平均画像表示処理部 ２６ 最大レベル画像表示処理部
方法を概念的に示す説明図である。 【図２】本発明の第２の実施の形態に係る水中音響探査
方法を概念的に示す説明図である。 【図３】本発明の第３の実施の形態に係る水中音響探査
システム（合成開口探査システム）の、特に反射信号の
処理系を示すブロック線図である。 【図４】海底を探査対象とした場合における合成開口探
査の原理を概念的に示す説明図である。 【図５】従来技術に係る音響ソナーによる探査態様をが
概念的に示す説明図である。 【符号の説明】 １ａ、１ｂ 水中航走体 ２ 水中 ３ 海底 ４、４ａ、４ｂ 送受波器 ５ ターゲット ６ 受波器 Ｉ、II 処理系 １１、１５ センサ部 １４、１８ 画像合成部 １９、２１ 送信機 ２０、２２ 受信機 ２５ 平均画像表示処理部 ２６ 最大レベル画像表示処理部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｓ 15/89 Ｇ０１Ｓ 7/52 Ｖ
Ｆターム(参考） 2G064 AB13 AB29 BA02 CC13
5J083 AA02 AB08 AC03 AC28 AD13
AE06 AF18 AG01 BA02 BC02
BD12 BE11 BE14 CA02 CA13
DC02 EA10 EA34 EB03
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 水中を航走する水中航走体に搭載した送
波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、探査
対象で反射した反射波を受波して処理することにより探
査対象の形状等を探査する水中音響探査方法において、 相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台の水
中航走体の一つに送受波器を、残りの水中航走体に受波
器をそれぞれ搭載し、 前記送受波器から発射した音波に基づく反射波を当該送
受波器とともに他の受波器でも、受波タイミングを同期
させて受波し、 各送受波器乃至受波器毎に反射波に基づく信号を処理す
ることにより、前記複数台の水中航走体で重複する領域
の各探査情報を収集することを特徴とする水中音響探査
方法。 【請求項２】 水中を航走する水中航走体に搭載した送
波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、探査
対象で反射した反射波を受波して処理することにより探
査対象の形状等を探査する水中音響探査方法において、 相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台の水
中航走体のそれぞれに、個別に割り当てた周波数の音波
を発射する送受波器を搭載し、 各送受波器から発射したそれぞれ固有の周波数の音波に
基づく反射波を、各送受波器で、受波タイミングを同期
させて受波し、 さらに前記各反射波を、各周波数毎に、また各受信器毎
に選択するとともに、 選択した各周波数毎に反射波に基づく信号を処理するこ
とにより、前記複数台の水中航走体で重複する領域の各
探査情報を収集することを特徴とする水中音響探査方
法。 【請求項３】 水中を航走する水中航走体に搭載した送
波器から海底等の探査対象に向けて音波を発射し、探査
対象で反射した反射波を受波して処理することにより探
査対象の形状等を探査する水中音響探査方法において、 相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台の水
中航走体のそれぞれに、それぞれ割り当てられた固有の
時間に同一周波数の音波を発射する送受波器を搭載し、 各送受波器毎に反射波に基づく信号を処理することによ
り、前記複数台の水中航走体で重複する領域の各探査情
報を収集することを特徴とする水中音響探査方法。 【請求項４】 〔請求項１〕乃至〔請求項３〕の何れか
一つに記載する水中音響探査方法において、 得られた各探査情報のうち、反射波のレベルが最大レベ
ルの情報に基づき探査情報を生成することを特徴とする
水中音響探査方法。 【請求項５】 〔請求項１〕乃至〔請求項３〕の何れか
一つに記載する水中音響探査方法において、 得られた各探査情報の各反射波のレベルを平均化して探
査情報を生成することを特徴とする水中音響探査方法。 【請求項６】 〔請求項１〕乃至〔請求項５〕の何れか
一つに記載する水中音響探査方法において、 水中通信により各水中航走体で収集した探査情報の授受
を行うことを特徴とする水中音響探査方法。 【請求項７】 〔請求項１〕乃至〔請求項６〕の何れか
一つに記載する水中音響探査方法において、 探査方法は、水中航走体を航走させつつ各位置で収集し
た探査情報を基準座標を基準として重畳して合成する合
成開口探査方法であることを特徴とする水中音響探査方
法。 【請求項８】 水中を航走する水中航走体に搭載した送
波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送波器か
ら海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受波して
処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器から発射
した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探査する
水中音響探査システムにおいて、 相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台の水
中航走体の一つに搭載する送受波器と、 残りの水中航走体にそれぞれ搭載する複数の受波器と、 前記送受波器及び各受波器で、前記送受波器から発射し
た音波に基づく反射波を各受波タイミングを同期させて
受波するとともに、各送受波器乃至受波器毎に反射波に
基づく信号を処理して各探査情報を生成する複数の処理
系とを有することを特徴とする水中音響探査システム。 【請求項９】 水中を航走する水中航走体に搭載した送
波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送波器か
ら海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受波して
処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器から発射
した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探査する
水中音響探査システムにおいて、 相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台の水
中航走体のそれぞれに搭載するとともに、それぞれに割
り当てられた固有の周波数の音波を発射する一方、各音
波の反射波を受波する複数の送受波器と、 各送受波器で、各送受波器から発射した音波に基づく反
射波を各受波タイミングを同期させて受波するととも
に、受波した反射波を各周波数成分毎に分離し、分離し
た各周波数成分毎に反射波に基づく信号をそれぞれ処理
して各探査情報を生成する複数の処理系とを有すること
を特徴とする水中音響探査システム。 【請求項１０】 水中を航走する水中航走体に搭載した
送波器と、同様に前記水中航走体に搭載し、前記送波器
から海底等の探査対象に向けて発射した反射波を受波し
て処理する反射波の処理系とを有し、前記送波器から発
射した音波の反射波に基づき探査対象の形状等を探査す
る水中音響探査システムにおいて、 相互の位置関係を把握しつつ水中を航走する複数台の水
中航走体のそれぞれに搭載するとともに、それぞれ割り
当てられた固有の時間に同一周波数の音波を発射する送
受波器と、 各送受波器で、各送受波器から発射した音波に基づく反
射波を各受波タイミングを同期させて受波するととも
に、各送受波器毎に各反射波に基づく信号をそれぞれ処
理して各探査情報を生成する複数の処理系とを有するこ
とを特徴とする水中音響探査システム。 【請求項１１】 〔請求項８〕乃至〔請求項１０〕の何
れか一つに記載する水中音響探査システムにおいて、 各処理系で得られた各探査情報を入力し、反射波のレベ
ルが最大レベルの情報に基づき探査情報を生成する最大
レベル画像表示処理手段を有することを特徴とする水中
音響探査システム。 【請求項１２】 〔請求項８〕乃至〔請求項１０〕の何
れか一つに記載する水中音響探査システムにおいて、 各処理系で得られた各探査情報を入力し、各反射波のレ
ベルを平均化して探査情報を生成する平均画像表示処理
手段を有することを特徴とする水中音響探査システム。 【請求項１３】 〔請求項８〕乃至〔請求項１２〕の何
れか一つに記載する水中音響探査システムにおいて、 各水中航走体の処理系で処理して得る各探査情報を水中
通信により送信又は受信する送信機又は受信機を有する
ことを特徴とする水中音響探査システム。 【請求項１４】 〔請求項８〕乃至〔請求項１３〕の何
れか一つに記載する水中音響探査システムにおいて、 各処理系は、水中航走体を航走させつつ各位置で収集し
た反射信号に基づく情報を各位置の情報とともに処理す
るとともに、各位置での探査情報を、基準座標を基準と
して重畳し、これらの結果をそれぞれ合成する合成開口
探査処理部であることを特徴とする水中音響探査システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021420A JP3546201B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 水中音響探査方法及び水中音響探査システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021420A JP3546201B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 水中音響探査方法及び水中音響探査システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222677A true JP2003222677A (ja) | 2003-08-08 |
| JP3546201B2 JP3546201B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=27744668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002021420A Expired - Fee Related JP3546201B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 水中音響探査方法及び水中音響探査システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546201B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013011475A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | 音響画像生成システム、音響画像生成方法、および音響画像生成プログラム |
| JP2013088329A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波距離画像生成装置 |
| JP2014132248A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Nec Corp | ソーナー画像処理装置、ソーナー画像処理方法、ソーナー画像処理プログラムおよび記録媒体 |
| CN107728153A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-02-23 | 中科探海(苏州)海洋科技有限责任公司 | 一种水下全景三维成像拖体 |
| JP2021195925A (ja) * | 2020-06-16 | 2021-12-27 | 株式会社Ihi | 水流発電システム及び航走体 |
| WO2022210338A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社Preferred Networks | 推定装置 |
-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002021420A patent/JP3546201B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN107728153A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-02-23 | 中科探海(苏州)海洋科技有限责任公司 | 一种水下全景三维成像拖体 |
| CN107728153B (zh) * | 2017-11-13 | 2024-03-29 | 中科探海(苏州)海洋科技有限责任公司 | 一种水下全景三维成像拖体 |
| JP2021195925A (ja) * | 2020-06-16 | 2021-12-27 | 株式会社Ihi | 水流発電システム及び航走体 |
| JP7452275B2 (ja) | 2020-06-16 | 2024-03-19 | 株式会社Ihi | 水流発電システム及び航走体 |
| WO2022210338A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社Preferred Networks | 推定装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3546201B2 (ja) | 2004-07-21 |
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