JP2003322678A - 超音波探査装置 - Google Patents
超音波探査装置Info
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- JP2003322678A JP2003322678A JP2002252437A JP2002252437A JP2003322678A JP 2003322678 A JP2003322678 A JP 2003322678A JP 2002252437 A JP2002252437 A JP 2002252437A JP 2002252437 A JP2002252437 A JP 2002252437A JP 2003322678 A JP2003322678 A JP 2003322678A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 他装置の相互干渉の妨害を有効に除去できる
超音波探査装置を提供する。 【解決手段】本発明の超音波探査装置は、超音波信号を
送信する送信部と、この送信された超音波信号の物体に
よる反射波を受信し受信信号を出力する複数の受信素子
から成る受信部と、上記複数の受信素子の配置と各受信
素子から出力される受信信号の位相差とから上記物体の
方位を検出する方位検出部と、上記受信信号の出現時点
および振幅から上記反射物体の距離および反射強度を検
出する距離・反射強度検出部、この検出された方位、距
離および反射強度を表示用データとして上記反射物体を
画面表示する表示処理部とを備える。表示処理部は、送
信時点を基準として定めた同一のサンプリング点におけ
る最新の送受動作で得られた最新の受信信号の、前回の
送受信動作で得られた受信信号に対する振幅の比が所定
値以上であることから他装置との干渉を検出し、最新の
受信信号に代えて前回の受信信号から検出された表示用
データを画面表示する手段を備える。
超音波探査装置を提供する。 【解決手段】本発明の超音波探査装置は、超音波信号を
送信する送信部と、この送信された超音波信号の物体に
よる反射波を受信し受信信号を出力する複数の受信素子
から成る受信部と、上記複数の受信素子の配置と各受信
素子から出力される受信信号の位相差とから上記物体の
方位を検出する方位検出部と、上記受信信号の出現時点
および振幅から上記反射物体の距離および反射強度を検
出する距離・反射強度検出部、この検出された方位、距
離および反射強度を表示用データとして上記反射物体を
画面表示する表示処理部とを備える。表示処理部は、送
信時点を基準として定めた同一のサンプリング点におけ
る最新の送受動作で得られた最新の受信信号の、前回の
送受信動作で得られた受信信号に対する振幅の比が所定
値以上であることから他装置との干渉を検出し、最新の
受信信号に代えて前回の受信信号から検出された表示用
データを画面表示する手段を備える。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、魚体などの反射物
体の二次元的または三次元的位置を検知可能な超音波探
査装置に関するものであり、特に、簡易・安価な構成を
保ったまま、検出の精度と分解能の向上を図った超音波
探査装置に関するものである。
体の二次元的または三次元的位置を検知可能な超音波探
査装置に関するものであり、特に、簡易・安価な構成を
保ったまま、検出の精度と分解能の向上を図った超音波
探査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の簡易な魚群探知機は、船底などに
取り付けた超音波トランスジューサから水中に超音波を
放射し、魚体など水中の反射物体で生じた反射波を受信
し、送信から受信までに要した時間、すなわち超音波の
往復の伝搬所要時間から反射物体までの距離を検出して
いる。この簡易な魚群探知機では、反射波の到来方向、
すなわち、反射物体の方位を検出できないため、反射物
体が全て船舶の真下にあるかのように取り扱われてい
る。
取り付けた超音波トランスジューサから水中に超音波を
放射し、魚体など水中の反射物体で生じた反射波を受信
し、送信から受信までに要した時間、すなわち超音波の
往復の伝搬所要時間から反射物体までの距離を検出して
いる。この簡易な魚群探知機では、反射波の到来方向、
すなわち、反射物体の方位を検出できないため、反射物
体が全て船舶の真下にあるかのように取り扱われてい
る。
【０００３】反射物体までの距離だけでなくその方位も
検出するには、多数の超音波トランスジューサを配列し
ておき配列順に順次動作させるという電子走査を行う
か、あるいは、単一の超音波トランスジューサの向きを
変化させるという機械走査を行うことが必要になる。上
記電子走査の構成では多数の超音波トランスジューサが
必要になり、このため、装置が複雑・高価になる。ま
た、上記機械走査の構成では、機械的な走査機構が必要
になるので、やはり装置が複雑・高価になる。
検出するには、多数の超音波トランスジューサを配列し
ておき配列順に順次動作させるという電子走査を行う
か、あるいは、単一の超音波トランスジューサの向きを
変化させるという機械走査を行うことが必要になる。上
記電子走査の構成では多数の超音波トランスジューサが
必要になり、このため、装置が複雑・高価になる。ま
た、上記機械走査の構成では、機械的な走査機構が必要
になるので、やはり装置が複雑・高価になる。
【０００４】本出願人の先願（特開平２００１−９９９
３１号公報）には、少数の超音波トランスジューサを用
いて海中の魚体などの反射物体の二次元的または三次元
的位置を検知できるようにした超音波探査装置が開示さ
れている。この超音波探査装置は、送信された超音波の
反射波を複数の受信素子で受信し、各受信素子の形状と
配置で定まる方位関数と、各受信素子の受信信号の位相
差とから反射波の到来方向、したがって、この反射波を
発生させた物体の方位を検出する方位検出部を備えてい
る。また、この装置は、超音波を送信してから反射波を
受信するまでの所要時間と受信した反射波の振幅とから
反射物体までの距離と反射強度とを検出する距離検出部
と、上記各検出部で検出済みの方位と距離とを組合せて
二次元または三次元表示する表示部とを備えている。こ
のように、従来の反射物体までの距離と大きさとに加え
て、反射物体の方位を検出することにより、反射物体の
多次元的な位置が検知される。
３１号公報）には、少数の超音波トランスジューサを用
いて海中の魚体などの反射物体の二次元的または三次元
的位置を検知できるようにした超音波探査装置が開示さ
れている。この超音波探査装置は、送信された超音波の
反射波を複数の受信素子で受信し、各受信素子の形状と
配置で定まる方位関数と、各受信素子の受信信号の位相
差とから反射波の到来方向、したがって、この反射波を
発生させた物体の方位を検出する方位検出部を備えてい
る。また、この装置は、超音波を送信してから反射波を
受信するまでの所要時間と受信した反射波の振幅とから
反射物体までの距離と反射強度とを検出する距離検出部
と、上記各検出部で検出済みの方位と距離とを組合せて
二次元または三次元表示する表示部とを備えている。こ
のように、従来の反射物体までの距離と大きさとに加え
て、反射物体の方位を検出することにより、反射物体の
多次元的な位置が検知される。
【０００５】上記先行技術の超音波探査装置では、例え
ば、図９に示すように、ｘ軸方向（船舶の舷側）に矩形
状の超音波トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２が距離Ｌだ
け離して船底などに配置される。各超音波トランスジュ
ーサＴＤ１，ＴＤ２から同時に同一の送信信号が同時に
放射される。一方のトランスジューサＴＤ１の中心から
Ｒ離れた方位角θｘの方向に反射物体Ｗが存在するもの
とする。他方のトランスジューサＴＤ２と反射物体Ｗと
の距離をＲ＋δＲとすれば、δＲ＝Ｌ sinθｘで与えら
れる。反射物体Ｗで発生した超音波の伝搬速度をｃとお
き、一方の超音波トランスジューサＴＤ１が反射波を受
信してから他方の超音波トランスジューサＴＤ２が反射
波を受信するまでの時間差δｔとすれば、δｔ＝δＲ／
ｃ＝Ｌ sinθｘ／ｃを得る。
ば、図９に示すように、ｘ軸方向（船舶の舷側）に矩形
状の超音波トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２が距離Ｌだ
け離して船底などに配置される。各超音波トランスジュ
ーサＴＤ１，ＴＤ２から同時に同一の送信信号が同時に
放射される。一方のトランスジューサＴＤ１の中心から
Ｒ離れた方位角θｘの方向に反射物体Ｗが存在するもの
とする。他方のトランスジューサＴＤ２と反射物体Ｗと
の距離をＲ＋δＲとすれば、δＲ＝Ｌ sinθｘで与えら
れる。反射物体Ｗで発生した超音波の伝搬速度をｃとお
き、一方の超音波トランスジューサＴＤ１が反射波を受
信してから他方の超音波トランスジューサＴＤ２が反射
波を受信するまでの時間差δｔとすれば、δｔ＝δＲ／
ｃ＝Ｌ sinθｘ／ｃを得る。
【０００６】上記時間差δｔが超音波受信信号の半周期
よりも小さくなるように、寸法Ｌや超音波信号の周波数
を予め設定しておくことにより、上記受信時点の時間差
をそれぞれの超音波トランスジューサの受信信号の位相
差から検出できる。送信信号としては、数十kHz 乃至数
百kHz の超音波帯域の正弦波の搬送波が数十サイクルに
わたって持続するバースト状の波形などが使用される。
反射物体の多次元表示は、例えば船舶の場合、舷側方向
をｘ軸、深度方向をｙ軸、船舶の進行方向をｚ軸（時間
軸ｔ）とすると、ｘーｙ断面、ｔーｙ断面、一定深度の
ｔーｘ断面などによって表示される。
よりも小さくなるように、寸法Ｌや超音波信号の周波数
を予め設定しておくことにより、上記受信時点の時間差
をそれぞれの超音波トランスジューサの受信信号の位相
差から検出できる。送信信号としては、数十kHz 乃至数
百kHz の超音波帯域の正弦波の搬送波が数十サイクルに
わたって持続するバースト状の波形などが使用される。
反射物体の多次元表示は、例えば船舶の場合、舷側方向
をｘ軸、深度方向をｙ軸、船舶の進行方向をｚ軸（時間
軸ｔ）とすると、ｘーｙ断面、ｔーｙ断面、一定深度の
ｔーｘ断面などによって表示される。
【０００７】上記先行技術の超音波探査装置によれば、
最小限２個の超音波トランスジューサを用いて舷側方向
などのある角度範囲にわたって反射物体の二次元的ある
いは三次元的な位置を検出することができる。この結
果、多数の超音波トランスジューサを舷側方向に配置し
たり、１個の超音波トランスジューサを機械的に走査し
たりすることなく、簡易かつ安価な構成のもとで反射物
体の多次元的な位置が検出可能となる。
最小限２個の超音波トランスジューサを用いて舷側方向
などのある角度範囲にわたって反射物体の二次元的ある
いは三次元的な位置を検出することができる。この結
果、多数の超音波トランスジューサを舷側方向に配置し
たり、１個の超音波トランスジューサを機械的に走査し
たりすることなく、簡易かつ安価な構成のもとで反射物
体の多次元的な位置が検出可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来、漁船などに搭載
され魚群の探知に利用される超音波探査装置では、反射
物体の寸法、すなわち探査しようとする魚体のおおよそ
の寸法が決まると、その探査用に使用する最適な超音波
の波長／周波数が決まる。また、このような魚種に応じ
たいくつかの最適な周波数は、同一構造の超音波探査装
置を多数製造するという量産にともなう価格低減をはか
るために、規格値が定められる。従来、このような周波
数の規格値として、２８kHz 、５０kHz 、７５kHz 、１
２０kHz 、２００kHz などにが使用されてきた。
され魚群の探知に利用される超音波探査装置では、反射
物体の寸法、すなわち探査しようとする魚体のおおよそ
の寸法が決まると、その探査用に使用する最適な超音波
の波長／周波数が決まる。また、このような魚種に応じ
たいくつかの最適な周波数は、同一構造の超音波探査装
置を多数製造するという量産にともなう価格低減をはか
るために、規格値が定められる。従来、このような周波
数の規格値として、２８kHz 、５０kHz 、７５kHz 、１
２０kHz 、２００kHz などにが使用されてきた。
【０００９】さらに、この種の超音波探査装置では、超
音波ビームを海中に送信してその海中で生じた反射波を
受信するという送受信動作が一定の周期で反復される
が、この反復の周期は探査対象の海中の深度に応じて決
められる。すなわち、送受信動作の反復の周期は、探査
対象の最大深度の点まで超音波が往復する時間Ｔmax よ
りもわずかな値δＴだけ大きい値に設定され、このδＴ
が小さいほど時間効率、したがって探査能力が向上す
る。そして、この最大深度は探査対象の魚の好む深度、
したがって魚種に応じて決まる傾向がある。このよう
に、同一の魚種を探索対象とする複数の漁船が互いに接
近して魚群の探査を開始すると、使用する超音波の周波
数も、送受信の周期も接近する傾向にある。
音波ビームを海中に送信してその海中で生じた反射波を
受信するという送受信動作が一定の周期で反復される
が、この反復の周期は探査対象の海中の深度に応じて決
められる。すなわち、送受信動作の反復の周期は、探査
対象の最大深度の点まで超音波が往復する時間Ｔmax よ
りもわずかな値δＴだけ大きい値に設定され、このδＴ
が小さいほど時間効率、したがって探査能力が向上す
る。そして、この最大深度は探査対象の魚の好む深度、
したがって魚種に応じて決まる傾向がある。このよう
に、同一の魚種を探索対象とする複数の漁船が互いに接
近して魚群の探査を開始すると、使用する超音波の周波
数も、送受信の周期も接近する傾向にある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のように複数の超
音波探査装置の使用周波数と送信周期が接近することに
より、相互干渉が発生しやすくなる。このため、なんら
かの干渉防止対策が必要になる。従って、本発明の一つ
の目的は、位相差検出方式の超音波探査装置に適した干
渉の妨害を除去する機能を備えた超音波探査装置を提供
することにある。
音波探査装置の使用周波数と送信周期が接近することに
より、相互干渉が発生しやすくなる。このため、なんら
かの干渉防止対策が必要になる。従って、本発明の一つ
の目的は、位相差検出方式の超音波探査装置に適した干
渉の妨害を除去する機能を備えた超音波探査装置を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明の超音波探査装置は、超音波信号を送信す
る送信部と、この送信された超音波信号の物体による反
射波を受信し受信信号を出力する複数の受信素子を備え
た受信部と、前記複数の受信素子の配置と各受信素子か
ら出力される受信信号の位相差とから前記物体の方位を
検出する方位検出部と、前記受信信号の出現時点および
振幅から物体の距離および反射強度を検出する距離・反
射強度検出部と、前記検出された方位、距離および反射
強度を表示用データとして前記物体を画面表示する表示
処理部とを備える。
決する本発明の超音波探査装置は、超音波信号を送信す
る送信部と、この送信された超音波信号の物体による反
射波を受信し受信信号を出力する複数の受信素子を備え
た受信部と、前記複数の受信素子の配置と各受信素子か
ら出力される受信信号の位相差とから前記物体の方位を
検出する方位検出部と、前記受信信号の出現時点および
振幅から物体の距離および反射強度を検出する距離・反
射強度検出部と、前記検出された方位、距離および反射
強度を表示用データとして前記物体を画面表示する表示
処理部とを備える。
【００１２】上記表示処理部は、送信時点を基準として
定められた同一のサンプリング点における最新の送受信
動作で得た最新の受信信号の、前回の送受信動作で得た
前回の受信信号に対する振幅の比が所定値以上であるこ
とから他装置との干渉の発生を検出し、最新の受信信号
に代えて前回の受信信号から検出された表示用データを
画面表示する手段を備えることにより、複雑な送受信タ
イミングの変更を行うことなく他装置からの干渉による
妨害を除去するように構成されている。
定められた同一のサンプリング点における最新の送受信
動作で得た最新の受信信号の、前回の送受信動作で得た
前回の受信信号に対する振幅の比が所定値以上であるこ
とから他装置との干渉の発生を検出し、最新の受信信号
に代えて前回の受信信号から検出された表示用データを
画面表示する手段を備えることにより、複雑な送受信タ
イミングの変更を行うことなく他装置からの干渉による
妨害を除去するように構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の一つの好適な実施の形態
によれば、表示処理部は、前回の受信信号の前々回の受
信信号に対する振幅の比が上記所定値以上であることか
ら前回の受信信号について他装置との干渉の発生を検出
し、最新の受信信号の振幅に代えて前々回の受信信号の
振幅を反射強度として選択する手段を備えることによ
り、干渉が連続した場合でもその妨害を除去できるよう
に構成されている。
によれば、表示処理部は、前回の受信信号の前々回の受
信信号に対する振幅の比が上記所定値以上であることか
ら前回の受信信号について他装置との干渉の発生を検出
し、最新の受信信号の振幅に代えて前々回の受信信号の
振幅を反射強度として選択する手段を備えることによ
り、干渉が連続した場合でもその妨害を除去できるよう
に構成されている。
【００１４】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
干渉信号のパルス幅と見做す所定の第１の時間幅と、こ
の第１の時間幅よりも大きな第２の時間幅とを設定して
おき、干渉が検出されたサンプリング点を中心とする第
１の時間幅の外側でかつ第２の時間幅の内側の時空間内
に検出された干渉信号と同程度以上の振幅の受信信号が
存在するか否かを探索し、存在する場合には検出した干
渉信号および探索されたこれと同程度以上の振幅の受信
信号を干渉信号ではないと判定し直す手段を備えること
により、干渉の検出精度を向上させるように構成されて
いる。
干渉信号のパルス幅と見做す所定の第１の時間幅と、こ
の第１の時間幅よりも大きな第２の時間幅とを設定して
おき、干渉が検出されたサンプリング点を中心とする第
１の時間幅の外側でかつ第２の時間幅の内側の時空間内
に検出された干渉信号と同程度以上の振幅の受信信号が
存在するか否かを探索し、存在する場合には検出した干
渉信号および探索されたこれと同程度以上の振幅の受信
信号を干渉信号ではないと判定し直す手段を備えること
により、干渉の検出精度を向上させるように構成されて
いる。
【００１５】本発明のさらに他の好適な実施の形態によ
れば、第１の時間幅を、干渉が連続して検出された時間
幅によって動的に変更する手段を備えることにより、干
渉の妨害を一層有効に排除するように構成されている。
れば、第１の時間幅を、干渉が連続して検出された時間
幅によって動的に変更する手段を備えることにより、干
渉の妨害を一層有効に排除するように構成されている。
【００１６】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
距離・反射強度検出部が受信信号の複素絶対値から振幅
を算定する手段を備えている。
距離・反射強度検出部が受信信号の複素絶対値から振幅
を算定する手段を備えている。
【００１７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の超音波探査装置
の構成を示すブロック図である。この超音波探査装置
は、制御部ＣＮＴ、送信部ＴＸ、単行回路ＩＳ１，ＩＳ
２、超音波トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２、増幅回路
ＡＭＰ１，ＡＭＰ２、サンプリング回路ＳＰＬ１，ＳＰ
Ｌ２，複素合成回路ＣＭＰＸ１，ＣＭＰＸ２、位相差検
出回路ＡＲＧ、加算回路ＡＤＤ、絶対値回路ＡＢＳ、デ
ィジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰ、表示装置ＤＩ
Ｓを備えている。
の構成を示すブロック図である。この超音波探査装置
は、制御部ＣＮＴ、送信部ＴＸ、単行回路ＩＳ１，ＩＳ
２、超音波トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２、増幅回路
ＡＭＰ１，ＡＭＰ２、サンプリング回路ＳＰＬ１，ＳＰ
Ｌ２，複素合成回路ＣＭＰＸ１，ＣＭＰＸ２、位相差検
出回路ＡＲＧ、加算回路ＡＤＤ、絶対値回路ＡＢＳ、デ
ィジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰ、表示装置ＤＩ
Ｓを備えている。
【００１８】制御部ＣＮＴの制御のもとに送信部ＴＸで
超音波の送信信号が発生される。この送信信号は、前述
した従来装置の場合と同様に、数十kHz 乃至数百kHz の
超音波帯域の正弦波の搬送波が数十サイクルにわたって
持続するバースト状の波形を呈する。この超音波送信信
号は、信号を一方向にだけ伝達する単行回路ＩＳ１，Ｉ
Ｓ２を通過して２個の超音波トランスジューサＴＤ１，
ＴＤ２のそれぞれに供給され、それぞれから同時に外部
の海中などに放射される。海中に放射されて海中の魚体
などで生じた反射波は、送受共用の超音波トランスジュ
ーサＴＤ１，ＴＤ２のそれぞれに受信され、増幅器ＡＭ
Ｐ１，ＡＭＰ２で増幅される。
超音波の送信信号が発生される。この送信信号は、前述
した従来装置の場合と同様に、数十kHz 乃至数百kHz の
超音波帯域の正弦波の搬送波が数十サイクルにわたって
持続するバースト状の波形を呈する。この超音波送信信
号は、信号を一方向にだけ伝達する単行回路ＩＳ１，Ｉ
Ｓ２を通過して２個の超音波トランスジューサＴＤ１，
ＴＤ２のそれぞれに供給され、それぞれから同時に外部
の海中などに放射される。海中に放射されて海中の魚体
などで生じた反射波は、送受共用の超音波トランスジュ
ーサＴＤ１，ＴＤ２のそれぞれに受信され、増幅器ＡＭ
Ｐ１，ＡＭＰ２で増幅される。
【００１９】増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２で増幅された受
信反射波は、サンプリング回路ＳＰＬ１，ＳＰＬ２にお
いて、第１，第２のサンプリング信号ｓｐi ，ｓｐq に
よってサンプリングされ、ディジタル信号に変換され
る。第１のサンプリング回路ＳＰＬ１から出力されるデ
ィジタル受信信号ｐ1 ，ｑ1 は後段の複素信号合成回路
ＣＭＰＸ１においてディジタル複素信号ｒ1 ＝ｐ1 ＋ｊ
ｑ1 に変換され、位相差検出回路ＡＲＧと加算回路ＡＤ
Ｄとに供給される。同様に、第２のサンプリング回路Ｓ
ＰＬ２から出力されるディジタル受信信号ｐ2 ，ｑ2 は
後段の複素信号合成回路ＣＭＰＸ２においてディジタル
複素信号ｒ2 ＝ｐ2 ＋ｊｑ2 に変換され、位相差検出回
路ＡＲＧと加算回路ＡＤＤとに供給される。
信反射波は、サンプリング回路ＳＰＬ１，ＳＰＬ２にお
いて、第１，第２のサンプリング信号ｓｐi ，ｓｐq に
よってサンプリングされ、ディジタル信号に変換され
る。第１のサンプリング回路ＳＰＬ１から出力されるデ
ィジタル受信信号ｐ1 ，ｑ1 は後段の複素信号合成回路
ＣＭＰＸ１においてディジタル複素信号ｒ1 ＝ｐ1 ＋ｊ
ｑ1 に変換され、位相差検出回路ＡＲＧと加算回路ＡＤ
Ｄとに供給される。同様に、第２のサンプリング回路Ｓ
ＰＬ２から出力されるディジタル受信信号ｐ2 ，ｑ2 は
後段の複素信号合成回路ＣＭＰＸ２においてディジタル
複素信号ｒ2 ＝ｐ2 ＋ｊｑ2 に変換され、位相差検出回
路ＡＲＧと加算回路ＡＤＤとに供給される。
【００２０】位相差検出回路ＡＲＧでは、ディジタル複
素信号ｒ1 とｒ2 との複素共役積ｒ 1 ・ｒ2 * から受信
反射信号ａ1 ，ａ2 の位相差ｇが算定され、ディジタル
・シグナル・プロセッサＤＳＰに供給される。ディジタ
ル加算回路ＡＤＤでは、ディジタル複素信号ｒ1 とｒ2
が加算され、この加算値ｈの絶対値ｓが絶対値回路ＡＢ
Ｓで算定され、ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳ
Ｐに供給される。ディジタル・シグナル・プロセッサＤ
ＳＰは、絶対値ｓとその出現時点と、位相差ｇとから二
次元の表示データを作成し、表示部ＤＩＳに供給し、表
示させる。
素信号ｒ1 とｒ2 との複素共役積ｒ 1 ・ｒ2 * から受信
反射信号ａ1 ，ａ2 の位相差ｇが算定され、ディジタル
・シグナル・プロセッサＤＳＰに供給される。ディジタ
ル加算回路ＡＤＤでは、ディジタル複素信号ｒ1 とｒ2
が加算され、この加算値ｈの絶対値ｓが絶対値回路ＡＢ
Ｓで算定され、ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳ
Ｐに供給される。ディジタル・シグナル・プロセッサＤ
ＳＰは、絶対値ｓとその出現時点と、位相差ｇとから二
次元の表示データを作成し、表示部ＤＩＳに供給し、表
示させる。
【００２１】以下、位相差検出の原理について詳細に説
明する。受信信号ａ1 ，ａ2 の包絡線振幅をA(t)、搬送
波の角周波数をω、位相をそれぞれφ1 ，φ2 とおく
と、 ａ1 ＝A(t) cos (ωｔ＋φ1 ） ａ2 ＝A(t) cos (ωｔ＋φ2 ） となる。
明する。受信信号ａ1 ，ａ2 の包絡線振幅をA(t)、搬送
波の角周波数をω、位相をそれぞれφ1 ，φ2 とおく
と、 ａ1 ＝A(t) cos (ωｔ＋φ1 ） ａ2 ＝A(t) cos (ωｔ＋φ2 ） となる。
【００２２】受信信号ａ1 を、標本化回路ＳＰＬ1 にお
いて、標本化信号ｓｐi と、これよりもτだけ遅延させ
た標本化信号ｓｐq とによって標本化する。時刻ｔに出
現する標本化信号ｓｐi による標本化受信信号ｐ1 (t)
と、時刻ｔ＝ｔ＋τに出現する標本化信号による標本化
受信信号ｑ1 (t) は、 となる。ここで、τを、 ωτ＝π／２ とすると、 となる。
いて、標本化信号ｓｐi と、これよりもτだけ遅延させ
た標本化信号ｓｐq とによって標本化する。時刻ｔに出
現する標本化信号ｓｐi による標本化受信信号ｐ1 (t)
と、時刻ｔ＝ｔ＋τに出現する標本化信号による標本化
受信信号ｑ1 (t) は、 となる。ここで、τを、 ωτ＝π／２ とすると、 となる。
【００２３】複素合成器ＣＭＰＸ１において、ｐ1 (t)
を実部とし、ｑ1 (t) を虚部とする複素数ｒ1 が合成さ
れる。すなわち、この複素数ｒ1 は、 ｒ1 ＝ｐ1 (t) −ｊｑ1 (t) ＝A(t) cos( ωｔ＋φ1 ) ＋j A(t) sin( ωｔ＋φ1 ) ＝A(t) exp〔 j( ωｔ＋φ1 ) 〕 である。ｒ1 は受信信号ａ1 の位相角( ωｔ＋φ1 ) を
偏角とする複素数となっている。
を実部とし、ｑ1 (t) を虚部とする複素数ｒ1 が合成さ
れる。すなわち、この複素数ｒ1 は、 ｒ1 ＝ｐ1 (t) −ｊｑ1 (t) ＝A(t) cos( ωｔ＋φ1 ) ＋j A(t) sin( ωｔ＋φ1 ) ＝A(t) exp〔 j( ωｔ＋φ1 ) 〕 である。ｒ1 は受信信号ａ1 の位相角( ωｔ＋φ1 ) を
偏角とする複素数となっている。
【００２４】同様に、
ｒ2 ＝ｐ2 (t) −ｊｑ2 (t)
＝A(t) cos( ωｔ＋φ2 ) ＋j A(t) sin( ωｔ＋φ2 )
＝A(t) exp〔 j( ωｔ＋φ2 ) 〕
となる。ｒ2 は受信信号ａ2 の位相角( ωｔ＋φ2 ) を
偏角とする複素数となっている。
偏角とする複素数となっている。
【００２５】従って、位相角計算部ＡＲＧにより、この
複素数ｒ1 とｒ2 の複素共役積を計算し、その偏角ｇを
計算すると、ＡＲＧの出力ｇは、基本構成と同様に、 となる。このように、受信信号ａ1 ，ａ2 間の位相差Δ
φが求まると、トラン スジューサからみた魚体の方位角が判明する。
複素数ｒ1 とｒ2 の複素共役積を計算し、その偏角ｇを
計算すると、ＡＲＧの出力ｇは、基本構成と同様に、 となる。このように、受信信号ａ1 ，ａ2 間の位相差Δ
φが求まると、トラン スジューサからみた魚体の方位角が判明する。
【００２６】加算回路ＡＤＤによる加算結果は、
ｈ＝ｒ1 ＋ｒ2
＝A(t)〔 exp j( ωｔ＋φ1 ) ＋ exp j( ωｔ＋φ2 ) 〕
となる。絶対値算定部ＡＢＳで算定されるｈの絶対値を
ｓとすれば、 となる。
ｓとすれば、 となる。
【００２７】ここで、最隣接サンプリング時点間の時間
差τをπ／（２ω）に設定したので τ＝π／（２ω）＝π／（４πｆ）＝Ｔ／４ となる。ここで、ｆは搬送波の周波数、Ｔは搬送波の周
期１／ｆである。すなわち、τは搬送波の周期の１／４
の時間長である。以上のことから、受信信号ａの１／４
周期だけずらした２点でのサンプリング値（観測値）を
それぞれ実部、虚部とする複素数を作成することによ
り、受信信号の位相を保存する複素数を得ることがで
き、本方式を構成することができる。この構成は、基本
構成を用いる従来の信号変換部より簡単になる。
差τをπ／（２ω）に設定したので τ＝π／（２ω）＝π／（４πｆ）＝Ｔ／４ となる。ここで、ｆは搬送波の周波数、Ｔは搬送波の周
期１／ｆである。すなわち、τは搬送波の周期の１／４
の時間長である。以上のことから、受信信号ａの１／４
周期だけずらした２点でのサンプリング値（観測値）を
それぞれ実部、虚部とする複素数を作成することによ
り、受信信号の位相を保存する複素数を得ることがで
き、本方式を構成することができる。この構成は、基本
構成を用いる従来の信号変換部より簡単になる。
【００２８】図２は、受信信号ａ(t) の波形と、サンプ
リング点との関係を説明するための波形図である。最初
のサンプリング点ｔ11とこれに後続する最隣接のサンプ
リング点ｔ12の時間差はτであり、これは搬送波の周期
Ｔの１／４である。３番目のサンプリング点ｔ21とこれ
に後続する最隣接のサンプリング点ｔ22の時間差も同様
にτ＝Ｔ／４である。受信信号ａ(t) の持続時間Ｄは、
送信信号のそれにほぼ等しい。最初のサンプリング点ｔ
11と３番目のサンプリング点ｔ21との間隔は、信号の持
続時間Ｄの半分Ｄ／２以下の値に設定される。このよう
な関係を設定することにより、受信信号の包絡線の形状
の検出が可能になる。この結果、反射波を発生させた物
体の形状の推定が可能になる。
リング点との関係を説明するための波形図である。最初
のサンプリング点ｔ11とこれに後続する最隣接のサンプ
リング点ｔ12の時間差はτであり、これは搬送波の周期
Ｔの１／４である。３番目のサンプリング点ｔ21とこれ
に後続する最隣接のサンプリング点ｔ22の時間差も同様
にτ＝Ｔ／４である。受信信号ａ(t) の持続時間Ｄは、
送信信号のそれにほぼ等しい。最初のサンプリング点ｔ
11と３番目のサンプリング点ｔ21との間隔は、信号の持
続時間Ｄの半分Ｄ／２以下の値に設定される。このよう
な関係を設定することにより、受信信号の包絡線の形状
の検出が可能になる。この結果、反射波を発生させた物
体の形状の推定が可能になる。
【００２９】図３は、角度を含む物体位置の三次元表示
画面の一例である。直交三軸として船舶の舷側方向にｘ
軸、深度方向にｙ軸、船舶の進行方向にｚ軸または時間
軸ｔがそれぞれ設定される。左上の表示画面ａ）は船舶
のｔ−ｙ断面、右上の表示画面ｂ）はｘ−ｙ断面、左下
の表示画面ｃ）はｔ−ｘ断面である。各断面中のａ１，
ｂ１，ｃ１は、現在の時点で検出された同一の反射物体
である。
画面の一例である。直交三軸として船舶の舷側方向にｘ
軸、深度方向にｙ軸、船舶の進行方向にｚ軸または時間
軸ｔがそれぞれ設定される。左上の表示画面ａ）は船舶
のｔ−ｙ断面、右上の表示画面ｂ）はｘ−ｙ断面、左下
の表示画面ｃ）はｔ−ｘ断面である。各断面中のａ１，
ｂ１，ｃ１は、現在の時点で検出された同一の反射物体
である。
【００３０】ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰ
は、絶対値回路ＡＢＳから供給される絶対値ｓ、すなわ
ち受信信号の振幅ｓが、超音波の送受信のたびに変化す
る様子から他装置との干渉の有無を検出する。この干渉
の有無は、送信時点を基準にして定められた同一のサン
プリング点の受信信号の振幅の経時変化に基づいて行わ
れる。
は、絶対値回路ＡＢＳから供給される絶対値ｓ、すなわ
ち受信信号の振幅ｓが、超音波の送受信のたびに変化す
る様子から他装置との干渉の有無を検出する。この干渉
の有無は、送信時点を基準にして定められた同一のサン
プリング点の受信信号の振幅の経時変化に基づいて行わ
れる。
【００３１】具体的には、各サンプリング点ついて、最
新の送受信動作で得られた最新の受信信号の振幅ｓ
0 と、前回の送受信動作で得られた前回の受信信号の振
幅ｓ1 との比ｓ0 ／ｓ1 が所定値Ｍ未満であるか否かに
基づいて干渉の検出が行われる。このように、受信信号
の振幅の比に基づいて干渉を検出できるのは、他装置と
の干渉がこの他装置から放射された超音波信号の海底か
らの反射信号を受信することによって発生する場合が多
く、この場合、受信信号の振幅が異常に増大する傾向を
示すからである。
新の送受信動作で得られた最新の受信信号の振幅ｓ
0 と、前回の送受信動作で得られた前回の受信信号の振
幅ｓ1 との比ｓ0 ／ｓ1 が所定値Ｍ未満であるか否かに
基づいて干渉の検出が行われる。このように、受信信号
の振幅の比に基づいて干渉を検出できるのは、他装置と
の干渉がこの他装置から放射された超音波信号の海底か
らの反射信号を受信することによって発生する場合が多
く、この場合、受信信号の振幅が異常に増大する傾向を
示すからである。
【００３２】振幅比ｓ0 ／ｓ1 が所定値Ｍ未満であれ
ば、干渉が発生しなかったと判定され、最新の受信信号
の振幅ｓ0 が表示処理対象の反射強度として、また、最
新の偏角ｇ0 が表示処理対象の角度信号として選択され
る。これに対して、振幅比ｓ0／ｓ1 が所定値Ｍ以上で
あれば、干渉が発生したと判定され、前回の受信信号の
振幅ｓ1 が表示処理対象の反射強度として、また、前回
の偏角ｇ1 が表示処理対象の角度信号として選択され
る。上記ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰによ
る処理の内容を図４のフローチャートに示す。
ば、干渉が発生しなかったと判定され、最新の受信信号
の振幅ｓ0 が表示処理対象の反射強度として、また、最
新の偏角ｇ0 が表示処理対象の角度信号として選択され
る。これに対して、振幅比ｓ0／ｓ1 が所定値Ｍ以上で
あれば、干渉が発生したと判定され、前回の受信信号の
振幅ｓ1 が表示処理対象の反射強度として、また、前回
の偏角ｇ1 が表示処理対象の角度信号として選択され
る。上記ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰによ
る処理の内容を図４のフローチャートに示す。
【００３３】相互干渉の原因となる他装置から送信され
た超音波は、ある時間幅をもつパルス状の波形を呈す
る。このため、あるサンプリング点で検出される干渉
は、隣接する複数のサンプリング点にわたって連続的に
発生することが予想される。このような事態に対処し
て、上記干渉の検出処理を、最新の受信信号だけでなく
前回の受信信号にも干渉が発生した場合を想定して拡張
することができる。このディジタル・シグナル・プロセ
ッサＤＳＰによる干渉検出と妨害除去処理を図５のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。
た超音波は、ある時間幅をもつパルス状の波形を呈す
る。このため、あるサンプリング点で検出される干渉
は、隣接する複数のサンプリング点にわたって連続的に
発生することが予想される。このような事態に対処し
て、上記干渉の検出処理を、最新の受信信号だけでなく
前回の受信信号にも干渉が発生した場合を想定して拡張
することができる。このディジタル・シグナル・プロセ
ッサＤＳＰによる干渉検出と妨害除去処理を図５のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。
【００３４】まず、ディジタル・シグナル・プロセッサ
ＤＳＰは、最初のステップＳ０において、送信の時点を
基準として定めた各サンプリング点について、前回の受
信信号の振幅ｓ1 と前々回の受信信号の振幅ｓ2 との比
ｓ1 ／ｓ2 が所定値Ｍ以上であるか否かを検査する（ス
テップＳ１）。この振幅比が所定値未満であれば、干渉
が発生しないみなされ、ステップＳ１、Ｓ２およびＳ３
において、前図で説明したと同一の処理が行われる。
ＤＳＰは、最初のステップＳ０において、送信の時点を
基準として定めた各サンプリング点について、前回の受
信信号の振幅ｓ1 と前々回の受信信号の振幅ｓ2 との比
ｓ1 ／ｓ2 が所定値Ｍ以上であるか否かを検査する（ス
テップＳ１）。この振幅比が所定値未満であれば、干渉
が発生しないみなされ、ステップＳ１、Ｓ２およびＳ３
において、前図で説明したと同一の処理が行われる。
【００３５】すなわち、ディジタル・シグナル・プロセ
ッサＤＳＰは、最新の受信信号の振幅ｓ0 と前回の受信
信号の振幅ｓ１との比ｓ0 ／ｓ1 が所定値Ｍ以上である
か否かを検査する（ステップＳ１）。この振幅比ｓ0 ／
ｓ1 が所定値未満であれば、干渉が発生しなかったと判
定され、ステップＳ２において、反射強度信号ｓとして
最新の受信信号の振幅ｓ0 が選択され、偏角ｇとして最
新の偏角ｇ0 が選択される。一方、ｓ0 ／ｓ1 が所定値
Ｍ以上であれば、干渉が発生したと判定され、ステップ
Ｓ３において、前回の受信信号の振幅ｓ1 が表示処理対
象の反射強度として、また、前回の偏角ｇ1 が表示処理
対象の角度信号として選択される。
ッサＤＳＰは、最新の受信信号の振幅ｓ0 と前回の受信
信号の振幅ｓ１との比ｓ0 ／ｓ1 が所定値Ｍ以上である
か否かを検査する（ステップＳ１）。この振幅比ｓ0 ／
ｓ1 が所定値未満であれば、干渉が発生しなかったと判
定され、ステップＳ２において、反射強度信号ｓとして
最新の受信信号の振幅ｓ0 が選択され、偏角ｇとして最
新の偏角ｇ0 が選択される。一方、ｓ0 ／ｓ1 が所定値
Ｍ以上であれば、干渉が発生したと判定され、ステップ
Ｓ３において、前回の受信信号の振幅ｓ1 が表示処理対
象の反射強度として、また、前回の偏角ｇ1 が表示処理
対象の角度信号として選択される。
【００３６】上述したステップＳ０からＳ３までの処理
は、前回の受信信号に干渉が検出されない場合の処理で
ある。これに対して、ステップＳ０において、振幅比ｓ
1 ／ｓ2 が所定値Ｍ以上の場合、前回の受信信号に他装
置との干渉が生じたと判定され、処理はステップＳ４に
移行する。ステップＳ４では、最新の受信信号の振幅ｓ
0 と前々回の受信信号の振幅ｓ2 との比ｓ0 ／ｓ2 が所
定値Ｍ以上であるか否かが検査される。振幅比ｓ0 ／ｓ
2 がＭ未満であれば、最新の受信信号には干渉が生じて
いないと判定され、ステップＳ５において、反射強度信
号ｓとして最新の受信信号の振幅ｓ0 が選択され、偏角
ｇとして最新の偏角ｇ0 が選択される。
は、前回の受信信号に干渉が検出されない場合の処理で
ある。これに対して、ステップＳ０において、振幅比ｓ
1 ／ｓ2 が所定値Ｍ以上の場合、前回の受信信号に他装
置との干渉が生じたと判定され、処理はステップＳ４に
移行する。ステップＳ４では、最新の受信信号の振幅ｓ
0 と前々回の受信信号の振幅ｓ2 との比ｓ0 ／ｓ2 が所
定値Ｍ以上であるか否かが検査される。振幅比ｓ0 ／ｓ
2 がＭ未満であれば、最新の受信信号には干渉が生じて
いないと判定され、ステップＳ５において、反射強度信
号ｓとして最新の受信信号の振幅ｓ0 が選択され、偏角
ｇとして最新の偏角ｇ0 が選択される。
【００３７】これに対して、振幅比ｓ0 ／ｓ2 がＭ以上
であれば、最新の受信信号にも干渉が生じたと判定され
る。この場合、ステップＳ６において、反射強度信号ｓ
として前々回の受信信号の振幅ｓ2 が選択され、偏角ｇ
として前々回の偏角ｇ2 が選択される。
であれば、最新の受信信号にも干渉が生じたと判定され
る。この場合、ステップＳ６において、反射強度信号ｓ
として前々回の受信信号の振幅ｓ2 が選択され、偏角ｇ
として前々回の偏角ｇ2 が選択される。
【００３８】他装置との相互干渉は、この他装置が送信
した信号の海底からの反射信号を受信することで生ずる
場合が多い。このため、相互干渉は、他装置から送信さ
れる超音波パルスの幅に等しい期間にわたって連続した
サンプリング点で生ずる。すなわち、あるサンプリング
点で干渉が発生すると、その前後に連続する複数のサン
プリング点にわたって干渉が発生することが予想され
る。予想される干渉継続区間を設定するためのパラメー
タとして、隣接サンプリング点の個数ｎを導入する。そ
して、干渉が検出されたサンプリング点を中心とするサ
ンプリング周期の（２ｎ−１）倍の区間を干渉発生推定
区間と見做す。この干渉発生推定区間は、振幅比較を行
わない振幅非比較区間とする。
した信号の海底からの反射信号を受信することで生ずる
場合が多い。このため、相互干渉は、他装置から送信さ
れる超音波パルスの幅に等しい期間にわたって連続した
サンプリング点で生ずる。すなわち、あるサンプリング
点で干渉が発生すると、その前後に連続する複数のサン
プリング点にわたって干渉が発生することが予想され
る。予想される干渉継続区間を設定するためのパラメー
タとして、隣接サンプリング点の個数ｎを導入する。そ
して、干渉が検出されたサンプリング点を中心とするサ
ンプリング周期の（２ｎ−１）倍の区間を干渉発生推定
区間と見做す。この干渉発生推定区間は、振幅比較を行
わない振幅非比較区間とする。
【００３９】他装置との相互干渉は他装置の送信パルス
幅ていどの区間内でだけ生ずる。したがって、この干渉
発生推定区間の外でも相互干渉とみられる大きな振幅の
受信信号が検出された場合、これは相互干渉でなく、実
際に大振幅の信号が受信されただけであると考えること
ができる。これを確認するため、上記干渉発生推定区間
の前後のそれぞれに受信信号の振幅の比較によって干渉
の有無を最終的に確定するための干渉確定区間が設定さ
れる。このような、干渉発生推定区間と干渉確認区間の
設定の一例を図６に示す。サンプリング周期の（２ｎ−
１）倍の干渉発生推定区間の前後に、それぞれサンプリ
ング周期の３ｎ倍の干渉確認区間が設定される。
幅ていどの区間内でだけ生ずる。したがって、この干渉
発生推定区間の外でも相互干渉とみられる大きな振幅の
受信信号が検出された場合、これは相互干渉でなく、実
際に大振幅の信号が受信されただけであると考えること
ができる。これを確認するため、上記干渉発生推定区間
の前後のそれぞれに受信信号の振幅の比較によって干渉
の有無を最終的に確定するための干渉確定区間が設定さ
れる。このような、干渉発生推定区間と干渉確認区間の
設定の一例を図６に示す。サンプリング周期の（２ｎ−
１）倍の干渉発生推定区間の前後に、それぞれサンプリ
ング周期の３ｎ倍の干渉確認区間が設定される。
【００４０】サンプリング点ｔで干渉が検出されると、
このサンプリング点ｔでの受信信号と同程度以上の大き
な振幅の受信信号が干渉確認区間内に存在するか否かの
探索が行われる。そのような大振幅の信号が存在しなけ
れば、サンプリング点ｔでの受信信号が他装置との干渉
信号であるとの最終的な判定が行われる。そのような大
振幅の信号が存在すれば、サンプリング点ｔでの受信信
号とそのような大振幅の信号が他装置との干渉信号でな
いとの最終的な判定が行われる。
このサンプリング点ｔでの受信信号と同程度以上の大き
な振幅の受信信号が干渉確認区間内に存在するか否かの
探索が行われる。そのような大振幅の信号が存在しなけ
れば、サンプリング点ｔでの受信信号が他装置との干渉
信号であるとの最終的な判定が行われる。そのような大
振幅の信号が存在すれば、サンプリング点ｔでの受信信
号とそのような大振幅の信号が他装置との干渉信号でな
いとの最終的な判定が行われる。
【００４１】受信信号が実在の反射物体からの反射信号
に基づくものである場合、最新の受信信号の方位（ｄ
０）と前回の受信信号の方位（ｄ１）とは互いに接近し
た値となる。これに対して、受信信号が実在の反射物体
からの反射信号に基づくものではなく他装置との干渉に
基づくものである場合、最新の受信信号の方位（ｄ０）
と前回の受信信号の方位（ｄ１）は接近した値とはなら
ない。この性質を利用して、他装置との干渉の検出精度
を向上させる処理方法を図７のフローチャートを参照し
ながら説明する。
に基づくものである場合、最新の受信信号の方位（ｄ
０）と前回の受信信号の方位（ｄ１）とは互いに接近し
た値となる。これに対して、受信信号が実在の反射物体
からの反射信号に基づくものではなく他装置との干渉に
基づくものである場合、最新の受信信号の方位（ｄ０）
と前回の受信信号の方位（ｄ１）は接近した値とはなら
ない。この性質を利用して、他装置との干渉の検出精度
を向上させる処理方法を図７のフローチャートを参照し
ながら説明する。
【００４２】まず、ディジタル・シグナル・プロセッサ
ＤＳＰは、最新の受信信号の方位ｄ０と、前回の受信信
号の方位ｄ１との差の絶対値ＡＢＳ（ｄｏ−ｄ１）が所
定値Ｄ未満であるか否かを検査する（ステップＳ０）。
方位差が所定値Ｄ未満であれば、ディジタル・シグナル
・プロセッサＤＳＰは干渉が発生しなかったと判定し、
反射強度ｓと偏角ｇとして、それぞれ最新の受信信号の
振幅ｓ０と偏角ｇ０とを選択する（ステップＳ１）。一
方、方位の差の絶対値ＡＢＳ（ｄｏ−ｄ１）が所定値Ｄ
以上であれば、干渉発生の可能性が大きいと判定され、
前述した図４の場合と同様のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３
の処理が行われる。
ＤＳＰは、最新の受信信号の方位ｄ０と、前回の受信信
号の方位ｄ１との差の絶対値ＡＢＳ（ｄｏ−ｄ１）が所
定値Ｄ未満であるか否かを検査する（ステップＳ０）。
方位差が所定値Ｄ未満であれば、ディジタル・シグナル
・プロセッサＤＳＰは干渉が発生しなかったと判定し、
反射強度ｓと偏角ｇとして、それぞれ最新の受信信号の
振幅ｓ０と偏角ｇ０とを選択する（ステップＳ１）。一
方、方位の差の絶対値ＡＢＳ（ｄｏ−ｄ１）が所定値Ｄ
以上であれば、干渉発生の可能性が大きいと判定され、
前述した図４の場合と同様のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３
の処理が行われる。
【００４３】図７のフローチャートを参照しつつ説明し
た処理は、最新の受信信号と前回の受信信号の関係に限
定したものであった。この処理を前々回の受信信号まで
考慮した処理に拡張することができる。このような処理
の一例を図８のフローチャートに示す。
た処理は、最新の受信信号と前回の受信信号の関係に限
定したものであった。この処理を前々回の受信信号まで
考慮した処理に拡張することができる。このような処理
の一例を図８のフローチャートに示す。
【００４４】図８のフローチャートは、図５のフローチ
ャートの先頭に、最新の二つの受信信号から検出された
方位差の絶対値が所定値未満か否かを判定するためのス
テップＳ００を追加したものである。最新の受信信号の
方位ｄ０と、前回の受信信号の方位ｄ１との差の絶対値
ＡＢＳ（ｄ０−ｄ１）、または、最新の受信信号の方位
ｄ０と前々回の受信信号の方位ｄ２の差のの絶対値ＡＢ
Ｓ（ｄ０−ｄ２）が所定値Ｄ未満であれば、振幅比を検
査するまでもなく他装置との干渉が生じていないと判定
され（ステップＳ０）、反射強度ｓと偏角ｇとして、そ
れぞれ最新の受信信号の振幅ｓ０と偏角ｇ０とが選択さ
れる（ステップＳ３）。ステップＳ００の判定結果が否
定的な場合には、図５と同様振幅差の関係から他装置と
の干渉の有無が判定され、これらの判定結果に応じた振
幅と偏角が最新の受信信号に対して設定される。
ャートの先頭に、最新の二つの受信信号から検出された
方位差の絶対値が所定値未満か否かを判定するためのス
テップＳ００を追加したものである。最新の受信信号の
方位ｄ０と、前回の受信信号の方位ｄ１との差の絶対値
ＡＢＳ（ｄ０−ｄ１）、または、最新の受信信号の方位
ｄ０と前々回の受信信号の方位ｄ２の差のの絶対値ＡＢ
Ｓ（ｄ０−ｄ２）が所定値Ｄ未満であれば、振幅比を検
査するまでもなく他装置との干渉が生じていないと判定
され（ステップＳ０）、反射強度ｓと偏角ｇとして、そ
れぞれ最新の受信信号の振幅ｓ０と偏角ｇ０とが選択さ
れる（ステップＳ３）。ステップＳ００の判定結果が否
定的な場合には、図５と同様振幅差の関係から他装置と
の干渉の有無が判定され、これらの判定結果に応じた振
幅と偏角が最新の受信信号に対して設定される。
【００４５】以上、干渉発生推定区間の時間幅を固定す
る場合の実施例を説明した。しかしながら、他の好適な
実施例によれば、他装置との相互干渉が連続して検出さ
れた時間幅を実際に検出し、初期設定されていた時間幅
をこの実際に検出した時間幅によって動的に更新すると
いう構成が採用される。この他の実施例の構成によれ
ば、干渉の検出精度がいっそう向上し、干渉の妨害をい
っそう有効に軽減することができる。
る場合の実施例を説明した。しかしながら、他の好適な
実施例によれば、他装置との相互干渉が連続して検出さ
れた時間幅を実際に検出し、初期設定されていた時間幅
をこの実際に検出した時間幅によって動的に更新すると
いう構成が採用される。この他の実施例の構成によれ
ば、干渉の検出精度がいっそう向上し、干渉の妨害をい
っそう有効に軽減することができる。
【００４６】また、隣接サンプリング点の受信信号の対
を処理することによって反射強度と反射物体の方位とを
検出する構成を例示した。しかしながら、本発明はこの
ような検出方法に限定されるものではなく、受信した反
射波と搬送波とを混合してビート信号を発生させる方法
など適宜な他の検出方法を採用することができる。
を処理することによって反射強度と反射物体の方位とを
検出する構成を例示した。しかしながら、本発明はこの
ような検出方法に限定されるものではなく、受信した反
射波と搬送波とを混合してビート信号を発生させる方法
など適宜な他の検出方法を採用することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の超
音波探査装置は、位相差検出方式を採用したうえで、干
渉と判定した信号を前回あるいは前々回の受信信号で置
き換える構成であるから、複雑な送受信タイミングの変
更処理を行うことなく、干渉の妨害を有効に除去できる
という効果が奏される。
音波探査装置は、位相差検出方式を採用したうえで、干
渉と判定した信号を前回あるいは前々回の受信信号で置
き換える構成であるから、複雑な送受信タイミングの変
更処理を行うことなく、干渉の妨害を有効に除去できる
という効果が奏される。
【００４８】本発明の好適な実施の形態によれば、干渉
信号のパルス幅と見做す干渉発生推定区間と、その前後
に干渉確定区間とを設けることにより、干渉の有無を確
定する構成であるから、干渉の検出の精度が向上すると
いう利点がある。
信号のパルス幅と見做す干渉発生推定区間と、その前後
に干渉確定区間とを設けることにより、干渉の有無を確
定する構成であるから、干渉の検出の精度が向上すると
いう利点がある。
【図１】本発明の一実施例の超音波探査装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１のサンプリング回路Ｌ１，Ｌ２におけるサ
ンプリングのタイミングを受信信号の波形とともに示す
波形図である。
ンプリングのタイミングを受信信号の波形とともに示す
波形図である。
【図３】図１の表示部ＤＩＳに表示される三次元表示画
面の一例を示す概念図である。
面の一例を示す概念図である。
【図４】図１のディジタル・シグナル・プロセッサＤＳ
Ｐが実行する干渉の検出と妨害の除去のための処理の一
例を説明するフローチャートである。
Ｐが実行する干渉の検出と妨害の除去のための処理の一
例を説明するフローチャートである。
【図５】上記ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰ
が実行する干渉の検出と妨害の除去のための処理の他の
一例を説明するフローチャートである。
が実行する干渉の検出と妨害の除去のための処理の他の
一例を説明するフローチャートである。
【図６】上記ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰ
が実行する干渉の検出処理の他の一例を説明するフロー
チャートである。
が実行する干渉の検出処理の他の一例を説明するフロー
チャートである。
【図７】ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰが実
行する干渉の検出と妨害の除去のための処理のさらに他
の一例を説明するフローチャートである。
行する干渉の検出と妨害の除去のための処理のさらに他
の一例を説明するフローチャートである。
【図８】ディジタル・シグナル・プロセッサＤＳＰが実
行する干渉の検出と妨害の除去のための処理のさらに他
の一例を説明するフローチャートである。
行する干渉の検出と妨害の除去のための処理のさらに他
の一例を説明するフローチャートである。
【図９】２個のトランスジューサの受信信号の位相差か
ら反射物体の方位を検出する超音波探査方法を説明する
ための概念図である。
ら反射物体の方位を検出する超音波探査方法を説明する
ための概念図である。
CNT コントローラ
TX 送信回路
TD1,TD2 超音波トランスジューサ
SPL1,SPL2 サンプリング回路
CPMX1,CMPX2 複素合成回路
ARG 位相差検出回路
ADD 加算回路
ABS 絶対値回路
DSP ディジタル・シグナル・プロセッサ
DIS 表示装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮嶋 健司
東京都八王子市明神町３−11−２ コート
プラザ八王子206
(72)発明者 森口 和弘
神奈川県横浜市緑区長津田７−２−６
(72)発明者 松瀬 隆哉
神奈川県横浜市旭区若葉台２−18−1101
(72)発明者 片倉 景義
東京都目黒区中町１−25−32
Ｆターム(参考） 5J083 AA02 AB01 AC11 AD04 AD17
AE04 AF15 BA02 BE17 BE21
BE23 BE39
Claims (9)
- 【請求項１】超音波信号を送信する送信素子を備えた送
信部と、この送信された超音波信号の物体による反射波
を受信し受信信号を出力する複数の受信素子を備えた受
信部と、前記複数の受信素子の配置と各受信素子から出
力される受信信号の位相差とから前記物体の方位を検出
する方位検出部と、前記受信信号の出現時点および振幅
から物体の距離および反射強度を検出する距離・反射強
度検出部と、前記検出された方位、距離および反射強度
を表示用データとして前記物体を画面表示する表示処理
部とを備えた超音波探査装置において、 前記表示処理部は、送信時点を基準として定めた同一の
サンプリング点における最新の送受信動作で得られた最
新の受信信号の、前回の送受信動作で得られた前回の受
信信号に対する振幅の比が所定値以上であることから他
装置との干渉の発生を検出し、最新の受信信号に代えて
前回の受信信号から検出された表示用データを画面表示
する手段を備えたことを特徴とする超音波探査装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記表示処理部は、前記前回の受信信号の前々回の受信
信号に対する振幅の比が前記所定値以上であることから
前回の受信信号について他装置との干渉の発生を検出
し、最新の受信信号の振幅に代えて前々回の受信信号か
ら検出された表示用データを画面表示する手段を備えた
ことを特徴とする超音波探査装置。 - 【請求項３】請求項１と２のそれぞれにおいて、 干渉信号のパルス幅と見做す所定の第１の時間幅と、こ
の第１の時間幅よりも大きな第２の時間幅とを設定して
おき、前記干渉が検出されたサンプリング点を中心とす
る前記第１の時間幅の外側でかつ第２の時間幅の内側の
時空間内に前記検出された干渉信号と同程度以上の振幅
の受信信号が存在するか否かを探索し、存在する場合に
は前記検出した干渉信号および前記探索されたこれと同
程度以上の振幅の受信信号を干渉信号ではないと判定し
直す手段を備えたことを特徴とする超音波探査装置。 - 【請求項４】請求項３において、 前記第１の時間幅を、前記干渉が連続して検出された時
間幅によって動的に変更する手段を備えたことを特徴と
する超音波探査装置。 - 【請求項５】請求項１乃至４のそれぞれにおいて、 前記距離・反射強度検出部は、前記受信信号の複素絶対
値から前記振幅を算定する手段を備えたことを特徴とす
る超音波探査装置。 - 【請求項６】請求項１乃至５のそれぞれにおいて、 受信信号について検出された方位の最新の値と前回の値
との差の絶対値を算定し、これが所定値未満の場合、前
記他装置との干渉が発生しないと判定する手段を備えた
ことを特徴とする超音波探査装置。 - 【請求項７】請求項１乃至５のそれぞれにおいて、 受信信号について検出された方位の最新の値と前回の値
との差の絶対値、および最新の値と前々回の値との差の
絶対値を算定し、これらのいずれかが所定値未満の場
合、前記他装置との干渉が発生しないと判定する手段を
備えたことを特徴とする超音波探査装置。 - 【請求項８】超音波信号を送信する送信部と、この送信
された超音波信号の物体による反射波を受信する受信部
と、この受信部で受信された受信信号を画面表示する表
示処理部とを備えた超音波探査装置において、 前記表示処理部は、 送信時点を基準として定めた同一のサンプリング点にお
ける最新の送受信動作で得られた最新の受信信号の、前
回の送受信動作で得られた前回の受信信号に対する振幅
の比が所定値以上であることから他装置との干渉の発生
を検出する手段と、 干渉信号のパルス幅と見做す所定の第１の時間幅と、こ
の第１の時間幅よりも大きな第２の時間幅とを設定して
おき、前記干渉が検出されたサンプリング点を中心とす
る前記第１の時間幅の外側でかつ第２の時間幅の内側の
時空間内に前記検出された干渉信号と同程度以上の振幅
の受信信号が存在するか否かを探索し、存在する場合に
は前記検出した干渉信号および前記探索されたこれと同
程度以上の振幅の受信信号を干渉信号ではないと判定し
直す手段を備えたことを特徴とする超音波探査装置。 - 【請求項９】請求項８において、 前記第１の時間幅を、前記干渉が連続して検出された時
間幅によって動的に変更する手段を備えたことを特徴と
する超音波探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002252437A JP4017943B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-08-30 | 超音波探査装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002053783 | 2002-02-28 | ||
| JP2002-53783 | 2002-02-28 | ||
| JP2002252437A JP4017943B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-08-30 | 超音波探査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003322678A true JP2003322678A (ja) | 2003-11-14 |
| JP4017943B2 JP4017943B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=29552124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002252437A Expired - Lifetime JP4017943B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-08-30 | 超音波探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4017943B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7388809B2 (en) | 2006-09-28 | 2008-06-17 | Furuno Electric Company, Limited | Fish finder that transmits ultrasonic waves, receives echo signals, and performs interference removal |
| JP2008241303A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Furuno Electric Co Ltd | 水中探知装置 |
| JP2011033561A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Furuno Electric Co Ltd | 水中探知装置 |
| JP2011237180A (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Furuno Electric Co Ltd | 探知装置 |
| JP2012225650A (ja) * | 2011-04-14 | 2012-11-15 | Furuno Electric Co Ltd | 探知装置およびプログラム |
| JP2016038323A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 古野電気株式会社 | 探知装置、探知方法、およびプログラム |
| EP2296272A3 (en) * | 2009-09-14 | 2017-05-24 | Soonhan Engineering Corp. | Method for detecting and filtering a random noise signal |
-
2002
- 2002-08-30 JP JP2002252437A patent/JP4017943B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US9366758B2 (en) | 2010-05-06 | 2016-06-14 | Furuno Electric Company Limited | Detection device |
| JP2012225650A (ja) * | 2011-04-14 | 2012-11-15 | Furuno Electric Co Ltd | 探知装置およびプログラム |
| US9268021B2 (en) | 2011-04-14 | 2016-02-23 | Furuno Electric Company Limited | Detection device and computer readable media storing detection program |
| JP2016038323A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 古野電気株式会社 | 探知装置、探知方法、およびプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4017943B2 (ja) | 2007-12-05 |
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