JP2004012237A - クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置 - Google Patents
クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004012237A JP2004012237A JP2002164613A JP2002164613A JP2004012237A JP 2004012237 A JP2004012237 A JP 2004012237A JP 2002164613 A JP2002164613 A JP 2002164613A JP 2002164613 A JP2002164613 A JP 2002164613A JP 2004012237 A JP2004012237 A JP 2004012237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ship
- data
- draft
- sea surface
- detecting
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【課題】船舶の喫水、サイズ、荷物等の積載量を検出する。
【解決手段】クロスファンビームを使用したソーナで、ビームを海底から海面に向けて照射し、各々のビームの船舶から反射してきた音波（エコー）を時間単位で区切り、単位深度における各々のビームの受信状況をまとめ特徴を抽出して船舶の喫水、サイズ等を検出する。深度単位でデータを区切り、海面残響の受信される直前の区間までを、処理することにより海面残響を排除する。また、エコーの強弱まで検出することにより、海面残響よりも、強い船舶のエコーを抽出し海面残響と分離する。深度単位で、エコーの受信状況をまとめエコーによる面積や幅から船舶のサイズを計算し、またどの深度からエコーが出始めたかで、喫水を出し積載量を判定する。
【選択図】 図１
【解決手段】クロスファンビームを使用したソーナで、ビームを海底から海面に向けて照射し、各々のビームの船舶から反射してきた音波（エコー）を時間単位で区切り、単位深度における各々のビームの受信状況をまとめ特徴を抽出して船舶の喫水、サイズ等を検出する。深度単位でデータを区切り、海面残響の受信される直前の区間までを、処理することにより海面残響を排除する。また、エコーの強弱まで検出することにより、海面残響よりも、強い船舶のエコーを抽出し海面残響と分離する。深度単位で、エコーの受信状況をまとめエコーによる面積や幅から船舶のサイズを計算し、またどの深度からエコーが出始めたかで、喫水を出し積載量を判定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、クロスファンビームを使用したソーナに関し、特に、船舶の貨物等の積載状況を検出する船舶検出方法に関する。
【従来の技術】
従来よりクロスファンビームを用いたソーナにより、音波を送受波して探知範囲からの反射音の信号処理を行い、探知範囲の画像を表示する技術が知られている（特開平５９−１０７２８５号公報、特開平１０−１３２９３０号公報参照）。
【０００２】
複数のクロスファンビームを用いたソーナは、それぞれラインアレイ構成でなり十字に交差して配置した送波素子列及び受波素子列により複数の扇型の送信ビーム（送波ファンビーム）及び受信ビーム（受波ファンビーム）でなるクロスファンビームを形成して音波の送波及び受波を行うものであり、次のような原理による。
【０００３】
送波素子列から送波ファンビームを所定のθ方向にｎ本形成し、それぞれのビームで音波を周波数を変えて送信する。例えばθ１ビームでＦ１周波数の送信、θ２ビームでＦ２周波数の送信、…θｎビームでＦｎ周波数の送信というようにｎ回送信する。受波素子列では、θ方向に対し９０°方向のψ方向に受波ファンビームをｎ本形成して反射波を受信する。例えば、ψ１ビーム、ψ２ビーム、…、ψｎビームの各々で音波を受信する。ここで受信動作は各々のビームで並行して行う。受信信号は中心周波数がそれぞれＦ１〜Ｆｎのｎ種類のバンドパスフィルタに通し、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号に分類する。次に周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号を検波積分して、ψ１方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、ψ２方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、…ψｎ方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号からなるｎ×ｎ本の信号を生成する。ここで、周波数と方向との関係はそれぞれＦ１＝θ１、Ｆ２＝θ２、Ｆ３＝θ３、…、Ｆｎ＝θｎであるから、前記ｎ×ｎ本の信号はψとθの各方向からの受信信号となる。
【０００４】
このソーナは、受信信号が方位毎の信号であるから船舶等に搭載して海底方向等を探知するために使用され、受信信号を表示装置に表示することにより、海底等の凸凹を示す地形等の表示装置として利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報記載のクロスファンビームを用いたソーナは、船舶等に搭載されビーム方向を船舶等から海中方向、例えば海底方向や斜め方向等に向けて、海底地形データ等を探知するために使用されており、航行する船舶やその積載状況等の検出に適用可能なものではない。
【０００６】
本発明の目的は、船舶の喫水又は船舶のサイズを検出することを可能とするクロスファンビームを用いた船舶検出方法及び船舶検出装置を提供することにある。
本発明の目的は、船舶の喫水又は船舶のサイズ等を検出することにより貨物等の積載状況を検出することを可能とするクロスファンビームを用いた船舶検出方法及び船舶検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の船舶検出方法は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数のクロスファンビームを海底側から海面方向に照射して、航行する船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズを検出し、貨物等の積載状況を検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明の船舶検出方法は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数の送波ファンビームを海底から海面方向に照射して音波を送信し、複数の受波ファンビーム毎に音波を受信し、受信信号を所定レベルで検出することにより方位毎のエコーデータとし、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとし、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、航行する船舶の喫水又は喫水線を検出し、貨物等の積載状況を検出することを特徴とし、前記貨物等の積載状況の検出は、船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズと積載量との関連データに基づいて行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明の船舶検出方法は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数の送波ファンビームを海底から海面方向に照射して音波を送信し、受波ファンビーム毎に音波を受信し、受信信号を所定レベルで検出することにより方位毎のエコーデータとし、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとし、深度毎の２次元データに基づいて航行する船舶の海面下の立体形状を検出し、当該船舶の船舶重量のデータに基づいて貨物等の積載状況を検出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の船舶検出装置は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出装置において、ビーム毎の受信信号を所定レベルで検出して方位毎のエコーデータとするレベル検出回路と、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとする配列処理回路と、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて航行する船舶の喫水又は喫水線を検出し、検出した喫水又は喫水線から貨物等の積載状況を検出する目標処理回路と、を有することを特徴とし、前記貨物等の積載状況の検出は、船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズと積載量との関連データに基づいて行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明の船舶検出装置は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出装置において、ビーム毎の受信信号を所定レベルで検出して方位毎のエコーデータとするレベル検出回路と、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとする配列処理回路と、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、航行する船舶の海面下の立体形状を検出し、検出した船舶の立体形状と当該船舶の重量データに基づいて貨物等の積載状況を検出する目標処理回路と、を有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のクロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の船舶検出システムの概念図である。本実施の形態の船舶検出システムは、船舶の航行箇所等の水底にクロスファンビームを用いたソーナを固定、配置して船舶の海面下のサイズ及び喫水等を検出する構成を備える。つまり、水底にソーナの送受波器であるそれぞれがリニアアレイ構成でなる送波素子列４と受波素子列５を互いに９０°の関係に交叉させ、複数のクロスファンビームが海面方向に形成されるように水平に配置する。
【００１３】
図２は、本実施の形態のクロスファンビームによる船舶検出装置の構成を示す図である。図３、図４は、クロスファンビームによるそれぞれ送波及び受波の動作を示す図である。
本実施の形態は、送信部Ａは、送信制御回路１、ビームシフト回路２、電力増幅回路３、送波器（送波素子列）４を備える。また、受信部Ｂは、受波器（受波素子列）５、受信回路６、指向性合成回路７、受信ビーム出力回路８を備える。また、信号処理部Ｃは、レベル検出回路９、配列処理回路１０、目標処理回路１１、深度計１２を備える。各部の機能は以下のとおりである。
【００１４】
送信制御回路１は、複数の送波ファンビームで送信する複数の周波数Ｆ１〜Ｆｎの送信信号の信号波形１０１を生成して出力する機能を有する。送信波形は図３に示すように、エンベロープがパルス状の送信期間のバースト信号である。送信期間には周波数Ｆ１〜Ｆｎの信号が複数の送波ファンビームの方向（θ１〜θｎ）に対応して順次切り替わり出力される。
【００１５】
ビームシフト回路２は、順次方向（θ１〜θｎ）をシフトした送波ファンビームを形成するために送信波形を各送波素子に供給する複数の信号に変換し、それぞれの信号の位相を制御する機能を有する。つまり、送信制御回路１から入力した送信波形１０１を送波器４の各送波素子に互いに位相差をつけて振り分けることにより、それぞれθ１〜θｎ方向の送波ファンビームを形成する。これにより、図３に示すように送信波形１０１を周波数Ｆ１の信号はθ１方向、周波数Ｆ２の信号はθ２方向、…周波数Ｆｎの信号はθｎ方向に送信することを可能とする。
【００１６】
電力増幅器３は、ビームシフト回路２からの所定の位相差を有する複数の信号でなる送信信号１０２を入力し電力増幅を行って出力する。送波器４は、電力増幅した送信信号１０３を入力し各送波素子によりそれぞれ複数の信号を音に変換し、音波１０４として海面方向に送波する。
【００１７】
受波器５は、海面方向に送波された音波１０４が船舶などで反射して戻ってきた反射波（以下「エコー」という。）を受波素子列により受波し、電気信号に変換して複数の受信信号１０６として出力する。受信回路６は、受波素子列から出力された微弱な受信信号１０６を増幅して出力する。
【００１８】
指向性合成回路７は、受波素子列の各受波素子の出力を位相制御して合成する移相回路により、図４に示すようにθ方向と直交するψ方向の方位ψ１〜ψｎ毎の受波ファンビームを形成し、前記受波ファンビームにより受波素子列からの受信信号１０７を各方位ψ１〜ψｎのビーム信号１０８として出力する。
【００１９】
フィルタ８は、方位ψ１〜ψｎ毎のビーム信号１０８について、それぞれ中心周波数Ｆ１〜Ｆｎの複数のバンドパスフィルタを通過させ、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎のマルチビーム信号（受信信号）１０９として分離して出力する。
【００２０】
レベル検出回路９は、周波数Ｆ１〜Ｆｎ（θ１〜θｎ）毎且つ方位ψ１〜ψｎ毎（方位毎）の信号として分類された受信信号１０９のそれぞれを検波し更に積分した（検波積分した）後、所定の閾値以上の信号レベルを目標のエコーとする検出（レベル検出）を行い、レベル検出された方位毎の信号（エコーデータ）１１０を出力する。
【００２１】
配列処理回路１０は、送受波器の深度を計測する深度計１２と接続され、該深度計１２で計測した深度データ（水深データ）１１３を入力し、送受波器と海面との距離（時間）を水中の音速による計算式（時間［ｓ］＝深度［ｍ］／音速［ｍ／ｓ］）により計算し、前記計算結果によりレベル検出回路９からの方位毎のエコーデータ１１０のうち海面残響（海面からの反射音）が到達する直前までのデータを取り出し、該データを深度単位（時間単位）ｄ１〜ｄｎで区切り、深度ｄ１〜ｄｎ毎の２次元データ１１１にデータの配列を変換して出力する。
【００２２】
図５は、レベル検出回路９及び配列処理回路１０の処理動作を示す図である。同図の波形例１は、周波数Ｆ１〜Ｆｎ（θ１〜θｎ）毎及び方位ψ１〜ψｎ毎の信号を検波積分した時系列な信号の１つを示している。レベル検出回路９では受信信号１０９の検波積分した信号を所定の閾値Ｔｈと比較することで目標のエコーを検出して方位毎のエコーデータとし、配列処理回路１０では、前記方位毎のエコーデータを海面下の深度単位ｄ１〜ｄｎのエコーの有無を判定し、深度毎のエコーの有無の２次元データとして出力する。
【００２３】
図６は、深度毎のエコーの有無のデータを３次元座標上に表した概念図である。エコーの有無のデータは、クロスファンビームに対応する３次元座標（θ軸、ψ軸及びｄ軸）の四角錐のデータとして表せる。
【００２４】
目標処理回路１１は、配列処理回路１１からの深度毎のエコーの有無の２次元データに基づいて、エコー有り（単に「エコー」ともいう。）の分布（パターン）等から、エコーの連続する長さ、エコーで囲まれた面積、船舶の船首と船尾方向のサイズ（長さ方向）、船舶の横幅方向のサイズ、船底深度、着水部分の体積等の特徴を解析し、喫水や喫水線又は海面下の船舶のサイズ等から貨物等の積載量（重量）を判定する。
【００２５】
図７は、船舶の船底側の外部形状と喫水、喫水線又は船舶のサイズとの関係を示す図である。喫水又は喫水線、海面下の船底外部形状、船舶の長さ方向のサイズ、船舶の横幅方向のサイズ等、海面下の船舶のサイズは、貨物等の積載量と相関があり、前記２次元データのパターンから積載量を検出することが可能である。
【００２６】
特に、特定の船舶の航行（停泊）箇所を通過する船舶は、船舶の種類、船体形状等が類似することが多く、船舶の喫水又は喫水線により船舶の貨物等の積載状況を予測、判定することが可能である。また、ソーナの設置地域により、事前にソーナにより検出される情報と航行する船舶に関する各種データ、例えば、船舶の喫水又は喫水線と積載量との関連データ、船舶の海面下の立体形状と当該船舶の重量データ等をデータベースとして目標処理回路１１に保持して使用することにより、貨物等の積載状況をより高い精度に検出することが可能である。
【００２７】
図８は、深度単位の２次元データのエコーの有無（エコー有り：■表示）のパターンの例を示す図である。同図において最も浅い深度ｄ１で検出されるエコーは船舶の喫水線に相当し、最も深い深度で検出されるエコーは船底の先端部等に相当する。
【００２８】
同図に示すように、小型船の場合は、船舶の長さ、船底面積及び船底深度が小さいため、浅い深度ｄ２からエコーが検出されはじめ最も浅い深度ｄ１でも連続するエコーの長さは短く、連続するエコーで囲まれる面積等も広がらない。また、同一の小型船でも貨物等の積載量の大小により連続するエコーで囲まれる面積は増減し、積載量の大小により、エコーが現れる２次元データの深度が増減する。
【００２９】
また、大型船の場合は、船舶の長さ及び船底深度が大きいため、深い深度からエコーが検出されはじめ最も浅い深度ｄ１での連続するエコーの長さは長く、連続するエコーで囲まれる面積等も大きく広がる。また、同一の大型船でも貨物等の積載量の大小により連続するエコーで囲まれる面積は増減し、積載量の大小により、エコーが現れる２次元データの深度が増減する。
【００３０】
次に、本実施の形態の船舶検出方法について、フローチャートを参照して説明する。
図９は、海面下の船底外部のサイズ等を検出する船舶検出方法のフローチャートを示す図である。
【００３１】
最初に、それぞれアレイ構成でなり十字に交差して配置した送波素子列及び受波素子列により複数のクロスファンビームを形成して音波の送受波を行い、反射波の受信を行う（ｓ１）。ここで送波素子列による送信は、図２に示すように、ある方向（θ方向）に扇形の送信ビームをｎ本形成し、各々のビームの送信信号の周波数を変えて送信する。つまり、θ１ビームでＦ１周波数の送信、θ２ビームでＦ２周波数の送信、…θｎビームでＦｎ周波数の送信というようにｎ回送信する。受波素子列による受信は、図３に示すように、θ方向に対し９０°方向（直交又はクロス方向）のψ方向に扇形の受信ビームをｎ本形成して受信する。つまり、ψ１ビームからψｎビームの各々で受信する。ここで受信動作は各々のビームで並行して行う。
【００３２】
次に、受信した反射波を周波数別に分離して検波積分して方位毎の受信信号として出力する（ｓ２）。具体的には、受信した反射波を中心周波数がそれぞれＦ１〜Ｆｎのｎ種類のバンドパスフィルタに通して、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号に分類する。その後、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号を検波積分して、ψ１方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、ψ２方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、…ψｎ方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号からなるｎ×ｎ本の信号を生成する。ここで、周波数Ｆ１〜Ｆｎは、図３、４に示すように送信した方向が異なり、周波数と方向との関係はそれぞれＦ１＝θ１、Ｆ２＝θ２、Ｆ３＝θ３、…、Ｆｎ＝θｎであるから、前記ｎ×ｎ本の信号をψ及びθの方向（方位）からの受信信号として出力する。
【００３３】
次に、方位毎の受信信号を所定のレベルの閾値で判定し、方位毎のエコーの有無の時系列データとして出力する（ｓ３）。検波積分した受信信号は送波素子列から送波した音波による目標からのエコーが時系列に受信されたエコーデータであり、受波素子列の近くの位置のエコーから順次遠くの位置のエコーとして検出される。
【００３４】
次に、深度データに基づいて時系列のエコーデータに時間ゲート（レンジゲート）をかけ、深度毎及び方位毎のエコーの有無の２次元データを作成する（ｓ４）。受信信号の時間経過は、送波素子列及び受波素子列に対する距離に対応しており、図５に示すように受信信号を所定の時間単位（深度単位、距離単位）に区切り、各時間単位ｄ６〜ｄ１内で船舶からのエコーの有無を判定基準の閾値を用いて判定する。図５に示す波形例１では、判定基準を越えるエコーは深度ｄ２区間内で検出されており、他の区間の受信信号はノイズとして扱う。方位毎の２次元データを深度別に同時に表すと図６に示すように、▲１▼送信ビーム角（周波数）、▲２▼受信ビーム角、▲３▼深度（時間）のθ軸、ψ軸及びｄ軸の３次元座標上のデータとなる。
【００３５】
次に、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、エコーの連続するパターン又は当該パターンから航行する船舶の喫水又は喫水線、船舶の幅方向のサイズ及び船首から船尾方向のサイズ等、海面下の船舶のサイズを検出して、これらの検出データを出力する（ｓ５）。
【００３６】
また、ステップｓ５において、検出データから貨物等の積載状況を判断することができる。図８に示す深度単位（ｄ１、ｄ２、ｄ３、…ｄｎ）に切り出した２次元データ及び図７から分かるように、大型船と小型船とは船首から船尾方向のサイズにより判定でき、同一の大きさの船舶でも早い時間（ｄ３）からエコーが出始める船舶（喫水が大きい）か、遅い時間（ｄ１）からエコーが出始める船舶か（喫水が小さい）かにより、又は喫水線のパターン（エコーの集合の大きさ又はエコーで囲まれる範囲）により判定可能であり、略同一の大きさの船舶で喫水が大きい場合は貨物等の搭載量が大、逆に喫水が小さいと該搭載量が小として判定することが可能である。
【００３７】
以上のように本実施の形態によれば、受信データを深度（時間）単位で処理し、画像データ化することにより、船舶の喫水又は喫水線、船舶のサイズを検出することが可能である。また、海面下の船舶のサイズは、その船舶の貨物等の搭載量に対応することから、船舶の喫水、喫水線のパターン、前記船舶のサイズ等から貨物等の搭載量を検出することが可能である。
【００３８】
図１０は、船舶の積載量を検出する場合の目標処理回路の処理内容を示す他のフローチャートである。目標処理回路１１は、ソーナで検出した海面下の船舶のサイズ等から当該船舶の貨物等の重量を判定するためのデータベースを用いて積算量を算出する。
【００３９】
例えば、図９のステップｓ５に代わる図１０（ａ）のステップｓ５−１〜ｓ６−１に示すように、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、エコーの連続するパターンから船舶の喫水線のパターンから、船首から船尾方向に直角な方向（幅方向）のサイズを検出し（ｓ５−１）、予め保持する当該船舶の喫水線の幅方向のサイズ（間隔）と貨物等の積載量との関連データを検索して、前記サイズから前記船舶の積載量を検出する（ｓ６−１）。この実施の形態では、喫水線の幅方向のサイズに変えて、喫水、喫水線のパターン自体、前記パターンの面積、前記パターンの長手方向のサイズ等に対する変換データを予め用意することにより同様な方法により積載量を検出することが可能である。
【００４０】
また、図１１（ｂ）のステップｓ５−２、ｓ６−２に示すように、海面下のエコーの有無の２次元データにより、船舶の海面下の立体形状を検出してその容積から当該海域での浮力を算出し（ステップｓ５−２）、予め保持する当該船舶への貨物等の無積載時の船舶重量のデータを参照して、貨物の積載量を算出する（ｓ６−２）。
【００４１】
（他の実施の形態）
以上の実施の形態では、レベル検出回路９は、１つの判定レベルにより目標からのエコーの有無の２段階で判定するように構成した例を示したが、これは数段階に分割して判定するように構成することができる。
図１１は、レベル検出回路９を３段階又は４段階の判定とする例を示す図である。波形例２、３のように判定基準を３段階又は４段階に分割することにより、目標処理回路１１で行うエコーの特徴の判断において更に多くの情報を利用することができる。
【００４２】
また、前記実施の形態では、海面残響（海面反射）を意図的に除去して船舶の喫水等を検出するように構成しているが、逆に海面反射をもデータとして取得することにより、海象状況（波、うねりの高さ大きさ、津波検出）をも検出することを可能とすることができる。
【００４３】
また、前記実施の形態では送信パルスを異なる周波数単位で送信するように構成しているが、送信パルスの周波数を連続的（リニア）に変化させるように構成することが可能である。
図１２は、送信パルスの周波数をリニアに変化させるようにした例を示す図である。送信パルスの周波数をリニアに増加させる場合、図２に示すフィルタの種類を増加させることができる。この場合、各フィルタの中心周波数間を分割し、分割した周波数を中心周波数とする１〜複数個のフィルタを追加すれば、周波数Ｆ１〜Ｆｎの使用範囲を増加させずにθ方向の方位分解能を高めることが可能となる。更にビーム信号７０１の周波数ごとの分離にフィルタを使用する代わりにＦＦＴを使用することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、クロスファンビームを用いたソーナを使用し、そのビームを海底側から海面方向に照射し、反射波による受信信号を深度（時間）単位でデータ化することにより、船舶の喫水、海面下の形状、サイズ等を測定することが可能である。
【００４５】
また本発明によれば、海面近傍の受信データを抽出することにより、船舶の喫水、海面下の形状、サイズを検出することができるから、これから貨物等の積載状況を判断することが可能である。
【００４６】
また、反射波による受信信号を深度（時間）単位で区切って処理することにより、海面残響を排除して船舶の海面下の形状、サイズ等を正確に検出することが可能である。更に、海面残響をも検出するようにすることで海洋気象状況をも検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概念図である。
【図２】本実施の形態のクロスファンビームによる船舶検出装置の構成を示す図である。
【図３】クロスファンビームによるそれぞれ送信及び受信の動作を示す図である。
【図４】クロスファンビームによるそれぞれ送信及び受信の動作を示す図である。
【図５】レベル検出回路９及び配列処理回路１０の処理動作を示す図である。
【図６】深度毎のエコーの有無のデータを３次元座標上に表した図である。
【図７】船舶の船底の外部形状と喫水又は喫水線との関係を示す図である。
【図８】深度単位の２次元の座標上のエコーの有無のパターンの例を示す図である。
【図９】海面下の船底外部のサイズ等を検出する船舶検出方法のフローチャートを示す図である。
【図１０】船舶の積載量を検出する場合の目標処理回路の処理内容を示す他のフローチャートである。
【図１１】レベル検出回路９を３段階又は４段階の判定とする例を示す図である。
【図１２】送信パルスの周波数をリニアに変化させるようにした例を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信制御回路
２ ビームシフト回路
３ 電力増幅回路
４ 送波器（送波素子列）
５ 受波器（受波素子列）
６ 受信回路
７ 指向性合成回路
８ バンドパスフィルタ
９ レベル検出回路
１０ 配列処理回路
１１ 目標処理回路
１２ 深度計
【発明が属する技術分野】
本発明は、クロスファンビームを使用したソーナに関し、特に、船舶の貨物等の積載状況を検出する船舶検出方法に関する。
【従来の技術】
従来よりクロスファンビームを用いたソーナにより、音波を送受波して探知範囲からの反射音の信号処理を行い、探知範囲の画像を表示する技術が知られている（特開平５９−１０７２８５号公報、特開平１０−１３２９３０号公報参照）。
【０００２】
複数のクロスファンビームを用いたソーナは、それぞれラインアレイ構成でなり十字に交差して配置した送波素子列及び受波素子列により複数の扇型の送信ビーム（送波ファンビーム）及び受信ビーム（受波ファンビーム）でなるクロスファンビームを形成して音波の送波及び受波を行うものであり、次のような原理による。
【０００３】
送波素子列から送波ファンビームを所定のθ方向にｎ本形成し、それぞれのビームで音波を周波数を変えて送信する。例えばθ１ビームでＦ１周波数の送信、θ２ビームでＦ２周波数の送信、…θｎビームでＦｎ周波数の送信というようにｎ回送信する。受波素子列では、θ方向に対し９０°方向のψ方向に受波ファンビームをｎ本形成して反射波を受信する。例えば、ψ１ビーム、ψ２ビーム、…、ψｎビームの各々で音波を受信する。ここで受信動作は各々のビームで並行して行う。受信信号は中心周波数がそれぞれＦ１〜Ｆｎのｎ種類のバンドパスフィルタに通し、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号に分類する。次に周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号を検波積分して、ψ１方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、ψ２方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、…ψｎ方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号からなるｎ×ｎ本の信号を生成する。ここで、周波数と方向との関係はそれぞれＦ１＝θ１、Ｆ２＝θ２、Ｆ３＝θ３、…、Ｆｎ＝θｎであるから、前記ｎ×ｎ本の信号はψとθの各方向からの受信信号となる。
【０００４】
このソーナは、受信信号が方位毎の信号であるから船舶等に搭載して海底方向等を探知するために使用され、受信信号を表示装置に表示することにより、海底等の凸凹を示す地形等の表示装置として利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報記載のクロスファンビームを用いたソーナは、船舶等に搭載されビーム方向を船舶等から海中方向、例えば海底方向や斜め方向等に向けて、海底地形データ等を探知するために使用されており、航行する船舶やその積載状況等の検出に適用可能なものではない。
【０００６】
本発明の目的は、船舶の喫水又は船舶のサイズを検出することを可能とするクロスファンビームを用いた船舶検出方法及び船舶検出装置を提供することにある。
本発明の目的は、船舶の喫水又は船舶のサイズ等を検出することにより貨物等の積載状況を検出することを可能とするクロスファンビームを用いた船舶検出方法及び船舶検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の船舶検出方法は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数のクロスファンビームを海底側から海面方向に照射して、航行する船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズを検出し、貨物等の積載状況を検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明の船舶検出方法は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数の送波ファンビームを海底から海面方向に照射して音波を送信し、複数の受波ファンビーム毎に音波を受信し、受信信号を所定レベルで検出することにより方位毎のエコーデータとし、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとし、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、航行する船舶の喫水又は喫水線を検出し、貨物等の積載状況を検出することを特徴とし、前記貨物等の積載状況の検出は、船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズと積載量との関連データに基づいて行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明の船舶検出方法は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数の送波ファンビームを海底から海面方向に照射して音波を送信し、受波ファンビーム毎に音波を受信し、受信信号を所定レベルで検出することにより方位毎のエコーデータとし、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとし、深度毎の２次元データに基づいて航行する船舶の海面下の立体形状を検出し、当該船舶の船舶重量のデータに基づいて貨物等の積載状況を検出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の船舶検出装置は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出装置において、ビーム毎の受信信号を所定レベルで検出して方位毎のエコーデータとするレベル検出回路と、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとする配列処理回路と、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて航行する船舶の喫水又は喫水線を検出し、検出した喫水又は喫水線から貨物等の積載状況を検出する目標処理回路と、を有することを特徴とし、前記貨物等の積載状況の検出は、船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズと積載量との関連データに基づいて行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明の船舶検出装置は、複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出装置において、ビーム毎の受信信号を所定レベルで検出して方位毎のエコーデータとするレベル検出回路と、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとする配列処理回路と、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、航行する船舶の海面下の立体形状を検出し、検出した船舶の立体形状と当該船舶の重量データに基づいて貨物等の積載状況を検出する目標処理回路と、を有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のクロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の船舶検出システムの概念図である。本実施の形態の船舶検出システムは、船舶の航行箇所等の水底にクロスファンビームを用いたソーナを固定、配置して船舶の海面下のサイズ及び喫水等を検出する構成を備える。つまり、水底にソーナの送受波器であるそれぞれがリニアアレイ構成でなる送波素子列４と受波素子列５を互いに９０°の関係に交叉させ、複数のクロスファンビームが海面方向に形成されるように水平に配置する。
【００１３】
図２は、本実施の形態のクロスファンビームによる船舶検出装置の構成を示す図である。図３、図４は、クロスファンビームによるそれぞれ送波及び受波の動作を示す図である。
本実施の形態は、送信部Ａは、送信制御回路１、ビームシフト回路２、電力増幅回路３、送波器（送波素子列）４を備える。また、受信部Ｂは、受波器（受波素子列）５、受信回路６、指向性合成回路７、受信ビーム出力回路８を備える。また、信号処理部Ｃは、レベル検出回路９、配列処理回路１０、目標処理回路１１、深度計１２を備える。各部の機能は以下のとおりである。
【００１４】
送信制御回路１は、複数の送波ファンビームで送信する複数の周波数Ｆ１〜Ｆｎの送信信号の信号波形１０１を生成して出力する機能を有する。送信波形は図３に示すように、エンベロープがパルス状の送信期間のバースト信号である。送信期間には周波数Ｆ１〜Ｆｎの信号が複数の送波ファンビームの方向（θ１〜θｎ）に対応して順次切り替わり出力される。
【００１５】
ビームシフト回路２は、順次方向（θ１〜θｎ）をシフトした送波ファンビームを形成するために送信波形を各送波素子に供給する複数の信号に変換し、それぞれの信号の位相を制御する機能を有する。つまり、送信制御回路１から入力した送信波形１０１を送波器４の各送波素子に互いに位相差をつけて振り分けることにより、それぞれθ１〜θｎ方向の送波ファンビームを形成する。これにより、図３に示すように送信波形１０１を周波数Ｆ１の信号はθ１方向、周波数Ｆ２の信号はθ２方向、…周波数Ｆｎの信号はθｎ方向に送信することを可能とする。
【００１６】
電力増幅器３は、ビームシフト回路２からの所定の位相差を有する複数の信号でなる送信信号１０２を入力し電力増幅を行って出力する。送波器４は、電力増幅した送信信号１０３を入力し各送波素子によりそれぞれ複数の信号を音に変換し、音波１０４として海面方向に送波する。
【００１７】
受波器５は、海面方向に送波された音波１０４が船舶などで反射して戻ってきた反射波（以下「エコー」という。）を受波素子列により受波し、電気信号に変換して複数の受信信号１０６として出力する。受信回路６は、受波素子列から出力された微弱な受信信号１０６を増幅して出力する。
【００１８】
指向性合成回路７は、受波素子列の各受波素子の出力を位相制御して合成する移相回路により、図４に示すようにθ方向と直交するψ方向の方位ψ１〜ψｎ毎の受波ファンビームを形成し、前記受波ファンビームにより受波素子列からの受信信号１０７を各方位ψ１〜ψｎのビーム信号１０８として出力する。
【００１９】
フィルタ８は、方位ψ１〜ψｎ毎のビーム信号１０８について、それぞれ中心周波数Ｆ１〜Ｆｎの複数のバンドパスフィルタを通過させ、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎のマルチビーム信号（受信信号）１０９として分離して出力する。
【００２０】
レベル検出回路９は、周波数Ｆ１〜Ｆｎ（θ１〜θｎ）毎且つ方位ψ１〜ψｎ毎（方位毎）の信号として分類された受信信号１０９のそれぞれを検波し更に積分した（検波積分した）後、所定の閾値以上の信号レベルを目標のエコーとする検出（レベル検出）を行い、レベル検出された方位毎の信号（エコーデータ）１１０を出力する。
【００２１】
配列処理回路１０は、送受波器の深度を計測する深度計１２と接続され、該深度計１２で計測した深度データ（水深データ）１１３を入力し、送受波器と海面との距離（時間）を水中の音速による計算式（時間［ｓ］＝深度［ｍ］／音速［ｍ／ｓ］）により計算し、前記計算結果によりレベル検出回路９からの方位毎のエコーデータ１１０のうち海面残響（海面からの反射音）が到達する直前までのデータを取り出し、該データを深度単位（時間単位）ｄ１〜ｄｎで区切り、深度ｄ１〜ｄｎ毎の２次元データ１１１にデータの配列を変換して出力する。
【００２２】
図５は、レベル検出回路９及び配列処理回路１０の処理動作を示す図である。同図の波形例１は、周波数Ｆ１〜Ｆｎ（θ１〜θｎ）毎及び方位ψ１〜ψｎ毎の信号を検波積分した時系列な信号の１つを示している。レベル検出回路９では受信信号１０９の検波積分した信号を所定の閾値Ｔｈと比較することで目標のエコーを検出して方位毎のエコーデータとし、配列処理回路１０では、前記方位毎のエコーデータを海面下の深度単位ｄ１〜ｄｎのエコーの有無を判定し、深度毎のエコーの有無の２次元データとして出力する。
【００２３】
図６は、深度毎のエコーの有無のデータを３次元座標上に表した概念図である。エコーの有無のデータは、クロスファンビームに対応する３次元座標（θ軸、ψ軸及びｄ軸）の四角錐のデータとして表せる。
【００２４】
目標処理回路１１は、配列処理回路１１からの深度毎のエコーの有無の２次元データに基づいて、エコー有り（単に「エコー」ともいう。）の分布（パターン）等から、エコーの連続する長さ、エコーで囲まれた面積、船舶の船首と船尾方向のサイズ（長さ方向）、船舶の横幅方向のサイズ、船底深度、着水部分の体積等の特徴を解析し、喫水や喫水線又は海面下の船舶のサイズ等から貨物等の積載量（重量）を判定する。
【００２５】
図７は、船舶の船底側の外部形状と喫水、喫水線又は船舶のサイズとの関係を示す図である。喫水又は喫水線、海面下の船底外部形状、船舶の長さ方向のサイズ、船舶の横幅方向のサイズ等、海面下の船舶のサイズは、貨物等の積載量と相関があり、前記２次元データのパターンから積載量を検出することが可能である。
【００２６】
特に、特定の船舶の航行（停泊）箇所を通過する船舶は、船舶の種類、船体形状等が類似することが多く、船舶の喫水又は喫水線により船舶の貨物等の積載状況を予測、判定することが可能である。また、ソーナの設置地域により、事前にソーナにより検出される情報と航行する船舶に関する各種データ、例えば、船舶の喫水又は喫水線と積載量との関連データ、船舶の海面下の立体形状と当該船舶の重量データ等をデータベースとして目標処理回路１１に保持して使用することにより、貨物等の積載状況をより高い精度に検出することが可能である。
【００２７】
図８は、深度単位の２次元データのエコーの有無（エコー有り：■表示）のパターンの例を示す図である。同図において最も浅い深度ｄ１で検出されるエコーは船舶の喫水線に相当し、最も深い深度で検出されるエコーは船底の先端部等に相当する。
【００２８】
同図に示すように、小型船の場合は、船舶の長さ、船底面積及び船底深度が小さいため、浅い深度ｄ２からエコーが検出されはじめ最も浅い深度ｄ１でも連続するエコーの長さは短く、連続するエコーで囲まれる面積等も広がらない。また、同一の小型船でも貨物等の積載量の大小により連続するエコーで囲まれる面積は増減し、積載量の大小により、エコーが現れる２次元データの深度が増減する。
【００２９】
また、大型船の場合は、船舶の長さ及び船底深度が大きいため、深い深度からエコーが検出されはじめ最も浅い深度ｄ１での連続するエコーの長さは長く、連続するエコーで囲まれる面積等も大きく広がる。また、同一の大型船でも貨物等の積載量の大小により連続するエコーで囲まれる面積は増減し、積載量の大小により、エコーが現れる２次元データの深度が増減する。
【００３０】
次に、本実施の形態の船舶検出方法について、フローチャートを参照して説明する。
図９は、海面下の船底外部のサイズ等を検出する船舶検出方法のフローチャートを示す図である。
【００３１】
最初に、それぞれアレイ構成でなり十字に交差して配置した送波素子列及び受波素子列により複数のクロスファンビームを形成して音波の送受波を行い、反射波の受信を行う（ｓ１）。ここで送波素子列による送信は、図２に示すように、ある方向（θ方向）に扇形の送信ビームをｎ本形成し、各々のビームの送信信号の周波数を変えて送信する。つまり、θ１ビームでＦ１周波数の送信、θ２ビームでＦ２周波数の送信、…θｎビームでＦｎ周波数の送信というようにｎ回送信する。受波素子列による受信は、図３に示すように、θ方向に対し９０°方向（直交又はクロス方向）のψ方向に扇形の受信ビームをｎ本形成して受信する。つまり、ψ１ビームからψｎビームの各々で受信する。ここで受信動作は各々のビームで並行して行う。
【００３２】
次に、受信した反射波を周波数別に分離して検波積分して方位毎の受信信号として出力する（ｓ２）。具体的には、受信した反射波を中心周波数がそれぞれＦ１〜Ｆｎのｎ種類のバンドパスフィルタに通して、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号に分類する。その後、周波数Ｆ１〜Ｆｎ毎の信号を検波積分して、ψ１方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、ψ２方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号、…ψｎ方向に周波数Ｆ１〜Ｆｎのｎ本の信号からなるｎ×ｎ本の信号を生成する。ここで、周波数Ｆ１〜Ｆｎは、図３、４に示すように送信した方向が異なり、周波数と方向との関係はそれぞれＦ１＝θ１、Ｆ２＝θ２、Ｆ３＝θ３、…、Ｆｎ＝θｎであるから、前記ｎ×ｎ本の信号をψ及びθの方向（方位）からの受信信号として出力する。
【００３３】
次に、方位毎の受信信号を所定のレベルの閾値で判定し、方位毎のエコーの有無の時系列データとして出力する（ｓ３）。検波積分した受信信号は送波素子列から送波した音波による目標からのエコーが時系列に受信されたエコーデータであり、受波素子列の近くの位置のエコーから順次遠くの位置のエコーとして検出される。
【００３４】
次に、深度データに基づいて時系列のエコーデータに時間ゲート（レンジゲート）をかけ、深度毎及び方位毎のエコーの有無の２次元データを作成する（ｓ４）。受信信号の時間経過は、送波素子列及び受波素子列に対する距離に対応しており、図５に示すように受信信号を所定の時間単位（深度単位、距離単位）に区切り、各時間単位ｄ６〜ｄ１内で船舶からのエコーの有無を判定基準の閾値を用いて判定する。図５に示す波形例１では、判定基準を越えるエコーは深度ｄ２区間内で検出されており、他の区間の受信信号はノイズとして扱う。方位毎の２次元データを深度別に同時に表すと図６に示すように、▲１▼送信ビーム角（周波数）、▲２▼受信ビーム角、▲３▼深度（時間）のθ軸、ψ軸及びｄ軸の３次元座標上のデータとなる。
【００３５】
次に、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、エコーの連続するパターン又は当該パターンから航行する船舶の喫水又は喫水線、船舶の幅方向のサイズ及び船首から船尾方向のサイズ等、海面下の船舶のサイズを検出して、これらの検出データを出力する（ｓ５）。
【００３６】
また、ステップｓ５において、検出データから貨物等の積載状況を判断することができる。図８に示す深度単位（ｄ１、ｄ２、ｄ３、…ｄｎ）に切り出した２次元データ及び図７から分かるように、大型船と小型船とは船首から船尾方向のサイズにより判定でき、同一の大きさの船舶でも早い時間（ｄ３）からエコーが出始める船舶（喫水が大きい）か、遅い時間（ｄ１）からエコーが出始める船舶か（喫水が小さい）かにより、又は喫水線のパターン（エコーの集合の大きさ又はエコーで囲まれる範囲）により判定可能であり、略同一の大きさの船舶で喫水が大きい場合は貨物等の搭載量が大、逆に喫水が小さいと該搭載量が小として判定することが可能である。
【００３７】
以上のように本実施の形態によれば、受信データを深度（時間）単位で処理し、画像データ化することにより、船舶の喫水又は喫水線、船舶のサイズを検出することが可能である。また、海面下の船舶のサイズは、その船舶の貨物等の搭載量に対応することから、船舶の喫水、喫水線のパターン、前記船舶のサイズ等から貨物等の搭載量を検出することが可能である。
【００３８】
図１０は、船舶の積載量を検出する場合の目標処理回路の処理内容を示す他のフローチャートである。目標処理回路１１は、ソーナで検出した海面下の船舶のサイズ等から当該船舶の貨物等の重量を判定するためのデータベースを用いて積算量を算出する。
【００３９】
例えば、図９のステップｓ５に代わる図１０（ａ）のステップｓ５−１〜ｓ６−１に示すように、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、エコーの連続するパターンから船舶の喫水線のパターンから、船首から船尾方向に直角な方向（幅方向）のサイズを検出し（ｓ５−１）、予め保持する当該船舶の喫水線の幅方向のサイズ（間隔）と貨物等の積載量との関連データを検索して、前記サイズから前記船舶の積載量を検出する（ｓ６−１）。この実施の形態では、喫水線の幅方向のサイズに変えて、喫水、喫水線のパターン自体、前記パターンの面積、前記パターンの長手方向のサイズ等に対する変換データを予め用意することにより同様な方法により積載量を検出することが可能である。
【００４０】
また、図１１（ｂ）のステップｓ５−２、ｓ６−２に示すように、海面下のエコーの有無の２次元データにより、船舶の海面下の立体形状を検出してその容積から当該海域での浮力を算出し（ステップｓ５−２）、予め保持する当該船舶への貨物等の無積載時の船舶重量のデータを参照して、貨物の積載量を算出する（ｓ６−２）。
【００４１】
（他の実施の形態）
以上の実施の形態では、レベル検出回路９は、１つの判定レベルにより目標からのエコーの有無の２段階で判定するように構成した例を示したが、これは数段階に分割して判定するように構成することができる。
図１１は、レベル検出回路９を３段階又は４段階の判定とする例を示す図である。波形例２、３のように判定基準を３段階又は４段階に分割することにより、目標処理回路１１で行うエコーの特徴の判断において更に多くの情報を利用することができる。
【００４２】
また、前記実施の形態では、海面残響（海面反射）を意図的に除去して船舶の喫水等を検出するように構成しているが、逆に海面反射をもデータとして取得することにより、海象状況（波、うねりの高さ大きさ、津波検出）をも検出することを可能とすることができる。
【００４３】
また、前記実施の形態では送信パルスを異なる周波数単位で送信するように構成しているが、送信パルスの周波数を連続的（リニア）に変化させるように構成することが可能である。
図１２は、送信パルスの周波数をリニアに変化させるようにした例を示す図である。送信パルスの周波数をリニアに増加させる場合、図２に示すフィルタの種類を増加させることができる。この場合、各フィルタの中心周波数間を分割し、分割した周波数を中心周波数とする１〜複数個のフィルタを追加すれば、周波数Ｆ１〜Ｆｎの使用範囲を増加させずにθ方向の方位分解能を高めることが可能となる。更にビーム信号７０１の周波数ごとの分離にフィルタを使用する代わりにＦＦＴを使用することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、クロスファンビームを用いたソーナを使用し、そのビームを海底側から海面方向に照射し、反射波による受信信号を深度（時間）単位でデータ化することにより、船舶の喫水、海面下の形状、サイズ等を測定することが可能である。
【００４５】
また本発明によれば、海面近傍の受信データを抽出することにより、船舶の喫水、海面下の形状、サイズを検出することができるから、これから貨物等の積載状況を判断することが可能である。
【００４６】
また、反射波による受信信号を深度（時間）単位で区切って処理することにより、海面残響を排除して船舶の海面下の形状、サイズ等を正確に検出することが可能である。更に、海面残響をも検出するようにすることで海洋気象状況をも検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概念図である。
【図２】本実施の形態のクロスファンビームによる船舶検出装置の構成を示す図である。
【図３】クロスファンビームによるそれぞれ送信及び受信の動作を示す図である。
【図４】クロスファンビームによるそれぞれ送信及び受信の動作を示す図である。
【図５】レベル検出回路９及び配列処理回路１０の処理動作を示す図である。
【図６】深度毎のエコーの有無のデータを３次元座標上に表した図である。
【図７】船舶の船底の外部形状と喫水又は喫水線との関係を示す図である。
【図８】深度単位の２次元の座標上のエコーの有無のパターンの例を示す図である。
【図９】海面下の船底外部のサイズ等を検出する船舶検出方法のフローチャートを示す図である。
【図１０】船舶の積載量を検出する場合の目標処理回路の処理内容を示す他のフローチャートである。
【図１１】レベル検出回路９を３段階又は４段階の判定とする例を示す図である。
【図１２】送信パルスの周波数をリニアに変化させるようにした例を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信制御回路
２ ビームシフト回路
３ 電力増幅回路
４ 送波器（送波素子列）
５ 受波器（受波素子列）
６ 受信回路
７ 指向性合成回路
８ バンドパスフィルタ
９ レベル検出回路
１０ 配列処理回路
１１ 目標処理回路
１２ 深度計
Claims (7)
- 複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数のクロスファンビームを海底側から海面方向に照射して、航行する船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズを検出し、貨物等の積載状況を検出することを特徴とする船舶検出方法。
- 複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数の送波ファンビームを海底から海面方向に照射して音波を送信し、複数の受波ファンビーム毎に音波を受信し、受信信号を所定レベルで検出することにより方位毎のエコーデータとし、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとし、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、航行する船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズを検出し、貨物等の積載状況を検出することを特徴とする船舶検出方法。
- 前記貨物等の積載状況の検出は、船舶の喫水又は喫水線と積載量との関連データに基づいて行うことを特徴とする請求項２記載の船舶検出方法。
- 複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出方法において、複数の送波ファンビームを海底から海面方向に照射して音波を送信し、複数の受波ファンビーム毎に音波を受信し、受信信号を所定レベルで検出することにより方位毎のエコーデータとし、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとし、深度毎の２次元データに基づいて航行する船舶の海面下の立体形状を検出し、当該船舶の船舶重量のデータに基づいて貨物等の積載状況を検出することを特徴とする船舶検出方法。
- 複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出装置において、ビーム毎の受信信号を所定レベルで検出して方位毎のエコーデータとするレベル検出回路と、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとする配列処理回路と、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて航行する船舶の喫水、喫水線又は船舶のサイズを検出し、検出した喫水又は喫水線から貨物等の積載状況を検出する目標処理回路と、を有することを特徴とする船舶検出装置。
- 前記貨物等の積載状況の検出は、船舶の喫水又は喫水線と積載量との関連データに基づいて行うことを特徴とする請求項５記載の船舶検出装置。
- 複数のクロスファンビームを使用したソーナによる船舶検出装置において、ビーム毎の受信信号を所定レベルで検出して方位毎のエコーデータとするレベル検出回路と、方位毎のエコーデータを深度毎の２次元データとする配列処理回路と、海面近傍を含む複数の２次元データに基づいて、航行する船舶の海面下の立体形状を検出し、検出した船舶の立体形状と当該船舶の重量データに基づいて貨物等の積載状況を検出する目標処理回路と、を有することを特徴とする船舶検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002164613A JP4075472B2 (ja) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002164613A JP4075472B2 (ja) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004012237A true JP2004012237A (ja) | 2004-01-15 |
| JP4075472B2 JP4075472B2 (ja) | 2008-04-16 |
Family
ID=30432708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002164613A Expired - Lifetime JP4075472B2 (ja) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4075472B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064524A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Nec Corp | ソーナー方法及び水中画像ソーナー |
| JP2009174934A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Nec Tokin Corp | 超音波フェイズドアレイ送受波器 |
| JP2010510512A (ja) * | 2006-11-24 | 2010-04-02 | ビーピー シッピング リミテッド | 船舶搭載水中ソナーシステム |
| JP2010256162A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Nec Corp | 画像ソナー用解析システム、画像ソナー用解析方法、画像ソナー用解析プログラム |
| JP2015217882A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 株式会社Ihi | 水中航走体の浮上位置選定方法及び装置 |
| WO2020049702A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 日本郵船株式会社 | 喫水推定システム、喫水推定装置、情報送信装置、及び荷役シミュレーション装置 |
-
2002
- 2002-06-05 JP JP2002164613A patent/JP4075472B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064524A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Nec Corp | ソーナー方法及び水中画像ソーナー |
| JP2010510512A (ja) * | 2006-11-24 | 2010-04-02 | ビーピー シッピング リミテッド | 船舶搭載水中ソナーシステム |
| JP2009174934A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Nec Tokin Corp | 超音波フェイズドアレイ送受波器 |
| JP2010256162A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Nec Corp | 画像ソナー用解析システム、画像ソナー用解析方法、画像ソナー用解析プログラム |
| JP2015217882A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 株式会社Ihi | 水中航走体の浮上位置選定方法及び装置 |
| WO2020049702A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 日本郵船株式会社 | 喫水推定システム、喫水推定装置、情報送信装置、及び荷役シミュレーション装置 |
| JPWO2020049702A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2021-09-09 | 日本郵船株式会社 | 喫水推定システム、喫水推定装置、情報送信装置、及び荷役シミュレーション装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4075472B2 (ja) | 2008-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10571565B2 (en) | Acoustic doppler system and method | |
| JP5389267B2 (ja) | 海底輪郭を測定するための方法と装置 | |
| JP2007507691A (ja) | ソナー・システムおよびプロセス | |
| US11846704B2 (en) | Acoustic doppler system and method | |
| RU2634787C1 (ru) | Способ обнаружения локального объекта на фоне распределенной помехи | |
| NO337034B1 (no) | Anordning for å unngå hindringer for hurtige flerkskrogs fartøy | |
| JP2018009853A (ja) | 音響測深装置、音響測深方法及びマルチビーム音響測深装置 | |
| US5537366A (en) | Buried cable pipe detection sonar | |
| Okino et al. | Measurement of seabed topography by multibeam sonar using CFFT | |
| JP4140322B2 (ja) | 水中物体の捜索運用方式及び捜索用プログラム | |
| RU75062U1 (ru) | Доплеровская локационная система | |
| JP4075472B2 (ja) | クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置 | |
| US20220236437A1 (en) | Method and system for determining top and bottom depth of an under water mud layer | |
| KR101126694B1 (ko) | 선체부착형 음파탐지기 및 이를 구비한 선박 | |
| JP5496338B2 (ja) | 海底輪郭を測定するための方法と装置 | |
| RU2460088C1 (ru) | Способ обнаружения локального объекта на фоне распределенной помехи | |
| RU75060U1 (ru) | Акустическая локационная система ближнего действия | |
| JP2009162498A (ja) | 水底下物体の探査類別方法及び装置 | |
| Kozaczka et al. | Processing data on sea bottom structure obtained by means of the parametric sounding | |
| JP3573090B2 (ja) | 水中目標物位置検出装置及び方法 | |
| EP1634087B1 (en) | Correlation speed sensor | |
| US5402393A (en) | Non-invasive acoustic velocimetric apparatus and method | |
| RU2510045C2 (ru) | Фазовый гидролокатор бокового обзора | |
| JP2000088942A (ja) | バイスタティックソーナーの左右判別方法 | |
| JP6922262B2 (ja) | ソーナー画像処理装置、ソーナー画像処理方法およびソーナー画像処理プログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070402 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070525 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070720 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080108 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080121 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4075472 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140208 Year of fee payment: 6 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |