JP2004257796A - スキャニングソナー - Google Patents

Abstract

【課題】遠方の魚群の探索と近傍の魚群の追尾などの用途に対応した複数のソナー画像を一つの画面に表示する。
【解決手段】レンジ俯角組指定器３で組を指定し、その組の探知レンジと送受波ビームの俯角で動作させ、一方前記のレンジ俯角組指定器３で指定した組に対応する切換信号を第１切替器４−１、第２切替器４−２、第３切替器４−３へ送り、信号処理部１および受信画像メモリ部２の中の指定した組に対応するそれぞれの信号処理回路および受信画像メモリへ受信画像信号が入力されるよう切換えて各受信画像メモリに各組で動作時の受信画像信号を記憶させ、次いで、読出し書込み指示部６で、各受信画像メモリから観測したい領域の画像を読み出して表示画像メモリ５へ並べて書き込み、これを表示器７で表示する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶に装備して海中の魚群を探知するスキャニングソナーの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶に装備されたスキャニングソナーを用いて魚群を探索する場合、先ず、広い範囲を探索し、遠距離で魚群が探知できるとその魚群を捕獲するために船舶を魚群に接近するように操船する。この時、魚群までの距離と深度に対応してスキャニングソナーの探知レンジと送受波ビームの俯角を適切に切替えて、探索した魚群を見失わないように追尾し続けなければならない。
【０００３】
このように使用されるスキャニングソナーは、遠距離での探索と近距離までの追尾を行うために、探知レンジと送受波ビームの俯角を制御できる機能を備えていた。
【０００４】
図３は、従来のスキャニングソナーのブロック図であり、図３の（ａ）は１画面表示の場合、図３の（ｂ）は２画面表示の場合のブロック図である。
図３の（ａ）では、探知レンジと送受波ビームの俯角を切替えることができる受信回路１２と送信回路１３を有し、それぞれの切替えを制御するレンジ制御部１５と俯角制御部１６を有している。
【０００５】
図３の（ａ）において、受信回路１２で受信された信号は、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル信号に変換され、信号処理部１により平均化等の信号処理をされて出力される。この受信信号は、スキャンコンバータ８で直交座標のＰＰＩ画像データに変換されて、表示画像メモリ５に記憶され、表示器７にソナー画像が表示される。
【０００６】
図４は、従来のスキャニングソナーの表示例を示す図であり、図４の（ａ）は前記で説明した従来のスキャニングソナーの１画面表示（図３の（ａ））の場合の表示例である。この場合には現に受信している画像だけが表示される（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
実公平５−２６５４６号公報（第２欄〜第４欄、第１図）
【０００８】
図４の（ａ）の左側はソナー画像を表示する領域で、ソナーＰＰＩ画像３１とその中心に自船位置マーク２４、上方周辺部に自船船首方位マーク２６が表示される。図４の（ａ）の右側は、スキャニングソナーの探知レンジや送受波ビームの俯角などのソナー諸元を表示するソナー諸元表示部２３である。
【０００９】
図３の（ｂ）に示す２画面表示の場合のブロック図では、スキャンコンバータ８の出力は、リアルタイムのＰＰＩ画像データとして直接、表示画像メモリ５に入力される。表示画像メモリ５の画像データである時点の画像を保存しようとするときは画像メモリ１７に格納される。格納された画像データは、過去のＰＰＩ画像データとして表示画像メモリ５にリアルタイムの画像データと並べて記憶される。
【００１０】
表示画像メモリ５に記憶された２つのＰＰＩ画像データは、表示器７で２画面表示として表示される。図４の（ｂ）は２画面表示の例を示す。図４の（ｂ）の左側のソナー画像領域に上部ソナー画像３２と下部ソナー画像３３の２画面が表示される。
【００１１】
図４の（ｂ）の上部ソナー画像３２は、図４の（ｃ）に示すリアルタイムのＰＰＩ画像の斜線で示す上半円部を切出して表示したもので、下部ソナー画像３３は、図４の（ｄ）に示す、画像メモリ１７に記憶された過去のＰＰＩ画像の斜線で示す船首方位の上半円部を切出して表示したものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
一般に魚群は１つとは限らず複数存在することが多く、探知された魚群以外にもさらに良い魚群が探索可能な海域に存在する可能性がある。従って、所望の漁獲量を得るためには、一度探知できて接近する魚群を追尾し続けるとともにさらに良い魚群が自船周囲にいないかを探索しなければならない。
【００１３】
図３の構成の従来のスキャニングソナーにおいて、近距離の魚群を追尾しながら遠距離の魚群を探索するには、探知レンジと送受波ビームの俯角を適切かつ迅速に切替える操作が必要となり、また、切替えの都度表示された画面を凝視して魚群の探索と追尾を行っていかなければならない。この操作と表示画面の観測を適切に行わないと遠距離の魚群を見過ごすか近距離の魚群を見失うなどの恐れがあり、スキャニングソナーの操作に多くの経験と労力が必要であった。
【００１４】
この欠点を解決する手段として、２台のスキャニングソナーを併設し遠距離探索用と近距離追尾用として探索と追尾の両方を行っていたが、高価なスキャニングソナーが２台必要となることから経済的な問題があった。
【００１５】
また、図３の（ｂ）に示す構成の従来の２画面表示の方式は、過去の或る時点の画像が同時に観測できるというだけで、遠距離と近距離の両方を見たい場合には、図３の（ａ）に示す１画面のスキャニングソナーの操作と同様の操作が必要であり、特に経験や労力を軽減するものではない。
【００１６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、スキャニングソナーにおいて遠距離の探知画面と近距離で俯角をつけた追尾画面の複数画面を同時に表示することにより、１台のスキャニングソナーで遠距離にいる魚群を探索するとともに接近する魚群の追尾を行うことができ、経験、熟練や労力を要せず容易に操作できるスキャニングソナーを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の構成は、探知レンジおよび送受波ビームの俯角を変えることができる全周型スキャニングソナーにおいて、下記の各手段を具備することにより、探知レンジと俯角が異なる複数の組合せに対応する複数の受信画像を１表示画面に表示して観測可能であることを特徴とするスキャニングソナーである。
（イ）探知レンジと俯角との組合せについて予め定められた組数と同数の信号処理回路
（ロ）前記信号処理回路のそれぞれに対応して設けられ、該信号処理回路で処理された受信画像信号をスキャンコンバータにより方位距離座標から座標変換された直交座標のＰＰＩ画像データとして、それぞれ別個に格納する前記信号処理回路と同数の受信画像メモリ
（ハ）探知レンジと俯角の予め定められた複数の組合せのうちから１つの組合せを切替指定するレンジ俯角組指定器
（ニ）前記レンジ俯角組指定器の指示に従って、前記信号処理回路への入力を切替え、前記信号処理回路からスキャンコンバータへの出力を切替え、さらに、スキャンコンバータから前記受信画像メモリへの入力を切替える切替器
（ホ）表示器の表示画面に対応する格納領域を有する表示画像メモリ
（ヘ）前記各受信画像メモリに格納されている各ＰＰＩ画像データのうち観測したい領域を読み出し、読み出されたＰＰＩ画像データを前記表示画像メモリの表示器表示画面対応領域内に並べて格納する読出し書込み手段
（ト）前記表示画像メモリに格納された受信画像を画面に表示する表示器
【００１８】
本発明の第２の構成は、前記の第１の構成においてレンジ俯角組指定器の組指定が予め定められたシーケンスに従って自動的に行われるスキャニングソナーである。
【００１９】
本発明の第３の構成は、前記の第１の構成においてレンジ俯角組指定器の組指定が操作員の操作により行われるスキャニングソナーである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態は、従来のスキャニングソナーにおいて、遠距離での魚群の探索や近距離に接近する魚群の追尾のために、探知レンジや送受波ビームの俯角のそれぞれを変えるが、そのときの受信画像しか観測できず遠距離探索中に近距離の魚群を見失うとか、近距離追尾中に遠距離の魚群を見失うという問題を解決すべく、魚群の探索と追尾が同時に必要になった場合に、探知レンジや送受波ビームの俯角を変えるときに、それぞれの場合の受信画像が同一画面上で観測できるようにしたものである。
【００２１】
一般に、自船から遠距離の魚群を探索する場合には探知レンジは長く、送受波ビームの俯角は小さい（浅い）方が適しており、これに対して、探索した魚群に自船が近づいて、魚群を見失わないように追尾或いは捕捉する段階では、探知レンジは短くてよく、送受波ビームの俯角は大きく（深く）しなければならない。
【００２２】
このように、遠方の魚群を探索する場合と近くの魚群を追尾捕捉する場合とでは観測に適した探知レンジと俯角が異なり、その中間段階においてもその段階に適した探知レンジと俯角が考えられる。
【００２３】
そこで、本発明では、前記各段階に適した探知レンジと俯角との組を複数組設定し、予め定めたシーケンス又は操作員の操作によりその複数組の探知レンジと俯角でソナーを順次動作させ、各組毎の受信画像データをそれぞれ受信画像メモリに記憶させ、各メモリの受信画像データそれぞれから観測したい領域の画像データを読み出して、表示器の表示画面上に並べて同時に表示させることにより、自船と魚群との距離の各段階に適したそれぞれの受信画像が同一画面上で観測できるようにしたものである。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明のスキャニングソナーの実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の多画面表示スキャニングソナーの実施例の構成を示すブロック図である。図１において、スキャニングソナーの送受信部は、従来のものと同様に探知レンジと送受波ビームの俯角を変えることができる受信回路１２と送信回路１３と、これらを制御するレンジ制御部１５および俯角制御部１６から構成される。
【００２５】
レンジ俯角組指定器３は、レンジ制御部１５および俯角制御部１６がそれぞれ変えることができる組合せ数の内、予め設定された組合せを指定する。この指定は予め定められたシーケンスに従って、自動的に行ってもよいし、操作員の操作によって行ってもよい。例えば、レンジ制御部１５において探知レンジを２０００ｍと５００ｍの２種に変えることができ、俯角制御部１６において送受波ビームの俯角を０度と３０度の２種に変えることができるものとすると、この４組の中から、魚群の探索に有効と思われる探知レンジ２０００ｍと俯角０度の組と、魚群の追尾に有効と思われる探知レンジ５００ｍと俯角３０度の組の２組を予め設定し、レンジ俯角組指定器３でこのどちらかの組を指定する。
なお、それぞれの組内において探知レンジや俯角を別な数値にすることは自由である。
【００２６】
レンジ制御部１５および俯角制御部１６で制御された探知レンジと俯角に応じて送信され、受信された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル信号に変換されて第１切換器４−１に出力される。
【００２７】
信号処理部１は、予め設定されたレンジと俯角の組数Ｎと同数の信号処理回路１−１から信号処理回路１−Ｎで構成される。上記の例の場合は、予め設定された組は、探知レンジ２０００ｍと俯角０度および探知レンジ５００ｍと俯角３０度の２組であるから信号処理回路の数は２となる。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器１４のデジタル信号出力は、レンジ俯角組指定器３からの指定により第１切替器４−１で切替えられて指定された組に対応する信号処理回路に入力されて予め設定されたレンジと俯角の組に対応した平均化処理等の信号処理が行われる。受信画像メモリ部２は、信号処理部１と同様に予め設定されたレンジと俯角の組数Ｎと同数の受信画像メモリ２−１から受信画像メモリ２−Ｎで構成される。
【００２９】
信号処理部１の指定された信号処理回路で処理された受信画像信号は、レンジ俯角組指定器３の指定により切替えられた第２切替器４−２を経てスキャンコンバータ８で方位距離座標から直交座標のＰＰＩ画像データに変換される。スキャンコンバータ８の出力のＰＰＩ画像データは、第１切替器４−１および第２切替器４−２と同様にレンジ俯角組指定器３の指定により第３切替器４−３において切替えられて指定された組に対応する受信画像メモリに記憶される。
【００３０】
読出し書込み指示部６は、受信画像メモリ部２の各受信画像メモリに記憶された複数のＰＰＩ画像データのそれぞれについて、観測したい領域を読出し、その観測したい領域のＰＰＩ画像データを表示画面上の予め定めた表示領域に表示されるように表示画像メモリ５への書込みを指定する。表示器７は、表示画像メモリ５に書き込まれた画像信号を表示する。
【００３１】
図２は、前記の例の探知レンジ２０００ｍと俯角０度および探知レンジ５００ｍと俯角３０度の２組の場合の２画面表示例である。図２の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の左側は、ソナー画像の領域で上部と下部に分かれて２つのソナー画像が表示されている。図２の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の右側は、スキャニングソナーの探知レンジや送受波ビームの俯角などのソナー諸元を表示するソナー諸元表示部２３である。
【００３２】
図２の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の上部ソナー画像２１は、図２の（ｄ）に示すレンジ２０００ｍで俯角０度のＰＰＩ画像のうち斜線で示す部分を表示したものである。これらの上部ソナー画像２１の内部には、ソナー画像の位置関係を示す自船位置マーク２４および自船船首方位マーク２６が表示されている。
【００３３】
なお、図２の（ｄ）の斜線で示す部分を切り出す操作は、図１において受信画像メモリ部２の中のレンジ２０００ｍで俯角０度に対応する受信画像メモリに記憶されたＰＰＩ画像データの中から指定された領域が読出し書込み指示部６の指示によって読み出され、その部分ＰＰＩ画像データを表示画像メモリ５の指定された領域に書込むことによって行われる。
【００３４】
図２の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の下部ソナー画像は、レンジ５００ｍで俯角３０度のＰＰＩ表示のそれぞれ異なる部分を表示したもので、図２の（ａ）の下部ソナー画像２２は図２の（ｅ）の斜線で示す上半円部を、図２の（ｂ）の下部ソナー画像２８は図２の（ｆ）の斜線で示す中央部を、また、図２の（ｃ）の下部ソナー画像２９は図２の（ｇ）の斜線で示す下半円部をそれぞれ表示したものである。
【００３５】
図２の（ｅ）、（ｆ）および（ｇ）のそれぞれの斜線で示す部分を切り出す操作は、前述の上部ソナー画像の場合と同様に読出し書込み指示部６からの指示によって行われる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスキャニングソナーは、探知レンジと送受波ビームの俯角との組合せを予め複数組設定し、予め定めたシーケンスにより自動的に或いは操作員の操作により、その複数組の探知レンジと俯角でソナーを順次動作させ、各組毎の受信画像を受信画像メモリに記憶させ、各メモリの受信画像データのそれぞれから観測したい領域の画像データを読み出して、表示器の表示画面上に並べて表示させるようにしたので、従来のように浅い俯角で遠距離の魚群を探索している間に近距離で深い俯角の魚群を見失ったり、逆に、近距離で深い俯角の魚群を追尾しているうちに遠距離で浅い俯角の魚群を見失うということがなくなり、見失わないようにするためのソナー操作や画面観測の高度な熟練や経験が必要なくなるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスキャニングソナーの実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のスキャニングソナーにおける探知レンジ２０００ｍと俯角０度および探知レンジ５００ｍと俯角３０度の２組の場合の２画面表示例である。
【図３】従来のスキャニングソナーのブロック図である。
【図４】従来のスキャニングソナーの表示例を示す図である。
【符号の説明】
１ 信号処理部
１−１ 信号処理回路
１−２ 信号処理回路
１−Ｎ 信号処理回路
２ 受信画像メモリ部
２−１ 受信画像メモリ
２−２ 受信画像メモリ
２−Ｎ 受信画像メモリ
３ レンジ俯角組指定器
４−１ 第１切替器
４−２ 第２切替器
４−３ 第３切替器
５ 表示画像メモリ
６ 読出し書込み指示部
７ 表示器
１１ 送受波器
１２ 受信回路
１３ 送信回路
１４ Ａ／Ｄ変換器
１５ レンジ制御部
１６ 俯角制御部
１７ 画像メモリ
２１ 上部ソナー画像（レンジ２０００ｍの前方表示）
２２ 下部ソナー画像（レンジ５００ｍの前方表示）
２３ ソナー諸元表示部
２４ 自船位置マーク
２５ 下部ソナー画像の自船位置マーク
２６ 自船船首方位マーク
２７ 下部ソナー画像の自船船首方位マーク
２８ 下部ソナー画像（レンジ５００ｍの近傍表示）
２９ 下部ソナー画像（レンジ５００ｍの後方表示）
３１ ソナーＰＰＩ画像
３２ 上部ソナー画像
３３ 下部ソナー画像
３４ 下部ソナー画像の自船位置マーク
３５ 下部ソナー画像の自船船首方位マーク

Claims (3)

1. 探知レンジおよび送受波ビームの俯角を変えることができる全周型スキャニングソナーにおいて、下記の各手段を具備することにより、探知レンジと俯角が異なる複数の組合せに対応する複数の受信画像を１表示画面に表示して観測可能であることを特徴とするスキャニングソナー。
   （イ）探知レンジと俯角との組合せについて予め定められた組数と同数の信号処理回路
   （ロ）前記信号処理回路のそれぞれに対応して設けられ、該信号処理回路で処理された受信画像信号をスキャンコンバータにより方位距離座標から座標変換された直交座標のＰＰＩ画像データとして、それぞれ別個に格納する前記信号処理回路と同数の受信画像メモリ
   （ハ）探知レンジと俯角の予め定められた複数の組合せのうちから１つの組合せを切替指定するレンジ俯角組指定器
   （ニ）前記レンジ俯角組指定器の指示に従って、前記信号処理回路への入力を切替え、前記信号処理回路からスキャンコンバータへの出力を切替え、さらに、スキャンコンバータから前記受信画像メモリへの入力を切替える切替器
   （ホ）表示器の表示画面に対応する格納領域を有する表示画像メモリ
   （ヘ）前記各受信画像メモリに格納されている各ＰＰＩ画像データのうち観測したい領域を読み出し、読み出されたＰＰＩ画像データを前記表示画像メモリの表示器表示画面対応領域内に並べて格納する読出し書込み手段
   （ト）前記表示画像メモリに格納された受信画像を画面に表示する表示器
2. レンジ俯角組指定器の組指定が予め定められたシーケンスに従って自動的に行われる請求項１記載のスキャニングソナー。
3. レンジ俯角組指定器の組指定が操作員の操作により行われる請求項１記載のスキャニングソナー。

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