JP2012018036A - 水中探知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズのレベルに影響されることなく、対象物のエコーを確実に視認できる探知画像を生成する。
【解決手段】ＴＶＧ処理部４１は、受信信号ＥＢ（ｔ）をＴＶＧ処理し、受信信号ＥＢｃ（ｔ）を生成する。平均レベル算出部４２は、複数の受信信号ＥＢｃ（ｔ）における同一距離位置の方位方向に沿った各信号レベルの平均レベルＡＶ（ｔ）を算出する。閾値設定部４３は、距離に応じた閾値Ｔｈ（ｔ）を設定する。ゲイン設定部４４は、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値Ｔｈ（ｔ）以上であればゲインＧ（ｔ）＝Ｔｈ（ｔ）／Ａｖ（ｔ）を設定し、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値Ｔｈ（ｔ）未満であればゲインＧ（ｔ）＝Ｃｏを設定する。乗算器４５は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）にゲインＧ（ｔ）を乗算し、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）を生成する。探知画像形成部４６は、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）の信号レベルに応じた階調表示の探知画像データを生成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、水中に超音波を送信し、そのエコー信号に基づいて、魚群等の探知画像を表示する水中探知装置に関する。

従来、超音波を水中へ送波して、そのエコーを受波することで、水中の探知画像を生成する水中探知装置が各種考案されている。そして、このような水中探知装置の一種として、特許文献１，２に示すような送受波器（自船）を中心として水中の全周方位を略同時に探知可能なソナー装置がある。なお、特許文献１のスキャニングソナーは、ノイズの一種となり得る海底残響の影響を抑圧するために、所定レベル以下のエコーを抑圧する処理を行っている。また、特許文献２のソナー装置は、同距離にある全方位のエコー信号レベルを平均し、各エコー信号レベルから当該平均値を減算することで、サイドローブが画像として表示されることを抑制している。

このようなソナー装置を含む水中探知装置では、一般的に、時間軸上に沿って受波信号のゲインを補正する所謂ＴＶＧ処理を行っており、このＴＶＧ処理により水中での超音波の距離減衰によるエコーレベルへの影響を補正している。

特開２００８−２４１３０８号公報 実公昭６０−１２０３７６号公報

しかしながら、このようなＴＶＧ処理は、海面反射、水中残響、海底残響等の影響を加味せずに設定されているので、次に示すような問題が生じる。図１は、従来のソナー装置の問題点を説明するための図である。図１（Ａ）は、海面反射、水中残響および海底残響等の不要波によるノイズレベルが低い場合における或る距離位置での方位方向のエコーレベル分布を示す図である。図１（Ｂ）は、海面反射等のノイズレベルが高い場合における或る距離位置での方位方向のエコーレベル分布を示す図である。図１（Ｃ）はノイズレベルが低い場合の探知画像を示し、図１（Ｄ）はノイズレベルが高い場合の探知画像を示す。なお、図１（Ａ），（Ｂ）のエコー分布の右側に記載した表示色は、エコーレベルの高さに応じて段階的に設定されていることを示し、この表示色の設定に準じて、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）に示すようなＰＰＩ表示画が得られる。

図１（Ａ）に示すように、ＴＶＧの設定が適切で、ノイズレベルが低く魚群のエコーレベルが高い状況であり、これらの間に大きなレベル差が生じれば、図１（Ｃ）に示すように、魚群のエコーが、ノイズと異なる表示色で表示される。これにより、魚群を確実に識別できる。

一方、図１（Ｂ）に示すように、ＴＶＧの設定に対してノイズが元々高すぎることで、ノイズおよび魚群のエコーの両方が高いレベルとなり、全体が最高レベルの表示色の範囲内になってしまうことがある。この場合、たとえ魚群のエコーレベルの方がノイズレベルよりも高くても、図１（Ｄ）に示すように、魚群が存在する領域とノイズの影響を受ける領域の全体が同じ表示色で表示されてしまう。したがって、魚群を識別できなくなってしまう。

ここで、特許文献１のスキャニングソナーの場合、方位方向の線形性が失われてしまったり、標準偏差等の信号処理を用いるためハードウェアでの実現が非常に困難になったりしてしまう。

また、特許文献２のソナー装置の場合、魚群が存在する距離方向位置における方位方向の全周に亘り高いレベルのノイズが存在すると、単に平均値を減算するだけであるので、ノイズとともに魚群のエコーレベルも大幅に抑圧してしまうことがある。すなわち、ノイズの状況に応じた適切な抑圧処理を行うことができない。

したがって、本発明の目的は、海面反射、水中残響、海底残響等のノイズレベルに影響されることなく、対象とする魚群等の探知物のエコーを、より確実かつ正確に視認させられる画像を生成する水中探知装置を実現することにある。

この発明は、水中に送信された超音波が対象物で反射して得られるエコーに基づく受信信号を生成し、該受信信号の信号レベルに応じた階調表示の探知画像を形成する水中探知装置に関する。水中探知装置は、平均レベル算出部、ゲイン設定部、および乗算器を備える。平均レベル算出部は、自船からの距離が同じ位置で且つ自船を中心とする所定方位角範囲内の複数の受信信号レベルから平均値を算出する。ゲイン設定部は、距離に対応する平均値と予め設定した閾値との大小を比較し、比較結果に基づいて受信信号に対するゲインを設定する。乗算器は、設定されたゲインを受信信号に乗算処理する。

この構成では、方位方向が異なるが同じ距離位置となる複数の受信信号レベルの平均値（以下、簡略的に「平均レベル」と称する。）に応じて、当該距離位置の受信信号レベルが調整される。すなわち、所定距離で且つ所定方位に探知対象物である魚群が存在し、当該所定距離の方位方向に幅広くノイズが生じており、方位方向の平均レベルが高い場合には、当該信号レベルを低下させるような処理を受信信号に対して行うことができる。また、所定距離で且つ所定方位に魚群が存在し、殆どノイズが生じず、方位方向の平均レベルが低い場合には、受信信号レベルを調整しないような処理を行うことができる。すなわち、探知対象物の反射エコーに基づく受信信号レベルだけでなく、ノイズに起因する受信信号レベルをも加味して、探知画像に用いるための適した信号レベルを設定することができる。

また、この発明の水中探知装置では、ゲイン設定部は、平均値が閾値以上であれば、閾値を平均値で除算した値に基づいてゲインを設定する。この構成では、平均レベルが高い場合の受信信号レベルを調整する具体的なゲインの設定方法を示している。そして、この構成を用いることで、受信信号レベルが抑圧される。

また、この発明の水中探知装置では、ゲイン設定部は、平均値が閾値未満であればゲインを１に設定する。この構成では、平均レベルが低い場合の受信信号レベルを調整する具体的なゲインの設定方法を示している。そして、この構成を用いることで、受信信号レベルをそのまま用いることができる。

また、この発明の水中探知装置では、閾値は、階調表示の最高階調色を指定する最低信号レベルよりも低い所定値に設定されている。

この構成では、具体的な閾値の設定内容を示している。このような構成とすることで、ゲイン調整前には方位方向の受信信号レベルが全体に高く、最高階調色の範囲の多い探知画像であっても、ゲイン調整によるレベル調整した受信信号による探知画像は複数の階調色からなるように調整できる。

また、この発明の水中探知装置では、距離に応じて閾値を可変させて設定する閾値設定部を備える。

この構成では、閾値のより具体的な設定内容を示している。このように閾値に対して距離依存性を与えることにより、さらに詳細で適する閾値の設定が可能になる。これにより、より視認性の良い探知画像を形成することができる。

また、この発明の水中探知装置は、受信信号に対して、距離に応じて増幅率を変化させる増幅処理を行うＴＶＧ処理部を備える。平均レベル算出部、ゲイン設定部、および乗算器は、ＴＶＧ処理部による増幅後の受信信号を用いる。

この構成では、上述の処理を適用する具体的な受信信号の前段処理を示している。このようなＴＶＧ（Ｔｉｍｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇａｉｎ）処理を行うことで、超音波の距離減衰を補正した受信信号が得られる。そして、このようなＴＶＧ処理を行う場合に、ノイズレベルが必要以上に高くなることがあるので、上述の処理がより有効に作用する。

また、この発明の水中探知装置では、受信信号は、超音波の送受波器に備えられた複数の超音波振動子による受波信号を位相合成した所定方位に主たる感度が設定された信号からなる。

この構成でも、上述の処理を適用する具体的な受信信号の前段処理を示している。

この発明によれば、海面反射、水中残響、海底残響等のノイズと、対象とする魚群等の探知物のエコーとを、より確実に識別して視認可能な探知画像を生成することができる。

従来のソナー装置の問題点を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る水中探知装置１の構成を示すブロック図である。 水中探知装置１のデータ処理部１４の構成を示すブロック図およびゲイン設定概念を示す図である。 閾値レベルＴｈ（ｔ）の距離特性を示す図である。 本実施形態の構成を用いた場合の作用効果を説明するための図である。 実際の本実施形態の構成を用いていない場合と用いた場合の探知画像を示す図である。 海底残響の信号レベルが高い状況で本実施形態の構成および処理を適用した場合の作用効果を説明するための図である。 海底残響に対する閾値設定特性を示す図である。

本発明の実施形態に係る水中探知装置について図を参照して説明する。図２は本実施形態の水中探知装置１の構成を示すブロック図である。図３は水中探知装置１のデータ処理部１４の構成を示すブロック図およびゲイン設定概念を示す図である。

水中探知装置１は、送受波部１０、送受切替器１１、送信制御部１２、受波ビーム形成部１３、データ処理部１４、表示器１５を備える。なお、表示器１５は省略してもよく、データ処理部１４から探知画像データを出力し、外部の表示装置で表示させる構成であってもよい。

送受波器１０は、円筒形の外形形状からなる筐体を備える。送受波器１０は、例えば水中探知装置１が備えられた船体の略中央の船底等に配置されている。この際、送受波器１０は、円筒の延びる方向が垂直方向（鉛直方向）に沿い、円周面に直交する方向が水平方向に沿うように配置される。なお、本実施形態では、筐体の外形形状が円筒形の場合を示したが、球形等の他の形状であってもよい。

円筒形の筐体の円周面には、複数の超音波振動子が所定パターンで配列されている。具体的には、複数の超音波振動子は、円筒の延びる方向を第一軸方向とし、円周方向を第二軸方向として、二次元配列により配列形成されている。超音波振動子は、送信制御信号に基づいて水中へ超音波パルスを送波する。超音波振動子は、送波された超音波パルスが魚群等の対象物に反射してなるエコーを受波して、電気信号に変換することで受波信号を生成する。

送受切替器１１は、送受波器１０に接続されている。送受切替器１１は、送信制御部１２からの送信制御信号を送受波器１０の各超音波振動子へ出力し、送受波器１０の各超音波振動子からの受波信号を受波信号処理部１３へ出力する。

送信制御部１２は、上述の送受波器１０を構成する複数の超音波振動子から送波する超音波パルスにより、所定の送信ビームが形成されるように、各超音波振動子に与える送信制御信号を設定する。

受信ビーム形成部１３は、各受波信号のゲインを調整して位相合成することで所定の方位方向で且つ所定の俯角方向に最大感度を有するビーム化された受信信号（受信ビーム信号）ＥＢ（ｔ）を生成する。この際、受信ビーム信号形成部１３は、自船を中心とする全周方向に対して所定の方位角ピッチで配列された複数の受信信号ＥＢ（ｔ）を形成する。これら複数の受信信号ＥＢ（ｔ）の俯角は同じに設定されている。各受信信号ＥＢ（ｔ）は、時間軸上でレベルが変化する信号であり、この時間軸上の位置が、自船からの距離位置に相当する。

データ処理部１４は、ＴＶＧ処理部４１、平均レベル算出部４２、閾値設定部４３、ゲイン設定部４４、乗算器４５、および探知画像形成部４６を備える。

ＴＶＧ処理部４１は、受信信号ＥＢ（ｔ）に対して、時間軸上の位置に応じて増幅率を所定パターンで増加させる増幅処理を行う。このような処理を行うことで、超音波パルスおよび反射エコーの水中での距離減衰を補正することができる。ＴＶＧ済み受信信号ＥＢｃ（ｔ）は、平均レベル算出部４２、および乗算器４５へ出力される。

平均レベル算出部４２は、全方位に亘る複数のＴＶＧ済み受信信号ＥＢｃ（ｔ）の同一距離方向位置（同一時間タイミング）での平均レベルＡＶ（ｔ）を算出する。平均レベルＡＶ（ｔ）は、ゲイン設定部４４へ出力される。

閾値設定部４３は、距離方向位置毎の閾値レベルＴｈ（ｔ）をゲイン設定部４４へ与える。この閾値レベルＴｈ（ｔ）は、基本的には予め設定された値である。閾値レベルＴｈ（ｔ）は、例えば、最終的にデータ処理部から出力される探知画像の階調表示における最高階調を設定する最低レベルに基づいて設定する。具体的には、最高階調を設定する最低レベルよりも所定値（例えば二階調分等）低いレベルに設定する。そして、閾値レベルＴｈ（ｔ）は、図４に示すように、距離方向位置に応じて異なる値に設定する。図４は閾値レベルＴｈ（ｔ）の距離特性を示す図であり、図４（Ａ）、図４（Ｂ）で異なる設定を示す。

まず、図４（Ａ）では、距離位置０から距離位置Ｒｔｈまでは徐々に閾値レベルが上昇し、距離位置Ｒｔｈより遠方では閾値レベルが一定になるように設定している。次に、図４（Ｂ）では、距離位置０から距離位置Ｒｔｈまでは低い閾値レベルに設定し、距離位置Ｒｔｈより遠方は高い閾値レベルに設定している。ここで、距離位置Ｒｔｈは、例えば海面反射エコーを受波しやすい領域と海面反射エコーの影響を受け難い領域との概ねの境界位置に設定するとよく、海面反射の生じやすい領域ほど閾値レベルが低くなるように設定されているが、ユーザによる操作入力によって設定することもできる。

ゲイン設定部４４は、平均レベルＡｖ（ｔ）と閾値レベルＴｈ（ｔ）とを比較する。ゲイン設定部４４は、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）以上（Ａｖ（ｔ）≧Ｔｈ（ｔ））であれば、ゲインＧ（ｔ）を次の式にて算出する。

Ｇ（ｔ）＝Ｔｈ（ｔ）／Ａｖ（ｔ） −（式１）
この処理を用いることで、ゲインＧ（ｔ）は「１」以下になる。

一方、ゲイン設定部４４は、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）未満（Ａｖ（ｔ）＜Ｔｈ（ｔ））であれば、ゲインＧ（ｔ）を定数Ｃｏ（例えば、「１」）に設定する（Ｇ（ｔ）＝Ｃｏ）。

このように設定されたゲインＧ（ｔ）は、乗算器４５へ出力される。

乗算器４５は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）にゲインＧ（ｔ）を乗算し、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）を出力する。すなわち、乗算器４５は、ＤＤ（ｔ）＝Ｇ（ｔ）・ＥＢｃ（ｔ）の演算処理を行い、演算結果を出力する。

探知画像形成部４６は、既知の方法を用い、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）の信号レベルに応じて階調表示を行うための表示色を画素毎に決定した探知画像データを生成し、表示器１５へ出力する。

以上のような構成および処理を行うことで、次に示すような作用効果が得られる。図５は本実施形態の構成を用いた場合の作用効果を説明するための図である。図５は平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）よりも高い場合を示している。図５（Ａ）は受信信号レベル（補正前）の方位方向分布と平均レベルＡｖ（ｔ）と閾値レベルＴｈ（ｔ）との関係、およびこれらと階調表示の表示色との関係を示す図である。図５（Ｂ）は、受信信号レベル（補正前、補正後）の方位方向分布と、階調表示の表示色との関係を示す図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す補正後すなわち探知画像用信号ＤＤ（ｔ）のレベルに基づくＰＰＩ表示用を行った場合の表示画面状態を示す図である。

海面反射や水中残響が強い場合、図５（Ａ）に示すように、探知対象である魚群による受信信号とともに、海面反射や水中残響に起因する受信信号の信号レベルが高くなる。この場合、全ての方位の信号レベルが最高階調の領域にあるので、当該距離位置は全方位に亘って、最高階調の表示色となってしまい、上述の従来技術の図１（Ｃ）に示すような画像が表示されてしまう。このため、魚群が海面反射や水中残響に埋もれてしまい、識別できない。

しかしながら、本願発明の構成および処理を用いると、受信信号レベルを調整することができる。例えば、図５（Ｂ）の場合、閾値レベルＴｈ（ｔ）を最高階調から２階調低い階調領域に設定している。このような閾値レベルＴｈ（ｔ）を設定した上で、上述のゲインＧ（ｔ）を適用する。具体的には、図５の場合、平均レベルＡｖ（ｔ）は閾値レベルＴｈ（ｔ）よりも高いので、式１を用いて、ゲインＧ（ｔ）をＴｈ（ｔ）／Ａｖ（ｔ）で設定する。このような処理により、このゲインＧ（ｔ）を受信信号ＥＢｃ（ｔ）に乗算処理で得られる補正後受信信号である探知画像用信号ＤＤ（ｔ）は、閾値レベルＴｈ（ｔ）に探知画像用信号ＤＤ（ｔ）の平均レベルが一致するように、信号レベルが抑圧された信号となる。

したがって、図５（Ｂ）に示すように、平均レベルＡｖ（ｔ）を押し上げた海面反射や水中残響に起因する信号レベルを、最高階調を設定する最低レベルよりも低くすることができる。これにより、図５（Ｃ）に示すように、魚群と海面反射や水中残響のノイズとを、異なる階調で表示することができる。この結果、ユーザは魚群と海面反射や水中残響のノイズとを、確実且つ明確に識別することができる。

図６は実際の探知画像を示す図である。図６（Ａ）は本実施形態の処理を行わない場合、すなわち、受信信号ＥＢｃ（ｔ）をそのまま用いた場合の探知画像である。図６（Ｂ）は本実施形態の処理を行った場合、すなわち、閾値レベルＴｈ（ｔ）と平均レベルＡｖ（ｔ）に基づくゲイン調整を行った場合の探知画像である。図６では、赤が最高階調色で、緑系から青系になるにしたがって階調は低くなるように表示されている。

図６に示すように、本実施形態を用いなければ海面反射に埋もれている岸壁やポールを、所定のレベルをもって明確に識別することができる。

また、本実施形態の処理では、信号レベルを所望レベルに調整するようにレベル方向にシフトさせるだけの処理であるので、レベルの低いものをより大幅に抑圧する等の処理とは異なり、魚群エコーの信号レベルとノイズの信号レベルとの相対的大小関係を保った状態の探知画像を得ることができる。このような探知画像が得られることで、単に魚群の識別だけでなく、海面反射や水中残響の状況をユーザが把握でき、これらに関する他の操作処理に役立てることもできる。

また、本実施形態に示すように、閾値レベルＴｈ（ｔ）を最高階調よりも所定レベル低く、且つある程度高めに設定することで、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）のレベルを抑圧しすぎず、適するレベルに設定することができる。これにより、単に平均値を差分する処理のように、ノイズが方位方向の全体に高い場合の過剰な抑圧が発生せず、より視認性の良い探知画像を表示することができる。

なお、図５に示していないが、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）よりも低い場合は、ゲインＧ（ｔ）＝Ｃｏ（＝１）とすれば、受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルをそのまま反映した探知画像を得ることができる。すなわち、従来の図１（Ａ）に示したように、海面反射や水中残響等のノイズの信号レベルが全体的に低く、魚群の信号レベルが高い場合には、そのままの探知画像（図１（Ｃ）に同等）が得られる。したがって、このような海面反射や水中残響等のノイズの信号レベルが低い状況でも、確実且つ明確に魚群を識別することができる。

以上のように、本実施形態の構成および処理を用いれば、海面反射や水中残響等のノイズの信号レベルに影響されることなく、目的とする対象物（魚群等）を、より確実且つ明確に視認できる探知画像を形成することができる。

なお、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）よりも低い場合のゲインＧ（ｔ）を、ここでは「１」に設定したが、例えば、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）との差に応じて適宜設定してもよい。例えば、平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）の半分であれば、ゲインＧ（ｔ）を２．０にしてもよい。このような適応処理を行えば、さらに視認性の良い探知画像を得ることができる。

また、このように距離方向位置毎に平均値演算、ゲイン設定、乗算処理を行うことで、信号レベルの適切な抑圧が可能であるので、逐次処理が可能である。したがって、本願の水中探知装置のような連続的に探知を継続する装置には、本実施形態の構成は、より有効に作用する。

また、上述の図４（Ａ）に示すように、距離方向に沿って閾値レベルＴｈ（ｔ）を徐々に変化させれば、距離方向に近接する位置間でのゲインＧ（ｔ）の急激な切替が生じる可能性を低くすることができる。これにより、探知画像中に距離方向に沿って不連続性が生じることを防止できる。この結果、さらに視認性の良い探知画像を形成することができる。

ところで、上述の処理は海面反射や水中残響を対象としたものであるが、上述の本実施形態の概念は、海底残響にも適用することができる。図７は海底残響の信号レベルが高い状況で本実施形態の構成および処理を適用した場合の作用効果を説明するための図である。図７は平均レベルＡｖ（ｔ）が閾値レベルＴｈ（ｔ）よりも高い場合を示している。図７（Ａ）は、受信信号レベル（補正前、補正後）の方位方向分布と、階調表示の表示色との関係を示す図である。図７（Ｂ）は本実施形態の補正を行わない場合、すなわち受信信号ＥＢｃ（ｔ）をそのまま用いてＰＰＩ表示用を行った場合の表示画面状態を示す図である。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示す補正後すなわち探知画像用信号ＤＤ（ｔ）のレベルに基づくＰＰＩ表示用を行った場合の表示画面状態を示す図である。

海底に沈没船（海底近くの魚群も同様）が存在する場合、受信ビームの幅により、当該沈没船は海底の領域に入ってしまう。そして、海底残響が高いと、図７（Ａ）に示すように、海底残響の信号レベルも沈没船による反射エコーの信号レベルも最高階調内に含まれ、図７（Ｂ）に示すように、沈没船を識別することができない。しかしながら、本実施形態の構成および処理を用いれば、図７（Ａ）に示すように、信号レベルが表示に適するレベルに抑圧、調整される。これにより、図７（Ｃ）に示すように、沈没船と海底残響とで表示色が異なり、沈没船を確実且つ明確に識別することができる。

なお、この際、閾値Ｔｈ（ｔ）は、水中と同じに設定してよいが、図８に示すように、海底に対応する領域で変化させてもよい。図８は海底残響に対する閾値設定特性を示す図である。図８に示すように、海底残響に対するゲイン調整を行う場合には、自船から海底まで距離に応じて設定する閾値距離Ｒｂ１ｔｈ，Ｒｂ２ｔｈを基準に閾値レベルＴｈ（ｔ）を変化させる。具体的には、閾値距離Ｒｂ１ｔｈから閾値距離Ｒｂ２ｔｈまで閾値レベルＴｈ（ｔ）を徐々に低下させる。そして、閾値距離Ｒｂ２ｔｈよりも遠方は、閾値レベルＴｈ（ｔ）を低いレベルで一定にする。ここで、閾値距離Ｒｂ１ｔｈ，Ｒｂ２ｔｈは、受信ビーム信号のビーム幅と、別途計測した海底までの距離とから設定するとよい。

このような閾値設定を行うことで、上述の海面反射や水中残響の場合と同様に、より視認性の良い探知画像を形成することができる。

なお、上述の説明に示したＴＶＧ処理部４１で実行する処理は、ゲイン設定部４４で設定するゲインＧ（ｔ）に内包するようにすることもできる。すなわち、ゲイン設定部４４から出力するゲインＧ（ｔ）に対して、ＴＶＧ処理用のゲインを乗算した後に、乗算器４５へ出力してもよい。

また、上述の閾値レベルＴｈ（ｔ）は、図示しない操作入力部により、ユーザが海況や表示器に表示された探知画像を見て適宜設定することもできる。

また、上述の処理では、閾値レベルＴｈ（ｔ）に受信信号ＥＢｃ（ｔ）の平均レベルＡｖ（ｔ）を一致させるようにレベルを抑圧することで探知画像用信号ＤＤ（ｔ）を生成する例を示した、しかしながら、レベル抑圧用の基準レベルすなわち探知画像用信号ＤＤ（ｔ）の平均レベルと閾値Ｔｈ（ｔ）とを完全に一致させなくてもよい。例えば、閾値Ｔｈ（ｔ）を最高階調の最低レベルに設定し、基準レベルを最高階調から２段階低下した階調のレベルに設定してもよい。そして、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）生成する場合には、当該基準レベルに、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）の平均レベルが一致するような処理を行えばよい。

また、上述の説明では、方位方向に沿った全周分の受信信号ＥＢｃ（ｔ）における同一距離位置の信号レベルから平均レベルＡｖ（ｔ）を算出する例を示したが、所望とする方位を中心とする所定方位角範囲内の受信信号ＥＢｃ（ｔ）の信号レベルから平均レベルＡｖ（ｔ）を算出するようにしてもよい。

１−水中探知装置、１０−送受波器、１１−送受切替器、１２−送信制御部、１３−受信ビーム形成部、１４−データ処理部、１５−表示器、
４１−ＴＶＧ処理部、４２−平均レベル算出部、４３−閾値設定部、４４−ゲイン設定部、４５−乗算器、４６−探知画像形成部

Claims (7)

1. 水中に送信された超音波が対象物で反射して得られるエコーに基づく受信信号を生成し、該受信信号の信号レベルに応じた階調表示の探知画像を形成する水中探知装置であって、
   自船からの距離が同じ位置で且つ自船を中心とする所定方位角範囲内の複数の受信信号レベルから平均値を算出する平均レベル算出部と、
   前記距離に対応する前記平均値と予め設定した閾値との大小を比較し、比較結果に基づいて、前記受信信号に対するゲインを設定するゲイン設定部と、
   設定されたゲインを前記受信信号に乗算処理する乗算器と、を備えた水中探知装置。
2. 請求項１に記載の水中探知装置であって、
   前記ゲイン設定部は、前記平均値が前記閾値以上であれば、前記閾値を前記平均値で除算した値に基づいて前記ゲインを設定する、水中探知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の水中探知装置であって、
   前記ゲイン設定部は、前記平均値が前記閾値未満であれば、前記ゲインを１に設定する、水中探知装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の水中探知装置であって、
   前記閾値は、前記階調表示の最高階調色を指定する最低信号レベルよりも低い所定値に設定されている、水中探知装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の水中探知装置であって、
   前記閾値を距離に応じて変化させて設定する閾値設定部を備える、水中探知装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の水中探知装置であって、
   前記受信信号に対して、距離に応じて増幅率を変化させる増幅処理を行うＴＶＧ処理部を備え、
   前記平均レベル算出部、前記ゲイン設定部、および前記乗算器は、前記ＴＶＧ処理部による増幅後の受信信号を用いる、水中探知装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の水中探知装置であって、
   前記受信信号は、前記超音波の送受波器に備えられた複数の超音波振動子による受波信号を位相合成した所定方位に主たる感度が設定された信号からなる、水中探知装置。