JP2014041135A - アクティブソーナー装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送波器と、送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と、地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す障害物データとを基に、反射が起こりやすい地形が存在する海域を検出除去海域として抽出する検出除去海域抽出部1と、受波信号のレベルを算出する信号処理部2と、受波信号のうち信号処理部にて算出されたレベルがあらかじめ設定されている閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出部3と、信号検出部にて検出されたエコー信号のうち検出除去海域抽出部にて抽出された検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去する検出除去判定部5と、を備える。
【選択図】図1
Description
に関するものであり、特に海底深度データを用いることで、複雑な海底地形からの残響の
除去を可能にした残響除去方法に関する。
する機能を持ち、受波した目標からのエコー信号を信号処理することで、目標の方位と距
離を特定するソーナー装置のことである。エコー信号から得られた方位と距離を用いて、
使用者は目標の有無および位置を把握する。受波したエコー信号には海底や海水面、水中
生物などから反射したエコー信号も含まれるため、使用者はこれらのエコー信号の中から
捜索する目標のエコー信号を判断する。
ては、様々な技術が特許文献として開示されている。本発明に関係する特許文献を以下に
列挙する。
面で反射したエコー信号の検出結果を出力画面にマーカーで表示する技術が記載されてい
る。
ーナー装置の検出結果から衝撃音や生物音などを除去することで誤警報を低減する技術が
記載されている。
する危険物の方位と距離を、より遠くから容易に検出することで、暗礁への衝突を未然に
防ぐ技術が記載されている。
の移動体の位置からの鳥瞰図を表示する技術が記載されている。
離を計算し、レーダ装置に受信されるエコー信号のレベルの想定値を計算して、検出閾値
を設定することで、検出結果のうち地形からの反射波を除去し、誤警報を低減する技術が
記載されている。
様々な物体から反射したエコー信号が含まれている。図9に海底地形に依存した音波の反
射の概念図を示す。図9に示すように、海底には盛り上がって凸状になっている凸地形や
、登りの勾配が急峻な勾配地形が存在する。特許文献1では単純に海底地形が平坦である
と仮定して海底からのエコー信号を扱っている。しかし、図9に示したような複雑な海底
地形が存在する海域では、海底地形に依存した反射が存在し、不要なエコー信号が数多く
検出されてしまう。そのため誤警報が増加し、目標の探知を阻害してしまうという問題が
あった。
誤警報を低減し、捜索目標の探知精度を向上することができるアクティブソーナー装置お
よびアクティブソーナー装置による残響除去方法を提供することを目的とする。
送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と
、を有してなるアクティブソーナー装置であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海
底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去
海域として抽出する検出除去海域抽出部と、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理部と、
前記受波信号のうち前記信号処理部にて計算されたレベルがあらかじめ設定されている
閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出部と、
前記信号検出部にて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出部にて抽出され
た検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去する検出除去判定部と、を備
えることを特徴とする。
、
送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と
、を有してなるアクティブソーナー装置がおこなう残響除去方法であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海
底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去
海域として抽出する検出除去海域抽出ステップと、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理ステップと、
前記受波信号のうち前記信号処理ステップにて計算されたレベルがあらかじめ設定され
ている閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出ステップと、
前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出ステップ
にて抽出された検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去するステップと
、を有することを特徴とする。
物の位置を表す海底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在す
る海域を検出除去海域として抽出する。
る。
ー信号を残響として除去することができるという効果が得られる。
形態について、図面を参照して説明する。
明のアクティブソーナー装置は、図1に示す残響除去部の他に、送波器と、送波器から送
波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と、を有しているが、本発明は受
波器にて受波された受波信号を基に海底地形からのエコー信号による残響を除去する残響
除去部に特徴があるため、図1では送波器および受波器を省略している。
域抽出部1と、信号処理部2と、信号検出部3と、情報変換部4と、検出除去判定部5と
、表示部6と、を有している。
して抽出する。検出除去海域抽出部1にて抽出された検出除去海域の位置情報は、情報変
換部4に出力される。
域抽出部1は、海底深度データを海底深度画像データとして記録した海底深度データベー
ス11と、海底深度画像データを基に凸地形のある海底凸海域を抽出する海底凸海域抽出
部12と、海底深度画像データを基に勾配のある海底勾配海域を抽出する海底勾配海域抽
出部13と、海底に沈んでいる沈船の位置情報を記録した沈船データベース14と、海底
深度データベースから捜索海域の海底深度画像データを抽出し、海底凸海域抽出部12と
海底勾配海域抽出部13とに出力する海底深度データ抽出部15と、沈船データベースか
ら捜索海域に含まれる沈船の位置情報を抽出し、情報処理部4へ出力する海底障害物デー
タ抽出部16と、を有している。本実施形態では、検出除去海域抽出部1には、海底の障
害物の位置を表す海底障害物データを記録した海底障害物データベースとして沈船データ
ベース14を設けているが、沈船データベース14に代えてまたは追加して、他の障害物
のデータベースを設けても良い。なお本実施形態においては沈船の位置情報が海底障害物
データに相当する。
部12は、海底深度画像データの隣接したデータ間の変化量を計算し出力するエッジ検出
フィルタ処理部121と、エッジ検出フィルタ処理部121から出力された隣接したデー
タ間の変化量の値とあらかじめ設定された閾値を比較し、閾値を越えた海域を海底凸海域
として抽出する閾値判定処理部122と、を有している。
域抽出部13は、海底深度画像データの隣接したデータ間の変化量を小さくして平滑化す
る平滑化フィルタ処理部131と、平滑化フィルタ処理部131にて平滑化フィルタ処理
された海底深度画像データを基に勾配の急峻さ(微係数)を計算する勾配計算部132と
、勾配計算部132にて計算された微係数とあらかじめ設定された閾値を比較し、閾値を
越えている海域を海底勾配海域として抽出する閾値判定処理部133と、を有している。
果を信号検出部3に出力する。
なう。検出されたエコー信号の時間方位情報は情報変換部4に出力される。前記のエコー
信号の時間方位情報は、送波器より音波が送波された時間を基準時とし、エコー信号が受
波器に到来するまでの到来時間と、受波器の位置を基準とし、エコー信号の到来角度を北
(図5上図の上方向)から時計回りの角度で表した到来方位と、を検知したエコー信号の
情報として有する。
変換するか、または、検出除去海域抽出部1から入力された検出除去海域の位置情報を時
間方位情報に変換する。エコー信号と検出除去海域の変換結果(時間方位情報もしくは位
置情報)は検出除去判定部5に出力される。
位情報もしくは位置情報を比較し、信号検出部3にて検出されたエコー信号が検出除去海
域の海底からの反射によるものであるかの判定をおこなう。検出したエコー信号が検出除
去海域の海底からの反射によるものである場合には、このエコー信号は残響として除去さ
れる。残響除去結果は表示部6へ出力される。
する。なお、表示部6は、海底深度データベース11の海底深度画像データや、沈船デー
タベース14の沈船の位置情報や、信号検出部3にて検出されたエコー信号の時間方位情
報や、検出除去海域抽出部1にて抽出された検出除去海域の位置情報、などを基に、図4
や図5に示すような画像情報を出力することも可能である。
面を用いて説明する。
信号のレベルと方位を計算し、信号検出部3へ出力する。
いる閾値を比較し、閾値を越えた受波信号をエコー信号として検出する。検出したエコー
信号の時間方位情報は情報変換部4へ出力される。
タベース14の沈船の位置情報に基づき、捜索海域に存在する検出除去海域を抽出し、抽
出した検出除去海域の位置情報を、情報変換部4に出力する。
を海底深度画像データとして記録したデータベースである。
データを読み込み、海底凸海域抽出部12と、海底勾配海域抽出部13と、へ出力する。
度画像データから、海底凸海域を抽出する。そのために、エッジ検出フィルタ処理部12
1は、捜索海域の海底深度画像データに対しエッジ検出フィルタ処理をおこなう。このエ
ッジ検出フィルタ処理により、海底深度の緩やかな変化を無視し、海底深度の変化が急峻
な海底凸海域のみを抽出することができる。エッジ検出フィルタ処理により得られたエッ
ジ検出画像データは閾値判定部122へ出力される。閾値判定部122は、エッジ検出フ
ィルタ処理部121から入力されたエッジ検出画像データの値とあらかじめ設定された閾
値を比較し、閾値を越えた部分を海底凸海域として抽出する。抽出した海底凸海域は、検
出除去海域の位置情報として情報変換部4へ出力される。
深度画像データから、海底勾配海域を抽出する。このとき、海底深度画像データを基にそ
のまま微係数を計算すると、海底深度の変化が急峻な海底凸海域まで急峻な勾配として抽
出してしまう。そのため海底深度画像データを基に微係数を計算する前に、平滑化フィル
タ処理部131で海底深度画像データの平滑化フィルタ処理をおこない、海底深度データ
を平滑化する。平滑化フィルタ処理部131で平滑化フィルタ処理した海底深度画像デー
タは勾配計算部132へ出力される。勾配計算部132は、平滑化フィルタ処理部131
から入力された平滑化フィルタ処理された海底深度画像データに対して、x,yそれぞれの
方向の微係数を計算する。勾配計算部132は、得られた計算結果を、音源または送波器
から見た海底深度の勾配画像データに変換する。変換された勾配画像データは閾値判定部
133へ出力される。閾値判定部133は、勾配計算部132から入力された勾配画像デ
ータの値とあらかじめ設定された閾値を比較し、閾値を越えた部分を海底勾配海域として
抽出する。抽出した海底勾配海域の位置情報は情報変換部4へ出力される。
ある。
の位置情報を取得し、沈船の位置情報で表される沈船の位置の周囲の海域を検出除去海域
として抽出し、抽出した検出除去海域の位置情報を情報変換部4へ出力する。
出された検出除去海域と送波器および受波器との位置関係と、を基に検出除去海域の海底
からのエコー信号の到来時間および到来方位を計算する。情報変換部4は、この計算によ
り検出除去海域の位置情報を時間方位情報に変換する。検出除去海域の時間方位情報と、
信号検出部3から入力されたエコー信号の時間方位情報は、検出除去判定部5へ出力され
る。なお、情報変換部4は、検出除去海域の位置情報を時間方位情報に変換する方法とは
逆に、信号検出部3から入力されるエコー信号の時間方位情報を位置情報に変換し、検出
除去海域抽出部1から入力される検出除去海域の位置情報と共に検出除去判定部5に出力
しても良い。
方位情報を比較し、検出したエコー信号が検出除去海域の海底からの反射によるものであ
るかの判定をおこなう。検出除去判定部5は、検出したエコー信号が検出除去海域の海底
からの反射によるものである場合には、そのエコー信号を残響として除去する。検出除去
判定部5は、信号検出部3で検出したエコー信号のうち、検出除去海域の海底からのエコ
ー信号を残響として除去した結果を表示部6へ出力する。なお、検出除去判定部5は、時
間方位情報を比較する方法とは逆に、検出除去海域とエコー信号の位置情報を比較し、検
出除去海域の海底からのエコー信号を判定しても良い。
して出力する。なお、表示部6は、検出除去海域抽出部1や、信号検出部3や、情報変換
部4、などの処理結果を基に、図4に示すような捜索海域に含まれる海底凸海域や、海底
勾配海域や、沈船、などの画像情報や、図5に示すような検出したエコー信号と検出除去
海域の画像情報、などを出力することも可能である。
る。ここでは図4のような海域を捜索海域とする場合の動作を、図5を用いて説明する。
標に当たって反射する。その反射波は、受波信号として、位置Qの受波器にて受波される
。
号処理をおこない、受波信号のレベルと方位を計算し、その計算結果を信号検出部3へ出
力する。
えた時間を検出し、エコー信号の到来方位を計算する。その結果、図5下図に示すA〜D
のエコー信号を検出したとする。図5下図の横軸は検出されたエコー信号の到来時間を意
味し、縦軸は検出されたエコー信号のレベルと、到来方位と、を意味している。
タを海底深度画像データとして読み込み、海底凸海域抽出部12と海底勾配海域抽出部1
3へあらかじめ出力しておく。
部15から入力された海底深度画像データに対して行列の畳み込み演算をおこない、エッ
ジ検出フィルタ処理をおこなう。エッジ検出フィルタ処理部121は、エッジ検出フィル
タ処理により、海底深度画像データを基に隣接したデータ間の変化量を計算し、その計算
結果を閾値判定処理部122へ出力する。なお、エッジ検出フィルタ処理部121は、エ
ッジ検出フィルタ処理として、行列の畳み込み演算以外にも、局所的な分散を求めるなど
の手法を用いて隣接したデータ間の変化量を計算しても良い。閾値判定処理部122は、
エッジ検出フィルタ処理部121から入力された計算結果とあらかじめ設定されている閾
値を比較し、エッジ検出フィルタ処理の計算結果の値が閾値を越えた部分を海底凸海域と
して抽出する。図6に、海底凸海域抽出部12の動作の概念図を示す。海底凸海域抽出部
12に、図6の左に示すような海底地形の海底深度画像データが入力されたとする。この
場合、海底凸海域抽出部12は、隣接したデータ間の変化量があらかじめ設定された閾値
よりも大きな部分のみを通過させるため、図6の右に示すように、隣接したデータ間の変
化量が大きい海底凸地形は抽出するが、変化量が小さい海底勾配地形は抽出しない。この
操作により、海底凸海域抽出部12は、捜索海域から海底凸海域(ア)を検出除去海域と
して抽出する。海底勾配海域(イ)の深度変化は海底凸海域(ア)よりも緩やかなので、
隣接したデータ間の変化量が小さいため、海底凸海域抽出部12では海底勾配海域(イ)
は検出除去海域として抽出されない。
15から入力された海底深度画像データ中の隣接したデータ間の変化量が、あらかじめ設
定された閾値よりも大きい部分に、他の隣接したデータ間の変化量の平均値を代入して、
変化量の大きい部分を平滑化する平滑化フィルタ処理をおこなう。平滑化フィルタ処理結
果は勾配計算部132に出力される。平滑化フィルタ処理部131はエッジ検出フィルタ
処理部121と同様に、入力された海底深度画像データに対して行列の畳み込み演算をお
こない、平滑化フィルタ処理をおこなう。なお、平滑化フィルタ処理部131は、行列の
畳み込み演算以外にも、局所的な平均を求めるなどの手法を用いてデータを平滑化しても
良い。勾配計算部132は、平滑化フィルタ処理部131で平滑化フィルタ処理された捜
索海域の海底深度画像データに対して、xおよびy方向それぞれの微係数を計算する。勾配
計算部132は、計算したxおよびy方向の微係数をベクトルとして合成する。送波器の
位置から見て登り勾配に該当する海底地形は音波を反射しやすいため、勾配計算部132
は、送波器の位置を中心とした相対位置を計算し、相対位置を用いて捜索海域の海底地形
の勾配を微係数として計算する。なお、勾配計算部132は、送波器と受波器の位置関係
を考慮して、音波が反射しやすい角度を計算して勾配を計算しても良い。勾配計算部13
2は、微係数の計算結果を閾値判定処理部133へ出力する。閾値判定処理部133は、
勾配計算部132から入力された微係数とあらかじめ設定された閾値を比較し、微係数の
値が閾値を越えた部分を、海底勾配海域として抽出する。図7に、海底勾配海域抽出部1
3の動作の概念図を示す。図7の左に示すような海底地形の海底深度画像データが、海底
勾配海域抽出部13に入力されたとする。この場合、海底勾配海域抽出部13は、隣接し
たデータ間の変化量が大きな部分を平滑化してから微係数を計算するため、図7の右に示
すように、隣接したデータ間の変化量が大きい海底凸地形は平滑化処理により平滑化され
るため抽出されず、変化量が小さい海底勾配地形のみが海底勾配海域として抽出される。
この操作によって、捜索海域から海底勾配海域(イ)が抽出される。平滑化フィルタ処理
により海底凸地形が平滑化されているので、海底勾配海域抽出部13では、海底凸海域(
ア)は抽出されない。
位置情報を検索し、沈船の位置情報で表される沈船の位置の周囲の海域を検出除去海域と
して抽出する。この操作によって、捜索海域から沈船の周囲の海域(ウ)が抽出される。
)、海底勾配海域(イ)、沈船の周囲の海域(ウ))の位置情報を、情報変換部4へ出力
する。
海域の位置情報と、信号検出部3から入力されたエコー信号の時間方位情報を比較するた
めに、検出除去海域の位置情報を時間方位情報に変換するか、または、エコー信号の時間
方位情報を位置情報に変換する。図8に、位置情報と時間方位情報の変換処理の概念図を
示す。検出除去海域の位置情報を時間方位情報に変換する場合、送波器と受波器と検出除
去海域の位置関係を基に、検出除去海域の海底からのエコー信号の音波伝搬距離を計算し
、エコー信号の音波伝搬距離と音速を基に、エコー信号が受波器に到来する到来時間と到
来方位を計算する。この計算において、海底深度データを用いて音波伝播距離を計算する
だけでなく、水温や塩分濃度を加味して音波伝搬距離の計算をおこない、より精度の高い
到来時間と到来方位を用いて検出除去海域を計算しても良い。情報変換部4は、検出除去
海域の海底からのエコー信号の到来時間と到来方位を計算することで、検出除去海域の位
置情報を時間方位情報に変換し、検出除去判定部5へ出力する。なお、情報変換部4で、
信号検出部3で検出されたエコー信号の時間方位情報を位置情報に変換する場合は、送波
器と受波器の位置関係およびエコー信号の到来時間と到来方位を基に、音波が反射したと
推定される位置を計算する。
位情報、もしくは位置情報を比較し、検出されたエコー信号の反射位置が検出除去海域に
含まれている場合、そのエコー信号を残響として除去する。図4に示した捜索海域におい
て、信号検出部3にて検出されたA〜Dのエコー信号のうち、A は海底凸海域(ア)に
含まれているため除去される。Cは沈船の周囲の海域(ウ)に含まれるため除去される。
Dは海底勾配海域(イ)に含まれているため、これも除去される。よって検出除去判定部
5の残響除去処理の結果、A 〜Dのエコー信号のうち、A ,C,Dは残響として除去さ
れ、Bだけが目標からのエコー信号として検出される。
2 信号処理部
3 信号検出部
4 情報変換部
5 検出除去判定部
6 表示部
11 海底深度データベース
12 海底凸海域抽出部
13 海底勾配海域抽出部
14 沈船データベース
15 海底深度データ抽出部
16 海底障害物データ抽出部
121 エッジ検出フィルタ処理部
122 閾値判定処理部
131 平滑化フィルタ処理部
132 勾配計算部
133 閾値判定処理部
送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波するアクティブソーナー装置であって、
前記受波信号のレベルを計算した結果を基にエコー信号を検出する信号検出部と、
前記エコー信号のうち、海底地形のデータベース及び障害物の位置を表す障害物のデータベースを基に抽出した検出除去海域にて反射したエコー信号を除去した結果を出力する表示部と、を備えることを特徴とする。
Claims (14)
- 送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と
、を有してなるアクティブソーナー装置であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海
底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去
海域として抽出する検出除去海域抽出部と、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理部と、
前記受波信号のうち前記信号処理部にて計算されたレベルがあらかじめ設定されている
閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出部と、
前記信号検出部にて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出部にて抽出され
た検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去する検出除去判定部と、を備
えることを特徴とするアクティブソーナー装置。 - 前記信号処理部は、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来角度を表
す方位をさらに計算し、
前記信号検出部は、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を表す時間
方位情報を計算することとし、
前記アクティブソーナー装置は、さらに、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記信号検出部にて検出されたエコー信号の
時間方位情報を基に、検出されたエコー信号が反射された海域の位置情報を推定し、当該
推定結果を基に、前記信号検出部にて検出されたエコー信号の時間方位情報を位置情報に
変換する情報変換部を有し、
前記検出除去判定部は、前記検出除去海域抽出部にて抽出された検出除去海域の位置情
報と前記情報変換部にて変換されたエコー信号の位置情報とを比較し、当該比較結果に基
づいて、前記信号検出部にて検出されたエコー信号が前記検出除去海域にて反射したエコ
ー信号であるか判定する、請求項1に記載のアクティブソーナー装置。 - 前記信号処理部は、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来角度を表
す方位をさらに計算し、
前記信号検出部は、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を表す時間
方位情報を計算することとし、
前記アクティブソーナー装置は、さらに、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記検出除去海域の位置情報を基に、前記検
出除去海域にて反射したエコー信号の前記受波器への到来時間と到来方位を推定し、当該
推定結果を基に、前記検出除去海域抽出部にて抽出された検出除去海域の位置情報を時間
方位情報に変換する情報変換部を有し、
前記検出除去判定部は、前記信号検出部にて計算されたエコー信号の時間方位情報と前
記情報変換部にて変換された検出除去海域の時間方位情報とを比較し、当該比較結果に基
づいて、前記信号検出部にて検出されたエコー信号が前記検出除去海域にて反射したエコ
ー信号であるか判定する、請求項1に記載のアクティブソーナー装置。 - 前記検出除去海域抽出部は、
前記海底深度データを海底深度画像データとして記録した海底深度データベースと、
前記海底深度データベースから捜索海域の海底深度画像データを抽出する海底深度デー
タ抽出部と、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、音波の反射
が起こりやすい、盛り上がって凸状になっている凸地形が存在する海底凸海域を前記検出
除去海域として抽出する海底凸海域抽出部と、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、音波の反射
が起こりやすい、登りの勾配が急峻な勾配地形が存在する海底勾配海域を前記検出除去海
域として抽出する海底勾配海域抽出部と、を有する、請求項1から3のいずれか1項に記
載のアクティブソーナー装置。 - 前記検出除去海域抽出部は、
前記海底障害物データを記録した海底障害物データベースと
前記海底障害物データベースから、捜索海域に存在する障害物の海底障害物データを抽
出し、海底障害物データにより表される位置の周囲の海域を前記検出除去海域として抽出
する海底障害物データ抽出部とをさらに有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の
アクティブソーナー装置。 - 前記海底凸海域抽出部は、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記海底深
度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量を計算するエッジ検出フィルタ処理
部と、
前記エッジ検出フィルタ処理部にて計算された隣接するデータ間の変化量を、あらかじ
め設定された閾値と比較し、当該閾値を越えている海域を海底凸海域として抽出する閾値
判定処理部と、を有する、請求項4記載のアクティブソーナー装置。 - 前記海底勾配海域抽出部は、
前記海底深度データ抽出部にて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記海底深
度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量があらかじめ設定されている閾値よ
りも大きい部分に、他の隣接するデータ間の変化量の平均値を代入することで隣接するデ
ータ間の変化量を小さくする平滑化フィルタ処理部と、
前記平滑化フィルタ処理部にて処理された海底深度画像データを基に、隣接するデータ
間の微係数を計算することで、捜索海域の海底の勾配の急峻さを求める勾配計算部と、
前記勾配計算部にて計算された隣接するデータ間の微係数を、あらかじめ設定されてい
る閾値と比較し、当該閾値を越えている海域を海底勾配海域として抽出する閾値判定処理
部と、を有する、請求項4記載のアクティブソーナー装置。 - 送波器と、前記送波器から送波された音波の反射波を受波信号として受波する受波器と
、を有してなるアクティブソーナー装置がおこなう残響除去方法であって、
地図上の位置における海底の深度を表す海底深度データと海底の障害物の位置を表す海
底障害物データとを基に、音波の反射が起こりやすい海底地形が存在する海域を検出除去
海域として抽出する検出除去海域抽出ステップと、
前記受波信号のレベルを計算する信号処理ステップと、
前記受波信号のうち前記信号処理ステップにて計算されたレベルがあらかじめ設定され
ている閾値を越えている受波信号を、エコー信号として検出する信号検出ステップと、
前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号のうち前記検出除去海域抽出ステップ
にて抽出された検出除去海域にて反射したエコー信号を、残響として除去するステップと
、を有することを特徴とするアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記信号処理ステップでは、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来
角度を表す方位をさらに計算し、
前記信号検出ステップでは、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を
表す時間方位情報を計算し、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記信号検出ステップにて検出されたエコー
信号の時間方位情報を基に、検出されたエコー信号が反射された海域の位置情報を推定し
、当該推定結果を基に、前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号の時間方位情報
を位置情報に変換する情報変換ステップをさらに有し、
前記検出除去判定ステップでは、前記検出除去海域抽出ステップにて抽出された検出除
去海域の位置情報と前記情報変換ステップにて変換されたエコー信号の位置情報とを比較
し、当該比較結果に基づいて、前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号が前記検
出除去海域にて反射したエコー信号であるか判定する、請求項8に記載のアクティブソー
ナー装置の残響除去方法。 - 前記信号処理ステップでは、前記受波器の位置を基準としたときの前記受波信号の到来
角度を表す方位をさらに計算し、
前記信号検出ステップでは、前記検出されたエコー信号の到来時間に対する到来方位を
表す時間方位情報を計算し、
前記送波器および前記受波器の位置情報と前記検出除去海域の位置情報を基に、前記検
出除去海域にて反射したエコー信号の前記受波器への到来時間と到来方位を推定し、当該
推定結果を基に、前記検出除去海域抽出ステップにて抽出された検出除去海域の位置情報
を時間方位情報に変換する情報変換ステップをさらに有し、
前記検出除去判定ステップでは、前記信号検出ステップにて計算されたエコー信号の時
間方位情報と前記情報変換ステップにて変換された検出除去海域の時間方位情報とを比較
し、当該比較結果に基づいて、前記信号検出ステップにて検出されたエコー信号が前記検
出除去海域にて反射したエコー信号であるか判定する、請求項8に記載のアクティブソー
ナー装置の残響除去方法。 - 前記検出除去海域抽出部ステップは、
前記海底深度データを海底深度画像データとして記録した海底深度データベースから捜
索海域の海底深度画像データを抽出する海底深度データ抽出ステップと、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された海底深度画像データを基に、音波の反
射が起こりやすい、盛り上がって凸状になっている凸地形が存在する海底凸海域を前記検
出除去海域として抽出する海底凸海域抽出ステップと、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された海底深度画像データを基に、音波の反
射が起こりやすい、登りの勾配が急峻な勾配地形が存在する海底勾配海域を前記検出除去
海域として抽出する海底勾配海域抽出ステップと、を有する、請求項8から10のいずれ
か1項に記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記検出除去海域抽出ステップは、
前記海底障害物データを記録した海底障害物データベースから、捜索海域に存在する障
害物の海底障害物データを抽出し、海底障害物データにより表される位置の周囲の海域を
前記検出除去海域として抽出する海底障害物データ抽出ステップをさらに有する、請求項
8から10のいずれか1項に記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。 - 前記海底凸海域抽出ステップは、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記
海底深度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量を計算するエッジ検出フィル
タ処理ステップと、
前記エッジ検出フィルタ処理ステップにて計算された隣接するデータ間の変化量を、あ
らかじめ設定されている閾値と比較し、当該閾値を越えた海域を海底凸海域として抽出す
る閾値判定処理ステップと、を有する、請求項11記載のアクティブソーナー装置の残響
除去方法。 - 前記海底勾配海域抽出ステップは、
前記海底深度データ抽出ステップにて抽出された前記海底深度画像データを基に、前記
海底深度画像データ中の隣接するデータ間のデータの変化量があらかじめ設定されている
閾値よりも大きい部分に、他の隣接するデータ間の変化量の平均値を代入することで隣接
するデータ間の変化量を小さくする平滑化フィルタ処理ステップと、
前記平滑化フィルタ処理ステップにて処理された海底深度画像データを基に、隣接する
データ間の微係数を計算することで、捜索海域の海底の勾配の急峻さを求める勾配計算ス
テップと、
前記勾配計算ステップにて計算された隣接するデータ間の微係数を、あらかじめ設定さ
れている閾値と比較し、当該閾値を越えた海域を海底勾配海域として抽出する閾値判定処
理ステップと、を有する、請求項11記載のアクティブソーナー装置の残響除去方法。
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