JP2016536604A - 係維機雷などの中性浮力を有する水中物体を探知し及びその位置を特定するためのシステム及び関連する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 潜在的な浮遊物体の潜在的な位置を決定するステップであって、各第1の潜在的なエコーについて、第1の潜在的なエコーを生じる第1の音響パルスの第1の放射の瞬間におけるソナーの位置から、対応する潜在的な物体が占める可能性がある潜在的な位置セットを決定するステップを含む、ステップと、
− 地球基準座標系において固定された位置が、物体によって実際に占められる確率に対応する占有のそれぞれの確率を割り当てられる累積ステップであって、占有の前記それぞれの確率が、累積ステップの最初に初期化され、且つそれぞれの固定位置が潜在的な位置の決定ステップにおける潜在的な位置として決定されるたびに増分される、ステップと、
− 中性浮力を有する有効な水中物体によって有効に占められた有効な位置を、所定の閾値を超える占有の確率を割り当てられた固定位置から識別するステップと
を含む、ステップを含む。
Imij=Im−rijsin(θij) [1]
水平距離Rijは、次の式から与えられる。
Rij=sin(θij)*rij [2]
Davg=Vavg *Tscan [4]
この式において、Vavgは、走査ステップ中のキャリアの平均速度であり、Tscanは、走査時間である。
Claims (20)
- 水柱を撮像するように意図された少なくとも1つの機械的に操縦されるソナー(2)を含む、中性浮力を有する沈められた水中物体を探知し及びその位置を特定するためのシステムであって、単一の第1の音響パルスによって、第1のポインティング方向(PA1)の第1の個別セクタ(SE1)における高周波音波印加の実行を可能にする単一の放射チャネルを備えた少なくとも1つの機械的に操縦されるソナー(2)を含み、前記ソナー(2)が、前記高周波音波印加に由来する第1の音響信号を取得するのに適した単一の受信チャネルを形成し、前記機械的に操縦されるソナー(2)が、前記第1のポインティング方向(PA1)がキャリア(1)のほぼ横方向であるように且つ前記第1の個別セクタ(SE1)が広い相対方位開口及びより狭い高さ開口を示すように、主方向(D)に進むように意図された前記キャリア(1)上に実装され、前記機械的に操縦されるソナー(2)が、異なるポインティング方向で実行される高周波音波印加に由来する第1の音響信号を前記ソナーが取得できるようにする、前記主方向(D)とほぼ平行な回転軸(x)を中心に前記第1のポインティング方向(PA1)を傾斜させるように意図された機械的ポインティング装置(3)を含む、システム。
- 少なくとも1つの第1の音響信号から、中性浮力を有する水中物体の位置を特定するように構成された処理ユニット(5)を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記主方向において離間された複数の機械的に操縦されるソナーを含み、それらの指向性ポインティング方向が、前記主方向(D)を通過する垂直面の同じ側に向けられる、請求項1又は2に記載のシステム。
- 広い相対方位開口及び狭い高さ開口を示す第2の個別セクタ(SE2)の第2のポインティング方向(PA2)における前記海底(7)を撮像するように意図された少なくとも1つの側方監視ソナー(9)を含み、前記側方監視ソナー(9)が、複数の相対方位受信チャネルを形成し、且つ前記第2のポインティング方向(PA2)が前記主方向(9)を通過する前記垂直面に対して、前記第1のポインティング方向(PA1)と同じ前記キャリア(1)側で前記キャリア(1)に対してほぼ横方向に向けられるように、前記キャリア(1)に実装され、前記システムが、それぞれ前記機械的に操縦されるソナー(2)及び前記側方監視ソナー(9)によって同じ取得期間中に取得された第1の音響信号を表す第1のソナー画像(I1)及び第2の音響信号を表す第2のソナー画像(I2)を同時に表示するように意図された表示装置(11)を含むヒューマンマシンインターフェース(10)を更に含み、前記ヒューマンマシンインターフェースが、前記第1及び第2の画像が同時に表示される場合に、オペレータが中性浮力を有する水中物体によって生成された第1のエコーを前記第1の画像上で視覚的に識別するとき、前記オペレータが、第2のエコーが前記水中物体のほぼ直下の前記海底に置かれた物体によって反射されたかどうかを前記第2の画像上で視覚的に瞬間的に識別できるように構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 表示される前記第1の画像及び前記第2の画像が、ほぼ同一のサイズを有するように、且つそれぞれ前記機械的に操縦されるソナー及び前記側方監視ソナーから同じ距離に位置するそれぞれの物体によって生成され、及び第1及び第2の同時の高周波音波印加ステップ後に生成される前記第1の画像に含まれるエコー及び前記第2の画像に含まれるエコーが、前記第1の画像及び前記第2の画像上でほぼ同じ横座標及び同じ縦座標に表されるように、前記表示装置(11)が構成される、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
- オペレータが、前記表示装置によって表示される2つのカーソルであって、一方が前記第1の画像上にあり、及び他方が前記第2の画像上にある2つのカーソルを同時に動かすことができるようにする追跡手段を前記ヒューマンマシンインターフェース(10)が含み、前記表示装置が、前記2つのカーソルが地球基準座標系における同じ地理的位置に対応する位置を前記第1及び前記第2の画像上で占めるように構成される、請求項4又は5に記載のシステム。
- 前記第1の画像上に表示される前記カーソルが、前記カーソルによって指し示された前記位置で表されるエコーを生成した物体から生じるエコーの前記第1の画像上において、前記可能な位置セットを表す曲線(53)を提供される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1の画像及び前記第2の画像が、前記エコーを生じ且つ前記信号に含まれる前記物体を前記ソナーに関連する固定点から前記水平面において分離する前記信号/距離を生じる前記音響パルスの瞬間放射モードにおいて、前記第1及び第2の音響信号を表す、請求項4〜7のいずれか一項に記載のシステム。
- 中性浮力を有する有効に沈められた有効な物体によって有効に生成された第1の有効なエコーを第1の信号において識別するのに適した処理ユニット(5)であって、前記表示装置(11)が、前記有効な物体によって有効に占められていると考えられる前記有効な位置におけるシンボル(SE)を、前記第1の画像及び/又は前記第2の画像と重畳して表示するように構成される、処理ユニット(5)を含む、請求項4〜8のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記ヒューマンマシンインターフェース(10)が、係維機雷クラス及び自由浮遊物体クラスを含む複数のクラスから得られた第1のクラスにおいて見える中性浮力を有する有効に沈められた有効な物体によって生成されたものとして、第1の信号において処理ユニット(5)によって識別された前記第1の画像上で見える第1のエコー又は第1の有効なエコーをオペレータが分類できるように構成された分類ユニット(12)を含む、請求項4〜9のいずれか一項に記載のシステム。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のシステムを用いて、中性浮力を有する水中物体を探知し及びその位置を特定するための方法であって、走査ステップ(20)であって、前記機械的に操縦されるソナー(2)が、前記主方向(D)にほぼ直角な平面に開いた撮像されるセクタ(SI)を複数回走査するステップ(20)を含み、前記機械的に操縦されるソナー(2)が、連続的なソナー取得ステップ(20i)であって、前記ポインティング装置(3)が、前記撮像されるセクタ(SI)に含まれる連続的なポイント方向における前記第1のポインティング方向を指し示し、且つ各ポイント方向について、第1の高周波音波印加の瞬間に第1の音響パルス(22i)を送信し、及び前記第1の音響パルスに由来する第1の音響信号を取得するステップ(20i)を実行する、方法。
- 第1の信号によって、中性浮力を有する水中物体により生成された第1の潜在的なエコーを探知するための、一体の探知ステップ(30i)を含む探知ステップ(30)であって、各一体の探知ステップ(30i)が、第1の音響パルスに応じて、それぞれの潜在的な中性浮力物体によって生成されたと考えられる第1の潜在的なエコーを識別するための識別ステップ(32i)を含み、前記第1の潜在的なエコーが、所定の選択基準を満たす第1の信号の一部であるステップ(30)を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記識別ステップ(32i)が、第1の信号のコントラストの閾値化ステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記機械的に操縦されるソナー(2)が、前記キャリアの速度を与えられると、前記地球基準座標系に固定されたワンオフ物体からのエコーを前記走査ステップ(20)において複数回取得するように構成され、前記固定されたワンオフ物体が、所定の最小深さと所定の最大深さとの間にある深さに位置し、及び所定の最小レンジより大きく、且つ所定の最大レンジより小さい前記機械的に操縦されるソナー(2)からの距離で水平面において前記主方向Dに直角に位置し、前記方法が、前記走査ステップで取得された前記第1の音響信号から、且つ前記第1の潜在的なエコーから、中性浮力を有する有効な水中物体の位置を特定するステップを含む、請求項12又は13に記載の方法。
- 中性浮力を有する水中物体の位置を特定するステップであって、
− 前記潜在的な浮遊物体の潜在的な位置を決定するステップ(40)であって、各第1の潜在的なエコーについて、前記第1の潜在的なエコーを生じる前記第1の音響パルスの前記第1の放射の瞬間における前記ソナーの位置から、前記対応する潜在的な物体が占める可能性がある潜在的な位置(41ij)セットを決定するステップを含む、ステップ(40)と、
− 前記地球基準座標系において固定された位置が、物体によって実際に占められる確率に対応する占有のそれぞれの確率を割り当てられる累積ステップ(50)であって、前記占有のそれぞれの確率が、前記累積ステップ(50)の最初に初期化され(51)、且つ前記それぞれの固定位置が前記潜在的な位置の決定ステップにおける潜在的な位置として決定されるたびに増分される(52ij)、ステップ(50)と、
− 中性浮力を有する有効な水中物体によって有効に占められた有効な位置を、所定の閾値を超える占有の確率を割り当てられた固定位置から識別するステップ(60)と
を含む、ステップを含む、請求項14に記載の方法。 - 潜在的な物体の前記潜在的な位置セットが、前記第1の放射の瞬間と、前記潜在的な物体によって生成された前記第1の潜在的なエコーの受信の瞬間との間の差から計算された、前記機械的に操縦されるソナー(2)から前記潜在的な物体を分離する距離と等しい半径の円弧であり、その中心が、前記第1の放射の瞬間の前記ソナーの前記位置であり、その開口が、前記第1の個別セクタの前記開口と等しく、前記第1の個別セクタが、3dBの最大値に減衰された前記第1の音響パルスのメインローブ部分が送信されるセクタに対応するか、又は前記第1の個別セクタの前記開口+所定の許容誤差開口と等しい、請求項15に記載の方法。
- 前記走査ステップと同時に前記海底を撮像するステップ(100)であって、第2の連続的な高周波音波印加の瞬間に第2の連続的な音響パルスを送信することによって、且つ前記第2の連続パルスに由来する前記第2の連続的な音響信号の取得を行うことによって、前記側方監視ソナー(9)により前記海底を撮像することを含む、ステップ(100)を含み、前記方法が、それぞれ前記機械的に操縦されるソナー(2)及び前記側方監視ソナー(9)によって同じ取得期間中に取得された第1の音響信号を表す第1の画像及び第2の音響信号を表す第2の画像の同時表示ステップ(110)を更に含む、請求項4〜10のいずれか一項に記載のシステムによって実行される、請求項11〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 係維機雷クラス及び自由浮遊物体クラスを含む複数のクラスから得られたクラスにおける前記第1の画像上で見える少なくとも1つの第1のエコーの、分類ユニットによるオペレータの分類ステップを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記第1の潜在的なエコーの前記識別ステップを実行するように構成された処理ユニット(5)を含む、請求項11〜18のいずれか一項に記載の方法を実行するのに適した、請求項1〜10のいずれか一項に記載の中性浮力を有する沈められた水中物体を探知し及びその位置を特定するためのシステム。
- 時間の関数として前記キャリアの位置を決定するように構成された位置決めユニット(6)であって、前記処理ユニット(5)が前記位置特定ステップを実行するように構成され、前記位置決めユニット又は前記処理ユニットが、前記機械的に操縦されるソナー(2)の前記位置を決定するように構成される、位置決めユニット(6)を含む、請求項14〜18に従属する請求項19に記載のシステム。
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