JP2021120647A - ソーナー装置と目標方位算出方法及びプログラム - Google Patents
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
・・・(1)
より、
・・・(2)
で与えられる。ただし、sin-1は逆正弦関数(arcsine)である。
・・・(3)
である。
・・・(4)
前記音響アレイの所定領域のすべてのチャネルを用いて形成される第1のビームと、前記音響アレイの前記所定領域の一部のチャネルを利用し他の1つのサブアレイと一部重複する少なくとも3つのサブアレイのビームで得られる受信信号から、一つの目標に対して、複数の方位情報を算出する、目標方位算出方法が提供される。
前記音響アレイの所定領域のすべてのチャネルを用いて形成される第1のビームと、前記音響アレイの前記所定領域の一部のチャネルを利用し他の1つのサブアレイと一部重複する少なくとも3つのサブアレイのビームで得られる受信信号から、一つの目標に対して、複数の方位情報を算出する処理を実行させるプログラムが提供される。
・・・(5)
が示されている。横軸は、
・・・(6)
であるが、図5(A)では、容易化のため、位相差Δφ(radian)で表している。また、逆正弦関数(sin-1)を直線で示(近似)している。
・・・(7)
が示されている。
横軸は、
・・・(8)
であるが、図5(B)では、容易化のため、位相差Δφ(radian)で表している。また、逆正弦関数(sin-1)を直線で示している。
・・・(9)
当該方位を真の目標方位401とする(なお、式(9)において=は≒であってもよい)。本実施形態によれば、図5(B)において、例えば真の目標方位範囲外の位相差Δφ=α±2πの信号を位相反転により位相差Δφ=αに対応する方位(真の目標方位範囲内の方位)として誤検出しても、図5(A)において、位相差Δφ=α’には方位が検出されないため、図5(B)で誤検出された当該方位は表示しない。このため、ソーナー表示において、左右スプリットビームでの位相反転による虚像を抑制しながら、所望の精度(分解能)で画像表示することができる。
11 音響アレイ
12 受信部(受信装置)
13 受信処理部(受信処理装置)
14 送信部(送信装置)
15 表示部(表示装置)
201、501 受信データ
202 レプリカ相関処理部
203〜206、503〜506 指向性合成処理部
207、507 レベル算出処理部
208、508 方位検出処理部(方位検出ビーム)
209、509 方位検出処理部(スプリットビーム)
210、510 輝度生成処理部
301 フルビーム
302 方位検出ビーム
303 左スプリットビーム
304 右スプリットビーム
401 真の目標方位
502 FFT処理部
600 コンピュータ装置
601 プロセッサ
602 メモリ
603 表示装置
604 インタフェース
605 プログラム
Claims (10)
- 予め定められた3以上のチャネル数で構成される音響アレイを有し、
前記音響アレイの所定領域のすべてのチャネルを用いて形成される第1のビームと、前記音響アレイの前記所定領域の一部のチャネルを利用し他の1つのサブアレイと一部重複する少なくとも3つのサブアレイのビームで得られる受信信号から、一つの目標に対して、複数の方位情報を算出する受信処理部を備えた、ことを特徴とするソーナー装置。 - 前記受信処理部において、
前記音響アレイの前記所定領域のすべてのチャネルを利用したフルビームを前記第1のビームとして生成し、さらに、
前記フルビームとの間で位相反転が発生しない第1のサブアレイによる方位検出ビームと、
前記音響アレイの前記所定領域のチャネルを分離した第2、第3のサブアレイによる第1、第2のスプリットビームを生成し、
前記フルビームと前記方位検出ビーム間の位相差情報と、前記第1及び第2のスプリットビーム間の位相差情報に基づき、目標方位を算出する、ことを特徴とする請求項1記載のソーナー装置。 - 前記受信処理部において、
前記音響アレイの一部のチャネルを利用した第1のサブアレイにより第2のビームを形成する手段を備え、
前記第1のビームと前記第2のビームは、予め定められた所定の方位に関して、位相反転が生じないビーム中心間隔に設定され、
前記音響アレイの前記所定領域のチャネルを分離した第2、第3のサブアレイによる第3、第4のビームを形成する手段と、
前記第1のビームと前記第2のビームに基づき、前記所定の方位に関する第1の方位を検出する第1の方位検出手段と、
前記第3のビームと前記第4のビームに基づき、前記所定の方位に関する第2の方位を検出する第2の方位検出手段と、
をさらに備え、
前記第1の方位に対応する前記第1及び第2のビーム間の位相差情報と、前記第2の方位に対応する前記第3及び第4のビーム間の位相差情報とに基づき、前記所定の方位に関する目標方位を算出する、ことを特徴とする請求項1記載のソーナー装置。 - 前記音響アレイの一部のチャネルを利用した第4のサブアレイにより第5のビームを形成する手段を備え、
前記第1のビームと前記第5のビームは、前記所定の方位とは別の方位に関して、位相反転が生じないビーム中心間隔に設定され、
前記音響アレイの前記所定領域のチャネルを分離した第5、第6のサブアレイによる第6、第7のビームを形成する手段と、
前記第1のビームと前記第5のビームに基づき、前記所定の方位とは別の方位に関する第3の方位を検出する第3の方位検出部と、
前記第6のビームと前記第7のビームに基づき、前記所定の方位とは別の方位に関する第4の方位を検出する第4の方位検出部と、
を備え、
前記第3の方位に対応する前記第1及び第5のビーム間の位相差情報と、前記第4の方位に対応する前記第6及び第7のビーム間の位相差情報とに基づき、前記所定の方位とは別の方位に関する目標方位を算出する、ことを特徴とする請求項3記載のソーナー装置。 - 前記目標方位と距離のグリッドについて輝度値情報を表示する表示部を備えた、ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のソーナー装置。
- 予め定められた3以上のチャネル数で構成される音響アレイを有するソーナー装置での目標方位算出にあたり、
前記音響アレイの所定領域のすべてのチャネルを用いて形成される第1のビームと、前記音響アレイの前記所定領域の一部のチャネルを利用し他の1つのサブアレイと一部重複する少なくとも3つのサブアレイのビームで得られる受信信号から、一つの目標に対して、複数の方位情報を算出する、ことを特徴とする目標方位算出方法。 - 前記音響アレイの前記所定領域のすべてのチャネルを利用したフルビームを前記第1のビームとして生成し、さらに、
前記フルビームとの間で位相反転が発生しない第1のサブアレイによる方位検出ビームと、
前記音響アレイの前記所定領域のチャネルを分離した第2、第3のサブアレイによる第1、第2のスプリットビームを生成し、
前記フルビームと前記方位検出ビーム間の位相差情報と、前記第1及び第2のスプリットビーム間の位相差情報に基づき、目標方位を算出する、ことを特徴とする請求項6記載の目標方位算出方法。 - 前記音響アレイの一部のチャネルを利用した第1のサブアレイにより第2のビームを形成し、
前記第1のビームと前記第2のビームは、予め定められた所定の方位に関して、位相反転が生じないビーム中心間隔に設定され、
前記音響アレイの前記所定領域のチャネルを分離した第2、第3のサブアレイによる第3、第4のビームを形成し、
前記第1のビームと前記第2のビームに基づき、前記所定の方位に関する第1の方位を検出し、
前記第3のビームと前記第4のビームに基づき、前記所定の方位に関する第2の方位を検出し、
前記第1の方位に対応する前記第1及び第2のビーム間の位相差情報と、前記第2の方位に対応する前記第3及び第4のビーム間の位相差情報とに基づき、前記所定の方位に関する目標方位を算出する、ことを特徴とする請求項6記載の目標方位算出方法。 - 予め定められた3以上のチャネル数で構成される音響アレイを有するソーナー装置を構成するコンピュータに、
前記音響アレイの所定領域のすべてのチャネルを用いて形成される第1のビームと、前記音響アレイの前記所定領域の一部のチャネルを利用し他の1つのサブアレイと一部重複する少なくとも3つのサブアレイのビームで得られる受信信号から、一つの目標に対して、複数の方位情報を算出する処理を実行させるプログラム。 - 前記音響アレイの一部のチャネルを利用した第1のサブアレイにより第2のビームを形成し、
前記第1のビームと前記第2のビームは、予め定められた所定の方位に関して、位相反転が生じないビーム中心間隔に設定され、
前記音響アレイの前記所定領域のチャネルを分離した第2、第3のサブアレイによる第3、第4のビームを形成し、
前記第1のビームと前記第2のビームに基づき、前記所定の方位に関する第1の方位を検出し、
前記第3のビームと前記第4のビームに基づき、前記所定の方位に関する第2の方位を検出し、
前記第1の方位に対応する前記第1及び第2のビーム間の位相差情報と、前記第2の方位に対応する前記第3及び第4のビーム間の位相差情報とに基づき、前記所定の方位に関する目標方位を算出する処理を、前記コンピュータに実行させる請求項9記載のプログラム。
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