JP2023160159A - 波動監視システムおよび波動監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】波源位置の特定性能の向上、およびロバスト性を高めることを可能とする。【解決手段】波動監視システム１０は、マスタ監視装置１００Ａとスレーブ監視装置１００Ｂとを備える。マスタ監視装置１００Ａとスレーブ監視装置１００Ｂとは、波動を受波する複数の受波素子１３１を配列した受波アレイ１３０と、受波素子１３１が受波した信号を周波数分析して周波数分析結果を出力する周波数分析部１１１と、受波アレイ１３０に配置される受波素子１３１について、当該受波素子に係る周波数分析結果と、波動位相差に関する重みとの内積である第１強調処理結果を出力する第１強調処理部１１２と備える。マスタ監視装置１００Ａは、複数の第１強調処理結果と波動の振幅変調成分に係る包絡線位相差に関する重みとの内積である第２強調処理結果を出力する第２強調処理部１１４と備える。【選択図】図３

Description

本発明は、空気中や水中における波源の位置を特定する波動監視システムおよび波動監視方法に関する。

空気中や水中における波動を用いた監視の分野において、波源の方向や位置を特定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、複数の受波素子を配列した受波アレイで受波したアレイ信号を演算して波源の方向や位置を特定する技術が開示されている。

特許第３９１８７３０号公報

ここで、特許文献１に記載の技術では、想定波源位置とそれぞれの受波素子との相対位置により生じる波動位相差を用いて波源位置や方向を特定する。このため、空間折り返し歪みが発生しないよう、受波素子の配列間隔を波動の波長の１／２以下にする必要がある。このような条件で広い空間を監視するためには、斯かる配列間隔の受波素子を多数配列して受波アレイを大型化する必要がある。このため、装置が複雑になり信頼性低下が問題となっている。他に消費電力が増加する問題も生じる。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、波源位置の特定性能の向上、およびロバスト性を高めることを可能とする波動監視システムおよび波動監視方法を提供することを課題とする。

上記した課題を解決するため、本発明に係る波動監視システムは、波動を監視する空間である監視空間に配置され、前記波動を受波する複数の受波素子を配列した、複数の受波アレイと、前記受波素子が受波した信号を周波数分析して周波数分析結果を出力する周波数分析部と、１つの前記受波アレイに配置される受波素子について、当該受波素子に係る前記周波数分析結果、および、想定される前記波動の波源の位置である想定波源位置と当該受波素子との相対位置により生じる波動位相差に関する重みの内積である第１強調処理結果を出力する第１強調処理部と、前記複数の受波アレイそれぞれに対応する第１強調処理結果、および、前記想定波源位置と当該受波アレイとの相対位置により生じる前記波動の振幅変調成分に係る包絡線位相差に関する重みの内積である第２強調処理結果を出力する第２強調処理部と備える。

本発明によれば、波源位置の特定性能の向上、およびロバスト性を高めることを可能とする波動監視システムおよび波動監視方法を提供することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本実施形態に係る波動監視システムの全体構成を示す図である。 本実施形態に係るスレーブ監視装置の機能ブロック図である。 本実施形態に係るマスタ監視装置の機能ブロック図である。 本実施形態に係る管理装置の機能ブロック図である。 本実施形態に係るスレーブ監視装置の監視処理のフローチャートである。 本実施形態に係るマスタ監視装置の監視処理のフローチャートである。 本実施形態に係る波動監視システムの監視装置、および受波素子の配置を説明するための図である。 本実施形態に係る監視装置単体および波動監視システムでの数値解析結果を示すグラフである。

≪波動監視システムの概要≫
以下に、本発明を実施するための形態（実施形態）における波動監視システムについて説明する。波動監視システムは、空気中や水中における波源（音源）の位置や方向を特定する。波動監視システムは、それぞれ受波アレイを備えるスレーブ監視装置とマスタ監視装置とを含む。スレーブ監視装置とマスタ監視装置とは、波動の振幅変調成分における包絡線波長の概ね１／２間隔で配置される。以下、スレーブ監視装置とマスタ監視装置とを総称して監視装置と記す。

監視装置は、受波アレイが受波したアレイ信号を周波数分析し、想定波源位置とそれぞれの受波素子との相対位置により生じる波動位相差に関する重みと内積する強調処理を行う。スレーブ監視装置は、強調処理の結果をマスタ監視装置に送信する。マスタ監視装置は、スレーブ監視装置および自身の強調処理の結果、および、想定波源位置と受波アレイとの相対位置による生じる波動の振幅変調成分の包絡線位相差に関する重みの内積を算出して強調処理して、波源の方向または位置を特定する。

このような波動監視システムでは、監視装置が波動位相差を用いて波源位置や方向の推定した結果を用いて、さらにマスタ監視装置が包絡線位相差を用いて波源位置や方向を推定する。複数の監視装置が受波したアレイ信号を組み合わせて処理することで、波源位置の特定性能の向上、およびロバスト性を高めることができる。

≪波動監視システムの全体構成≫
図１は、本実施形態に係る波動監視システム１０の全体構成を示す図である。波動監視システム１０は、監視空間５１０に配置されたマスタ監視装置１００Ａ（後記する図３参照）および１つ以上のスレーブ監視装置１００Ｂ（後記する図２参照）を含んで構成される。図１に示す波動監視システム１０は、１つのマスタ監視装置１００Ａと５つのスレーブ監視装置１００Ｂとを含む。波動監視システム１０は、マスタ監視装置１００Ａとスレーブ監視装置１００Ｂとに監視に係る設定を行い、マスタ監視装置１００Ａから波源５２０の位置または方向の推定結果を受信する管理装置２００を含んでもよい。マスタ監視装置１００Ａ、およびスレーブ監視装置１００Ｂを総称して監視装置１００と記す。

監視装置１００は、監視空間５１０において少なくとも２つ以上配置され、その配置間隔は波源５２０が発する波動における振幅変調成分の包絡線波長λの概ね１／２である。監視装置１００に備わる受波アレイ１３０（図２、図３参照）における複数の受波素子１３１の配列は、図１に示したＺ軸方向以外にもＸ軸方向やＹ軸方向、またはそれらを組み合わせた面的配列など、想定される波源５２０の位置である想定波源位置５３０とそれぞれの受波素子１３１との相対位置により生じる波動位相差が得られるものであれば任意である。また、監視装置１００の配置間隔は、図中のＸ軸方向以外にもＹ軸方向やＺ軸方向、またはそれらを組み合わせた面的配置など、想定波源位置５３０とそれぞれの監視装置１００との相対位置により生じる包絡線波長λの包絡線位相差が得られるものであれば任意である。

以上に説明したように波動監視システム１０は、マスタ監視装置１００Ａ、および１つ以上のスレーブ監視装置１００Ｂを含む。
マスタ監視装置１００Ａ、およびスレーブ監視装置１００Ｂは、波動を監視する空間である監視空間に配置され、前記波動を受波する複数の受波素子を配列した、受波アレイ１３０を備える。
受波アレイ１３０（マスタ監視装置１００Ａ、およびスレーブ監視装置１００Ｂ）は、波動の振幅変調成分における包絡線波長λの概ね１／２の間隔で配置される。

≪スレーブ監視装置の構成≫
図２は、本実施形態に係るスレーブ監視装置１００Ｂの機能ブロック図である。スレーブ監視装置１００Ｂは、監視空間５１０に配置される、複数の受波素子１３１を配列した受波アレイ１３０を備える。受波素子１３１の間隔Δは、波動の波長の１／２以下である。受波素子１３１は、例えば監視空間５１０である水中に配置されたハイドロホンである。監視空間５１０は、空気中であってもよく、その場合の受波素子１３１は、マイクロホンである。またスレーブ監視装置１００Ｂはマイクロプロセッサを含んで構成され、周波数分析部１１１、第１強調処理部１１２、および通信部１１８Ｂを備える。

≪スレーブ監視装置：周波数分析部≫
周波数分析部１１１は、受波アレイ１３０に備わる受波素子１３１が受波した信号（アレイ信号）を周波数分析して、周波数領域の信号を取得する。周波数分析部１１１は、例えば高速フーリエ変換を行う。以下、スレーブ監視装置１００ＢがＮ個あり、それぞれのスレーブ監視装置１００ＢにはＭ個の受波素子１３１が備わるとする。ｊ＝１，…，Ｎをスレーブ監視装置１００Ｂのインデックス、ｉ＝１，…，Ｍを受波素子１３１のインデックスとし、受波した信号をｐ_ｉｊ（ｔ）と示す。Ｔ_ｌｊをｊ番目のスレーブ監視装置１００Ｂの分析開始時刻、Ｔ_Ｗを分析窓の長さ、Ｗ（ｔ）を分析窓関数、ωを角周波数とすると、周波数分析部１１１が出力する周波数分析結果であるＰ_ｉｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）は、式（１）で示される。

以上に説明したようにスレーブ監視装置１００Ｂは、受波素子１３１が受波した信号を周波数分析して周波数分析結果を出力する周波数分析部１１１を備える。

≪スレーブ監視装置：第１強調処理部≫
第１強調処理部１１２は、周波数分析結果、および想定波源位置５３０とそれぞれの受波素子１３１との相対位置により生じる波動位相差に関する重みの内積を算出して強調処理を行う。ｗ_ｉｊ（ω）を想定波源位置５３０と、ｊ番目のスレーブ監視装置１００Ｂにおけるｉ番目の受波素子１３１との相対位置により生じる波動位相差に関する重みとし、＊を複素共役を取る演算子とすると、第１強調処理部１１２が出力する第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）は、式（２）で示される。

以上に説明したようにスレーブ監視装置１００Ｂは、受波アレイ１３０に配置される受波素子１３１について、当該受波素子に係る周波数分析結果、および、想定される波動の波源５２０の位置である想定波源位置５３０と当該受波素子との相対位置により生じる波動位相差に関する重みの内積である第１強調処理結果を出力する第１強調処理部を備える。

≪スレーブ監視装置：通信部≫
通信部１１８Ｂは、第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）をマスタ監視装置１００Ａに送信する。また通信部１１８Ｂは、管理装置２００からｗ_ｉｊ（ω）に係るパラメータ情報を受信して第１強調処理部１１２に出力（設定）する。

以上に説明したようにスレーブ監視装置１００Ｂは、第１強調処理結果をマスタ監視装置１００Ａに送信するスレーブ通信部（通信部１１８Ｂ）を備える。

≪マスタ監視装置の構成≫
図３は、本実施形態に係るマスタ監視装置１００Ａの機能ブロック図である。マスタ監視装置１００Ａは、スレーブ監視装置１００Ｂと同様に受波アレイ１３０を備える。またマスタ監視装置１００Ａは、マイクロプロセッサを含んで構成され、周波数分析部１１１、第１強調処理部１１２、同期部１１３、第２強調処理部１１４、積分部１１５、および通信部１１８Ａを備える。周波数分析部１１１、および第１強調処理部１１２は、スレーブ監視装置１００Ｂと同様である。なお第１強調処理部１１２は、第１強調処理結果を通信部１１８Ｂではなく、同期部１１３に出力する。

以上に説明したようにマスタ監視装置１００Ａは、受波アレイ１３０と、周波数分析部１１１と、第１強調処理部１１２とを備える。

以下に、同期部１１３、第２強調処理部１１４、積分部１１５、および通信部１１８Ａを説明する。以降の説明ではマスタ監視装置１００Ａについて、インデックスｊを０として記載する。換言すれば、０番目の監視装置１００はマスタ監視装置１００Ａであり、ｊ番目（ｊ＝１，…，Ｎ）の監視装置１００はｊ番目のスレーブ監視装置１００Ｂであるとする。例えば、マスタ監視装置１００Ａにおける第１強調処理結果をＱ_０（ω，Ｔ_ｌ０）と記す。マスタ監視装置１００Ａおよびスレーブ監視装置１００Ｂの第１強調処理結果をＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）（ｊ＝０，１，…，Ｎ）と記す。

≪マスタ監視装置：同期部≫
同期部１１３は、マスタ監視装置１００Ａおよびスレーブ監視装置１００Ｂの第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）（ｊ＝０，１，…，Ｎ）の分析開始時刻（Ｔ_ｌｊ）の同期を取って、結果を第２強調処理部１１４に出力する。詳しくは、同期部１１３は、所定の誤差を考慮して同じ分析開始時刻の第１強調処理結果を収集して、第２強調処理部１１４に出力する。なおＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）（ｊ＝１，…，Ｎ）は、スレーブ監視装置１００Ｂが送信した第１強調処理結果であり、後記する通信部１１８Ａが受信して同期部１１３に出力した第１強調処理結果である。Ｑ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）は時刻同期されているので、以下ではＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌ）（ｊ＝０，１，…，Ｎ）と記す。

≪マスタ監視装置：第２強調処理部≫
第２強調処理部１１４は、同期部１１３が出力した第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌ）（ｊ＝０，１，…，Ｎ）および、想定波源位置５３０とそれぞれの監視装置１００が備える受波アレイ１３０との相対位置により生じる波源５２０が放射する波動における振幅変調成分に係る包絡線波長λの包絡線位相差に関する重みの内積を算出して、包絡線位相差による強調処理を行い、第２強調処理結果を積分部１１５に出力する。詳しくは、Δωを振幅変調成分の包絡線波長に対応する角周波数、Ｗ_ｊ（Δω）を想定波源位置５３０とｊ番目の監視装置１００に備わる受波アレイ１３０との相対位置により生じる包絡線位相差に係る重みとすると、第２強調処理部１１４が出力する第２強調処理結果であるＢ（ω，Ｔ_ｌ）は、式（３）で示される。第２強調処理部１１４は、角周波数ωにおけるΔωの振幅変調成分が、周波数領域ではω±Δω／２の冗長性として現れることを利用し、包絡線位相差による強調処理を行う。

以上に説明したようにマスタ監視装置１００Ａは、複数の受波アレイ１３０それぞれに対応する第１強調処理結果、および、想定波源位置５３０と当該受波アレイ１３０との相対位置により生じる波動の振幅変調成分に係る包絡線位相差に関する重みの内積である第２強調処理結果を出力する第２強調処理部１１４を備える。

≪マスタ監視装置：積分部≫
積分部１１５は、第２強調処理結果であるＢ（ω，Ｔ_ｌ）を時間および周波数で積分して、積分結果ＳＢを通信部１１８Ａに出力する。詳しくは、波動の周波数範囲をω_Ｌ～ω_Ｕとし、時間範囲をＴ_Ｌ～Ｔ_Ｕとすると、積分結果であるＳＢは式（４）で示される。この積分結果は、波源５２０が想定波源位置５３０に存在する確度を示している。

監視対象の波源５２０がGaussian雑音である場合、Ｂ（ω，Ｔ_ｌ）はReyleigh分布になるため、波源の検出閾値が上がる。しかし、式（４）により時間および周波数の範囲にIncoherentな積分和を取りＳＢに変換することで、ＳＢはChi二乗分布となるため、波源の検出閾値を下げることが可能となる。

≪マスタ監視装置：通信部≫
通信部１１８Ａは、スレーブ監視装置１００Ｂから第１強調処理結果を受信して同期部１１３に出力する。また通信部１１８Ａは、積分結果であるＳＢを管理装置２００に送信する。他にも通信部１１８Ａは、管理装置２００からｗ_ｉ０（ω）やＷ_ｊ（Δω）に係るパラメータ情報を受信して第１強調処理部１１２、および第２強調処理部１１４に出力（設定）する。

以上に説明したようにマスタ監視装置１００Ａは、スレーブ監視装置１００Ｂが送信した第１強調処理結果を受信するマスタ通信部（通信部１１８Ａ）を備える。

≪管理装置の構成≫
図４は、本実施形態に係る管理装置２００の機能ブロック図である。管理装置２００はコンピュータであり、制御部２１０、および入出力部２８０を備える。入出力部２８０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインターフェイス機器が接続される。入出力部２８０は通信デバイスを備え、監視装置１００とのデータ送受信が可能である。また入出力部２８０にメディアドライブが接続され、記録媒体を用いたデータのやり取りが可能であってもよい。

制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成され、設定部２１１、および表示制御部２１２が備わる。設定部２１１は、監視に係るパラメータ情報を監視装置１００に送信する。例えば設定部２１１は、予め設定された、または指定された１つ以上の想定波源位置５３０それぞれについてｗ_ｉｊ（ω）やＷ_ｊ（Δω）に係るパラメータ情報を算出して、監視装置１００に送信する。
表示制御部２１２は、マスタ監視装置１００Ａから受信した積分結果であるＳＢ（式（４）参照）を、入出力部２８０に接続されたディスプレイに出力する。例えば表示制御部２１２は、指定された複数の想定波源位置５３０に係る積分結果（波源５２０が存在する確度）を表示する。

≪スレーブ監視装置の監視処理≫
図５は、本実施形態に係るスレーブ監視装置１００Ｂの監視処理のフローチャートである。スレーブ監視装置１００Ｂは、ステップＳ１１～Ｓ１４の繰り返し処理と並行して、通信部１１８Ｂが、管理装置２００からｗ_ｉｊ（ω）に係るパラメータ情報を受信して第１強調処理部１１２に出力（設定）する処理を行う。

ステップＳ１１において周波数分析部１１１は、受波アレイ１３０から受波した信号であるｐ_ｉｊ（ｔ）を受信する。
ステップＳ１２において周波数分析部１１１は、ｐ_ｉｊ（ｔ）の周波数分析を行い（式（１）参照）結果であるＰ_ｉｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）を第１強調処理部１１２に出力する。

ステップＳ１３において第１強調処理部１１２は、Ｐ_ｉｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）と波動位相差に関する重みとの内積を算出して強調処理を行い（式（２）参照）第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）を通信部１１８Ｂに出力する。
ステップＳ１４において通信部１１８Ｂは、第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）をマスタ監視装置１００Ａに送信する。

≪マスタ監視装置の監視処理≫
図６は、本実施形態に係るマスタ監視装置１００Ａの監視処理のフローチャートである。マスタ監視装置１００Ａは、ステップＳ２１～Ｓ２７の繰り返し処理と並行して、通信部１１８Ａが、管理装置２００からｗ_ｉ０（ω）やＷ_ｊ（Δω）に係るパラメータ情報を受信して第１強調処理部１１２および第２強調処理部１１４に出力（設定）する処理を行う。

ステップＳ２１～Ｓ２３は、ステップＳ１１～Ｓ１３と同様である。但しステップＳ１３において第１強調処理部１１２は、第１強調処理結果であるＱ_０（ω，Ｔ_ｌ０）を同期部１１３に出力する。
ステップＳ２４において同期部１１３は、通信部１１８Ａを介して第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）（ｊ＝１，…，Ｎ）を受信する。続いて同期部１１３は、マスタ監視装置１００Ａおよびスレーブ監視装置１００Ｂの第１強調処理結果であるＱ_ｊ（ω，Ｔ_ｌｊ）（ｊ＝０，１，…，Ｎ）の分析開始時刻（Ｔ_ｌｊ）の同期を取って、第２強調処理部１１４に出力する。

ステップＳ２５において第２強調処理部１１４は、Ｑ_ｊ（ω，Ｔ_ｌ）（ｊ＝０，１，…，Ｎ）と包絡線位相差に関する重みとの内積を算出して強調処理を行い（式（３）参照）第２強調処理結果であるＢ（ω，Ｔ_ｌ）を積分部１１５に出力する。
ステップＳ２６において積分部１１５は、Ｂ（ω，Ｔ_ｌ）の絶対値を周波数と時間とで積分して（式（４）参照）、通信部１１８Ａに出力する。
ステップＳ２７において通信部１１８Ａは、積分結果であるＳＢを管理装置２００に送信する。

≪波動監視システムの数値解析≫
以下に波動監視システム１０の数値解析の一例を示す。監視空間５１０は水中（海中）であり、波動速度は１５００ｍ／ｓである。図７は、本実施形態に係る波動監視システム１０の監視装置１００、および受波素子１３１の配置を説明するための図である。黒丸は受波素子１３１を、点線の矩形は監視装置１００（に備わる受波アレイ１３０）を示す。監視装置１００は、距離０ｍ～３００ｍに７５ｍ間隔で５つ配置される。それぞれの監視装置１００は、受波素子１３１が高さ０ｍを中心に１．８７５ｍ間隔で正負高さ方向に８個配列される受波アレイ１３０を備える。

波源５２０として変調度が１、１０Ｈｚの振幅変調を持つ４００Ｈｚの正弦波を放射する点波源を、距離６００ｍ、基準高さ０ｍに設置して、５つの監視装置１００で波動を受波する。４００Ｈｚの正弦波の波長は波動速度１５００ｍ／ｓの場合３．７５ｍであり、半波長は受波素子１３１の配列間隔と一致する。また１０Ｈｚの振幅変調成分の包絡線波長λは１５０ｍであり、その半波長は監視装置１００の配置間隔に一致する。監視装置１００の第１強調処理結果をマスタ監視装置１００Ａに集約し、包絡線位相差を用いた強調処理が可能となり、監視装置１００単体の強調処理結果をさらに強調することが可能となる。

図８は、本実施形態に係る監視装置１００単体および波動監視システム１０での数値解析結果を示すグラフである。点線のグラフは、距離３００ｍ（図７参照）にあるマスタ監視装置１００Ａ単体（後記する監視装置単体での監視処理、式（５）参照）でのビームパタン５８１の数値解析結果である。実線のグラフは、５つの監視装置１００を備える波動監視システム１０でのビームパタン５８２の数値解析結果である。グラフの横軸は想定波源位置の方向と波源の方向との角度差、縦軸は角度差における積分結果（式（４）、式（５）参照）の比であり、鋭いピークを持つほど波源５２０の検出精度が高いことを示す。

図８に示されたとおり、マスタ監視装置１００Ａ単体によるビームパタン５８１と比較して、５つの監視装置１００の協調（包絡線位相差を利用した強調処理）によるビームパタン５８２がより鋭いことがわかる。これより、監視装置１００単体による監視よりも、波動監視システム１０による監視が、波源位置の特定性能の向上、および海流による圧力変化や風による波浪などの雑音に対するロバスト性を高めることができることが示された。

≪変形例：監視装置単体での監視処理≫
上記した波動監視システム１０は、マスタ監視装置１００Ａ、およびスレーブ監視装置１００Ｂの第１強調処理結果に対して、第２強調処理部１１４が包絡線位相差による強調処理している。スレーブ監視装置１００Ｂ単体で第１強調処理結果を周波数と時間とで積分してもよい。詳しくは、ｊ番目のスレーブ監視装置１００Ｂにおいて式（５）で示される積分結果であるＳＱ_ｊを算出してｊ番目の検出結果として管理装置２００に送信し、管理装置２００がスレーブ監視装置１００Ｂそれぞれの結果を表示するようにしてもよい。

≪変形例：機能分散≫
本実施形態で例示する波動監視システム１０におけるマスタ監視装置１００Ａとスレーブ監視装置１００Ｂと管理装置２００との機能分散の形態は上記した形態に限られず、同様の効果や機能を奏し得る範囲において、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば監視装置１００は、受波アレイ１３０が受波した信号を管理装置２００に送信し、管理装置２００が周波数分析部１１１、第１強調処理部１１２、同期部１１３、第２強調処理部１１４、積分部１１５を備え、受波した信号の処理を行ってもよい。また監視装置１００は全てスレーブ監視装置１００Ｂであり、管理装置２００が同期部１１３、第２強調処理部１１４、積分部１１５を備え、包絡線位相差による強調処理と、周波数・時間で積分してもよい。

以上に説明したように波動監視システム１０は、複数の受波アレイ１３０と、周波数分析部１１１と、第１強調処理部１１２と、第２強調処理部１１４と備える。
また波動監視システム１０は、第２強調処理結果を時間および周波数の範囲で積分する積分部１１５を備える。

≪その他の変形例≫
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 波動監視システム
１００ 監視装置
１００Ａ マスタ監視装置
１００Ｂ スレーブ監視装置
１１１ 周波数分析部
１１２ 第１強調処理部
１１３ 同期部
１１４ 第２強調処理部
１１５ 積分部
１１８Ａ 通信部（マスタ通信部）
１１８Ｂ 通信部（スレーブ通信部）
１３０ 受波アレイ
１３１ 受波素子
５１０ 監視空間
５２０ 波源
５３０ 想定波源位置

Claims (5)

1. 波動を監視する空間である監視空間に配置され、前記波動を受波する複数の受波素子を配列した、複数の受波アレイと、
   前記受波素子が受波した信号を周波数分析して周波数分析結果を出力する周波数分析部と、
   １つの前記受波アレイに配置される受波素子について、当該受波素子に係る前記周波数分析結果、および、想定される前記波動の波源の位置である想定波源位置と当該受波素子との相対位置により生じる波動位相差に関する重みの内積である第１強調処理結果を出力する第１強調処理部と、
   前記複数の受波アレイそれぞれに対応する第１強調処理結果、および、前記想定波源位置と当該受波アレイとの相対位置により生じる前記波動の振幅変調成分に係る包絡線位相差に関する重みの内積である第２強調処理結果を出力する第２強調処理部と備える
   波動監視システム。
2. 前記受波アレイは、前記波動の振幅変調成分における包絡線波長の概ね１／２の間隔で配置される
   請求項１に記載の波動監視システム。
3. マスタ監視装置、および１つ以上のスレーブ監視装置を含み、
   前記スレーブ監視装置は、
   前記受波アレイと、前記周波数分析部と、前記第１強調処理部と、前記第１強調処理結果を前記マスタ監視装置に送信するスレーブ通信部とを備え、
   前記マスタ監視装置は、
   前記受波アレイと、前記周波数分析部と、前記第１強調処理部と、前記スレーブ監視装置が送信した第１強調処理結果を受信するマスタ通信部と、前記第２強調処理部とを備える
   請求項１に記載の波動監視システム。
4. 前記第２強調処理結果を時間および周波数の範囲で積分する積分部をさらに備える
   請求項１に記載の波動監視システム。
5. 波動監視システムの波動監視方法であって、
   波動監視システムは、
   波動を監視する空間である監視空間に配置され、前記波動を受波する複数の受波素子を配列した、複数の受波アレイを備え、
   波動監視システムが、
   前記受波素子が受波した信号を周波数分析して周波数分析結果を出力するステップと、
   １つの前記受波アレイに配置される受波素子について、当該受波素子に係る前記周波数分析結果、および、想定される前記波動の波源の位置である想定波源位置と当該受波素子との相対位置により生じる波動位相差に関する重みの内積である第１強調処理結果を出力するステップと、
   前記複数の受波アレイそれぞれに対応する第１強調処理結果、および、前記想定波源位置と当該受波アレイとの相対位置により生じる前記波動の振幅変調成分に係る包絡線位相差に関する重みの内積である第２強調処理結果を出力するステップとを実行する
   波動監視方法。

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