JP2024030330A - 水中測位システム及び水中測位方法 - Google Patents

Abstract

【課題】音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を精度よく測定することができる水中測位システムを提供する。【解決手段】音波を水中に発する送波器３と、音波を受波して第１の受信信号に変換する受波器Ａと、受波器Ａから間隔をあけて設けられ、音波を受波して第２の受信信号に変換する受波器Ｂと、第１及び第２の受信信号の各々と、音波と同一の波形を有する参照信号との相互相関関数をそれぞれ算出し、相互相関関数に基づいて送波器から受波器Ａ及び受波器Ｂまでの音波の伝搬時間をそれぞれ求める相関計算部４１と、伝搬時間に基づいて送波器と受波器Ａ及び受波器Ｂとの距離をそれぞれ求めて送波器の位置を算出する位置計算部４２と、を具備する。相関計算部は、相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、該時間位置に基づいて伝搬時間を算定する。【選択図】図１

Description

本発明は、水中測位システム及び水中測位方法に関する。

従来の水中測位システムは、音源（送波器）と測位装置に設けられた受波器との間の距離を音波の伝搬時間により測定し、複数箇所で測定した距離から音源の２次元又は３次元位置を特定するようになっている（例えば、非特許文献１、特許文献１、特許文献２参照）。

非特許文献１には、超音波を発する送波器を備えた測位対象物と受波器との距離を、音波の伝搬時間に基づいて測定して、得られた距離と測位対象物の３次元座標とを含む連立方程式の解を求めることにより、測位対象物の位置を測定する方法が開示されている。音波の伝搬時間の測定では、受波器の受信信号と送波器の送信信号のレプリカである参照信号との相互相関関数を計算し、相互相関関数の波形において振幅が最大値となる位置から音波の伝搬時間を求めている。

特許文献１には、水中の測位対象物から発せられた音響信号を複数の受波器で受信し、音響信号毎に相関関数演算を行い、この演算結果に基づいて異なる２個の受波器で受波した音響信号の到達時間差を求める方法が開示されている。特許文献１では、基本波とノイズの強度関係が逆転しているときに到達時間差に比較的大きな誤差が含まれる課題に対して、一対の受信信号に対するインパルス応答を取得し、一般化相互相関関数（ＧＣＣ－ＰＨＡＴ：Generalized Cross-Correlation Phase Transform）による時間差検出処理を行うことでノイズ抑圧信号を生成する方法が用いられている。

特許文献２には、複数の水中測位装置により得られた測位結果のばらつきに応じて、中央値や搬送波対雑音電力比（Ｃ／Ｎ）などに基づき測位データを抽出する範囲を決定し、決定した範囲内から抽出した測位データのみを用いることで測位精度を向上させる方法が開示されている。

特開２０２０－１７６９０２号公報 特開２０１９－２１９２７４号公報

独立行政法人港湾空港技術研究所資料，Ｎｏ．１０５９，「超音波を利用した水中座標計測技術の開発」，２００３年９月

しかしながら、従来の水中測位システムでは、音波反射が強い環境下で相互相関関数の波形上に直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが現れ、直接波と反射波のピークでの振幅の大小関係が逆転する場合がある。相互相関関数の波形において振幅が最大となる位置で到達時間を検出する従来の方法では、直接波の伝搬時間を検出すべきところを誤って反射波の伝搬時間を検出してしまい、伝搬時間から算出する距離の測定に大きな誤差が発生する可能性がある。

例えば、非特許文献１に開示された方法は、水中に存在する測位対象物からの音響信号を受信し、受信信号と参照信号の相互相関関数から最大振幅位置を検出して伝搬時間を測定し、伝搬時間から距離に換算し、測位対象物の位置を求める方法である。しかし、水域によっては音響信号が水面や水底で反射して伝搬する反射波となり、受波器では本来の直接波に加えて反射波が受信される。反射波は音波の伝搬時間を求める上で外乱として作用し、伝搬時間の測定精度を低下させる。

特許文献１は、一対の受信信号の到達時間差を測定する際に反射波の影響を抑えるために、インパルス応答取得処理による解決方法を提示している。しかしながら、特許文献１では、到達時間差から到来角を求めるとき、到来角の分解能が受波器間隔に依存するという制約がある。受波器間隔を狭くすると到来角の分解能が低下し、間隔を広くすると分解能は向上するが、一対の受波器に到達する受信波を並行波と見なせなくなるため、測位対象と受波器の距離が近いときに到来角の推定誤差が大きくなるという課題がある。

特許文献２は、複数の測位結果のうち測位結果のばらつきに応じた範囲から測位結果を抽出して位置を推定するものであり、単一の測位装置又は１個の測位結果のデータに対する測位信頼性の評価を行うものではない。つまり、特許文献２では、測位結果データから測位信頼性を判断するためには、複数の測位装置を必要とするか、あるいは複数の測位結果データを取得しなければならないという課題がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる水中測位システム及び水中測位方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、複数の測位装置や複数の測位結果データを必要とすることなく、単独で測位信頼性の指標を提示することができる水中測位システム及び水中測位方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る水中測位システムは、水中に存在する測位対象物に設けられ、音響波を水中に発する送波器と、前記音響波を受波して電気信号である第１の受信信号に変換する第１の受波器と、前記第１の受波器から間隔をあけて設けられ、前記音響波を受波して電気信号である第２の受信信号に変換する第２の受波器と、前記第１の受信信号及び前記第２の受信信号の各々と、前記音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号との相互相関関数をそれぞれ算出し、前記相互相関関数に基づいて前記送波器から前記第１の受波器及び前記第２の受波器までの前記音響波の伝搬時間をそれぞれ求める相関計算部と、前記伝搬時間に基づいて前記送波器と前記第１の受波器及び前記第２の受波器との距離をそれぞれ求めて前記送波器の位置を算出する位置計算部と、を具備し、前記相関計算部は、前記相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、前記時間位置に基づいて前記伝搬時間を算定することを特徴とする。

上記のように、本発明に係る水中測位システムは、相関計算部が、相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、該時間位置に基づいて音響波の伝搬時間を算定するようになっている。反射波が存在する場合、直接波の伝搬経路は、反射波の伝搬経路よりも短いので、直接波が反射波よりも早く受波器に到達する。よって、相互相関関数の時間波形において反射波の伝搬時間を示すピークが直接波の伝搬時間を示すピークより高くても、最短の時間位置にあるピークを検出することにより、直接波を検出することができる。このように、直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが存在する場合でも直接波のピーク位置を見つけることができるので、送波器と受波器の距離の測定精度が上がり、よって測位精度が向上する。したがって、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

また、本発明の水中測位システムにおいて、前記位置計算部により算出された前記送波器の測位位置の妥当性を判定する判定部と、前記判定部により測位位置の妥当性がないと判定されたとき前記可変閾値を変更する可変閾値設定部と、をさらに備える構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る水中測位システムは、相互相関関数の波形に適用する閾値を変更する構成としたことにより、直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが存在する場合でも、閾値を変更することによって直接波のピーク位置をより高い確率で見つけることができる。これにより、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

また、本発明の水中測位システムにおいて、前記判定部は、前記伝搬時間の差Δｔが、ｃΔｔ／ｄ＜１なる条件を満たすとき、前記位置の妥当性があると判定し、前記条件を満たさないとき、前記位置の妥当性がないと判定する構成であってもよい。ここでｃは水中での音響波の速度であり、ｄは前記第１の受波器と前記第２の受波器の距離である。

この構成により、本発明に係る水中測位システムは、測位位置の妥当性をより正確に判定することができるので、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

また、本発明の水中測位システムにおいて、前記可変閾値設定部は、前記判定部により測位位置の妥当性がないと判定されたとき、前記相互相関関数のノイズレベルより高い初期値から開始して前記可変閾値が漸増するように前記可変閾値を変更し、前記相関計算部は、前記可変閾値が変更されるごとに前記伝搬時間を求めるとともに、前記位置計算部は、前記送波器の位置を算出する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る水中測位システムは、相互相関関数のノイズレベル（背景ノイズ）より高い初期値から開始して可変閾値を漸増させることにより、相互相関関数の波形における伝搬時間測定において、直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが存在した場合でも直接波のピーク位置を見つけることができる。具体的には、相互相関関数の背景ノイズより高い初期値から開始することにより、背景ノイズを誤検出し難くなっている。また、可変閾値を漸増させることにより、直接波より遅れて到達する反射波を誤検出し難く、常に直接波のピーク位置を検出できることで正確な距離を測定できる割合が上昇し、測位精度が向上する。したがって、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

また、本発明の水中測位システムにおいて、前記相関計算部は、前記相互相関関数からピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）を計算し、ＰＡＰＲ値に応じて割り当てられた測位のエラーレベルを、測位の信頼度情報として出力する信頼度情報出力部を備える構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る水中測位システムは、例えば測位位置データを統計処理する際にエラーレベルに応じてデータの抽出を行うことで、より測位精度を高めることができる。したがって、複数の測位装置や複数の測位結果データを必要とすることなく、単独で測位信頼性の指標を提示することができる。

また、本発明に係る水中測位システムは、水中に存在する測位対象物に設けられ、音響波を水中に発する送波器と、前記音響波を受波して電気信号である第１の受信信号に変換する第１の受波器と、前記第１の受波器から間隔をあけて設けられ、前記音響波を受波して電気信号である第２の受信信号に変換する第２の受波器と、前記第１の受波器及び前記第２の受波器から間隔をあけて設けられ、前記音響波を受波して電気信号である第３の受信信号に変換する第３の受波器と、前記第１の受信信号、前記第２の受信信号及び前記第３の受信信号の各々と、前記音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号との相互相関関数をそれぞれ算出し、前記相互相関関数に基づいて前記送波器から前記第１の受波器、前記第２の受波器及び前記第３の受波器までの前記音響波の伝搬時間をそれぞれ求める相関計算部と、前記伝搬時間に基づいて前記送波器と前記第１の受波器、前記第２の受波器及び前記第３の受波器との距離をそれぞれ求めて前記送波器の３次元位置を算出する位置計算部と、を具備し、前記相関計算部は、前記相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、前記時間位置に基づいて前記伝搬時間を算定することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る水中測位システムは、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の３次元位置を高い精度で測定することができる。

また、本発明の水中測位方法は、水中に存在する測位対象物に設けられた送波器から、音響波を水中に発する送波ステップと、第１の受波器により前記音響波を受波して電気信号である第１の受信信号に変換する第１の受波ステップと、前記第１の受波器から間隔をあけて設けられた第２の受波器により、前記音響波を受波して電気信号である第２の受信信号に変換する第２の受波ステップと、前記第１の受信信号及び前記第２の受信信号の各々と、前記音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号との相互相関関数をそれぞれ算出し、前記相互相関関数に基づいて前記送波器から前記第１の受波器及び前記第２の受波器までの前記音響波の伝搬時間をそれぞれ求める相関計算ステップと、前記伝搬時間に基づいて前記送波器と前記第１の受波器及び前記第２の受波器との距離をそれぞれ求めて前記送波器の位置を算出する位置計算ステップと、を含み、相関計算ステップは、前記相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、前記時間位置に基づいて前記伝搬時間を算定することを特徴とする。

上記のように、本発明に係る水中測位方法は、相関計算ステップにて、相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、該時間位置に基づいて音響波の伝搬時間を算定するようになっている。反射波が存在する場合、直接波の伝搬経路は、反射波の伝搬経路よりも短いので、直接波が反射波よりも早く受波器に到達する。よって、相互相関関数の時間波形において反射波の伝搬時間を示すピークが直接波の伝搬時間を示すピークより高くても、最短の時間位置にあるピークを検出することにより、直接波を検出することができる。このように、直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが存在する場合でも直接波のピーク位置を見つけることができるので、送波器と受波器の距離の測定精度が上がり、よって測位精度が向上する。したがって、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

本発明によれば、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる水中測位システム及び水中測位方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る水中測位システムの構成を示すブロック図である。 図１の測位計算処理部の構成例を示す図である。 （ａ）は音波反射が無い場合の相互相関関数の波形例を示し、（ｂ）は音波反射が存在する場合の相互相関関数の波形例を示す図である。 水面と水底で音波反射があるときの送波器から受波器までの音波伝搬経路を示す図（左図）と、その場合の相互相関関数を示す図（右図）である。 閾値により相互相関関数の波形から伝搬時間を検出する方法を説明する図である。 可変閾値検出法のフローチャートである。 送波器が発した音波が並行波となり、受波器Ａ及び受波器Ｂに到来したときの位置関係を示す図である。 （ａ）は音波反射なしで周囲騒音が小さい条件での相互相関関数の波形とＰＡＰＲ値の例であり、（ｂ）は音波反射ありで周囲騒音が小さい条件での相互相関関数の波形とＰＡＰＲ値の例であり、（ｃ）は音波反射ありで周囲騒音が大きい条件での相互相関関数の波形とＰＡＰＲ値の例を示す図である。 ２つの従来技術と本発明に対して測位評価を行った結果を示す。 本発明の別の実施形態に係る水中測位システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態に係る水中測位システム及び水中測位方法について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る水中測位システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、水中測位システム１は、水中測位装置１０と、測位対象物２に取り付けられた送波器３とを備え、水中に存在する測位対象物２の位置、具体的には送波器３の位置を測定するようになっている。

送波器３は、水中に存在する測位対象物２に設けられ、音響波を水中に発するようになっている。音響波は、以下で単に音波ともいい、好ましくは超音波である。

水中測位装置１０は、受波器１１（以下、受波器Ａともいう）、増幅・ＡＤ変換器１２、受波器２１（以下、受波器Ｂともいう）、増幅・ＡＤ変換器２２、及び測位計算処理部４０を備えている。

受波器Ａは、例えばハイドロフォンであり、音響波を受波して電気信号である第１の受信信号ｓ_Ａに変換するようになっている。なお、受波器Ａが、本発明の第１の受波器に対応する。

受波器Ｂは、例えばハイドロフォンであり、受波器Ａから間隔をあけて設けられ、音響波を受波して電気信号である第２の受信信号ｓ_Ｂに変換するようになっている。なお、受波器Ｂが、本発明の第２の受波器に対応する。

増幅・ＡＤ変換器１２は、受波器Ａから出力された受信信号ｓ_Ａを増幅し、アナログ・デジタル変換し、デジタルの受信信号ｕ_Ａを出力するようになっている。同様に、増幅・ＡＤ変換器２２は、受波器Ｂから出力された受信信号ｓ_Ｂを増幅し、アナログ・デジタル変換し、デジタルの受信信号ｕ_Ｂを出力するようになっている。なお、増幅・ＡＤ変換器１２、２２は、増幅器とＡＤ変換器を個別に有する構成としてもよい。

（測位計算処理部）
測位計算処理部４０は、受信信号ｕ_Ａ，ｕ_Ｂを基に測位対象物２（具体的には送波器３）の位置及び必要に応じて測位のエラーレベルξを算出するようになっており、相関計算部４１と２次元位置計算部４２とを備えている。なお、２次元位置計算部４２が、本発明の位置計算部に対応する。

（相関計算部）
相関計算部４１は、受信信号ｕ_Ａ及び受信信号ｕ_Ｂの各々と、音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号ｓ′との相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂをそれぞれ算出し、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂの時間波形に対し可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂを用いて送波器３から受波器Ａ及び受波器Ｂまでの音響波の伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂをそれぞれ求めるようになっている。

図２は、測位計算処理部４０における相関計算部４１の構成例を示す図である。図２に示すように、相関計算部４１は、参照信号記憶部４１１、相互相関関数算出部４１２、伝搬時間検出部４１３、可変閾値設定部４１４、及び測位信頼度算出部４１５を備えている。

参照信号記憶部４１１は、音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号ｓ′のデータを格納するようになっている。

相互相関関数算出部４１２は、受信信号ｕ_Ａと、音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号ｓ′との相互相関関数ｒ_Ａを算出するとともに、受信信号ｕ_Ｂと参照信号ｓ′との相互相関関数ｒ_Ｂを算出するようになっている。

伝搬時間検出部４１３は、相互相関関数ｒ_Ａの時間波形に対し可変閾値γ_Ａを用いて送波器３から受波器Ａまでの音響波の伝搬時間τ_Ａを求めるとともに、相互相関関数ｒ_Ｂの時間波形に対し可変閾値γ_Ｂを用いて送波器３から受波器Ｂまでの音響波の伝搬時間τ_Ｂを求めるようになっている。

可変閾値設定部４１４は、判定部４２２により測位位置の妥当性がないと判定されたとき可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂを変更するようになっている。具体的には、判定部４２２により測位位置の妥当性がないと判定されたとき、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂのノイズレベルより高い初期値から開始して可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂが漸増するように可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂを変更するようになっている。可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂが変更されるごとに、相関計算部４１は、再度、伝搬時間を求め、２次元位置計算部４２は、送波器３の位置を算出する。

測位信頼度算出部４１５は、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂからピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）ρをそれぞれ計算し、ＰＡＰＲ値ρに応じて割り当てられた測位のエラーレベルξを、測位の信頼度情報として出力するようになっている。

（２次元位置計算部）
２次元位置計算部４２は、音波の伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂに基づいて送波器３と受波器Ａ及び受波器Ｂとの距離をそれぞれ求め、送波器３の２次元位置を算出するようになっている。

具体的には、図２に示すように、２次元位置計算部４２は、位置算出部４２１と判定部４２２とを備えている。

位置算出部４２１は、伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂに基づいて送波器３の２次元位置［ｘ′_Ｔ，ｙ′_Ｔ］を算出するようになっている。

判定部４２２は、測位位置の妥当性を判定するようになっている。測位位置の妥当性は、様々な観点から判定することができる。例えば、測位位置が想定されている水中の範囲から逸脱している場合、測位位置が水面より上になった場合、測位位置が水底より下になった場合、測位位置が算出不可の場合などに、妥当性を欠くと判定してもよい。

本実施形態では、判定部４２２は、伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂの差Δｔが、ｃΔｔ／ｄ＜１なる条件を満たすとき、測位位置の妥当性があると判定し、条件を満たさないとき、測位位置の妥当性がないと判定するようになっている。ここでｃは水中での音響波の速度であり、ｄは受波器Ａと受波器Ｂの距離である。この構成により、測位位置の妥当性をより正確に判定することができるので、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物２の位置を高い精度で測定することができる。

（ハードウェア構成）
水中測位装置１０の測位計算処理部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、補助記憶装置、通信インタフェース等を有するコンピュータ装置によって構成される。

水中測位装置１０を構成するコンピュータ装置のＲＯＭ及び補助記憶装置には、コンピュータ装置を水中測位装置１０として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭ等に格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータ装置が水中測位装置１０として機能する。

水中測位装置１０の一部又は全部は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路により実現されてもよい。水中測位装置１０の一部又は全部は、ソフトウェアと、ハードウェア回路との組み合わせで実現されてもよい。

（測位方法）
次に、測位方法について説明する。
図１に示すように、２次元座標系における送波器３の位置を［ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ］とし、受波器Ａと受波器Ｂの位置をそれぞれ、［ｘ_Ａ，ｙ_Ａ］、［ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ］とする。送波器３で発せられた音波は、所定の伝搬経路を介して、受波器Ａと受波器Ｂに到達する。受波器Ａ、Ｂで受信した音波信号は、電気信号である受信信号ｓ_Ａ，ｓ_Ｂにそれぞれ変換される。受信信号ｓ_Ａ，ｓ_Ｂは、それぞれ増幅・ＡＤ変換器１２、２２で信号増幅されて、アナログ・デジタル変換され、デジタルの受信信号ｕ_Ａ，ｕ_Ｂが得られ、相関計算部４１に入力される。

増幅・ＡＤ変換器１２、２２でのアナログ・デジタル変換後の受信信号をｕ_Ａ（ｔ），ｕ_Ｂ（ｔ）（ｔはサンプリング間隔Ｔで標本化された離散時間）で表すと、相関計算部４１は、受信信号と参照信号の相互相関関数ｒ_Ａ（τ），ｒ_Ｂ（τ）を、次式により算出する。

ここで、ｓ′（ｔ）は参照信号であり、送波器３から出力する送信信号の波形データをあらかじめ記録しておいたものである。〈 〉は畳み込み演算である。

相関計算部４１は、送波器３から受波器Ａ及び受波器Ｂまでの音波の伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂを、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂの波形から検出し、２次元位置計算部４２が次式によりそれぞれ距離Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂ［ｍ］に換算する。

ここで、ｃ［ｍ／ｓ］は水中での音速を示す。

２次元位置計算部４２は、距離Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂと受波器Ａ、受波器Ｂの位置座標［ｘ_Ａ，ｙ_Ａ］，［ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ］から、以下の連立方程式の解を求めることにより、送波器３の２次元平面上の位置［ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ］を取得し出力する。

図１及び図２では、上記連立方程式から算出した位置を、送波器３の真の位置［ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ］と区別するために、［ｘ′_Ｔ，ｙ′_Ｔ］と表記している。

＜音波反射が存在する場合の課題＞
図３は、受波器Ａが受信した受信信号から算出された相互相関関数ｒ_Ａ（τ）の波形例を示す。具体的には、図３（ａ）は、音波反射が無い条件での相互相関関数ｒ_Ａ（τ）の波形例であり、図３（ｂ）は水面や水底、周囲壁からの音波反射が存在する場合の相互相関関数ｒ_Ａ（τ）の波形例である。

図３（ａ）では、相互相関関数ｒ_Ａ（τ）の波形において振幅最大となる点を三角マークで示している。非特許文献１に示す従来技術では、振幅最大となる点から音波の伝搬時間τ_Ａを検出している。

図３（ｂ）においても、相互相関関数ｒ_Ａ（τ）の波形において振幅最大となる点を三角マークで示している。図３（ｂ）では、振幅最大となる点よりも先行した位置に円マークで示した、相互相関関数ｒ_Ａ（τ）の別のピークが観測される。円マークで示した点は本来の伝搬時間を示す位置であり、音波反射がある条件では相関関数の波形上に多くの疑似ピークが発生し、振幅最大となる点と本来の伝搬時間を示す点の時間位置が一致していない。

次に、音波反射ありの条件で振幅最大となる点と本来の伝搬時間を示す点の時間位置が一致しない理由を、図４を参照して説明する。

図４は、水面と水底で音波反射があるときの送波器から受波器までの音波伝搬経路を示す図（左図）と、その場合の相互相関関数を示す図（右図）である。送波器３から受波器Ａを一直線で結んだ経路で伝搬する音波を直接波と呼び、直接波は最初に受波器Ａで観測される。音波が水面や水底で反射してから伝搬する波を反射波と呼び、経路が長い分だけ直接波より遅れて観測される。水面で反射した経路で伝搬する反射波ａと水底で反射した経路で伝搬する反射波ｂが同じ経路長を有するとき、受信側で反射波ａと反射波ｂが合成され、その合成した反射波は直接波よりも振幅が大きくなる場合がある。その振幅の大小関係が相互相関関数波形の振幅として表れるため、従来技術では直接波ではなく反射波に対する伝搬時間を検出してしまい、測位誤差が大きくなる。

＜可変閾値検出法＞
本実施形態では、相互相関関数ｒ_Ａ（τ）の波形から伝搬時間を検出するために、可変閾値により直接波の伝搬時間を検出する可変閾値検出法を用いている。具体的には、伝搬時間を検出するための閾値γを設定し、ｒ_Ａ（τ）＞γ（τ＞０）の条件を満たす最短の時間位置を検出する。図５は、閾値を０．０１５に設定した例であり、図３（ｂ）において最大振幅点を伝搬時間位置として検出する従来の方法と比べて、音波反射がある場合でも本来の伝搬時間位置を検出することができる。

しかしながら、閾値による検出は、閾値の設定方法に課題がある。例えば図５において閾値を０．０２５に設定した場合は反射波の伝搬時間を検出し、閾値を０．００５未満に設定した場合は背景雑音に妨害されて音波の伝搬時間とは全く無関係な時間位置を検出してしまう。

そこで、本実施形態では、図１の相関計算部４１において閾値を可変とした伝搬時間の検出を行う。閾値の設定範囲を定めるため、上記式（１）、（２）により与えられる相互相関関数ｒ_Ａ（τ），ｒ_Ｂ（τ）に対して、次式による正規化を行う。正規化処理により振幅最大値は１となり、閾値の可変範囲は０～１（０以上１以下）となる。

そして、閾値γ_Ａ，γ_Ｂを次式により設定する。ここで、ｑは繰り返し伝搬時間検出を行うときの繰り返し番号（ｑ＝１，２，...）であり、Ｎは伝搬時間検出を行う範囲を示す信号点数である。

すなわち、閾値γ_Ａ，γ_Ｂは、繰り返し番号ｑに応じて変化させるとともに背景雑音の振幅平均の値を加えた値となっている。具体的には、閾値γ_Ａ，γ_Ｂは、繰り返し番号ｑに応じて所定ステップ幅（例えば０．３）ずつ漸増させるとともに背景雑音の振幅平均の値を加えた値となっている。ステップ幅は、０．３に限定されるものではなく、０．１や０．２や０．４などでもよく、０より大きく１より小さい任意の値に設定してもよい。

図６は、本実施形態において用いている可変閾値検出法のフローチャートを示す。可変閾値検出法では、まず、相関計算部４１において、繰り返し番号ｑに１を設定し、（７）～（１０）式より閾値γ_Ａ，γ_Ｂを計算する（ステップＳ１）。次いで、閾値γ_Ａ，γ_Ｂを基に、送波器３から受波器Ａ、受波器Ｂまでの音波の伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂを検出する（ステップＳ２）。具体的には、相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、その時間位置に基づいて伝搬時間を算定する

次いで、２次元位置計算部４２において、伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂに基づいて、送波器３から受波器Ａ、受波器Ｂまでの距離Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂを計算する（ステップＳ３）。次いで、距離Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂ及び受波器Ａ、受波器Ｂの位置［ｘ_Ａ，ｙ_Ａ］，［ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ］に基づいて、送波器３の位置［ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ］を計算する（ステップＳ４）。

次いで、測位位置が所定の条件を満たすか、あるいは閾値γ_Ａ，γ_Ｂが設定範囲を超えたか否かを判定する（ステップＳ５）。判定結果が肯定（ＹＥＳ）のときは、繰り返し処理を終了する。判定結果が否定（ＮＯ）のときは、繰り返し番号ｑの値を１増やして、閾値γ_Ａ，γ_Ｂを再計算し（ステップＳ６）、ステップＳ２に戻る。

図６は、図１の２次元位置を特定する場合に対応するが、後で説明する図１０の３次元位置を特定する場合も同様である。

測位位置の所定条件として、受波器Ａと受波器Ｂに到達する音波を並行波とみなしたときの到来角θを計算し、測位位置の検証に用いる方法が挙げられる。図７は、送波器３が発した音波が並行波となり、受波器Ａ及び受波器Ｂに到来したときの位置関係を示している。並行波が受波器Ａと受波器Ｂに到達する時間差Δｔに対して並行波の到来角θは次式で表される。

時間差Δｔは受波器Ａと受波器Ｂへの音波の伝搬時間の差から求められる。時間差Δｔと受波器間隔ｄは次式で与えられる。

（１１）式により計算される到来角θは、送波器３から受波器Ａや受波器Ｂまでの距離に比べて受波器間隔ｄが極めて短い場合を前提としているので、送波器３と受波器Ａの位置から計算できる実際の方位角とは一致しない。ただし、（１１）式のθの値が実数となるか否かを調べることで測位位置の妥当性を判断することができる。つまり、ｃΔｔ／ｄの絶対値が１より小さい（θが実数となる）ならば相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂから検出した伝搬時間τ_Ａ、τ_Ｂは妥当であると判定し、上記の所定の条件を満たすものとする。なお、ｃΔｔ／ｄの絶対値が１を超える（θが複素数となる）場合、現実的な角度を求めることができないので、伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂの一方もしくは両方に誤りがあることが推測される。

特許文献１は、一対の受信信号に対する到達時間差Δｔを直接測定し、式（１１）から到来角を求める方法を開示している。到達時間差の測定はアナログ・デジタル変換後の信号に対して行われるので、到達時間差Δｔの分解能（識別できる最小時間）はサンプリング間隔Ｔ［ｓ］となる。このため、式（１１）で求める到来角には、時間差測定の分解能に応じた制約がある。

具体的には、例えば、サンプリング周波数２００ｋＨｚ，受波器間隔０．３ｍ，水中音速１５００ｍ／ｓとすると、到来角の分解能はΔθ＝１．４３［ｄｅｇ］となる。到来角の分解能を上げる（識別できる最小角度を小さくする）には受波器間隔ｄを拡げると良いが、受波器間隔ｄを拡げると受波器に到達する音波が並行波と見なせないため、求めた到来角と実際の方位角の差が大きくなる。一方、本実施形態の測位計算では、式（１１）を用いずに式（３）、（４）、（５）、（６）から測位位置を求めるので、受波器間隔を拡げる分だけ測位精度が向上する。

＜測位信頼性＞
つぎに、測位信頼性に関して説明する。
相関計算部４１の測位信頼度算出部４１５は、測位の信頼度を表すピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ：Peak-to-Average Power Ratio）ρを計算して出力する。ピーク電力対平均電力比ρは、正規化処理後の相互相関関数ｒ′_Ａ（τ）に対して、次式により計算する。

図８は、正規化処理後の相互相関関数ｒ′_Ａ（τ）の波形とＰＡＰＲ値ρの例である。図８（ａ）や図８（ｂ）から音波の伝搬時間を測定することは可能である。図８（ｃ）に示す例では、送波器３から発した音波よりも周囲騒音のレベルがはるかに大きく（ＳＮ比－１０ｄＢ）、可変閾値検出法でも音波の正確な伝搬時間を測定することは難しい（不正確な結果しか得られない）。

２次元位置計算部４２（又は後で説明する３次元位置計算部４２Ａ）が測位位置を出力するとき、相関計算部４１が、ＰＡＰＲ値ρに応じて次式で示すエラーレベルξを出力する。

エラーレベルξ＝０は良好に測位できる場合、エラーレベルξ＝１は測位可能であるが誤差が大きくなる可能性がある場合、エラーレベルξ＝２は測位不可、又は測位誤差が大きい場合を示す。

このように、求めた測位位置に対してエラーレベルξを付与することで、測位データの可視化や統計処理を効率的あるいは効果的に便利に行うことができる。例えば、測位対象物２が移動している場合は、エラーレベルξが０と１の測位座標点をグラフ上でプロットし、測位対象物２への追従を優先する。測位対象物２が静止しているときは、エラーレベルξが０の測位データのみを抽出して正確な測位位置を求めるようにしてもよい。

（測位実験）
次に、測位実験について説明する。
測位対象物として梯子に送波器を取り付けて、２次元位置を特定する測位実験を北海道北見市民温水プールで実施した。プールの大きさは幅２５ｍ、奥行１５ｍ、水深１．３５ｍである。送波器から出力する送信信号の周波数帯域は１２ｋＨｚ～３２ｋＨｚ、受信信号をアナログ・デジタル変換するときのサンプリング周波数は２００ｋＨｚ、送波器３から出力する送信信号の継続長を８２ｍｓとした。送波器と受波器Ａ、Ｂの高さ位置は、水底から０．８ｍで同じ位置で既知とした。測位評価結果を図９に示す。２つの従来技術と本発明に対して下記の条件で測位評価を行った。

従来技術１：
送波器から発せられた音波を受波器Ａ、受波器Ｂで受波したときの受信信号に対して、非特許文献１の方法（相互相関関数の波形から振幅最大となるポイントを検出）に基づいて音波の伝搬時間を測定し、送波器の２次元位置を求めた。受波器Ａと受波器Ｂのｘｙ座標はそれぞれ［１２．５，０．６］，［１１．１，０．６］とし、受波器間隔を１．４ｍとした。図９（ａ）に測位実験の結果を示す。

従来技術２：
送波器から発せられた音波を受波器Ａ、受波器Ｂで受波したときの受信信号に対して特許文献１の方法（一対の受信信号からインパルス応答取得とＧＣＣ－ＰＨＡＴによる時間差測定）による到来角の算出を行った。特許文献１の方法は距離測位の方法は示されていないので送波器と受波器Ａ間の距離は既知とし、距離と到来角から送波器の２次元位置を求めた。受波器Ａと受波器Ｂのｘｙ座標はそれぞれ［１２．５，０．６］，［１２．２，０．６］とし、受波器間隔を０．３ｍとした。図９（ｂ）に測位実験の結果を示す。

本発明：
送波器から発せられた音波を受波器Ａ、受波器Ｂで受波したときの受信信号に対して可変閾値検出法に基づいて音波の伝搬時間を測定し、送波器の２次元位置を求めた。受波器Ａと受波器Ｂのｘｙ座標はそれぞれ［１２．５，０．６］，［１１．１，０．６］とし、受波器間隔を１．４ｍとした。図９（ｃ）に測位実験の結果を示す。

図９において、真値は、送波器の実際の位置を示し、具体的にはプール内で梯子を移動させたときの送波器の位置を巻尺とロープで測定した。測位点は、音波から送波器の位置を測定して得られた測位位置を示す。従来技術１、従来技術２、及び本発明の測位誤差平均はそれぞれ１．６２ｍ、０．８０ｍ、０．２９ｍであり、本発明は従来技術よりも測位精度が高いという結果が得られた。

（作用効果）
上記説明したように、本実施形態に係る水中測位システム１は、相関計算部４１が、相互相関関数の時間波形において可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂを超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、該時間位置に基づいて音波の伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂを算定するようになっている。反射波が存在する場合、直接波の伝搬経路は、反射波の伝搬経路よりも短いので、直接波が反射波よりも早く受波器に到達する。よって、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂの時間波形において反射波の伝搬時間を示すピークが直接波の伝搬時間を示すピークより高くても、最短の時間位置にあるピークを検出することにより、直接波を検出することができる。このように、直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが存在する場合でも直接波のピーク位置を見つけることができるので、送波器３と受波器Ａ、Ｂの距離の測定精度が上がり、よって測位精度が向上する。したがって、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

また、本実施形態に係る水中測位システム１において、可変閾値設定部４１４は、判定部４２２により測位位置の妥当性がないと判定されたとき、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂのノイズレベルより高い初期値から開始して可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂが漸増するように可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂを変更し、相関計算部４１は、可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂが変更されるごとに伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂを求めるとともに、位置計算部４２は、送波器３の位置［ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ］を算出する構成となっている。このように、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂのノイズレベル（背景ノイズ）より高い初期値から開始して可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂを漸増させることにより、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂの波形に対する伝搬時間測定において、直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが存在した場合でも直接波のピーク位置を見つけることができる。具体的には、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂの背景ノイズより高い初期値から開始することにより、背景ノイズを誤検出し難くなっている。また、可変閾値γ_Ａ，γ_Ｂを漸増させることにより、直接波より遅れて到達する反射波を誤検出し難く、常に直接波のピーク位置を検出できることで正確な距離を検出できる割合が上昇し、測位精度が向上する。したがって、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

また、本実施形態の水中測位システム１において、相関計算部４１は、相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂからピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）ρを計算し、ＰＡＰＲ値ρに応じて割り当てられた測位のエラーレベルξを、測位の信頼度情報として出力する信頼度情報出力部４１５を備えている。この構成により、例えば測位位置データを統計処理する際にエラーレベルξに応じてデータの抽出を行うことで、より測位精度を高めることができる。したがって、複数の測位装置や複数の測位結果データを必要とすることなく、単独で測位信頼性の指標を提示することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る水中測位システム１Ａについて、図面を参照して説明する。

第２の実施形態に係る水中測位システム１Ａは、例えばハイドロフォンである受波器３１（以下、受波器Ｃともいう）及び増幅・ＡＤ変換器３２をさらに備えて送波器３の３次元位置を計算している点で、２次元位置を計算している第１の実施形態とは異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。

図１０は、第２の実施形態に係る水中測位システム１Ａの構成を示すブロック図である。本実施形態の水中測位システム１Ａは、受波器Ａ、受波器Ｂに加えて、受波器Ｃ及び増幅・ＡＤ変換器３２を備えている。受波器Ｃにより得られる受信信号ｓ_Ｃが増幅・ＡＤ変換器３２に送られ、増幅及びＡＤ変換されてデジタルの受信信号ｕ_Ｃが得られる。測位計算処理部４０Ａの相関計算部４１Ａは、受信信号ｕ_Ａ，ｕ_Ｂ，ｕ_Ｃを基に、送波器３から受波器Ａ，Ｂ，Ｃまでの音波の伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂ，τ_Ｃをそれぞれ求め、３次元位置計算部４２Ａに送るようになっている。

３次元位置計算部４２Ａは、相関計算部４１Ａにより得られた伝搬時間τ_Ａ，τ_Ｂ，τ_Ｃに基づいて、送波器３と受波器Ａ，Ｂ，Ｃとの距離Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂ，Ｒ_Ｃをそれぞれ求める。そして、３次元位置計算部４２Ａは、距離Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂ，Ｒ_Ｃと受波器Ａ，Ｂ，Ｃの位置座標［ｘ_Ａ，ｙ_Ａ］，［ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ］，［ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ］から、以下の連立方程式の解を求めることにより、送波器３の３次元空間内の位置［ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ］を取得し出力する。

なお、４個以上の受波器を用いて送波器からのそれぞれ距離を測定し、最小二乗法により３次元位置の近似解を求める方法がＧＰＳ測位原理として広く知られており、本発明においても同様に適用することができる。

本実施形態に係る水中測位システム１Ａにおいても、第１の実施形態と同様に、測位位置の妥当性を判定し、判定結果に応じて相互相関関数ｒ_Ａ，ｒ_Ｂ，ｒ_Ｃの波形に適用する閾値γ_Ａ，γ_Ｂ，γ_Ｃを変更する構成は同じである。この構成により、直接波と反射波の伝搬時間を示す複数のピークが存在する場合でも直接波のピーク位置を見つけることができるので、送波器と受波器の距離の測定精度が上がり、よって測位精度が向上する。したがって、音波反射の強い環境であっても、水中の測位対象物の位置を高い精度で測定することができる。

以上述べたように、本発明は、音波反射の強い環境であっても、水中の測定対象物の位置を高い精度で測定することができるという効果を有し、例えば水中音響機器、水中ロボット、水中工作機器などの水中の測位対象物に適用可能な水中測位システム及び水中測位方法の全般に有用である。

１、１Ａ 水中測位システム
２ 測位対象物
３ 送波器
１０、１０Ａ 水中測位装置
１１ 受波器Ａ（第１の受波器）
２１ 受波器Ｂ（第２の受波器）
３１ 受波器Ｃ（第３の受波器）
１２、２２、３２ 増幅・ＡＤ変換器
４０、４０Ａ 測位計算処理部
４１、４１Ａ 相関計算部
４１１ 参照信号記憶部
４１２ 相互相関関数算出部
４１３ 伝搬時間検出部
４１４ 可変閾値設定部
４１５ 測位信頼度算出部
４２ ２次元位置計算部（位置計算部）
４２Ａ ３次元位置計算部
４２１ 位置算出部
４２２ 判定部

Claims (7)

1. 水中に存在する測位対象物に設けられ、音響波を水中に発する送波器と、
   前記音響波を受波して電気信号である第１の受信信号に変換する第１の受波器と、
   前記第１の受波器から間隔をあけて設けられ、前記音響波を受波して電気信号である第２の受信信号に変換する第２の受波器と、
   前記第１の受信信号及び前記第２の受信信号の各々と、前記音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号との相互相関関数をそれぞれ算出し、前記相互相関関数に基づいて前記送波器から前記第１の受波器及び前記第２の受波器までの前記音響波の伝搬時間をそれぞれ求める相関計算部と、
   前記伝搬時間に基づいて前記送波器と前記第１の受波器及び前記第２の受波器との距離をそれぞれ求めて前記送波器の位置を算出する位置計算部と、
   を具備し、
   前記相関計算部は、前記相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、前記時間位置に基づいて前記伝搬時間を算定することを特徴とする水中測位システム。
2. 前記位置計算部により算出された前記送波器の測位位置の妥当性を判定する判定部と、前記判定部により測位位置の妥当性がないと判定されたとき前記可変閾値を変更する可変閾値設定部と、をさらに備える請求項１に記載の水中測位システム。
3. 前記判定部は、前記伝搬時間の差Δｔが、ｃΔｔ／ｄ＜１なる条件を満たすとき、前記位置の妥当性があると判定し、前記条件を満たさないとき、前記位置の妥当性がないと判定し、ここでｃは水中での音響波の速度であり、ｄは前記第１の受波器と前記第２の受波器の距離である、請求項２に記載の水中測位システム。
4. 前記可変閾値設定部は、前記判定部により測位位置の妥当性がないと判定されたとき、前記相互相関関数のノイズレベルより高い初期値から開始して前記可変閾値が漸増するように前記可変閾値を変更し、前記相関計算部は、前記可変閾値が変更されるごとに前記伝搬時間を求めるとともに、前記位置計算部は、前記送波器の位置を算出する、請求項２又は３に記載の水中測位システム。
5. 前記相関計算部は、前記相互相関関数からピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）を計算し、ＰＡＰＲ値に応じて割り当てられた測位のエラーレベルを、測位の信頼度情報として出力する信頼度情報出力部を備える、請求項１に記載の水中測位システム。
6. 水中に存在する測位対象物に設けられ、音響波を水中に発する送波器と、
   前記音響波を受波して電気信号である第１の受信信号に変換する第１の受波器と、
   前記第１の受波器から間隔をあけて設けられ、前記音響波を受波して電気信号である第２の受信信号に変換する第２の受波器と、
   前記第１の受波器及び前記第２の受波器から間隔をあけて設けられ、前記音響波を受波して電気信号である第３の受信信号に変換する第３の受波器と、
   前記第１の受信信号、前記第２の受信信号及び前記第３の受信信号の各々と、前記音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号との相互相関関数をそれぞれ算出し、前記相互相関関数に基づいて前記送波器から前記第１の受波器、前記第２の受波器及び前記第３の受波器までの前記音響波の伝搬時間をそれぞれ求める相関計算部と、
   前記伝搬時間に基づいて前記送波器と前記第１の受波器、前記第２の受波器及び前記第３の受波器との距離をそれぞれ求めて前記送波器の３次元位置を算出する位置計算部と、
   を具備し、
   前記相関計算部は、前記相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、前記時間位置に基づいて前記伝搬時間を算定することを特徴とする水中測位システム。
7. 水中に存在する測位対象物に設けられた送波器から、音響波を水中に発する送波ステップと、
   第１の受波器により前記音響波を受波して電気信号である第１の受信信号に変換する第１の受波ステップと、
   前記第１の受波器から間隔をあけて設けられた第２の受波器により、前記音響波を受波して電気信号である第２の受信信号に変換する第２の受波ステップと、
   前記第１の受信信号及び前記第２の受信信号の各々と、前記音響波の時間波形と同一の波形を有する参照信号との相互相関関数をそれぞれ算出し、前記相互相関関数に基づいて前記送波器から前記第１の受波器及び前記第２の受波器までの前記音響波の伝搬時間をそれぞれ求める相関計算ステップと、
   前記伝搬時間に基づいて前記送波器と前記第１の受波器及び前記第２の受波器との距離をそれぞれ求めて前記送波器の位置を算出する位置計算ステップと、
   を含み、
   相関計算ステップは、前記相互相関関数の時間波形において可変閾値を超えるピークのうち最短の時間位置にあるピークを検出し、前記時間位置に基づいて前記伝搬時間を算定することを特徴とする水中測位方法。

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