JP2616730B2 - Sound source motion analyzer - Google Patents

Sound source motion analyzer

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JP2616730B2
JP2616730B2 JP6326016A JP32601694A JP2616730B2 JP 2616730 B2 JP2616730 B2 JP 2616730B2 JP 6326016 A JP6326016 A JP 6326016A JP 32601694 A JP32601694 A JP 32601694A JP 2616730 B2 JP2616730 B2 JP 2616730B2
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sound source
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は水中音響探査に利用す
る。本発明は水中を移動する物体の速度、針路、位置測
定に利用する。特に、1回の実測により測定する技術に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is used for underwater acoustic sounding. The present invention is used for measuring the speed, course, and position of an object moving in water. In particular, the present invention relates to a technique of performing measurement by one actual measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から知られている音源運動解析装置
は、水中を移動中の音源の位置、針路、速力を解析する
ために、特開平2−66481号公報に示されるよう
に、3個の受波器で時系列的に3回分以上の音源信号の
測定を行い、その測定値を用いて音源の針路、速力、音
源と各受波器との相対方位を未知数として含む連立方程
式を解く技術を用いていた。
2. Description of the Related Art As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-66481, a conventionally known sound source motion analysis apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-66481 in order to analyze the position, course and speed of a sound source moving in water. The sound source signal is measured three or more times in a time series with the receiver, and the measured values are used to solve simultaneous equations including the course, speed, and relative orientation of the sound source and each receiver as unknowns. Technology was used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の運動解析装置で
は、複数の未知数を求めるために未知数以上の次数の連
立方程式を立てる必要があり、時系列的に3回以上の測
定を要した。
In the conventional motion analysis device, it is necessary to establish a simultaneous equation of an order higher than the unknown in order to obtain a plurality of unknowns, and three or more measurements are required in time series.

【0004】また、この方程式においては、測定の間、
音源が等速直線運動を行っていることを前提としている
ため、速度あるいは針路が変化している音源の運動解析
は困難であった。
[0004] Also, in this equation, during the measurement,
Since it is assumed that the sound source is performing a constant velocity linear motion, it is difficult to analyze the motion of the sound source whose speed or course is changing.

【0005】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、1回の実測値にしたがって音源の速度、針路、
位置を測定することができる音源運動解析装置を提供す
ることを目的とする。本発明は、音源が等速直線運動以
外で移動している場合でも解析可能な音源運動解析装置
を提供することを目的とする。
[0005] The present invention has been made in such a background, and the speed of the sound source, the course,
It is an object of the present invention to provide a sound source motion analysis device capable of measuring a position. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sound source motion analysis device capable of analyzing a sound source even when the sound source is moving other than at a constant velocity linear motion.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、水中を移動中
の音源の位置、針路、速力を時系列的に1回だけの音源
信号の測定で解析できることを特徴とする。本発明の運
動解析装置は、未知数を求めるために、未知数以上の次
数の連立方程式を立てて解析する技術を用いず、未知数
を仮定して求まるレプリカの測定値と実測値の誤差計算
により未知数を推定する技術を用いている。すなわち、
本発明は、水中の一つの音源から到来する音波を受信す
る複数の位置に配置された受波器と、この受波器を介し
て観測されたドップラ周波数にしたがって前記音源の位
置を解析する手段とを備えた音源運動解析装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is characterized in that the position, course, and speed of a sound source moving in water can be analyzed in a time series in a single measurement of a sound source signal. The motion analysis apparatus of the present invention does not use a technique of establishing and analyzing a simultaneous equation of an order equal to or greater than the unknown number to obtain the unknown number, and calculates the unknown number by calculating the error between the measured value and the measured value of the replica obtained assuming the unknown number. Estimation technology is used. That is,
The present invention provides a receiver arranged at a plurality of positions for receiving sound waves arriving from a single sound source in water, and means for analyzing the position of the sound source according to the Doppler frequency observed via the receiver. This is a sound source motion analysis device provided with:

【0007】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記解析する手段は、未知数に対応するパラメータの値を
乱数を用いて設定するパラメータ設定部と、この設定さ
れた乱数値を入力しドップラ周波数のレプリカドップラ
周波数を演算するレプリカ計算部と、前記受波器により
実測されたドップラ周波数とこのレプリカドップラ周波
数とを入力しその誤差を計算する誤差計算部と、この誤
差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計算
終了判定部と、この誤差と前記誤差計算部から前回出力
された誤差とを比較しその差が許容値以下のとき前記パ
ラメータの値を前記パラメータ設定部に再入力する誤差
変化評価部と、この差が許容値以上のとき前記誤差変化
評価部の出力が入力されこの差の増加分を許容値と比較
してその結果が許容値以下のとき前記パラメータの値を
前記パラメータ設定部に再入力する誤差再評価部と、こ
の増加分が許容値以上のとき前回のパラメータの値を前
記パラメータ設定部に再入力するパラメータ後退部とを
備え、前記解析する手段は、前記計算終了判定部が計算
終了を判定するまで前記パラメータ設定部に再入力され
た前記パラメータの値と新たな乱数値にしたがって前記
未知数に対応するパラメータを更新して繰り返し解析す
るところにある。
Here, it is a feature of the present invention that the analyzing means includes a parameter setting section for setting a parameter value corresponding to the unknown using a random number, and a Doppler for inputting the set random value. A replica calculator for calculating a replica Doppler frequency of the frequency, an error calculator for inputting the Doppler frequency actually measured by the receiver and the replica Doppler frequency and calculating an error thereof, and comparing the error with a threshold. A calculation end determination unit that determines the end of the calculation by using the error and a previously output error from the error calculation unit, and when the difference is equal to or less than an allowable value, re-inputs the parameter value to the parameter setting unit. An error change evaluator and, when the difference is equal to or more than an allowable value, an output of the error change evaluator is input, and an increase in the difference is compared with an allowable value, and the result is allowed. An error re-evaluation unit that re-inputs the value of the parameter to the parameter setting unit when the value is equal to or less than a value, and a parameter retreat unit that re-inputs the value of the previous parameter to the parameter setting unit when the increment is equal to or more than an allowable value. The analyzing means updates the parameter corresponding to the unknown according to the value of the parameter re-input to the parameter setting unit and a new random number value until the calculation completion determination unit determines the calculation completion. To analyze repeatedly.

【0008】前記受波器を3個備え、前記音源の針路A
h、速力S、発振周波数F、前記受波器の前記針路Ah
に対する相対方位をそれぞれA1、A2、A3、水中音
速をswとし前記レプリカドップラ周波数をF1、F
2、F3とすると、 F1=〔sw/(sw+S・cos(A1−Ah))〕
×F F2=〔sw/(sw+S・cos(A2−Ah))〕
×F F3=〔sw/(sw+S・cos(A3−Ah))〕
×F であることが望ましい。
[0008] A three-way receiver, the course A of the sound source
h, speed S, oscillation frequency F, course Ah of the receiver
The relative azimuths with respect to are respectively A1, A2, A3, the underwater sound speed is sw, and the replica Doppler frequencies are F1, F
Assuming that 2, F3, F1 = [sw / (sw + S · cos (A1-Ah))]
× F F2 = [sw / (sw + S · cos (A2-Ah))]
× F F3 = [sw / (sw + S · cos (A3-Ah))]
× F 2 is desirable.

【0009】前記パラメータ設定部は、パラメータセッ
トの更新値=1ループ前の設定値(または初期値)±乱
数計算値にしたがってパラメータを更新することが望ま
しい。
It is preferable that the parameter setting unit updates the parameter according to a parameter set update value = 1 set value (or an initial value) before a loop ± a random number calculation value.

【0010】[0010]

【作用】全ての未知数の値を乱数計算により仮定し設定
する。それらを基にレプリカの測定値を計算する。各受
波器の実測値とレプリカの測定値の誤差を計算する。誤
差の変化を評価し誤差が減少した場合設定値を受け入れ
る。さらに、誤差が増加した場合でも基準以下なら設定
値を受け入れる。受け入れられた測定値を基に再び乱数
により設定値の更新を行い、誤差が極めて小さくなるま
で処理を繰り返す。これにより、実測値との誤差を最小
にする最適な全ての未知数の値が推定される。
Function All unknown values are assumed and set by random number calculation. Calculate the measured value of the replica based on them. The error between the measured value of each receiver and the measured value of the replica is calculated. Evaluate the change in error and accept the set value if the error decreases. Further, even if the error increases, the set value is accepted if it is below the reference. Based on the accepted measured values, the set values are updated again by random numbers, and the process is repeated until the error becomes extremely small. As a result, the optimal values of all unknowns that minimize the error from the actually measured values are estimated.

【0011】[0011]

【実施例】本発明実施例の構成を図1および図2を参照
して説明する。図1は本発明実施例装置のブロック構成
図である。図2は本発明実施例における音源と受波器と
の位置関係を示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a sound source and a receiver according to the embodiment of the present invention.

【0012】本発明は、水中の一つの音源20から到来
する音波を受信する3つの位置に配置された受波器11
〜13と、この受波器11〜13を介して観測されたド
ップラ周波数f1、f2、f3にしたがって音源20の
位置を解析する手段としての解析部1とを備えた音源運
動解析装置である。
According to the present invention, there are provided receivers 11 arranged at three positions for receiving sound waves coming from one sound source 20 in water.
This is a sound source motion analysis device including: a first analysis unit 13 for analyzing a position of a sound source 20 according to Doppler frequencies f1, f2, and f3 observed via the receivers 11 to 13.

【0013】ここで、本発明の特徴とするところは、解
析部1は、未知数に対応するパラメータF、Ah、S、
A1、A2、A3の値を乱数を用いて設定するパラメー
タ設定部2と、この設定された乱数値を入力しドップラ
周波数f1、f2、f3のレプリカドップラ周波数F
1、F2、F3を演算するレプリカ計算部3と、受波器
11〜13により実測されたドップラ周波数f1、f
2、f3とこのレプリカドップラ周波数F1、F2、F
3とを入力しその誤差を計算する誤差計算部4と、この
誤差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計
算終了判定部5と、この誤差と誤差計算部4から前回出
力された誤差とを比較しその差が許容値以下のときパラ
メータF、Ah、S、A1、A2、A3の値をパラメー
タ設定部2に再入力する誤差変化評価部6と、この差が
許容値以上のとき誤差変化評価部6の出力が入力されこ
の差の増加分を許容値と比較してその結果が許容値以下
のときパラメータF、Ah、S、A1、A2、A3の値
をパラメータ設定部2に再入力する誤差再評価部7と、
この増加分が許容値以上のとき前回のパラメータF-1
Ah-1、S-1、A1-1、A2-1、A3-1の値をパラメー
タ設定部2に再入力するパラメータ後退部8とを備え、
この解析部1は、計算終了判定部5が計算終了を判定す
るまでパラメータ設定部2に再入力されたパラメータ
F、Ah、S、A1、A2、A3またはF-1、Ah-1
-1、A1-1、A2-1、A3-1の値と新たな乱数値にし
たがって前記未知数に対応するパラメータを更新して繰
り返し解析するところにある。
Here, the feature of the present invention is that the analyzing unit 1 includes parameters F, Ah, S,
A parameter setting unit 2 for setting the values of A1, A2, and A3 using random numbers, and a replica Doppler frequency F of the Doppler frequencies f1, f2, and f3 by inputting the set random numbers.
1, F2, F3, and Doppler frequencies f1, f actually measured by the receivers 11 to 13.
2, f3 and the replica Doppler frequencies F1, F2, F
3, an error calculation unit 4 for calculating the error, a calculation end determination unit 5 for comparing the error with a threshold value to determine the end of the calculation, and an error previously output from the error calculation unit 4 When the difference is equal to or less than the allowable value, the error change evaluator 6 re-inputs the values of the parameters F, Ah, S, A1, A2, and A3 to the parameter setting unit 2, and when the difference is equal to or larger than the allowable value. The output of the error change evaluator 6 is input and the increase in the difference is compared with an allowable value. When the result is equal to or smaller than the allowable value, the values of the parameters F, Ah, S, A1, A2, and A3 are sent to the parameter setting unit 2. An error re-evaluation unit 7 for re-input,
When the increment is equal to or larger than the allowable value, the previous parameter F −1 ,
A parameter retreating unit 8 for re-inputting the values of Ah -1 , S -1 , A1 -1 , A2 -1 , and A3 -1 to the parameter setting unit 2;
The analysis unit 1 determines whether the parameters F, Ah, S, A1, A2, A3 or F −1 , Ah −1 , which are re-input to the parameter setting unit 2 until the calculation end determination unit 5 determines the calculation end.
The parameter corresponding to the unknown is updated according to the values of S −1 , A 1 −1 , A 2 −1 , and A 3 −1 and the new random number, and the analysis is repeated.

【0014】次に、本発明実施例の動作を説明する。水
中を針路ah、速力sで周波数fの音響信号を放射しな
がら移動する音源を、3つの受波器11〜13で観測す
る。受波器11と音源の相対方位をa1、受波器11で
測定される実測ドップラ周波数をf1、受波器12と音
源の相対方位をa2、受波器12で測定される実測ドッ
プラ周波数をf2、受波器13と音源の相対方位をa
3、受波器13で測定される実測ドップラ周波数をf3
とする。また、海中音速はswである。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. A sound source moving underwater while radiating an acoustic signal of frequency f at course ah and speed s is observed by three receivers 11 to 13. The relative azimuth between the receiver 11 and the sound source is a1, the measured Doppler frequency measured by the receiver 11 is f1, the relative azimuth between the receiver 12 and the sound source is a2, and the measured Doppler frequency measured by the receiver 12 is f2, the relative azimuth between the receiver 13 and the sound source is a
3. The measured Doppler frequency measured by the receiver 13 is f3
And The underwater sound speed is sw.

【0015】図1において、音源運動解析装置の解析部
1は、パラメータF、Ah、S、A1、A2、A3の値
から計算したレプリカドップラ周波数F1、F2、F3
と実測データとしてのドップラ周波数f1、f2、f3
の誤差を評価しながら、パラメータF、Ah、S、A
1、A2、A3の値を順次変更して処理を繰り返し実行
するパラメータ推定器である。
In FIG. 1, an analysis unit 1 of a sound source motion analysis apparatus includes replica Doppler frequencies F1, F2, F3 calculated from the values of parameters F, Ah, S, A1, A2, A3.
And Doppler frequencies f1, f2, f3 as measured data
The parameters F, Ah, S, A
This is a parameter estimator that sequentially changes the values of 1, A2, and A3 and repeatedly executes the processing.

【0016】パラメータ設定部2は、運動解析における
未知数ah、s、f、a1、a2、a3に対応したパラ
メータAh、S、F、A1、A2、A3のセットを乱数
計算により設定する。この設定において、第1回目の設
定では、パラメータの予想値としてオペレータによりあ
らかじめ入力された初期値を基に、第2回目以降の設定
では、誤差評価によってループを戻って来たパラメータ
セットの値を基に設定値の更新が行われる。すなわち、
パラメータセットの更新値=1ループ前の設定値(また
は初期値)±乱数計算値となり、レプリカ計算部3で
は、パラメータセットの設定値を基に受波器11〜13
のレプリカドップラ周波数F1〜F3が計算される。計
算式は、 F1=〔sw/(sw+S・cos(A1−Ah))〕
×F F2=〔sw/(sw+S・cos(A2−Ah))〕
×F F3=〔sw/(sw+S・cos(A3−Ah))〕
×F となる。誤差計算部4では、レプリカドップラ周波数F
1〜F3が入力され、このベクトル(F1、F2、F
3)と受波器11〜13で測定された音源信号から得ら
れた実測ドップラ周波数f1〜f3のベクトル(f1、
f2、f3)の誤差σが計算される。誤差計算部4では
繰り返し処理において、レプリカドップラ周波数F1、
F2、F3は毎回入力されて更新されるが、実測ドップ
ラ周波数f1、f2、f3は1回分の測定により得られ
た最初の入力値が使われ続ける。計算式は、 σ=Σk (Fk−fk) (ただし、k=1、2、3) となる。計算終了判定部5では、誤差σの評価を行い、
誤差σが終了基準値より大きければ繰り返し処理が継続
され、誤差変化評価部6にσが入力される。
The parameter setting unit 2 sets a set of parameters Ah, S, F, A1, A2, and A3 corresponding to the unknowns ah, s, f, a1, a2, and a3 in the motion analysis by random number calculation. In this setting, in the first setting, based on the initial value previously input by the operator as the expected value of the parameter, in the second and subsequent settings, the value of the parameter set returned from the loop by the error evaluation is set. The setting value is updated based on the setting. That is,
The updated value of the parameter set = the set value (or the initial value) one loop before ± the calculated random number, and the replica calculator 3 receives the receivers 11 to 13 based on the set value of the parameter set.
Are calculated. The calculation formula is: F1 = [sw / (sw + S · cos (A1-Ah))]
× F F2 = [sw / (sw + S · cos (A2-Ah))]
× F F3 = [sw / (sw + S · cos (A3-Ah))]
× F. The error calculator 4 calculates the replica Doppler frequency F
1 to F3 are input and the vectors (F1, F2, F
3) and the vectors (f1,...) Of the measured Doppler frequencies f1 to f3 obtained from the sound source signals measured by the receivers 11 to 13
The error σ of f2, f3) is calculated. In the iterative process, the error calculator 4 calculates the replica Doppler frequency F1,
Although F2 and F3 are input and updated each time, the first input values obtained by one measurement are used as the actually measured Doppler frequencies f1, f2, and f3. The calculation formula is σ = Σ k (Fk−fk) (where k = 1, 2, 3). The calculation end determination unit 5 evaluates the error σ, and
If the error σ is larger than the end reference value, the repetition processing is continued, and σ is input to the error change evaluator 6.

【0017】誤差変化評価部6では、前回のループで入
力したσと新たに入力したσの変化Δσを計算し、誤差
が減少した場合に、パラメータ設定部2で設定したパラ
メータセットの設定値を受け入れ、再びその値をパラメ
ータ設定部2に入力する。誤差が増加した場合には、誤
差再評価部7にΔσを入力する。すなわち、 誤差減少 Δσ=σn-1 −σn <0→パラメータセット
の設定値受け入れ 誤差増大 Δσ=σn-1 −σn ≧0→誤差再評価部7に
Δσ入力 となる。誤差再評価部7では、増大誤差Δσを評価し、
Δσが増加許容値以下の場合には、パラメータ測定部2
で設定したパラメータセットの設定値を受け入れ、再び
その値をパラメータ設定部2に入力する。
The error change evaluator 6 calculates a change Δσ between σ input in the previous loop and newly input σ, and when the error decreases, sets the parameter set value set by the parameter setting unit 2 to the value. Accept and input the value to the parameter setting unit 2 again. When the error increases, Δσ is input to the error re-evaluation unit 7. That is, error decrease Δσ = σ n−1 −σ n <0 → acceptance of set value of parameter set Error increase Δσ = σ n−1 −σ n ≧ 0 → Δσ input to error re-evaluation unit 7. The error re-evaluation unit 7 evaluates the increase error Δσ,
If Δσ is equal to or less than the increase allowable value, the parameter measurement unit 2
The set value of the parameter set set in the step is accepted, and the value is input to the parameter setting unit 2 again.

【0018】増大誤差Δσが増加許容値より大きい場合
には、パラメータ後退部8でパラメータセットの設定値
が1回前のループの設定値に戻されてパラメータ設定部
2に入力される。すなわち、 Δσ≦増加許容値 → パラメータセットの設定値受け
入れ Δσ>増加許容値 → パラメータ後退部8でパラメー
タセットの設定値変更(後退) となる。パラメータ設定部2では、受け入れられたパラ
メータセットの設定値または1回前のループの設定値に
戻されたパラメータセットの設定値を入力し、この設定
値を基に乱数計算によりパラメータセットを更新し処理
を繰り返す。
If the increase error Δσ is larger than the allowable increase value, the parameter retreat unit 8 returns the set value of the parameter set to the set value of the previous loop and inputs it to the parameter set unit 2. That is, Δσ ≦ increase allowable value → acceptance of parameter set value Δσ> increase allowable value → parameter reversing section 8 changes parameter set value (retreat). The parameter setting unit 2 inputs the set value of the accepted parameter set or the set value of the parameter set returned to the set value of the previous loop, and updates the parameter set by random number calculation based on this set value. Repeat the process.

【0019】計算終了判定部5で、 σ≦終了基準値 となると、繰り返し処理が終了し、出力部9にそのとき
のパラメータF0、Ah0、S0、A10、A20、A
30のセットが、未知数f、ah、s、a1、a2、a
3の最適パラメータセットとして推定され出力される。
また、出力部9では、各々の受波器位置と、A10、A
20、A30から音源位置(X0、Y0、Z0)を計算
する。
When the calculation end determination unit 5 satisfies σ ≦ end reference value, the repetition processing ends, and the output unit 9 outputs the parameters F0, Ah0, S0, A10, A20, A
The set of 30 is the unknown f, ah, s, a1, a2, a
3 and are output as the three optimal parameter sets.
In the output unit 9, each receiver position, A10, A
The sound source position (X0, Y0, Z0) is calculated from 20, A30.

【0020】なお、図3は誤差の変化の例を示した図で
あるが、この図で見られるように、誤差再評価部7で誤
差が増加した場合でも増加許容値より小さければ設定値
を受け入れることにより、極所的な誤差減少点に留まる
ことなく、全体的な誤差最小点に近付くことができ、精
度の良い推定が可能となる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a change in the error. As can be seen from FIG. 3, even if the error is increased by the error re-evaluation unit 7, if the error is smaller than the allowable increase value, the set value is changed. By accepting, it is possible to approach the overall error minimum point without staying at the local error reduction point, and to perform accurate estimation.

【0021】このように、受波器11〜13で測定した
音響信号より得られた実測ドップラ周波数f1、f2、
f3と、運動解析における未知数をパラメータF、A
h、S、A1、A2、A3として計算したレプリカドッ
プラ周波数F1、F2、F3の誤差計算およびパラメー
タF、Ah、S、A1、A2、A3の変更を繰り返し行
い、誤差を減少させるパラメータF0、Ah0、S0、
A10、A20、A30を推定することにより運動解析
を行っているため、音響信号の測定を時系列的に1回実
施するだけで運動解析が可能となる。また、時系列的に
1回だけの測定データから音源の運動および位置が求ま
るため、音源が等速直線運動以外で移動している場合で
も解析可能である。
As described above, the measured Doppler frequencies f1, f2,... Obtained from the acoustic signals measured by the receivers 11 to 13
f3 and the unknowns in the motion analysis are represented by parameters F and A
Parameters F0, Ah0 for reducing errors by repeatedly performing error calculation of replica Doppler frequencies F1, F2, F3 calculated as h, S, A1, A2, A3 and changing parameters F, Ah, S, A1, A2, A3. , S0,
Since the motion analysis is performed by estimating A10, A20, and A30, the motion analysis can be performed only by performing the measurement of the acoustic signal once in time series. Further, since the motion and the position of the sound source are obtained from the measurement data only once in a time series, it is possible to analyze even when the sound source is moving other than the constant velocity linear motion.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1回の実測値にしたがって音源の速度、針路、位置を測
定することができる。これにより、音源が等速直線運動
以外で移動している場合でも解析可能である。
As described above, according to the present invention,
The speed, course and position of the sound source can be measured according to one actual measurement. Accordingly, analysis can be performed even when the sound source is moving by means other than the constant velocity linear motion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施例装置のブロック構成図。FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例における音源と受波器との位置関
係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a sound source and a receiver according to the embodiment of the present invention.

【図3】誤差の変化の例を示した図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a change in an error.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 解析部 2 パラメータ設定部 3 レプリカ計算部 4 誤差計算部 5 計算終了判定部 6 誤差変化評価部 7 誤差再評価部 8 パラメータ後退部 9 出力部 11〜13 受波器 20 音源 REFERENCE SIGNS LIST 1 analysis unit 2 parameter setting unit 3 replica calculation unit 4 error calculation unit 5 calculation end determination unit 6 error change evaluation unit 7 error re-evaluation unit 8 parameter retreat unit 9 output unit 11 to 13 receiver 20 sound source

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水中の一つの音源から到来する音波を受
信する複数の位置に配置された受波器と、この受波器を
介して観測されたドップラ周波数にしたがって前記音源
の位置を解析する手段とを備えた音源運動解析装置にお
いて、 前記解析する手段は、未知数に対応するパラメータの値
を乱数を用いて設定するパラメータ設定部と、この設定
された乱数値を入力しドップラ周波数のレプリカドップ
ラ周波数を演算するレプリカ計算部と、前記受波器によ
り実測されたドップラ周波数とこのレプリカドップラ周
波数とを入力しその誤差を計算する誤差計算部と、この
誤差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計
算終了判定部と、この誤差と前記誤差計算部から前回出
力された誤差とを比較しその差が許容値以下のとき前記
パラメータの値を前記パラメータ設定部に再入力する誤
差変化評価部と、この差が許容値以上のとき前記誤差変
化評価部の出力が入力されこの差の増加分を許容値と比
較してその結果が許容値以下のとき前記パラメータの値
を前記パラメータ設定部に再入力する誤差再評価部と、
この増加分が許容値以上のとき前回のパラメータの値を
前記パラメータ設定部に再入力するパラメータ後退部と
を備え、 前記解析する手段は、前記計算終了判定部が計算終了を
判定するまで前記パラメータ設定部に再入力された前記
パラメータの値と新たな乱数値にしたがって前記未知数
に対応するパラメータを更新して繰り返し解析すること
を特徴とする音源運動解析装置。
1. A receiver arranged at a plurality of positions for receiving sound waves arriving from one sound source in water, and analyzing the position of the sound source according to a Doppler frequency observed via the receiver. And a parameter setting unit that sets a value of a parameter corresponding to the unknown using a random number, and a replica Doppler of the Doppler frequency by inputting the set random value. A replica calculator for calculating the frequency, an error calculator for inputting the Doppler frequency actually measured by the receiver and the replica Doppler frequency and calculating the error, and comparing the error with a threshold to terminate the calculation. A calculation end determining unit for determining, and comparing this error with an error previously output from the error calculating unit, and when the difference is equal to or less than an allowable value, the parameter An error change evaluator for re-inputting a value to the parameter setting unit, and when the difference is equal to or more than an allowable value, an output of the error change evaluator is input, and an increase in the difference is compared with an allowable value, and the result is set to an allowable value. An error re-evaluation unit that re-inputs the value of the parameter to the parameter setting unit when the value is equal to or less than a value,
A parameter retreating unit for re-inputting the value of the previous parameter to the parameter setting unit when the increment is equal to or more than the allowable value, wherein the analyzing unit analyzes the parameter until the calculation end determination unit determines the calculation end. A sound source motion analysis apparatus characterized by updating a parameter corresponding to the unknown according to a value of the parameter re-input to the setting unit and a new random number, and repeatedly analyzing the parameter.
【請求項2】 前記受波器を3個備え、 前記音源の針路Ah、速力S、発振周波数F、前記受波
器の前記針路Ahに対する相対方位をそれぞれA1、A
2、A3、水中音速をswとし前記レプリカドップラ周
波数をF1、F2、F3とすると、 F1=〔sw/(sw+S・cos(A1−Ah))〕
×F F2=〔sw/(sw+S・cos(A2−Ah))〕
×F F3=〔sw/(sw+S・cos(A3−Ah))〕
×F である請求項1記載の音源運動解析装置。
2. A receiver comprising three receivers, wherein a direction Ah, a speed S, an oscillation frequency F, and a relative orientation of the receiver with respect to the direction Ah of the sound source are A1 and A, respectively.
2, A3, the underwater sound velocity is sw, and the replica Doppler frequencies are F1, F2, and F3. F1 = [sw / (sw + S.cos (A1-Ah))]
× F F2 = [sw / (sw + S · cos (A2-Ah))]
× F F3 = [sw / (sw + S · cos (A3-Ah))]
The sound source motion analysis device according to claim 1, wherein X is F.
【請求項3】 前記パラメータ設定部は、パラメータセ
ットの更新値=1ループ前の設定値(または初期値)±
乱数計算値にしたがってパラメータを更新する請求項1
記載の音源運動解析装置。
3. The parameter setting unit according to claim 1, wherein an update value of the parameter set = 1 a set value (or an initial value) one loop before.
2. The method according to claim 1, wherein the parameter is updated according to the calculated value of the random number.
A sound source motion analysis device as described in the above.
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