JP2893849B2 - 水中音方位検出装置 - Google Patents
水中音方位検出装置Info
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- JP2893849B2 JP2893849B2 JP11299190A JP11299190A JP2893849B2 JP 2893849 B2 JP2893849 B2 JP 2893849B2 JP 11299190 A JP11299190 A JP 11299190A JP 11299190 A JP11299190 A JP 11299190A JP 2893849 B2 JP2893849 B2 JP 2893849B2
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- Japan
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- frequency
- beams
- sound
- directional pattern
- selecting
- Prior art date
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水中音の到来方位の検出装置に関し、特に
鑑船搭載のパッシブソーナーによる水中音方位検出装置
に関する。
鑑船搭載のパッシブソーナーによる水中音方位検出装置
に関する。
［従来の技術］ 従来の、鑑船搭載のパッシブソーナーは、第２図
（ａ）に示すような構成となっていた。
（ａ）に示すような構成となっていた。
すなわち、同図において、01は受波マイクロホン群で
あり、複数のマイクロホンが円筒状に配置されている。
あり、複数のマイクロホンが円筒状に配置されている。
受波マイクロホン群01が受信した信号は、整相回路02
に入力されて、整相して所定の方位に対応するＭ個のビ
ームを形成する。
に入力されて、整相して所定の方位に対応するＭ個のビ
ームを形成する。
形成された各ビームは、それぞれ電力測定回路03に入
力されて電力を測定され、その測定結果は表示器04によ
って表示される。第２図（ｂ）は表示器04による表示例
を示す。
力されて電力を測定され、その測定結果は表示器04によ
って表示される。第２図（ｂ）は表示器04による表示例
を示す。
この表示例では、ビーム１からＭまでの各電力が棒状
グラフで表示されており、この電力の比較から、最も電
力の大きいビームが示す方位を水中音の到来方位である
と判定していた。
グラフで表示されており、この電力の比較から、最も電
力の大きいビームが示す方位を水中音の到来方位である
と判定していた。
［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来は、人間が表示器04を見て最も電
力が大きいビームを見出し、同ビームにもとづいて予め
定められた方位が音の到来方位とされるので、方位精度
が粗く、精度を高くするには限界があった。
力が大きいビームを見出し、同ビームにもとづいて予め
定められた方位が音の到来方位とされるので、方位精度
が粗く、精度を高くするには限界があった。
また、人間が常時監視する必要があるという問題点も
あった。
あった。
本発明は、上記問題点にかんがみてなされたもので、
精度良くかつ自動的に水中音の到来方位を検出すること
ができる水中音方位検出装置の提供を目的とする。
精度良くかつ自動的に水中音の到来方位を検出すること
ができる水中音方位検出装置の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、水中マイクが
受信し整相してビームを形成した信号を周波数分析する
周波数分析手段と、 同周波数分析手段による分析結果にもとづいて複数の
ビームを選び、その最大レベルを示す各ビームの周波数
成分を選択するビーム選択手段と、周波数別にビームの
指向性パターンを記憶した指向性パターン記憶手段と、
前記ビーム選択手段が選択した各ビームの周波数成分に
対応する指向性パターンを前記指向性パターン記憶手段
から入力し、同指向性パターンと各ビームの周波数分析
値の高いスペクトルのレベル比とから音の到来方位を算
出する方位計算手段とを備えた構成としてある。
受信し整相してビームを形成した信号を周波数分析する
周波数分析手段と、 同周波数分析手段による分析結果にもとづいて複数の
ビームを選び、その最大レベルを示す各ビームの周波数
成分を選択するビーム選択手段と、周波数別にビームの
指向性パターンを記憶した指向性パターン記憶手段と、
前記ビーム選択手段が選択した各ビームの周波数成分に
対応する指向性パターンを前記指向性パターン記憶手段
から入力し、同指向性パターンと各ビームの周波数分析
値の高いスペクトルのレベル比とから音の到来方位を算
出する方位計算手段とを備えた構成としてある。
［作用］ 上記水中方位検出装置によれば、定められた方位に対
応するビームの周波数分析結果にもとづき、水中音到来
方位の可能性のある複数のビームがビーム選択手段によ
り選ばれ、かつ同ビーム選択手段は選ばれたビームの最
大レベルを示す各ビームの周波数成分を選択し、その周
波数成分に対応する指向性パターンとその周波数分析値
の高いスペクイトルのレベル比とによって、方位計算手
段が高精度に音の到来方位を自動的に算出する。
応するビームの周波数分析結果にもとづき、水中音到来
方位の可能性のある複数のビームがビーム選択手段によ
り選ばれ、かつ同ビーム選択手段は選ばれたビームの最
大レベルを示す各ビームの周波数成分を選択し、その周
波数成分に対応する指向性パターンとその周波数分析値
の高いスペクイトルのレベル比とによって、方位計算手
段が高精度に音の到来方位を自動的に算出する。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しなが
ら詳細に説明する。
ら詳細に説明する。
本実施例は、受波マイクロホンとして36個を円筒状に
配置した場合の実施例であり、各受波マイクロホンは所
定の方位に対応している。
配置した場合の実施例であり、各受波マイクロホンは所
定の方位に対応している。
各受波マイクロホンが受信した音信号は整相されて指
向ビームが形成され、第１図に示す周波数分析部200,20
1,…,236の各端子100,101,…,136に入力される。
向ビームが形成され、第１図に示す周波数分析部200,20
1,…,236の各端子100,101,…,136に入力される。
各指向ビームは、それぞれ周波数分析部200,201,…,2
36により周波数分析され、分析結果はビーム選択部１に
入力される。
36により周波数分析され、分析結果はビーム選択部１に
入力される。
ビーム選択部１では、全ビームの全周波数スペクトル
レベルの中で最大レベルのスペクトルを含むビームと、
そのビームの両隣のビームの合計三つのビームを選び、
この選ばれた各ビームについてそれぞれ最大レベルを示
す周波数成分を選択する。
レベルの中で最大レベルのスペクトルを含むビームと、
そのビームの両隣のビームの合計三つのビームを選び、
この選ばれた各ビームについてそれぞれ最大レベルを示
す周波数成分を選択する。
こうして選択された三ビームそれぞれの、三つの周波
数成分は、方位計算部２に送信される。
数成分は、方位計算部２に送信される。
一方、ビームパターン記憶部３は、周波数別のビーム
の指向性パターンを記憶しており、方位計算部２で必要
とするパターンデータをいつでも方位計算部２に出力す
ることができるようになっている。
の指向性パターンを記憶しており、方位計算部２で必要
とするパターンデータをいつでも方位計算部２に出力す
ることができるようになっている。
そこで方位計算部２では、ビーム選択部１から入力さ
れてきた三つの周波数成分にそれぞれ対応するビームの
指向性パターンを、ビームパターン記憶部３から呼び出
し、この三つの指向性パターンと各ビームの出力レベル
とから音の到来方位を算出する。
れてきた三つの周波数成分にそれぞれ対応するビームの
指向性パターンを、ビームパターン記憶部３から呼び出
し、この三つの指向性パターンと各ビームの出力レベル
とから音の到来方位を算出する。
ビームパターン記憶部３において記憶するビームの指
向性パターンは、マイクロホン真正面を基準に、方位θ
における指向パターン利得をｇ（θ）として示すことが
でき、周波数別にｇ（θ）を予め記憶している。
向性パターンは、マイクロホン真正面を基準に、方位θ
における指向パターン利得をｇ（θ）として示すことが
でき、周波数別にｇ（θ）を予め記憶している。
したがって、マイクロホン前面における音圧レベルを
Ａとすると、ある周波数について方位θの出力レベルＬ
は Ｌ＝Ａ・ｇ（θ）となる。
Ａとすると、ある周波数について方位θの出力レベルＬ
は Ｌ＝Ａ・ｇ（θ）となる。
いま、全ビームの全周波数のスペクトルレベルの中
で、最大レベルのスペクトルを含むビームをB2とし、そ
のビームB2の両隣りのビームをB1,B3とし、各ビームB1,
B2,B3の示す方位をそれぞれθ1,θ2,θ３とする（第１
図（ｂ）参照）。
で、最大レベルのスペクトルを含むビームをB2とし、そ
のビームB2の両隣りのビームをB1,B3とし、各ビームB1,
B2,B3の示す方位をそれぞれθ1,θ2,θ３とする（第１
図（ｂ）参照）。
音の到来方位θ０は、ビームB2に最大レベルのスペク
トルとして表われているから方位θ２に最も近い方位に
ある。
トルとして表われているから方位θ２に最も近い方位に
ある。
前記ビーム選択部１は、この三つのビームB1,B2,B3を
選び出し、かつ各ビームB1,B2,B3について最大出力レベ
ルL1,L2,L3を示す周波数成分f1,f2,f3を選択する。
選び出し、かつ各ビームB1,B2,B3について最大出力レベ
ルL1,L2,L3を示す周波数成分f1,f2,f3を選択する。
方位計算部２では、この周波数成分f1,f2,f3に対応す
るビームの指向性パターン利得g1（θ）,g2（θ）,g
3（θ）をビームパターン記憶部３から呼び出す。
るビームの指向性パターン利得g1（θ）,g2（θ）,g
3（θ）をビームパターン記憶部３から呼び出す。
第１図（ｂ）は水中音方位θとビームの指向性パター
ンｇ（θ）との関係を例示した説明図である。
ンｇ（θ）との関係を例示した説明図である。
図中Δθ＝θ２−θ１＝θ３−θ２としている。
ここで、各ビームの最大出力レベルL1,L2,L3は次式で
示される。
示される。
L1＝Ａ×g1（θ１−θ０） …（１） L2＝Ａ×g2（θ２−θ０） …（２） L3＝Ａ×g3（θ３−θ０） …（３） （１），（２）式からレベル比L1/L2を求めると、 となり、式中の要素のうちθ1,θ２は予め定められてお
り、L1,L2も既に見出され既知の値であるので、ビーム
パターン記憶部３によりg-1（θ）を与えることにより
未知数θ０は算出される。
り、L1,L2も既に見出され既知の値であるので、ビーム
パターン記憶部３によりg-1（θ）を与えることにより
未知数θ０は算出される。
同様にして、式（２），（３）からもθ０を求めるこ
とができる。
とができる。
元来、出力レベルL1,L2,L3には雑音による誤差を含む
ので、別個に算出した二つのθ０の平均をとることによ
り、検出精度を高めることができる。
ので、別個に算出した二つのθ０の平均をとることによ
り、検出精度を高めることができる。
こうして検出された水中音の到来方位は、出力端４に
出力され、表示器により表示されたり、他の装置の利用
に供される。
出力され、表示器により表示されたり、他の装置の利用
に供される。
以上のように、水中音の到来方位を全て自動的にかつ
高精度に検出することができ、人間が介在して判別する
のに比べ格段に精度が向上する。
高精度に検出することができ、人間が介在して判別する
のに比べ格段に精度が向上する。
上記実施例では最大スペクトルレベルをもつビーム
と、その両隣りの計三つのビームを選択して音到来方位
θ０を求めたが、さらに、この三ビームの両側のビーム
をも含めて五つ以上の複数ビームを選択して音到来方位
θ０とサンプル計測数を増やすこともできる。そして、
このようにすると、より検出精度は向上する。
と、その両隣りの計三つのビームを選択して音到来方位
θ０を求めたが、さらに、この三ビームの両側のビーム
をも含めて五つ以上の複数ビームを選択して音到来方位
θ０とサンプル計測数を増やすこともできる。そして、
このようにすると、より検出精度は向上する。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、同一信号が複
数ビームにあらわれるレベル比と周波数別のビームの指
向性パターンとによって方位を計算することにより、精
度良くかつ自動に水中音のパッシブ音の到来方位を検出
することができる。
数ビームにあらわれるレベル比と周波数別のビームの指
向性パターンとによって方位を計算することにより、精
度良くかつ自動に水中音のパッシブ音の到来方位を検出
することができる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例のブロック図、同図
（ｂ）は水中音方位とビームの指向性パターンの関係を
示す説明図、第２図（ａ）は従来の装置のブロック図、
同図（ｂ）は従来の表示例を示す図である。 100,101…136:入力端 200,201,…236:周波数分析部 1:ビーム選択部2:方位計算部 3:ビームパターン記憶部、4:出力端
（ｂ）は水中音方位とビームの指向性パターンの関係を
示す説明図、第２図（ａ）は従来の装置のブロック図、
同図（ｂ）は従来の表示例を示す図である。 100,101…136:入力端 200,201,…236:周波数分析部 1:ビーム選択部2:方位計算部 3:ビームパターン記憶部、4:出力端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 3/803
Claims (2)
- 【請求項１】水中マイクが受信し整相してビームを形成
した信号を周波数分析する周波数分析手段と、 同周波数分析手段による分析結果にもとづいて複数のビ
ームを選び、その最大レベルを示す各ビームの周波数成
分を選択するビーム選択手段と、 周波数別にビームの指向性パターンを記憶した指向性パ
ターン記憶手段と、 前記ビーム選択手段が選択した各ビームの周波数成分に
対応する指向性パターンを前記指向性パターン記憶手段
から入力し、同指向性パターンと各ビームの周波数分析
値の高いスペクトルのレベル比とから音の到来方位を算
出する方位計算手段と、 を備えたことを特徴とする水中音方位検出装置。 - 【請求項２】ビーム選択手段で選択する複数のビーム
が、最大レベルのスペクトルを含むビームと、その両隣
のビームであることを特徴とする請求項１記載の水中音
方位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11299190A JP2893849B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 水中音方位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11299190A JP2893849B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 水中音方位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH049782A JPH049782A (ja) | 1992-01-14 |
| JP2893849B2 true JP2893849B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=14600689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11299190A Expired - Lifetime JP2893849B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 水中音方位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893849B2 (ja) |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP11299190A patent/JP2893849B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH049782A (ja) | 1992-01-14 |
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