JP3049260B2 - Target signal detection method and device - Google Patents

Target signal detection method and device

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JP3049260B2
JP3049260B2 JP9208937A JP20893797A JP3049260B2 JP 3049260 B2 JP3049260 B2 JP 3049260B2 JP 9208937 A JP9208937 A JP 9208937A JP 20893797 A JP20893797 A JP 20893797A JP 3049260 B2 JP3049260 B2 JP 3049260B2
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JP
Japan
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signal
target
amplitude
value
azimuth
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智 高橋
達夫 菊池
章 金田
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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]

【発明の属する技術分野】本発明は、水中に音波を発信
し、その反響音を受信して目標からの反響音を自動的に
探知類別する目標信号検出方法及び目標信号検出装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target signal detecting method and a target signal detecting apparatus for transmitting sound waves into water, receiving the reverberation sound thereof, and automatically detecting and classifying the reverberation sound from a target.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、この種の目標信号検出装置は、
操作員の経験や勘により行っていた目標信号の検出作業
を支援する際に用いられる。つまり、目標信号検出装置
は、操作員が表示器の出力画像を目視により確認した
り、反響音を直接耳で聞いて、目標信号の検出作業を行
う際の支援として用いられる。
2. Description of the Related Art In general, this kind of target signal detecting device is
It is used to support the target signal detection work that has been performed based on the experience and intuition of the operator. In other words, the target signal detection device is used as an aid when the operator visually confirms the output image of the display device or directly hears the reverberation sound to perform a target signal detection operation.

【0003】従来の目標信号検出装置は、送受波器、信
号処理部、信号検出部、目標検出部、目標類別部、重み
づけテーブル、及び表示部を備えており、送受波器は、
複数の電気音響変換素子を備えてこれら電気音響変換素
子は所定の配列に配置されている。そして、送受波器は
水中に音波を発信するとともに、目標からの反響音を受
信する。
[0003] A conventional target signal detecting device includes a transducer, a signal processing unit, a signal detecting unit, a target detecting unit, a target classifying unit, a weighting table, and a display unit.
A plurality of electroacoustic transducers are provided, and these electroacoustic transducers are arranged in a predetermined arrangement. The transmitter / receiver transmits sound waves into the water and receives echoes from the target.

【0004】信号処理部は、送受波器によって受信され
た受信信号を入力して、S/N比の向上を行うとともに
受信信号が有する複数の特徴を強調して、振幅系信号
(振幅、方位)、位相誤差分散系信号(位相誤差分散
値、方位)、及びドップラー分析系信号(スペクトル)
を出力する。
[0004] A signal processing unit inputs a received signal received by the transmitter / receiver, improves an S / N ratio, emphasizes a plurality of characteristics of the received signal, and generates an amplitude-based signal (amplitude, azimuth). ), Phase error variance signal (phase error variance, azimuth), and Doppler analysis signal (spectrum)
Is output.

【0005】信号検出部は、信号処理部から出力される
3系統の時系列信号からそれぞれの系統ごとに目標らし
き信号を抽出して目標信号とし、さらに、抽出した目標
信号の区間からその信号が有する特徴素の特徴量を算出
する。
[0005] The signal detection unit extracts a signal that seems to be a target for each of the three time-series signals output from the signal processing unit to obtain a target signal. Further, the signal is extracted from a section of the extracted target signal. The feature amount of the feature element is calculated.

【0006】目標検出部は、信号検出部によって抽出さ
れた各3系統ごとの目標信号を各系統で算出された位置
に基づいて統合して統合された位置を算出して、その位
置および統合された各系統の目標信号の特徴素を出力す
る。
The target detection unit integrates the target signals for each of the three systems extracted by the signal detection unit based on the positions calculated in the respective systems, calculates an integrated position, and calculates the integrated position. The characteristic element of the target signal of each system is output.

【0007】目標類別部は、目標検出部から出力される
統合された各系統の特徴素の特徴量の各々に対して、予
め作成された重みづけテーブルを参照して重み付けを行
い、さらに、重み付けされた各特徴素から確信度を算出
して、この確信度に基づいて受信信号が目標からの信号
か否かを判定し、目標信号の位置等を表示部に出力す
る。
[0007] The target classifying section weights each of the integrated feature elements of each system output from the target detecting section with reference to a weighting table created in advance, and further performs weighting. A certainty factor is calculated from each of the obtained feature elements, it is determined whether or not the received signal is a signal from the target based on the certainty factor, and the position of the target signal and the like are output to the display unit.

【0008】上述のようにして、目標信号の位置等を表
示することによって、目標の検出率の向上を図ってい
る。
As described above, the target detection rate is improved by displaying the position of the target signal and the like.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の目標
信号検出装置で特徴素として使用する振幅系信号(振
幅、方位)、位相誤差分散系信号(位相誤差分散値、方
位)、及びドップラー分析系信号(スペクトル)は、目
標のアスペクトに基づき変化することが一般的に知られ
ている。このため、同一条件で目標を検出しても目標の
アスペクトが異なっていれば、目標の確信度がアスペク
トに応じて変化し、安定した検出ができないという問題
点がある。
By the way, an amplitude system signal (amplitude, direction), a phase error dispersion system signal (phase error dispersion value, direction), and a Doppler analysis system used as characteristic elements in a conventional target signal detecting apparatus. It is generally known that a signal (spectrum) changes based on a target aspect. For this reason, even if the target is detected under the same condition, if the aspect of the target is different, there is a problem that the certainty of the target changes according to the aspect and stable detection cannot be performed.

【0010】本発明の目的は安定して目標の検出を行う
ことのできる目標信号検出方法および装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a target signal detection method and apparatus capable of stably detecting a target.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、水中に
音波を発信し、目標からの反響音を受信して得られる受
信信号を検出する目標信号検出方法において、前記受信
信号を受け該受信信号から前記受信信号の振幅値及び方
位を表す時系列信号と、前記受信信号の位相誤差分散値
及び方位を表す時系列信号と、前記受信信号のスペクト
ル及び方位を表す時系列信号とを抽出して出力する時系
列信号抽出ステップとを備え、さらに、前記受信信号の
振幅値及び方位を表す時系列信号を入力して前記振幅値
が予め設定された第1の閾値を越える信号を第1の目標
らしき信号として検出する第1のステップと、前記第1
の目標らしき信号の時系列的の連続性に応じて前記第1
の目標らしき信号の信号長を第1の信号長として算出し
該第1の信号長が予め定められた範囲内であると前記第
1の目標らしき信号を第1の目標信号として検出する第
2のステップと、前記第1の目標信号区間の時系列の振
幅及び方位に基づいて前記第1の目標信号区間の振幅の
時系列−方位座標の分布に対して任意の直線を当てはめ
各振幅の座標点での振幅値を質点の質量と見なして前記
直線に加わる各振幅のモーメント又は回転モーメントが
ゼロとなる直線の傾きを求めて該傾きを前記目標の相対
的な向きを表す目標アスペクトとして算出する第3のス
テップと、前記第1の目標信号の方位及び距離で示され
る目標検出位置及び前記振幅値の最大値を算出する第4
のステップとを備える振幅系信号検出ステップと、前記
受信信号の位相誤差分散値及び方位を表す時系列信号を
入力して前記位相誤差分散値が予め設定された第2の閾
値を下回る信号を第2の目標らしき信号として検出する
第5のステップと、前記第2の目標らしき信号の時系列
的の連続性に応じて前記第2の目標らしき信号の信号長
を第2の信号長として算出し該第2の信号長が予め定め
られた範囲内であると前記第2の目標らしき信号を第2
の目標信号として検出する第6のステップと、該第2の
目標信号の方位及び距離で示される目標検出位置及び前
記位相誤差分散値の最小値を算出する第7のステップと
を備える位相誤差分散系信号検出ステップと、前記受信
信号のスペクトル及び受信信号の方位を表す時系列信号
を入力して該受信信号のスペクトルから残響信号を除去
する第8のステップと、前記受信信号のスペクトルにお
ける同時刻のスペクトル群の中で最大のスペクトル値を
抽出する第9のステップと、前記最大のスペクトル値が
予め設定された第3の閾値を越える信号を第3の目標ら
しき信号として検出する第10のステップと、前記第3
の目標らしき信号の時系列的な連続性及び周波数的な連
続性に基づいて前記第3の目標らしき信号の信号長を第
3の信号長として算出し該第3の信号長が予め定められ
た範囲内であると前記第3の目標らしき信号を第3の目
標信号として検出する第11のステップと、前記第3の
目標信号の方位及び距離で示される目標検出位置及び前
記スペクトルの最大値及び該最大値を示すスペクトルに
対応した周波数を算出する第12のステップとを備える
ドップラー分析系信号検出ステップと、前記第1乃至前
記第3の目標信号を統合して目標の位置を算出して目標
情報とする目標情報算出ステップと、前記目標情報に対
して目標の相対的な向きに基づいて重み付けを行って重
み付け目標情報として該目標情報に基づいて前記統合さ
れた目標信号の目標らしさの程度を示す確信度を算出す
る確信度算出ステップとを有することを特徴とする目標
信号検出方法が得られる。
According to the present invention, there is provided a target signal detecting method for transmitting a sound wave into water and detecting a received signal obtained by receiving a reverberation sound from a target. A time-series signal representing the amplitude value and direction of the received signal, a time-series signal representing the phase error variance value and direction of the received signal, and a time-series signal representing the spectrum and direction of the received signal are extracted from the received signal. Extracting a time-series signal representing an amplitude value and a direction of the received signal, and extracting a signal whose amplitude value exceeds a preset first threshold value. A first step of detecting the signal as a target-like signal,
According to the time series continuity of the signal which seems to be the target,
Calculating the signal length of the target-like signal as a first signal length, and detecting the first target-like signal as a first target signal when the first signal length is within a predetermined range. And applying an arbitrary straight line to the time series-azimuth coordinate distribution of the amplitude of the first target signal section based on the time series amplitude and azimuth of the first target signal section, The amplitude value at the point is regarded as the mass of the mass point, the slope of the straight line where the moment of each amplitude or the rotational moment applied to the straight line becomes zero is calculated, and the slope is calculated as the target aspect representing the relative direction of the target. A third step of calculating a target detection position indicated by an azimuth and a distance of the first target signal and a maximum value of the amplitude value;
An amplitude-based signal detection step comprising the steps of: inputting a time-series signal representing a phase error variance value and an azimuth of the received signal, and generating a signal in which the phase error variance value falls below a second threshold set in advance; A fifth step of detecting as a second target-like signal; and calculating a signal length of the second target-like signal as a second signal length in accordance with the time-series continuity of the second target-like signal. When the second signal length is within a predetermined range, the second target-like signal is converted to a second signal.
And a seventh step of calculating a target detection position indicated by an azimuth and a distance of the second target signal and a minimum value of the phase error variance value. System signal detection step, an eighth step of inputting a time-series signal representing the spectrum of the received signal and the azimuth of the received signal and removing a reverberation signal from the spectrum of the received signal, and the same time in the spectrum of the received signal. A ninth step of extracting the maximum spectrum value from the spectrum group of the above, and a tenth step of detecting a signal having the maximum spectrum value exceeding a third threshold value set as a third target-like signal And the third
The signal length of the third target-like signal is calculated as a third signal length based on the time-series continuity and frequency continuity of the target-like signal, and the third signal length is predetermined. An eleventh step of detecting the third target-like signal as a third target signal when it is within the range; a target detection position indicated by an azimuth and a distance of the third target signal; a maximum value of the spectrum; A Doppler analysis signal detection step comprising: a twelfth step of calculating a frequency corresponding to the spectrum showing the maximum value; and a target position by integrating the first to third target signals to calculate a target position. Calculating a target information as information; and performing weighting on the target information based on a relative direction of the target to obtain a target of the integrated target signal based on the target information as weighted target information. Target signal detecting method characterized by having a confidence factor calculation step of calculating a confidence factor indicating the degree of Rashi is obtained.

【0012】さらに、本発明によれば、水中に音波を発
信し、目標からの反響音を受信して得られる受信信号を
検出する目標信号検出装置において、前記音波を発信す
るとともに前記受信信号を受信する送受波器と、前記受
信信号に応じて振幅及び方位を示す振幅系信号、位相誤
差分散値及び方位を示す位相誤差分散系信号、及び前記
受信信号のスペクトルを示すドップラー分析系信号を出
力する信号処理部と、前記振幅系信号、前記位相誤差分
散系信号、及び前記ドップラー分析系信号に応じて系統
毎に目標らしき信号を抽出してそれぞれ第1乃至第3の
目標信号とし該第1乃至第3の目標信号の区間から特徴
素の特徴量を算出し出力するとともに振幅系において検
出された目標の区間に相当する振幅及び方位の時系列デ
ータを出力する信号検出部と、前記第1乃至前記第3の
目標信号を各系統で算出された位置に基づいて統合して
統合された位置を算出するとともに目標の区間に相当す
る振幅及び方位の時系列データから目標のアスペクトを
算出して、各系統の位置、目標アスペクト、及び統合さ
れた各系統の目標信号の特徴素を出力する目標検出部
と、前記統合された各系統の特徴素の特徴量の各々に対
して前記目標アスペクトに基づいて予め定められた目標
のアスペクト毎の重み付けテーブルを参照して重み付け
を行い重み付けされた各特徴素から確信度を算出して該
確信度に基づいて受信信号を目標からの信号か否かを判
定して目標信号の位置を表示部に出力する目標類別部と
を有し、前記目標検出部は、前記目標のアスペクトを算
出する際、前記第1の目標信号区間の時系列の振幅及び
方位に基づいて前記第1の目標信号区間の振幅の時系列
−方位座標の分布に対して任意の直線を当てはめ各振幅
の座標点での振幅値を質点の質量と見なして前記直線に
加わる各振幅のモーメント又は回転モーメントがゼロと
なる直線の傾きを求めて該傾きを前記目標の相対的な向
きを表す目標アスペクトとして算出するようにしたこと
を特徴とする目標信号検出装置が得られる。
Further, according to the present invention, in a target signal detecting device for transmitting a sound wave into water and detecting a received signal obtained by receiving a reverberation sound from a target, the target sound signal is transmitted and the received signal is detected. A transmitter / receiver to receive, an amplitude system signal indicating an amplitude and a direction according to the reception signal, a phase error dispersion system signal indicating a phase error variance value and a direction, and a Doppler analysis system signal indicating a spectrum of the reception signal And a signal processing unit that extracts a signal that seems to be a target for each system according to the amplitude system signal, the phase error variance system signal, and the Doppler analysis system signal, and sets the extracted signals as first to third target signals, respectively. To output the time series data of the amplitude and the azimuth corresponding to the target section detected in the amplitude system while calculating and outputting the characteristic amount of the feature element from the section of the third target signal. A detection unit that integrates the first to third target signals based on the positions calculated in the respective systems to calculate an integrated position, and from time-series data of amplitude and azimuth corresponding to a target section; A target detection unit that calculates a target aspect and outputs a position of each system, a target aspect, and a feature element of a target signal of each integrated system, and a feature amount of the feature element of each integrated system. With reference to a weighting table for each predetermined target aspect based on the target aspect, weighting is performed, a certainty factor is calculated from each weighted feature element, and a received signal is targeted based on the certainty factor. And a target classifying unit that determines whether or not the signal is a signal from the target, and outputs the position of the target signal to a display unit. The target detection unit calculates the aspect of the target by using the first target signal section. of An arbitrary straight line is applied to the distribution of the time series-azimuth coordinates of the amplitude of the first target signal section based on the amplitude and the azimuth of the series, and the amplitude value at the coordinate point of each amplitude is regarded as the mass of the mass point. A target signal detection device, wherein the inclination of a straight line where the moment or the rotational moment of each amplitude added to the straight line is zero is calculated and the inclination is calculated as a target aspect representing a relative direction of the target. can get.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1を参照して、図示の目標信号検出装置
は、目標からの反響音に基づいて受信信号が有する複数
の特徴素、例えば、振幅や位相誤差分散値を抽出・統合
し、これらの特徴素から反響音の目標らしさ(以下確信
度とする)を算出することによって目標からの信号か否
かを判定するものである。
Referring to FIG. 1, the illustrated target signal detecting apparatus extracts and integrates a plurality of characteristic elements, for example, amplitude and phase error variance values of a received signal based on a reverberation sound from a target. By calculating the likelihood of a reverberant sound (hereinafter referred to as a certainty factor) from the characteristic elements of the above, it is determined whether or not the signal is a signal from the target.

【0015】送受波器1は、複数の電気音響変換素子を
備えており、これら電気音響変換素子は所定の配列で配
置されている。そして、送受波器1は水中に音波を発信
するとともに目標からの反響音を受信信号として受信す
る。信号処理部2は、送受波器1によって受信された受
信信号を入力して、S/N比の向上を行うとともに受信
信号が有する複数の特徴を強調して、振幅系信号(振
幅、方位)、位相誤差分散系信号(位相誤差分散値、方
位)、及びドップラー分析系信号(スペクトル)を出力
する。
The transducer 1 has a plurality of electroacoustic transducers, and these electroacoustic transducers are arranged in a predetermined arrangement. The transmitter / receiver 1 transmits a sound wave into the water and receives a reverberation sound from the target as a reception signal. The signal processing unit 2 receives the received signal received by the transmitter / receiver 1 to improve the S / N ratio and emphasize a plurality of characteristics of the received signal, thereby obtaining an amplitude-based signal (amplitude, direction). , A phase error variance system signal (phase error variance value, direction), and a Doppler analysis system signal (spectrum).

【0016】信号検出部3は、信号処理部2から出力さ
れる3系統の時系列信号からそれぞれの系統ごとに目標
らしき信号を抽出して目標信号とし、さらに、抽出した
目標信号の区間からその信号が有する特徴素の特徴量を
算出し出力するとともに振幅系において検出された目標
の区間に相当する振幅、方位の時系列データを出力す
る。
The signal detection unit 3 extracts a signal that seems to be a target for each of the three time-series signals output from the signal processing unit 2 to obtain a target signal, and further extracts a target signal section from the extracted target signal section. It calculates and outputs the characteristic amount of the feature element included in the signal, and outputs time series data of the amplitude and the azimuth corresponding to the target section detected in the amplitude system.

【0017】目標検出部4は、信号検出部3によって抽
出された各3系統ごとの目標信号を各系統で算出された
位置に基づいて統合して、その統合された位置を算出す
るとともに目標の区間に相当する振幅、方位の時系列デ
ータから目標のアスペクトを算出して、その位置、目標
アスペクト、及び統合された各系統の目標信号の特徴素
を出力する。
The target detection unit 4 integrates the target signals for each of the three systems extracted by the signal detection unit 3 based on the position calculated in each system, calculates the integrated position, and calculates the target position. The target aspect is calculated from the time series data of the amplitude and the azimuth corresponding to the section, and the position, the target aspect, and the characteristic element of the integrated target signal of each system are output.

【0018】目標類別部5は、目標検出部4から出力さ
れる統合された各系統の特徴素の特徴量の各々に対し
て、算出されたアスペクトに基づいて予め作成された目
標のアスペクト毎の重みづけテーブル6を参照して重み
付けを行い、さらに重み付けされた各特徴素から確信度
を算出して、この確信度に基づいて受信信号を目標から
の信号か否かを判定し、目標信号の位置などを表示部7
に出力する。
The target classifying unit 5 is configured to generate, for each of the integrated feature elements of the respective systems output from the target detecting unit 4, a target aspect created in advance based on the calculated aspect. Weighting is performed with reference to the weighting table 6, a certainty factor is calculated from each weighted feature element, and it is determined whether the received signal is a signal from a target based on the certainty factor. Display part 7
Output to

【0019】次に、図2を参照して、信号処理部2につ
いて詳細に説明する。
Next, the signal processing section 2 will be described in detail with reference to FIG.

【0020】信号処理部2はスプリットビーム形成部2
01を備えており、スプリットビーム形成部201は、
送受信器1から複数の電気音響変換素子の出力信号を整
相し、任意の方向に対してそれぞれ等しい受波指向性を
有する左右2つの受信ビーム(スプリットビーム)を複
数個形成する。
The signal processing unit 2 includes a split beam forming unit 2
01, and the split beam forming unit 201 includes:
The output signals of the plurality of electroacoustic transducers from the transmitter / receiver 1 are phased to form a plurality of left and right receiving beams (split beams) each having the same receiving directivity in an arbitrary direction.

【0021】帯域阻止フィルタ202は、スプリットビ
ーム形成部201により得られた左右2つの受信ビーム
から、使用条件等から予め特定できる周波数帯域の信号
を取り出す。相関演算部203は、帯域素子フィルタ2
02により取り出された特定の周波数帯域の左右2つの
受信ビーム信号間で相関演算を行う。
The band rejection filter 202 extracts a signal in a frequency band that can be specified in advance from use conditions and the like from the two left and right reception beams obtained by the split beam forming unit 201. The correlation operation unit 203 includes the band element filter 2
A correlation operation is performed between two reception beam signals on the left and right sides of a specific frequency band extracted in step S02.

【0022】位相差算出部204は、相関演算部203
による相関演算結果を利用して左右2つの受信ビーム出
力間で位相差を算出するとともに、この位相差を受信信
号方位(位相)に変換する。出力検波部205は、位相
差検出部204で算出された受信信号方位とともに出力
される振幅を絶対振幅に変換し、受信信号方位及び絶対
振幅(以下、単に振幅とする)を信号検出部3に出力す
る。以下、この受信信号の方位及び振幅を出力する系統
を振幅系とする。
The phase difference calculating section 204 includes a correlation calculating section 203
Is used to calculate the phase difference between the left and right reception beam outputs, and converts this phase difference into the reception signal azimuth (phase). The output detection unit 205 converts the amplitude output together with the received signal azimuth calculated by the phase difference detection unit 204 into an absolute amplitude, and outputs the received signal azimuth and the absolute amplitude (hereinafter simply referred to as amplitude) to the signal detection unit 3. Output. Hereinafter, a system that outputs the direction and amplitude of the received signal is referred to as an amplitude system.

【0023】位相誤差分散演算部206は、位相差検出
部204からの受信信号方位に基づいて、使用条件等か
ら予め特定できる時間区間内における位相のばらつき
(分散値)を算出し、これを受信信号方位とともに信号
検出部3に出力する。以下、受信信号の方位及び位相誤
差分散値を出力する系統を位相誤差分散系とする。
The phase error variance calculation unit 206 calculates a phase variation (dispersion value) within a time interval that can be specified in advance from use conditions and the like, based on the azimuth of the received signal from the phase difference detection unit 204, and receives this. The signal is output to the signal detector 3 together with the signal direction. Hereinafter, a system that outputs the azimuth and the phase error dispersion value of the received signal is referred to as a phase error dispersion system.

【0024】以上説明した振幅系及び位相誤差分散系の
構成については、例えば、特開昭59−72073号公
報に記載されている。
The configuration of the amplitude system and the phase error dispersion system described above is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-72073.

【0025】一方、プリフォームドビード形成部207
は、送受波器1の複数の電気音響変換素子の出力信号を
整相して、任意の方向に対してそれぞれ等しい受波指向
性を有する単一受信ビーム(プリフォームドビーム)を
複数個形成する。帯域阻止フィルタ208は、プリフォ
ームドビーム形成部207により得られた単一受信ビー
ム出力から、使用条件等によって予め特定できる周波数
帯域の信号を取り出す。FFT209は、帯域素子フィ
ルタ208から出力される受信信号を次々に入力して、
これを使用条件等から予め特定できる時間区間でサンプ
リングしつつ時間区間ごとに高速フーリエ変換演算を行
って、各時間毎のスペクトルを得る。そして、この結果
を、受信ビームの方位とともに信号検出部3に出力す
る。以下、受信信号の方位及びそのスペクトルを出力す
る系統をドップラー分析系とする。
On the other hand, the preformed bead forming section 207
Phasing the output signals of a plurality of electroacoustic transducers of the transducer 1 to form a plurality of single receiving beams (preformed beams) each having the same receiving directivity in an arbitrary direction. I do. The band rejection filter 208 extracts a signal in a frequency band that can be specified in advance by use conditions or the like from the single received beam output obtained by the preformed beam forming unit 207. The FFT 209 sequentially receives the reception signals output from the bandpass filter 208,
This is sampled in a time section that can be specified in advance from use conditions and the like, and a fast Fourier transform operation is performed for each time section to obtain a spectrum for each time. Then, the result is output to the signal detection unit 3 together with the direction of the reception beam. Hereinafter, a system that outputs the azimuth of the received signal and its spectrum is referred to as a Doppler analysis system.

【0026】次に、図3を参照して信号検出部3につい
て詳細に説明する。なお、ここでは、振幅系、位相誤差
分散系、及びドップラー分析系の各系統ごとに説明する
こととする。
Next, the signal detector 3 will be described in detail with reference to FIG. Here, description will be given for each of the amplitude system, the phase error variance system, and the Doppler analysis system.

【0027】まず、振幅系の信号検出処理において、振
幅閾値処理部301は、図2に示す出力検波部205か
ら出力された受信信号の方位及び振幅を入力して、次々
入力される振幅に対してサンプリング毎に閾値処理を行
う。
First, in the amplitude-based signal detection processing, the amplitude threshold processing section 301 receives the azimuth and amplitude of the received signal output from the output detection section 205 shown in FIG. Threshold processing is performed for each sampling.

【0028】信号長閾値処理部302は、振幅閾値処理
部301で閾値処理された振幅を用いて、閾値を超えた
目標らしき信号の長さを算出する。さらに、信号長閾値
処理部302は、算出された信号長に対して、使用条件
等によって予め任意に設定できる目標の長さの範囲の最
小値及び最大値によって閾値処理を行う。信号長がこの
範囲内であれば、その信号区間を目標の信号区間とし
て、この区間内の受信信号の振幅、方位、サンプリング
回数、及び信号長をアスペクト算出部303に出力す
る。ここでサンプリング回数とは、受信信号の基準点
(距離0mに相当)から何回目のサンプリングかを示す
値である。
The signal length threshold value processing unit 302 calculates the length of a signal which seems to be a target exceeding the threshold value, using the amplitude subjected to the threshold value processing by the amplitude threshold value processing unit 301. Further, the signal length threshold processing unit 302 performs threshold processing on the calculated signal length by using a minimum value and a maximum value of a target length range that can be arbitrarily set in advance according to use conditions and the like. If the signal length is within this range, the signal section is set as a target signal section, and the amplitude, azimuth, number of times of sampling, and signal length of the received signal in this section are output to the aspect calculation section 303. Here, the number of times of sampling is a value indicating the number of times of sampling from a reference point (corresponding to a distance of 0 m) of the received signal.

【0029】アスペクト算出部303は、信号長閾値処
理部302から出力される目標信号区間における信号の
振幅、方位、サンプリング回数、及び信号長に基づいて
目標のアスペクトを算出し、目標信号区間における信号
の振幅、方位、目標アスペクト、サンプリング回数、及
び信号長を位置算出部304に出力する。
The aspect calculation section 303 calculates a target aspect based on the amplitude, azimuth, number of samplings, and signal length of the signal in the target signal section output from the signal length threshold processing section 302, and outputs the signal in the target signal section. , The azimuth, the target aspect, the number of times of sampling, and the signal length are output to the position calculator 304.

【0030】ここで、図4乃至図8を参照してアスペク
トの算出方法について具体的に説明する。
Here, the method of calculating the aspect will be specifically described with reference to FIGS.

【0031】いま、目標区間における信号の振幅の方位
軸及びサンプリング回数軸における分布を考える(図
4)。次に、この振幅の最大値を抽出してこれを原点と
して、この点を通る直線Y=AXを与えた時、振幅の振
幅値を質量と見なして振幅の各点(各質点)がこの直線
に対して与える回転モーメントを考える(図5)。そし
て、各振幅の質点毎に定義される回転モーメントの総和
が最小となる直線の傾きAを目標アスペクトと見なす。
Now, consider the distribution of the signal amplitude in the target section on the azimuth axis and the sampling frequency axis (FIG. 4). Next, when the maximum value of the amplitude is extracted and the origin is used as the origin, a straight line Y = AX passing through this point is given. When the amplitude value of the amplitude is regarded as the mass, each point of the amplitude (each mass point) (Fig. 5). Then, the slope A of the straight line that minimizes the sum of the rotational moments defined for each mass point of each amplitude is regarded as the target aspect.

【0032】つまり、目標アスペクトは、振幅の最大値
を回転中心とし、この点を取る直線Y=AXに対して働
く各振幅による回転モーメンの総和が、最小となる直線
の傾きAに相当する。
That is, the target aspect has the maximum value of the amplitude as the rotation center, and the sum of the rotation moments by the respective amplitudes acting on the straight line Y = AX taking this point corresponds to the slope A of the straight line at which it becomes the minimum.

【0033】いま、各質点毎の回転モーメントをMi と
し直線の傾きをAとすれば、目標アスペクトは、数1を
満足するAを算出することになる。
Now, assuming that the rotational moment for each mass point is Mi and the inclination of the straight line is A, the target aspect will be A that satisfies Equation 1.

【0034】[0034]

【数1】 ここで、Mi は、数2で算出される。(Equation 1) Here, Mi is calculated by Expression 2.

【0035】[0035]

【数2】 数2において、Wi は、各振幅の振幅値、L1i,L2i
は、図6で定義される距離を示す。なお、各回転モーメ
ントMi の力の働く向きは、原点を振幅の最大値、Y軸
を直線Y=AXとして各象限において図7で定義される
向きとする。
(Equation 2) In Equation 2, Wi is an amplitude value of each amplitude, L1i, L2i.
Indicates the distance defined in FIG. The direction in which the force of each rotational moment Mi acts is the direction defined in FIG. 7 in each quadrant, where the origin is the maximum value of the amplitude and the Y axis is a straight line Y = AX.

【0036】また、L2i及びL1i算出のため必要な点P
1iの座標位置Xi 、Yi は、図8で定義される角度、
辺、座標位置に基づいて数3を用いて算出する。
The point P necessary for calculating L2i and L1i is
The coordinate positions Xi and Yi of 1i are the angles defined in FIG.
It is calculated using Equation 3 based on the side and the coordinate position.

【0037】[0037]

【数3】 ここで、各振幅の位置座標となるxi ,yi には、数4
を使用する。
(Equation 3) Here, xi and yi, which are the position coordinates of each amplitude, are given by Equation 4
Use

【0038】[0038]

【数4】 再び、図3を参照して、位置算出部304は、アスペク
ト算出部303から出力される目標信号区間における信
号の振幅、方位、目標アスペクト、サンプリング回数、
及び信号長に基づいて振幅の最大値を検出する。さら
に、この振幅の最大値に対応するサンプリング数及び方
位を抽出して、サンプリング数から距離を算出するとと
もに方位に関しては方位補正を行う。以上の処理の後、
位置算出部304は、目標方位、距離、目標アスペク
ト、振幅の最大値(以下、信号S/Nとする)、及び信
号長を目標検出部4に出力する。
(Equation 4) Referring again to FIG. 3, position calculating section 304 determines the amplitude, azimuth, target aspect, number of samplings, and the like of the signal in the target signal section output from aspect calculating section 303.
And the maximum value of the amplitude based on the signal length. Further, the sampling number and the azimuth corresponding to the maximum value of the amplitude are extracted, the distance is calculated from the sampling number, and the azimuth is corrected for the azimuth. After the above processing,
The position calculation unit 304 outputs the target direction, the distance, the target aspect, the maximum value of the amplitude (hereinafter, referred to as signal S / N), and the signal length to the target detection unit 4.

【0039】次に、位相誤差分散系の信号検出処理にお
いて、位相誤差分散閾値処理部305は、図2に示す位
相誤差演算部206から出力された受信信号の方位及び
位相誤差分散値を入力して、次々入力される位相誤差分
散値に対してサンプリング毎に閾値処理を行う。
Next, in the signal detection processing of the phase error dispersion system, the phase error dispersion threshold processing section 305 inputs the azimuth and the phase error dispersion value of the received signal output from the phase error calculation section 206 shown in FIG. Then, threshold processing is performed on the successively input phase error variance values for each sampling.

【0040】信号長閾値処理部306は、位相誤差分散
値閾値処理部305で閾値処理された位相誤差分散値を
用いて、閾値を下回る目標らしき信号の長さを算出す
る。さらに、信号閾値処理部306は、算出された信号
長に対して、使用条件等によって予め任意に設定できる
目標の長さの範囲の最小値及び最大値で閾値処理を行
う。信号長がこの範囲内であれば、その信号区間を目標
の信号区間として、この区間内の受信信号の位相誤差分
散値、方位、サンプリング回数、及び信号長を位置算出
部307に出力する。
The signal length threshold value processing unit 306 calculates the length of a signal that is likely to be below the threshold value using the phase error variance value subjected to the threshold value processing by the phase error variance value threshold value processing unit 305. Further, the signal threshold processing unit 306 performs threshold processing on the calculated signal length with a minimum value and a maximum value of a target length range that can be arbitrarily set in advance according to use conditions and the like. If the signal length is within this range, the signal section is set as a target signal section, and the phase error variance, the azimuth, the number of samplings, and the signal length of the received signal in this section are output to the position calculation section 307.

【0041】位置算出部307は、信号長閾値処理部3
06から出力される目標信号区間における信号の位相誤
差分散値、方位、サンプリング回数、及び信号長に基づ
いて位相誤差分散値の最小値を検出する。さらに、この
位相誤差分散値の最小値に対応するサンプリング数及び
方位を抽出して、サンプリング数から距離を算出すると
ともに方位に関しては方位補正を行う。以上の処理の
後、位置算出部307は、目標方位、距離、及び位相誤
差分散値の最小値を目標検出部4に出力する。
The position calculation unit 307 is a signal length threshold processing unit 3
A minimum value of the phase error variance value is detected based on the phase error variance value, the direction, the number of times of sampling, and the signal length of the signal in the target signal section output from 06. Further, the sampling number and the azimuth corresponding to the minimum value of the phase error variance are extracted, the distance is calculated from the sampling number, and the azimuth is corrected for the azimuth. After the above processing, the position calculator 307 outputs the target azimuth, the distance, and the minimum value of the phase error variance to the target detector 4.

【0042】次に、ドップラー分析系の信号検出処理に
おいて、残響処理部308は、図2に示すFFT209
から出力される各時間毎の受信信号スペクトル及び受信
信号ビーム方位を次々入力して、送信周波数を中心に時
間の経過とともに帯域が変化する特性を有する帯域阻止
フィルタにより残響帯域のスペクトルを除去する。
Next, in the signal detection processing of the Doppler analysis system, the reverberation processing unit 308 uses the FFT 209 shown in FIG.
, The received signal spectrum and the received signal beam direction for each time are sequentially input, and the spectrum of the reverberation band is removed by a band rejection filter having a characteristic that the band changes with time over the transmission frequency.

【0043】ピーク検出部309は、残響処理部308
から次々出力される各サンプリング時間毎の受信信号の
スペクトルから、そのスペクトルの最大値を検出する。
ドップラー閾値処理部310は、ピーク検出部309か
ら次々出力される各サンプリング時間毎の受信信号のス
ペクトルに基づいて、そのスペクトルレベルに対して閾
値処理を行う。
The peak detecting section 309 includes a reverberation processing section 308
, The maximum value of the spectrum is detected from the spectrum of the received signal for each sampling time output one after another.
The Doppler threshold processing section 310 performs threshold processing on the spectrum level based on the spectrum of the received signal for each sampling time output from the peak detection section 309 one after another.

【0044】信号長閾値処理部311は、ドップラー閾
値処理部310において閾値処理され次々出力される各
サンプリング時間毎の受信信号のスペクトルを用いて、
閾値を超えた目標らしき信号の長さを算出する。さら
に、信号閾値処理部311は、算出された信号長に対し
て、使用条件等によって予め任意に設定できる目標の長
さの範囲の最小値及び最大値で閾値処理を行う。信号長
がこの範囲内であれば、その信号区間を目標の信号区間
として、この区間内の受信信号のスペクトル(周波数、
スペクトルレベル)、ビーム方位、及びサンプリング回
数を周波数変動量閾値処理部312に出力する。
The signal length threshold processing section 311 uses the spectrum of the received signal for each sampling time, which is thresholded by the Doppler threshold processing section 310 and is output one after another.
Calculate the length of the signal which seems to be the target exceeding the threshold. Further, the signal threshold processing unit 311 performs threshold processing on the calculated signal length with a minimum value and a maximum value of a target length range that can be arbitrarily set in advance according to use conditions and the like. If the signal length is within this range, the signal section is set as a target signal section, and the spectrum (frequency, frequency,
The spectrum level), the beam direction, and the number of times of sampling are output to the frequency variation threshold processing unit 312.

【0045】周波数変動量閾値処理部312は、信号長
閾値処理部311から出力される目標信号のスペクトル
(周波数、スペクトルレベル)、ビーム方位、及びサン
プリング回数に基づいて、そのスペクトルの最大周波数
及び最小周波数を抽出し、この2つの周波数の差の絶対
値に対して閾値処理を行い、閾値以下の場合には、目標
信号のスペクトル(周波数、スペクトルレベル)、ビー
ム方位、及びサンプリング回数を位置算出部313へ出
力する。
Based on the spectrum (frequency, spectrum level), beam direction, and sampling frequency of the target signal output from the signal length threshold processing unit 311, the frequency variation threshold processing unit 312 A frequency is extracted and threshold processing is performed on the absolute value of the difference between the two frequencies. 313.

【0046】位置算出部313は目標信号のスペクトル
(周波数、スペクトルレベル)、ビーム方位、及びサン
プリング回数に基づいてスペクトルの最大値を検出す
る。さらにこのスペクトルの最大値に対応する周波数、
サンプリング数、及びビーム方位を抽出して、周波数か
らドップラー偏位を算出し、サンプリング数から距離を
算出するとともにビーム方位に関しては方位補正を行
う。以上の処理の後、位置算出部313は、目標方位、
距離、スペクトルの最大値(以下、ドップラーS/Nと
する)、及びドップラー偏位を目標検出部4に出力す
る。
The position calculator 313 detects the maximum value of the spectrum based on the spectrum (frequency, spectrum level) of the target signal, the beam direction, and the number of times of sampling. Furthermore, the frequency corresponding to the maximum value of this spectrum,
The sampling number and the beam direction are extracted, the Doppler deviation is calculated from the frequency, the distance is calculated from the sampling number, and the beam direction is corrected for the direction. After the above processing, the position calculation unit 313 determines the target direction,
The distance, the maximum value of the spectrum (hereinafter, referred to as Doppler S / N), and the Doppler deviation are output to the target detection unit 4.

【0047】次に、図9を参照して目標検出部4につい
て詳細に説明する。
Next, the target detecting section 4 will be described in detail with reference to FIG.

【0048】目標検出部4は、前述の通り、信号検出部
3により抽出された各3系統毎の目標信号を、各系統で
検出された目標信号の位置に基づいて統合して、その統
合された位置を算出するとともに、その位置及び統合さ
れた各系統の目標信号の特徴素を出力するものである。
As described above, the target detection unit 4 integrates the target signals of each of the three systems extracted by the signal detection unit 3 based on the positions of the target signals detected in each system, and integrates the signals. In addition to calculating the position, the position and the characteristic element of the target signal of each integrated system are output.

【0049】目標統合部401は、図3に示す位置算出
部304から出力される目標方位、距離、目標アスペク
ト、及び特徴素(信号S/N、信号長)と、位置算出部
307から出力される目標方位、距離、及び特徴素(位
相誤差分散値)と、位置算出部313から出力される目
標方位、距離、及び特徴素(ドップラーS/N、ドップ
ラー偏位)とを受ける。一方、使用条件等から予め特定
できる各系統毎の検出位置の誤差(距離誤差、方位誤
差)を用いて、各系統毎に検出された目標の位置(距
離、方位)に対して目標統合ゲートを距離±距離誤差、
方位±方位誤差の形で設定する。
The target integration unit 401 outputs the target direction, distance, target aspect, and feature element (signal S / N, signal length) output from the position calculation unit 304 shown in FIG. Target azimuth, distance, and feature element (phase error variance), and the target azimuth, distance, and feature element (Doppler S / N, Doppler deviation) output from the position calculation unit 313. On the other hand, by using the error (distance error, azimuth error) of the detection position for each system that can be specified in advance from the use conditions and the like, the target integration gate is set for the target position (distance, azimuth) detected for each system. Distance ± distance error,
Set in the form of azimuth ± azimuth error.

【0050】次に、目標統合部401では、各系統個々
に設定された目標統合ゲートの重なり合いの有無を検索
し、複数の目標統合ゲート(振幅系、位相誤差分散系、
ドップラー分析系)が少しでも重なった場合、重なった
系統により検出された目標を同一目標であると判定しそ
れらを統合し、目標検出部4からの出力情報のうち、統
合された検出系等からの情報のみを目標の特徴素として
出力する。
Next, the target integration unit 401 searches for the presence / absence of overlap of the target integration gates set individually for each system, and searches for a plurality of target integration gates (amplitude system, phase error dispersion system,
If the Doppler analysis system overlaps even a little, the targets detected by the overlapped systems are determined to be the same target, and they are integrated. Of the output information from the target detection unit 4, the integrated detection system Is output as the target feature element.

【0051】位置検出部402は、目標統合部401に
より統合された少なくとも2系統以上により検出され、
さらにこのうちの1系統が振幅系である統合後の目標の
振幅系目標検出位置、目標アスペクトおよび統合された
目標の特徴素を出力する。
The position detection unit 402 is detected by at least two systems integrated by the target integration unit 401,
Further, one of the systems outputs an amplitude-based target detection position, a target aspect, and an integrated target feature element of the integrated target in which one of the systems is an amplitude system.

【0052】次に、図10を参照して目標類別部5につ
いて詳細に説明する。
Next, the target classifying section 5 will be described in detail with reference to FIG.

【0053】目標類別部5は、前述した通り、目標検出
部4から出力される統合された各系統の特徴素の特徴量
個々に対して、算出された目標アスペクトに基づいて、
予め作成された重み付けテーブル6を参照して重み付け
を行い、さらに、重み付けされた各特徴素から確信度を
算出し、この確信度に基づいて受信信号を目標からの信
号か否かを判定し、目標信号の位置などを表示部に出力
するものである。
As described above, the target classifying unit 5 calculates the individual characteristic amounts of the feature elements of each system output from the target detecting unit 4 based on the calculated target aspect.
Weighting is performed with reference to the weighting table 6 created in advance, further, a certainty factor is calculated from each of the weighted feature elements, and it is determined whether the received signal is a signal from the target based on the certainty factor, The position of the target signal is output to the display unit.

【0054】重み付け処理部501は、目標検出部4か
ら出力される目標ごとの位置(方位、距離)、目標アス
ペクト、及び特徴素(例えば、信号S/N、信号長、位
相誤差分散値、ドップラーS/Nおよびドップラー偏
位)を入力し、各特徴素に対して特徴素毎、アスペクト
毎の重み付けを行い、特徴素毎の重み及び目標位置を確
信度算出部502に出力する。この特徴素毎の重み付け
は、予め目標の代表アスペクト毎に各特徴素の入力特徴
量と重み係数の関係(入力:特徴量Xi 、出力:重み係
数(0〜1))が登録された重み付けテーブル6を参照
して行われる。なお、重み付けテーブルには目標の代表
アスペクトのみが登録されているため、重み付けテーブ
ルの参照時には、算出された目標アスペクトに最も近い
重み付けテーブルを選択し参照する。また、目標検出部
4から出力されなかった特徴素に関しては、この特徴素
の重みを0として出力する。
The weighting section 501 outputs the position (azimuth, distance), target aspect, and feature element (eg, signal S / N, signal length, phase error variance, Doppler) for each target output from the target detection section 4. S / N and Doppler deviation) are input, each feature element is weighted for each feature element and each aspect, and the weight and target position for each feature element are output to the certainty factor calculation unit 502. The weighting for each feature element is a weighting table in which the relationship between the input feature quantity and the weight coefficient of each feature element (input: feature quantity Xi, output: weight coefficient (0 to 1)) is registered in advance for each target representative aspect. 6 is performed. Since only the target representative aspect is registered in the weighting table, when referring to the weighting table, the weighting table closest to the calculated target aspect is selected and referred to. For the feature elements not output from the target detection unit 4, the weights of the feature elements are output as 0.

【0055】確信度算出部502は、重み付け処理部5
01から出力される目標位置及び各特徴素毎の重みに基
づいて目標の確信度を算出し、この確信度と目標位置と
を確信度閾値処理部503に出力する。目標の確信度算
出には、簡易的エキスパートシステムの1つである2入
力のMYCIN OR演算が使用される。
The certainty calculating unit 502 includes a weighting processing unit 5
The confidence level of the target is calculated based on the target position and the weight for each feature element, which are output from step 01, and the confidence level and the target position are output to the confidence threshold processing section 503. For calculation of the target certainty factor, a two-input MYCIN OR operation, which is one of simple expert systems, is used.

【0056】この例においては、図10に示すように、
5つの入力特徴素に対して順次4回のMYCIN OR
演算を行い、目標の確信度を算出している。
In this example, as shown in FIG.
MYCIN OR four times sequentially for five input feature elements
The calculation is performed to calculate the target certainty factor.

【0057】確信度閾値処理部503は、確信度算出部
502から出力される目標位置及び目標の確信度を入力
して、目標の確信度に対して、予め統計的処理等によっ
て決定された閾値を用いて閾値処理を行い、確信度がこ
の閾値を超える目標を目標としてその位置等を表示部に
出力する。
The certainty threshold processing unit 503 receives the target position and the target certainty output from the certainty calculating unit 502 and applies a threshold determined in advance by statistical processing or the like to the target certainty. , And outputs a position or the like to the display unit with a target having a certainty factor exceeding the threshold as a target.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、各目
標が統合された検出位置で目標のアスペクトを算出し
て、統合された各系統の特徴素の特徴量の各々に対し
て、予め作成されたアスペクト毎の重みづけテーブルを
参照して重み付けを行い、さらに、重み付けされた各特
徴素から確信度を算出するようにしたから、常に、安定
した目標類別精度を実現することができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention, the aspect of a target is calculated at a detection position where each target is integrated, and each of the feature amounts of the characteristic elements of each system is integrated in advance. Weighting is performed with reference to the created weighting table for each aspect, and furthermore, certainty is calculated from each weighted feature element, so that stable target classification accuracy can always be realized. effective.

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

【図1】本発明による目標信号検出装置の一例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a target signal detection device according to the present invention.

【図2】図1に示す信号処理部の構成を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit illustrated in FIG. 1;

【図3】図1に示す信号検出部の構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a signal detection unit illustrated in FIG. 1;

【図4】図3に示す信号検出部におけるアスペクト算出
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for describing aspect calculation in a signal detection unit shown in FIG. 3;

【図5】図3に示す信号検出部におけるアスペクト算出
を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for describing aspect calculation in a signal detection unit shown in FIG. 3;

【図6】図3に示す信号検出部におけるアスペクト算出
を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for describing aspect calculation in a signal detection unit shown in FIG. 3;

【図7】図3に示す信号検出部におけるアスペクト算出
を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining aspect calculation in the signal detection unit shown in FIG. 3;

【図8】図3に示す信号検出部におけるアスペクト算出
を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining aspect calculation in the signal detection unit shown in FIG. 3;

【図9】図1に示す目標検出部の構成を示すブロック図
である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a target detection unit illustrated in FIG. 1;

【図10】図1に示す目標類別部の構成を示すブロック
図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a target classifying unit illustrated in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送受波器 2 信号処理部 3 信号検出部 4 目標検出部 5 目標類別部 6 重み付けテーブル 201 スプリットビーム形成部 202 帯域阻止フィルタ 203 相関演算部 204 位相差検出部 205 出力検波部 206 位相誤差分散演算部 207 プリフォームドビーム形成部 208 帯域阻止フィルタ 209 FFT 301 振幅閾値処理部 302 信号長閾値処理部 303 アスペクト算出部 304 位置算出部 305 位相誤差分散閾値処理部 306 信号長閾値処理部 307 位置算出部 308 残響処理部 309 ピーク検出部 310 ドップラー閾値処理部 311 信号長閾値処理部 312 周波数変動量閾値処理部 313 位置算出部 401 目標統合部 402 位置算出部 501 重み付け処理部 502 確信度算出部 503 確信度閾値処理部 Reference Signs List 1 transmitter / receiver 2 signal processing unit 3 signal detection unit 4 target detection unit 5 target classification unit 6 weighting table 201 split beam forming unit 202 band rejection filter 203 correlation operation unit 204 phase difference detection unit 205 output detection unit 206 phase error dispersion operation Unit 207 preformed beam forming unit 208 band rejection filter 209 FFT 301 amplitude threshold processing unit 302 signal length threshold processing unit 303 aspect calculation unit 304 position calculation unit 305 phase error dispersion threshold processing unit 306 signal length threshold processing unit 307 position calculation unit 308 Reverberation processing unit 309 Peak detection unit 310 Doppler threshold processing unit 311 Signal length threshold processing unit 312 Frequency variation threshold processing unit 313 Position calculation unit 401 Target integration unit 402 Position calculation unit 501 Weighting processing unit 502 Confidence calculation unit 503 Confidence Threshold Processing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 章 神奈川県横須賀市津久井632 エーデル ハイム1102 (56)参考文献 特開 平9−145834(JP,A) 特開 平5−87909(JP,A) 特開 平4−134284(JP,A) 特開 平4−1586(JP,A) 特開 平8−220226(JP,A) 特開 平6−102345(JP,A) 特開 平5−52940(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akira Kaneda 632 Edelheim 1102, Tsukui, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture (56) References JP-A-9-145834 (JP, A) JP-A-5-87909 (JP, A) JP-A-4-134284 (JP, A) JP-A-4-1586 (JP, A) JP-A-8-220226 (JP, A) JP-A-6-102345 (JP, A) JP-A-5-52940 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01S 3/80-3/86 G01S 5/18-5/30 G01S 7 /52-7/64 G01S 15/00- 15/96

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水中に音波を発信し、目標からの反響音
を受信して得られる受信信号を検出する目標信号検出方
法において、前記受信信号を受け該受信信号から前記受
信信号の振幅値及び方位を表す時系列信号と、前記受信
信号の位相誤差分散値及び方位を表す時系列信号と、前
記受信信号のスペクトル及び方位を表す時系列信号とを
抽出して出力する時系列信号抽出ステップとを備え、さ
らに、前記受信信号の振幅値及び方位を表す時系列信号
を入力して前記振幅値が予め設定された第1の閾値を越
える信号を第1の目標らしき信号として検出する第1の
ステップと、前記第1の目標らしき信号の時系列的の連
続性に応じて前記第1の目標らしき信号の信号長を第1
の信号長として算出し該第1の信号長が予め定められた
範囲内であると前記第1の目標らしき信号を第1の目標
信号として検出する第2のステップと、前記第1の目標
信号区間の時系列の振幅及び方位に基づいて前記第1の
目標信号区間の振幅の時系列−方位座標の分布に対して
任意の直線を当てはめ各振幅の座標点での振幅値を質点
の質量と見なして前記直線に加わる各振幅のモーメント
又は回転モーメントがゼロとなる直線の傾きを求めて該
傾きを前記目標の相対的な向きを表す目標アスペクトと
して算出する第3のステップと、前記第1の目標信号の
方位及び距離で示される目標検出位置及び前記振幅値の
最大値を算出する第4のステップとを備える振幅系信号
検出ステップと、前記受信信号の位相誤差分散値及び方
位を表す時系列信号を入力して前記位相誤差分散値が予
め設定された第2の閾値を下回る信号を第2の目標らし
き信号として検出する第5のステップと、前記第2の目
標らしき信号の時系列的の連続性に応じて前記第2の目
標らしき信号の信号長を第2の信号長として算出し該第
2の信号長が予め定められた範囲内であると前記第2の
目標らしき信号を第2の目標信号として検出する第6の
ステップと、該第2の目標信号の方位及び距離で示され
る目標検出位置及び前記位相誤差分散値の最小値を算出
する第7のステップとを備える位相誤差分散系信号検出
ステップと、前記受信信号のスペクトル及び受信信号の
方位を表す時系列信号を入力して該受信信号のスペクト
ルから残響信号を除去する第8のステップと、前記受信
信号のスペクトルにおける同時刻のスペクトル群の中で
最大のスペクトル値を抽出する第9のステップと、前記
最大のスペクトル値が予め設定された第3の閾値を越え
る信号を第3の目標らしき信号として検出する第10の
ステップと、前記第3の目標らしき信号の時系列的な連
続性及び周波数的な連続性に基づいて前記第3の目標ら
しき信号の信号長を第3の信号長として算出し該第3の
信号長が予め定められた範囲内であると前記第3の目標
らしき信号を第3の目標信号として検出する第11のス
テップと、前記第3の目標信号の方位及び距離で示され
る目標検出位置及び前記スペクトルの最大値及び該最大
値を示すスペクトルに対応した周波数を算出する第12
のステップとを備えるドップラー分析系信号検出ステッ
プと、前記第1乃至前記第3の目標信号を統合して目標
の位置を算出して目標情報とする目標情報算出ステップ
と、前記目標情報に対して目標の相対的な向きに基づい
て重み付けを行って重み付け目標情報として該目標情報
に基づいて前記統合された目標信号の目標らしさの程度
を示す確信度を算出する確信度算出ステップとを有する
ことを特徴とする目標信号検出方法。
1. A target signal detecting method for transmitting a sound wave into water and detecting a received signal obtained by receiving a reverberation sound from a target, comprising the steps of: receiving the received signal; A time-series signal representing the azimuth, a time-series signal representing the phase error variance and the orientation of the received signal, and a time-series signal extracting step of extracting and outputting a time-series signal representing the spectrum and the orientation of the received signal. A first signal for inputting a time-series signal representing an amplitude value and an azimuth of the received signal and detecting a signal whose amplitude value exceeds a preset first threshold value as a signal likely to be a first target. Step, and changing the signal length of the first target-like signal to a first value in accordance with the time-series continuity of the first target-like signal.
A second step of detecting the first target signal as a first target signal if the first signal length is within a predetermined range, and calculating the first target signal if the first signal length is within a predetermined range. An arbitrary straight line is applied to the time series-direction coordinate distribution of the amplitude of the first target signal section based on the time series amplitude and direction of the section, and the amplitude value at the coordinate point of each amplitude is calculated as the mass of the mass point. A third step of obtaining a slope of a straight line in which the moment of each amplitude or the rotational moment applied to the straight line is zero, and calculating the slope as a target aspect representing a relative direction of the target; A fourth step of calculating a target detection position indicated by a direction and a distance of the target signal and a maximum value of the amplitude value; and a time series representing a phase error variance value and a direction of the reception signal. Faith A fifth step of receiving a signal whose phase error variance value is smaller than a second threshold value set in advance as a signal likely to be a second target, and a time-series continuation of the signal likely to be the second target. The signal length of the second target-like signal is calculated as a second signal length in accordance with the characteristic, and if the second signal length is within a predetermined range, the second target-like signal is converted to a second signal length. A phase error dispersion system comprising: a sixth step of detecting as a target signal; and a seventh step of calculating a target detection position indicated by an azimuth and a distance of the second target signal and a minimum value of the phase error variance value. A signal detecting step, an eighth step of inputting a time-series signal representing the spectrum of the received signal and the azimuth of the received signal and removing a reverberation signal from the spectrum of the received signal, A ninth step of extracting a maximum spectral value from the group of spectra, and a tenth step of detecting a signal whose maximum spectral value exceeds a third threshold value set in advance as a signal likely to be a third target; Calculating the signal length of the third target signal as a third signal length based on the time series continuity and the frequency continuity of the third target signal; An eleventh step of detecting the third target-like signal as a third target signal when the signal is within a predetermined range, a target detection position indicated by an azimuth and a distance of the third target signal, and the spectrum Twelfth for calculating the maximum value of the frequency and the frequency corresponding to the spectrum indicating the maximum value
A Doppler analysis signal detection step comprising: a target information calculation step of integrating the first to third target signals to calculate a target position to obtain target information; A confidence calculation step of performing a weighting based on the relative orientation of the target and calculating a confidence indicating the degree of the target likelihood of the integrated target signal based on the target information as the weighted target information. Characteristic target signal detection method.
【請求項2】 請求項1に記載された目標信号検出方法
において、前記確信度算出ステップは、前記目標信号の
目標情報に対して予め目標位置毎に目標のアスペクトに
対応した重み付け係数が登録されている重み付けテーブ
ルを参照して重み付けを行い重み付け目標情報とする第
1のサブステップと、MYCIN OR演算を用いて前
記重み付け目標情報から前記統合された目標信号の目標
らしさの程度を示す確信度を算出する第2のサブステッ
プとを有することを特徴とする目標信号検出方法。
2. The target signal detection method according to claim 1, wherein in the certainty factor calculating step, a weighting coefficient corresponding to a target aspect is registered in advance for each target position in target information of the target signal. A first sub-step in which weighting is performed with reference to the weighting table to be used as weighting target information, and a certainty factor indicating the degree of target likelihood of the integrated target signal is calculated from the weighting target information using MYCINOR operation. And a second sub-step of calculating.
【請求項3】 水中に音波を発信し、目標からの反響音
を受信して得られる受信信号を検出する目標信号検出装
置において、前記音波を発信するとともに前記受信信号
を受信する送受波器と、前記受信信号に応じて振幅及び
方位を示す振幅系信号、位相誤差分散値及び方位を示す
位相誤差分散系信号、及び前記受信信号のスペクトルを
示すドップラー分析系信号を出力する信号処理部と、前
記振幅系信号、前記位相誤差分散系信号、及び前記ドッ
プラー分析系信号に応じて系統毎に目標らしき信号を抽
出してそれぞれ第1乃至第3の目標信号とし該第1乃至
第3の目標信号の区間から特徴素の特徴量を算出し出力
するとともに振幅系において検出された目標の区間に相
当する振幅及び方位の時系列データを出力する信号検出
部と、前記第1乃至前記第3の目標信号を各系統で算出
された位置に基づいて統合して統合された位置を算出す
るとともに目標の区間に相当する振幅及び方位の時系列
データから目標のアスペクトを算出して、各系統の位
置、目標アスペクト、及び統合された各系統の目標信号
の特徴素を出力する目標検出部と、前記統合された各系
統の特徴素の特徴量の各々に対して前記目標アスペクト
に基づいて予め定められた目標のアスペクト毎の重み付
けテーブルを参照して重み付けを行い重み付けされた各
特徴素から確信度を算出して該確信度に基づいて受信信
号を目標からの信号か否かを判定して目標信号の位置を
表示部に出力する目標類別部とを有し、前記目標検出部
は、前記目標のアスペクトを算出する際、前記第1の目
標信号区間の時系列の振幅及び方位に基づいて前記第1
の目標信号区間の振幅の時系列−方位座標の分布に対し
て任意の直線を当てはめ各振幅の座標点での振幅値を質
点の質量と見なして前記直線に加わる各振幅のモーメン
ト又は回転モーメントがゼロとなる直線の傾きを求めて
該傾きを前記目標の相対的な向きを表す目標アスペクト
として算出するようにしたことを特徴とする目標信号検
出装置。
3. A target signal detecting device for transmitting a sound wave into water and detecting a received signal obtained by receiving a reverberation sound from a target, comprising: a transducer for transmitting the sound wave and receiving the received signal; A signal processing unit that outputs an amplitude-based signal indicating an amplitude and a direction according to the received signal, a phase error variance-based signal indicating a phase error variance value and a direction, and a Doppler analysis system signal indicating a spectrum of the received signal. A signal which seems to be a target is extracted for each system in accordance with the amplitude system signal, the phase error variance system signal, and the Doppler analysis system signal to obtain first to third target signals, respectively, and the first to third target signals A signal detection unit that calculates and outputs a feature amount of a feature element from the section and outputs time-series data of amplitude and azimuth corresponding to the target section detected in the amplitude system; The third target signal is integrated based on the position calculated in each system to calculate an integrated position and calculate the target aspect from the time-series data of the amplitude and the azimuth corresponding to the target section, A target detection unit that outputs a position of each system, a target aspect, and a feature element of an integrated target signal of each system; and a feature amount of each of the integrated feature elements of each system based on the target aspect. Weighting is performed by referring to a predetermined weighting table for each target aspect, a certainty factor is calculated from each of the weighted feature elements, and whether the received signal is a signal from the target is determined based on the certainty factor. A target classification unit that outputs the position of the target signal to a display unit, and the target detection unit calculates the aspect of the target by using the time-series amplitude and azimuth of the first target signal section. Base Said had first
The time series of the amplitude of the target signal section of-the arbitrary moment is applied to the distribution of the azimuth coordinate, and the amplitude value at the coordinate point of each amplitude is regarded as the mass of the mass point. A target signal detecting device, wherein a slope of a straight line that becomes zero is obtained, and the slope is calculated as a target aspect representing a relative direction of the target.
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