JP3528580B2 - Object measuring device - Google Patents

Object measuring device

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JP3528580B2
JP3528580B2 JP06974098A JP6974098A JP3528580B2 JP 3528580 B2 JP3528580 B2 JP 3528580B2 JP 06974098 A JP06974098 A JP 06974098A JP 6974098 A JP6974098 A JP 6974098A JP 3528580 B2 JP3528580 B2 JP 3528580B2
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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、ソーナー、レーダ
ー等、音波または電波の送受信を通して、一定領域内に
存在する物体の位置を画面上に表示する物体表示装置お
よび該物体の位置および形状を計測する物体計測装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object display device for displaying the position of an object existing in a certain area on a screen through the transmission and reception of sound waves or radio waves, such as a sonar and radar, and the position and shape of the object. The present invention relates to an object measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ソーナー、レーダー等、一定領
域内に音波または電波を送信し、該領域内に存在する不
特定多数の物体からの反射信号を受信し、その位置を画
面上に表示する物体表示装置が知られている。具体例と
して、R.J.ユーリック著、土屋 明訳:水中音響の原
理:共立出版:p9の装置がある。装置の概要を図1を
用いて説明する。
2. Description of the Related Art Generally, sound waves or radio waves are transmitted within a certain area such as a sonar or radar, the reflection signals from an unspecified number of objects existing within the area are received, and the position is displayed on a screen. Object display devices are known. As a specific example, there is a device by R. J. Yurick, Akira Tsuchiya: Principle of underwater acoustics: Kyoritsu Publishing: p9. The outline of the apparatus will be described with reference to FIG.

【0003】物体表示装置10は、船舶に搭載され、水
中に存在する物体の位置を表示する。図1の通り、送信
すべき信号を生成する送信装置11と、送信装置11が
生成した送信信号を超音波に変換して送波すると共に、
反射波を受波し、電気信号へ変換する送受波装置12、
送受波装置12から入力した受信信号を電力増幅および
ディジタル変換し、音響ビームを形成する受信装置1
3、受信装置13から入力した受信信号列に所定の信号
処理を行い、映像信号に変換する信号処理装置14およ
び信号処理装置14から入力した映像信号を表示画面上
に表示する表示装置15から構成される。この内、送受
波装置12と受信装置13および表示装置15の機能を
図を用いて説明する。
The object display device 10 is mounted on a ship and displays the position of an object existing in water. As shown in FIG. 1, a transmission device 11 that generates a signal to be transmitted, a transmission signal generated by the transmission device 11 is converted into ultrasonic waves, and the ultrasonic waves are transmitted.
A wave transmission / reception device 12, which receives a reflected wave and converts it into an electric signal,
Receiving device 1 which forms an acoustic beam by power-amplifying and digital-converting a received signal input from the transmitting / receiving device 12
3. A signal processing device 14 that performs predetermined signal processing on a received signal sequence input from the receiving device 13 and converts it into a video signal, and a display device 15 that displays the video signal input from the signal processing device 14 on a display screen. To be done. Among these, the functions of the wave transmission / reception device 12, the reception device 13, and the display device 15 will be described with reference to the drawings.

【0004】送受波装置12の受波部分および受信装置
13の構成を図2に示す。送受波装置の受波部分は、ハ
イドロホン21i(i=1,…,N)から成り、受信装置
13は、電力増幅器22とディジタル変換器23および
整相処理器24から成る。
The structure of the wave receiving portion of the wave transmitting / receiving device 12 and the receiving device 13 is shown in FIG. The wave receiving portion of the wave transmitting / receiving device includes a hydrophone 21i (i = 1, ..., N), and the receiving device 13 includes a power amplifier 22, a digital converter 23, and a phasing processor 24.

【0005】送受波装置12の受波部分は、N個のハイ
ドロホンで構成され、各ハイドロホン毎に受信した受信
信号を受信装置13へ出力する。
The wave receiving portion of the wave transmitting / receiving device 12 is composed of N hydrophones, and outputs a reception signal received by each hydrophone to the receiving device 13.

【0006】受信装置13は、入力した受信信号に対し
て、ハイドロホン毎に電力増幅器22およびディジタル
変換器23への入出力を経て受信信号の電力増幅および
ディジタル変換を行い、整相処理器24で音響ビームを
形成する。整相処理器24における整相処理方式とし
て、従来より様々な手法が用いられているが、ここでは
遅延整相方式を例にとり説明する。遅延整相方式を行う
整相処理器25の構成を図3に示す。整相処理器24
は、遅延器31ji(i=1,…,N、j=1,…,M)およ
びタップ32ji(i=1,…,N、j=0,…,M)から成
る。整相処理器24は、タップ加算線33および34の
通り、入力されたハイドロホン出力の遅延が線形になる
ように操作することにより、角度θに対するビームB
(θ)を形成する。例えば、タップ加算線33の通り遅延
をかけない状態で各ハイドロホン出力の信号を結合する
ことにより、正面方向のビームB(0)が形成できる。ま
た、加算線34の通り各ハイドロホン出力の遅延が線形
になるように操作すれば、角度θ1に対するビームB
(θ1)が形成できる。この操作により、図4の通り一定
の範囲内に一定数のビームを放射状に形成することが可
能となる。これを数式で表せば下式数1で示される。
The receiving device 13 performs power amplification and digital conversion of the received signal via the input and output to and from the power amplifier 22 and the digital converter 23 for each hydrophone, and the phasing processor 24. To form an acoustic beam. Although various methods have been conventionally used as a phasing processing method in the phasing processor 24, a delay phasing method will be described as an example here. The configuration of the phasing processor 25 that performs the delay phasing method is shown in FIG. Phaser 24
Is composed of delay devices 31ji (i = 1, ..., N, j = 1, ..., M) and taps 32ji (i = 1, ..., N, j = 0, ..., M). The phasing processor 24 operates so that the delay of the input hydrophone output becomes linear as indicated by the tap addition lines 33 and 34, so that the beam B with respect to the angle θ is changed.
Form (θ). For example, the beam B (0) in the front direction can be formed by combining the signals of the outputs of the hydrophones without delaying the tap addition line 33. If the operation is performed so that the delay of each hydrophone output becomes linear as indicated by the addition line 34, the beam B with respect to the angle θ1
(θ1) can be formed. By this operation, it is possible to radially form a certain number of beams within a certain range as shown in FIG. If this is expressed by a mathematical expression, it is expressed by the following Expression 1.

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】表示装置15は、信号処理装置14から入
力した、映像信号化された受信信号列を表示画面に表示
する。表示画面の一例を図5に示す。半径方向は距離、
円周方向は方位をそれぞれ表す。画面上では、受信信号
列の振幅値を輝度で表示する。この場合、方位方向の分
解能は受信装置13で形成するビーム幅に依存し、ビー
ム幅が細くなるほど方位分解能は向上する。
The display device 15 displays on the display screen the received signal sequence converted into a video signal, which is input from the signal processing device 14. An example of the display screen is shown in FIG. Distance in radial direction,
The circumferential direction represents the azimuth, respectively. On the screen, the amplitude value of the received signal train is displayed in luminance. In this case, the resolution in the azimuth direction depends on the beam width formed by the receiver 13, and the smaller the beam width, the higher the azimuth resolution.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記物体表示装置における送受波装置12
および表示装置15に存在する。
The problem to be solved by the present invention is to provide a wave transmitting / receiving device 12 in the above object display device.
And on the display device 15.

【0010】上述の通り、表示画面上の方位分解能はビ
ーム幅に依存する。理論的には、ビーム幅を細くするた
めには送受波装置12における受波器の開口長を大きく
すればよいが、物理的に送受波装置12の大きさには限
りがある。従って、図6(a)の通りビーム幅より小さ
い物体、図6(b)の通りビーム幅が細くできずに複数
ビームが重畳する領域が存在する場合、該領域に存在す
る物体に対しては、物体の大きさを特定することが困難
になる。
As described above, the lateral resolution on the display screen depends on the beam width. Theoretically, in order to narrow the beam width, the aperture length of the wave receiver in the wave transmission / reception device 12 should be increased, but the size of the wave transmission / reception device 12 is physically limited. Therefore, when there is an object smaller than the beam width as shown in FIG. 6A, or when there is a region in which the beam width cannot be made narrow as shown in FIG. , It becomes difficult to specify the size of the object.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、受信信号に対して整相処理を行
い、音響ビームを形成する手段と、形成した各ビームか
らユーザ等によって指定された反射信号を含む信号列を
抽出する手段と、抽出した信号列に対して、ウィグナー
分布解析を行うことにより信号列の周波数スペクトルを
計算する手段と、周波数スペクトルからスペクトルの立
ち上がり位置、最大位置および立ち下がり位置を時間的
に算出する手段と、算出した各地点の時間的位置から該
反射信号を放射する物体の位置および形状を計測する手
段とを有することにより、ユーザに該物体の位置および
形状を高精度で認識させる機能を有することを特徴とす
る物体表示装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a means for performing a phasing process on a received signal to form an acoustic beam, and a beam or the like designated by each user from each formed beam. Means for extracting the signal sequence including the reflected signal, means for calculating the frequency spectrum of the signal sequence by performing Wigner distribution analysis on the extracted signal sequence, and the rising position and maximum position of the spectrum from the frequency spectrum And a means for calculating the fall position temporally and a means for measuring the position and shape of the object that emits the reflection signal from the calculated temporal position of each point, so that There is provided an object display device having a function of recognizing a shape with high accuracy.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明による位置および形状計測
手法の原理を、位置計測手法および形状計測手法の2つ
に分けて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The principle of the position and shape measuring method according to the present invention will be described by dividing it into a position measuring method and a shape measuring method.

【0013】第1に位置計測手法を説明する。First, the position measuring method will be described.

【0014】図7の通り、xy平面上に、各機器および
測定物体を以下の位置に配置する。
As shown in FIG. 7, each device and measurement object are arranged at the following positions on the xy plane.

【0015】送波器:原点、左受波器:点(-D,0)、
右受波器:点(D,0) 測定物体:点(x,y) いま、時刻t=0に送波器から音波が放射されたとし
て、測定物体からの反射波を両受波器が受波する時刻を
考える。送受波器の位置関係より、測定物体が第1象限
(x>0,y>0)に存在する場合は、右受波器が左受波
器よりはやく反射波を受波し、逆に左受波器が右受波器
よりはやく受波する場合、測定物体は第2象限(x<0,
y>0)に存在する。左右受波器が反射波を受波する時
刻をそれそれTl、Trとおくと、Tl、Trに関して
下式数2が成り立つ。
Transmitter: origin, left receiver: point (-D, 0),
Right receiver: Point (D, 0) Measuring object: Point (x, y) Now, assuming that sound waves are radiated from the transmitter at time t = 0, both receivers receive the reflected wave from the measuring object. Consider the time to receive the wave. Due to the positional relationship of the transducers, when the measured object is in the first quadrant (x> 0, y> 0), the right receiver receives the reflected wave earlier than the left receiver, and conversely to the left. If the receiver receives more quickly than the right receiver, the measured object is in the second quadrant (x <0,
y> 0). If the times at which the left and right receivers receive the reflected waves are set as Tl and Tr, respectively, the following equation 2 holds for Tl and Tr.

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】図7の通り、原点から測定物体までの距離
をr、測定物体の方位とy軸とのなす角をθとおくと、
数2より測定物体の位置(x,y)は下式数3で表され
る。
As shown in FIG. 7, if the distance from the origin to the measuring object is r and the angle between the azimuth of the measuring object and the y axis is θ,
From Equation 2, the position (x, y) of the measurement object is expressed by Equation 3 below.

【0018】[0018]

【数3】 [Equation 3]

【0019】ここで、受波時刻Tl、Trの計測手法を
考える。第1には、図8の通り左右受波器の時間波形を
観測し、波形の立ち上がり時刻をもってTl、Trとす
る手法が考えられる。しかしながら、海中に音波を送信
するソーナー装置においては、受波波形には測定物体か
らの反射波の他に雑音および海面、海底および海中の散
乱体からの反射である残響が混在し、正確なTl、Tr
の計測は困難である。これは、大気中に電波を送信する
レーダー装置についても同様である。
Now, consider a method of measuring the reception times Tl and Tr. First, as shown in FIG. 8, a method of observing the time waveforms of the left and right receivers and setting the rising times of the waveforms as Tl and Tr can be considered. However, in a sonar device that transmits sound waves into the sea, in addition to the reflected wave from the measurement object, noise and reverberation, which is the reflection from the sea surface, the seabed, and the underwater scatterers, are mixed in the received waveform, and the accurate Tl , Tr
Is difficult to measure. The same applies to a radar device that transmits radio waves into the atmosphere.

【0020】そこで、時間波形の代わりにウィグナー分
布による瞬時スペクトルを用いることを考える。ここで
瞬時スペクトルとは、特定周波数成分のスペクトルの時
間変化のことを表す。ウィグナー分布は時間分解能に優
れ、かつ雑音、残響の影響も時間波形より小さく、ソー
ナー、レーダー装置においてもTl、Trの計測が可能
である。図9に瞬時スペクトルによるTl、Tr計測手
法の概要を示す。左右受波波形のウィグナー分布から送
信周波数成分の瞬時スペクトルを求め、そのピーク位置
からTl、Trを算出し、数3に代入することにより位
置を計算する。
Therefore, let us consider using an instantaneous spectrum based on the Wigner distribution instead of the time waveform. Here, the instantaneous spectrum refers to the time change of the spectrum of the specific frequency component. The Wigner distribution has excellent time resolution, and the influence of noise and reverberation is smaller than that of the time waveform, so that Tl and Tr can be measured by sonar and radar devices. FIG. 9 shows an outline of the Tl and Tr measurement method using the instantaneous spectrum. The instantaneous spectrum of the transmission frequency component is obtained from the Wigner distribution of the left and right received waveforms, Tl and Tr are calculated from the peak positions thereof, and the positions are calculated by substituting into Equation 3.

【0021】第2に、形状計測手法について説明する。Second, the shape measuring method will be described.

【0022】図10を用いて、計測物体の大きさと反射
波の関係を説明する。図の左側は小測定物体、右側は大
測定物体を表す。測定物体が小さい場合は反射点が小さ
いため、エコーの時間長は短くなり、結果として瞬時ス
ペクトルのピーク形状は鋭い波形となる。一方、大測定
物体の場合は、図の通り物体表面上の複数地点で反射
し、エコーの時間長は長くなる。従って、瞬時スペクト
ルのピーク形状は図のような緩やかな放物線形状とな
る。このように、エコーの時間長および瞬時スペクトル
のピーク形状は測定物体の形状に依存する。前述の理由
から、エコーの時間長は測定に適さないため、瞬時スペ
クトルを図11の通り適用し、測定物体の形状を測定す
る。位置計測の際に計測するピーク位置Tl、Trの他
に、予め設定する閾値を上回る立ち上がり位置Tsl、
Tsrおよび閾値を下回る立ち下がり位置Tel、Te
rを計測し、各々数3に代入することにより3組の
(x,y)が計算される。測定物体の形状は、これら3
組の(x,y)の位置関係から算出する。
The relationship between the size of the measuring object and the reflected wave will be described with reference to FIG. The left side of the figure shows a small measurement object, and the right side shows a large measurement object. When the measurement object is small, the reflection point is small, so the time length of the echo becomes short, and as a result, the peak shape of the instantaneous spectrum has a sharp waveform. On the other hand, in the case of a large measurement object, it is reflected at a plurality of points on the surface of the object as shown in the figure, and the time length of the echo becomes long. Therefore, the peak shape of the instantaneous spectrum has a gentle parabolic shape as shown in the figure. Thus, the echo time length and the peak shape of the instantaneous spectrum depend on the shape of the measurement object. For the above reason, since the echo time length is not suitable for measurement, the instantaneous spectrum is applied as shown in FIG. 11 to measure the shape of the measurement object. In addition to the peak positions Tl and Tr measured during position measurement, a rising position Tsl exceeding a preset threshold,
Falling positions Tel and Te below Tsr and the threshold value
Three sets of (x, y) are calculated by measuring r and substituting it into equation 3. The shape of the measurement object is 3
It is calculated from the positional relationship of (x, y) in the set.

【0023】本発明を実現するための装置の構成を図1
2に示す。本発明を実現するための装置である形状計測
装置110は、信号抽出器111とウィグナー分布計算
器112、瞬時スペクトル113、ピーク形状計測器1
14および形状計算器115から構成される。信号抽出
器111には左右ビームの受信信号列およびユーザ等に
よって指定された測定物体の位置が入力され、形状計算
器115からは測定物体の形状計測結果が出力される。
FIG. 1 shows the configuration of an apparatus for implementing the present invention.
2 shows. A shape measuring apparatus 110, which is an apparatus for realizing the present invention, includes a signal extractor 111, a Wigner distribution calculator 112, an instantaneous spectrum 113, and a peak shape measuring apparatus 1.
14 and the shape calculator 115. The signal extractor 111 receives the received signal trains of the left and right beams and the position of the measurement object designated by the user or the like, and the shape calculator 115 outputs the shape measurement result of the measurement object.

【0024】以下に形状計測装置110を構成する各装
置の概要を説明する。
The outline of each device constituting the shape measuring device 110 will be described below.

【0025】信号抽出器111は、入力した左右ビーム
の受信信号列から、入力したユーザ等によって指定され
た測定物体の位置を含む、予め設定した時間長の信号列
を切り出し、各々ウィグナー分布計算器112へ出力す
る。ここで、切り出した左右ビームの信号列をそれぞれ
SL(t)、SR(t)とおく。
The signal extractor 111 cuts out a signal sequence of a preset time length, which includes the position of the measured object designated by the user or the like, from the input received signal sequence of the left and right beams, and each Wigner distribution calculator. Output to 112. Here, the signal sequences of the cut out left and right beams are set as SL (t) and SR (t), respectively.

【0026】ウィグナー分布計算器112は、信号抽出
器111から入力したSL(t)、SR(t)のウィグナー
分布を計算する。ウィグナー分布計算結果の一例を図1
3に示す。横軸は時間、縦軸は周波数を表している。図
ではウィグナー分布スペクトルの大きさをグレイスケー
ルで示しており、黒に近いほどスペクトルは大きくな
る。信号SL(t)、SR(t)の時間t、周波数fにおけ
るウィグナー分布スペクトルを記号WL(t,f)、WR
(t,f)で表す。ウィグナー分布計算器112は、計算
したウィグナー分布スペクトルWL(t,f)、WR(t,
f)を瞬時スペクトル計算器113へ出力する。
The Wigner distribution calculator 112 calculates the Wigner distribution of SL (t) and SR (t) input from the signal extractor 111. An example of Wigner distribution calculation result
3 shows. The horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency. In the figure, the magnitude of the Wigner distribution spectrum is shown in gray scale, and the spectrum becomes larger as it gets closer to black. The Wigner distribution spectra of the signals SL (t) and SR (t) at time t and frequency f are represented by symbols WL (t, f) and WR.
It is represented by (t, f). The Wigner distribution calculator 112 calculates the calculated Wigner distribution spectra WL (t, f) and WR (t,
f) is output to the instantaneous spectrum calculator 113.

【0027】瞬時スペクトル計算器113は、ウィグナ
ー分布計算器112から入力したウィグナー分布スペク
トルから瞬時スペクトルを計算する。瞬時スペクトル
は、ウィグナー分布スペクトルWL(t,f)、WR(t,
f)において周波数fを一定値Fに固定した場合に等し
い。ここで、周波数Fは送信周波数に設定し、周波数F
の瞬時スペクトルをIL(F,t)、IR(F,t)と記す。
瞬時スペクトル計算器113は、計算した瞬時スペクト
ルIL(F,t)、IR(F,t)をピーク形状計測器114
へ出力する。
The instantaneous spectrum calculator 113 calculates an instantaneous spectrum from the Wigner distribution spectrum input from the Wigner distribution calculator 112. The instantaneous spectra are Wigner distribution spectra WL (t, f) and WR (t,
This is the same as when the frequency f is fixed to a constant value F in f). Here, the frequency F is set to the transmission frequency, and the frequency F
The instantaneous spectrum of is described as IL (F, t) and IR (F, t).
The instantaneous spectrum calculator 113 calculates the calculated instantaneous spectra IL (F, t) and IR (F, t) from the peak shape measuring device 114.
Output to.

【0028】ピーク形状計測器114は、瞬時スペクト
ル計算器113から入力した瞬時スペクトルから、図1
1の通り立ち上がり位置Tsl、Tsr、ピーク位置T
l、Trおよび立ち下がり位置Tel、Terを計測
し、計測結果を形状計算器115へ出力する。
The peak shape measuring device 114 uses the instantaneous spectrum input from the instantaneous spectrum calculator 113 as shown in FIG.
1, the rising positions Tsl, Tsr, and the peak position T
l, Tr and the falling positions Tel, Ter are measured, and the measurement result is output to the shape calculator 115.

【0029】形状計測器115は、ピーク形状計測器1
14から入力した瞬時スペクトルの位置情報から数3を
用いて測定物体の位置(x,y)を計算する。
The shape measuring instrument 115 is the peak shape measuring instrument 1
The position (x, y) of the measurement object is calculated from the position information of the instantaneous spectrum input from 14 using Equation 3.

【0030】上述の説明では、送受波装置のハイドロホ
ンが水平方向に配列していると仮定して「左」「右」ビ
ームと分けているが、2本のビームの位置関係はハイド
ロホンの配置に応じて変化するものであり、例えば、ハ
イドロホンが垂直方向に配列している場合は「上」
「下」ビームと分けられる。
In the above description, it is assumed that the hydrophones of the transmitting and receiving device are arranged in the horizontal direction, and the hydrophones are separated from the "left" and "right" beams, but the positional relationship between the two beams is that of the hydrophones. It depends on the placement, eg "up" if the hydrophones are arranged vertically.
Separated from the "lower" beam.

【0031】次に、本発明の第1の実施の形態の物体計
測装置を、図14に示す全体の構成図を用いて説明す
る。
Next, the object measuring device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the overall configuration diagram shown in FIG.

【0032】物体計測装置130は、図1の従来の物体
表示装置10を構成する各装置の他に、ビーム形成装置
131および形状計測装置110から構成されている。
本発明の第1の実施の形態の物体計測装置において、送
受波装置の受波部分は、図2に示す通り任意の1方向に
直線的に配列するハイドロホンあるいは受波器から構成
される。また、従来の物体表示装置を構成する装置で
は、送受波装置132および表示装置133の機能が従
来と異なる。以下に送受波装置132とビーム形成装置
131および表示装置133の機能を説明する。
The object measuring device 130 is composed of a beam forming device 131 and a shape measuring device 110 in addition to the devices constituting the conventional object display device 10 of FIG.
In the object measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, the wave receiving portion of the wave transmitting / receiving apparatus is composed of a hydrophone or a wave receiver linearly arranged in any one direction as shown in FIG. Further, in the device constituting the conventional object display device, the functions of the wave transmission / reception device 132 and the display device 133 are different from the conventional ones. The functions of the wave transmission / reception device 132, the beam forming device 131, and the display device 133 will be described below.

【0033】送受波装置132は、従来と同様、送信装
置11が生成した送信信号を超音波に変換して送波する
と共に、反射波を受波し、電気信号へ変換する機能を有
する。従来と異なる点は、信号を受信装置13およびビ
ーム形成装置131へ出力する点である。
The wave transmitting / receiving device 132 has a function of converting a transmission signal generated by the transmitting device 11 into an ultrasonic wave and transmitting the same, and receiving a reflected wave and converting into an electric signal as in the conventional case. A point different from the conventional one is that the signal is output to the receiving device 13 and the beam forming device 131.

【0034】ビーム形成装置131は、送受波装置13
2から入力した信号に対して整相処理を行い、2本の音
響ビームを形成する。従って、その構成は送受波装置1
32の構成により異なる。
The beam forming device 131 is a wave transmitting / receiving device 13.
A signal input from 2 is subjected to a phasing process to form two acoustic beams. Therefore, the configuration is the same as the wave transmitting / receiving device 1.
It depends on the configuration of 32.

【0035】例えば、送受波装置132が水平方向に直
線的に配列するN個のハイドロホンから構成される場
合、ビーム形成装置131は図15に示す構成となる。
ビーム形成装置131は、左ビームを形成する左ビーム
形成器141および右ビームを形成する右ビーム形成器
142から構成される。
For example, when the transmitting / receiving device 132 is composed of N hydrophones arranged linearly in the horizontal direction, the beam forming device 131 has the structure shown in FIG.
The beam forming device 131 includes a left beam former 141 that forms a left beam and a right beam former 142 that forms a right beam.

【0036】左ビーム形成器141および右ビーム形成
器142の構成は、図2の受信装置13の構成とほぼ同
様であり、各装置に入力されるハイドロホン出力の数が
異なる。すなわち、左ビーム形成器141および右ビー
ム形成器142に入力されるハイドロホン出力の数は、
受信装置13に入力される数の半分となる。左ビーム形
成器141および右ビーム形成器142は、各々に入力
される(N/2)個のハイドロホン出力から、数1を用
いて図16の通り一定の範囲内に一定数のビームを放射
状に形成し、結果を形状計測装置110に出力する。
The configurations of the left beam former 141 and the right beam former 142 are almost the same as the configuration of the receiving apparatus 13 of FIG. 2, but the number of hydrophone outputs input to each apparatus is different. That is, the number of hydrophone outputs input to the left beam former 141 and the right beam former 142 is
It is half the number input to the receiving device 13. The left beam former 141 and the right beam former 142 radiate a fixed number of beams within a fixed range as shown in FIG. Then, the result is output to the shape measuring device 110.

【0037】ここで、受信装置13とビーム形成装置1
31の機能の違いについて説明すると、上述の通り、両
者の違いは入力するハイドロホン出力の数のみである。
受信装置13においてはN個のハイドロホン出力からビ
ームを形成し、一方、ビーム形成装置では(N/2)個
のハイドロホン出力からビームを形成する。従って、受
信装置で(N/2)個のハイドロホン出力からビームを
形成し、信号処理装置を経て表示装置に出力する構成に
した場合、受信装置13とビーム形成装置131の構成
は等しくなる。この場合、ビーム形成装置は設置する必
要はなく、受信装置13の結果を信号処理装置14およ
び形状計測装置110の出力する構成にする。このよう
に信号処理装置14ならびに形状計測装置110に入力
される受信信号が等しい構成となる場合、ビーム形成装
置131は設置せず、受信装置13の出力を信号処理装
置14および形状計測装置110に入力する構成にす
る。
Here, the receiving device 13 and the beam forming device 1
The difference between the functions of 31 will be described. As described above, the difference between the two is only the number of input hydrophone outputs.
The receiving device 13 forms a beam from N hydrophone outputs, while the beam forming device forms a beam from (N / 2) hydrophone outputs. Therefore, when the receiving device is configured to form a beam from (N / 2) hydrophone outputs and output the beam to the display device via the signal processing device, the receiving device 13 and the beam forming device 131 have the same configuration. In this case, it is not necessary to install the beam forming device, and the result of the receiving device 13 is output to the signal processing device 14 and the shape measuring device 110. When the received signals input to the signal processing device 14 and the shape measuring device 110 are equal in this way, the beam forming device 131 is not installed and the output of the receiving device 13 is output to the signal processing device 14 and the shape measuring device 110. Enter the configuration.

【0038】また、送受波装置132が図17の通り1
送波器と2受波器から構成される場合、ビーム形成装置
131は、図18の通り2受波器の受信信号に対応する
電力増幅器およびディジタル変換器から構成され、ディ
ジタル変換後の受信信号は形状計測装置110へ出力さ
れる。
In addition, as shown in FIG.
When the beam forming device 131 includes a wave transmitter and two wave receivers, the beam forming device 131 includes a power amplifier and a digital converter corresponding to the received signals of the two wave receivers as shown in FIG. Is output to the shape measuring device 110.

【0039】次に、本発明の第2の実施の形態の形状計
測装置について説明する。構成は図14の本発明の第1
の実施の形態の形状計測装置と同様であり、送受波装置
132における受波部分およびビーム形成装置131の
構成が異なる。本発明の第2の実施の形態の形状計測装
置において、送受波装置の受波部分は複数方向に直線的
に配列するハイドロホンの集合として構成される。構成
を示す一例として、図19の通りハイドロホンが2次元
に配列している場合を考える。この場合、ハイドロホン
が水平、垂直、右斜上および左斜上の各方向に各々N個
配列していると見なせる。
Next, a shape measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The configuration is the first of the present invention in FIG.
The configuration is the same as that of the shape measuring apparatus of the above embodiment, but the wave receiving portion of the wave transmitting / receiving apparatus 132 and the configuration of the beam forming apparatus 131 are different. In the shape measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, the wave receiving portion of the wave transmitting / receiving apparatus is configured as a set of hydrophones linearly arranged in a plurality of directions. As an example showing the configuration, consider a case where hydrophones are two-dimensionally arranged as shown in FIG. In this case, it can be considered that N hydrophones are arranged horizontally, vertically, on the right slant and on the left slant.

【0040】送受波装置132のハイドロホンが図19
の構成の場合、ビーム形成装置131は、図20の通り
入力信号切換器181、第1ビーム形成器182および
第2ビーム形成器183から構成される。
The hydrophone of the transmitting / receiving device 132 is shown in FIG.
In the case of the above configuration, the beam forming device 131 includes an input signal switching device 181, a first beam forming device 182, and a second beam forming device 183 as shown in FIG.

【0041】入力信号切換器181は、送受波装置13
2から入力したN2個のハイドロホン出力からN個のハ
イドロホン出力のみを第1ビーム形成器182および第
2ビーム形成器183へ出力する。このN個のハイドロ
ホン出力は、水平方向、垂直方向、右斜上方向および左
斜上方向の4方向に配列し、順次他方向のハイドロホン
出力へ入力を切り換える。例えば、水平、垂直、右斜
上、左斜上の順に形状計測をしたい場合、図21(a)
から(d)の順にハイドロホン出力を切り換える。最初
は水平方向なので図21(a)に示す水平方向のハイド
ロホン出力を入力し、その後入力するハイドロホン出力
を図21(b)、(c)、(d)の垂直、右斜上、左斜
上方向に切り換え、(N/2)個のハイドロホン出力を
第1ビーム形成器182および第2ビーム形成器183
へ出力する。
The input signal switch 181 is used by the wave transmitting / receiving device 13
From the N2 hydrophone outputs input from 2, only the N hydrophone outputs are output to the first beam former 182 and the second beam former 183. The N hydrophone outputs are arranged in four directions, that is, in the horizontal direction, the vertical direction, the rightward oblique upward direction, and the left oblique upward direction, and the inputs are sequentially switched to the other directions. For example, when it is desired to measure the shape in the order of horizontal, vertical, on the right slant, and on the left slant, FIG.
The output of the hydrophone is switched in the order from (d) to (d). Since the horizontal direction is initially horizontal, the horizontal hydrophone output shown in FIG. 21 (a) is input, and the hydrophone output input thereafter is vertical, diagonally right up, and left in FIGS. 21 (b), (c), and (d). Switching to the obliquely upward direction, the (N / 2) hydrophone outputs are output to the first beam former 182 and the second beam former 183.
Output to.

【0042】第1ビーム形成器182および第2ビーム
形成器183の機能は、左ビーム形成器141および右
ビーム形成器142と同様である。入力された(N/
2)個のハイドロホン出力からビームを形成する。
The functions of the first beam former 182 and the second beam former 183 are similar to those of the left beam former 141 and the right beam former 142. Input (N /
2) Form a beam from the outputs of the hydrophones.

【0043】表示装置133は、信号処理装置14から
入力した映像信号を表示画面上に表示する従来の機能に
加えて、ユーザ等によって指定された測定物体の位置を
形状計測装置110に出力する機能および形状計測装置
110から入力した計測結果を画面上に表示する機能を
有する。計測結果の表示例を図22に示す。図の通り測
定物体のみを拡大して表示することにより、ユーザに測
定物体の位置および形状を高精度で認識させることがで
きる。
The display device 133 has a function of outputting the position of the measuring object designated by the user or the like to the shape measuring device 110 in addition to the conventional function of displaying the video signal input from the signal processing device 14 on the display screen. And a function of displaying the measurement result input from the shape measuring device 110 on the screen. FIG. 22 shows a display example of the measurement result. By enlarging and displaying only the measurement object as shown in the drawing, the user can recognize the position and shape of the measurement object with high accuracy.

【0044】このように、本発明の形態では、送信範囲
内に存在する不特定多数の物体からの反射信号の位置を
表示する物体表示装置において、受信信号に対して整相
処理を行い、音響ビームを形成する手段と、形成した各
ビームからユーザ等によって指定された反射信号を含む
信号列を抽出する手段と、抽出した信号列に対して、ウ
ィグナー分布解析を行うことにより瞬時スペクトルを計
測する手段と、計測した瞬時スペクトルからスペクトル
の立ち上がり位置、最大位置および立ち下がり位置を計
測する手段と、計測した各地点の時間的位置から該反射
信号を放射する物体の位置および形状を計測する手段と
を有することにより、ユーザに該物体の位置および形状
を高精度で認識させる機能を有することを特徴とする物
体表示装置が提供される。
As described above, according to the embodiment of the present invention, in the object display device for displaying the positions of the reflected signals from an unspecified number of objects existing within the transmission range, the received signal is subjected to a phasing process, and an acoustic signal is generated. A means for forming a beam, a means for extracting a signal sequence including a reflected signal designated by a user from each formed beam, and a Wigner distribution analysis for the extracted signal sequence to measure an instantaneous spectrum. Means, means for measuring the rising position, maximum position, and falling position of the spectrum from the measured instantaneous spectrum; and means for measuring the position and shape of the object that emits the reflected signal from the temporal position of each measured point. An object display device having a function of causing a user to recognize the position and shape of the object with high accuracy by providing It is.

【0045】また、上述の実施の形態の物体表示装置
は、船舶に搭載され、水中に音波を放射し、反射信号を
処理して結果を表示する構成を例にとったが、本発明は
この構成に限定されるものではない。例えば、音波の代
わりに電波を用い、大気中の物体を表示する構成に適用
することもできる。
Further, the object display device of the above-mentioned embodiment is mounted on a ship and radiates a sound wave in the water, processes the reflection signal and displays the result. It is not limited to the configuration. For example, radio waves may be used instead of sound waves, and the present invention can be applied to a configuration in which an object in the atmosphere is displayed.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、受信信号に対して整相
処理を行い、音響ビームを形成する手段と、形成した各
ビームからユーザ等によって指定された反射信号を含む
信号列を抽出する手段と、抽出した信号列に対して、ウ
ィグナー分布解析を行うことにより瞬時スペクトルを計
測する手段と、計測した瞬時スペクトルからスペクトル
の立ち上がり位置、最大位置および立ち下がり位置を計
測する手段と、計測した各地点の時間的位置から該反射
信号を放射する物体の位置および形状を計測する手段と
を有することにより、ユーザに該物体の位置および形状
を高精度で認識させる機能を有することを特徴とする物
体表示装置が提供される。
According to the present invention, a received signal is subjected to a phasing process to form an acoustic beam, and a signal train including a reflected signal designated by a user or the like is extracted from each of the formed beams. Means, means for measuring the instantaneous spectrum by performing Wigner distribution analysis on the extracted signal sequence, and means for measuring the rising position, maximum position and falling position of the spectrum from the measured instantaneous spectrum, By having means for measuring the position and shape of an object that emits the reflected signal from the temporal position of each point, it has a function of allowing the user to recognize the position and shape of the object with high accuracy. An object display device is provided.

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

【図1】従来の物体表示装置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional object display device.

【図2】送受波装置12の受波部分と受信装置13の構
成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a wave receiving portion of a wave transmitting / receiving device 12 and a receiving device 13.

【図3】整相処理器24の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a phasing processor 24.

【図4】送受波装置12および受信装置13におけるビ
ーム形成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing beam forming in the transmission / reception device 12 and the reception device 13.

【図5】表示画面の一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a display screen.

【図6】強反射率の物体の実際と表示画面上での形状比
較を示す図。
FIG. 6 is a view showing a shape comparison between an actual object having a high reflectance and a display screen.

【図7】機器および物体測定の配置を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an arrangement of devices and object measurement.

【図8】時間波形によるTl、Tr計測の概要を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing an outline of Tl and Tr measurement using a time waveform.

【図9】瞬時スペクトルによるTl、Tr計測の概要を
示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of Tl and Tr measurement using an instantaneous spectrum.

【図10】大物体と小物体での反射点の相違を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a difference in reflection points between a large object and a small object.

【図11】形状計測手法の概要を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an outline of a shape measuring method.

【図12】本発明を実現するための装置の構成を示す
図。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an apparatus for implementing the present invention.

【図13】ウィグナー分布計算結果を示す一例。FIG. 13 is an example showing a Wigner distribution calculation result.

【図14】本発明の実施の形態の物体表示装置の構成を
示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an object display device according to an embodiment of the present invention.

【図15】ビーム形成装置131の構成の一例を示す
図。
FIG. 15 is a diagram showing an example of the configuration of a beam forming device 131.

【図16】左右ビームの形成を示す図。FIG. 16 is a diagram showing formation of left and right beams.

【図17】1送波器および2受波器から構成される送受
波装置。
FIG. 17 is a wave transmitting / receiving device including one wave transmitter and two wave receivers.

【図18】ビーム形成装置131の構成の一例を示す
図。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the configuration of a beam forming device 131.

【図19】2次元に配列されるハイドロホンから構成さ
れる送受波装置。
FIG. 19 is a wave transmission / reception device including a two-dimensionally arranged hydrophone.

【図20】ビーム形成装置131の構成のその他の例を
示す図
FIG. 20 is a diagram showing another example of the configuration of the beam forming apparatus 131.

【図21】ハイドロホン出力の切り換えを示す図FIG. 21 is a diagram showing switching of hydrophone output.

【図22】計測結果の表示例を示す図。FIG. 22 is a diagram showing a display example of measurement results.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12:送受波装置、13:受信装置、131:ビ−ム形
成装置 15:表示装置、24:整理処置装置
12: Wave transmitter / receiver device, 13: Receiver device, 131: Beam forming device 15: Display device, 24: Arrangement treatment device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 潤 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 情報通信事業部内 (72)発明者 谷口 一水 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 情報通信事業部内 (72)発明者 藤井 正司 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 情報通信事業部内 (56)参考文献 特開 平8−271612(JP,A) 特開 平5−180936(JP,A) 特開 平9−145834(JP,A) 特開 平9−304528(JP,A) 特開 昭59−27279(JP,A) 特開 昭61−138188(JP,A) 特開 昭61−223575(JP,A) 特開 昭63−85477(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 15/00 - 15/96 G01S 13/00 - 13/95 G01S 7/00 - 7/64 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jun Sasaki 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Information & Communication Division (72) Inventor Izumi Taniguchi 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Information & Communication Division (72) Inventor Shoji Fujii 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Information & Communication Division (56) Reference JP-A-8-271612 (JP, A) Special Kaihei 5-180936 (JP, A) JP 9-145834 (JP, A) JP 9-304528 (JP, A) JP 59-27279 (JP, A) JP 61-138188 ( JP, A) JP 61-223575 (JP, A) JP 63-85477 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 15/00-15/96 G01S 13/00-13/95 G01S 7/00-7 / 64

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ソーナー、レーダー等、音波または電波
を送信し、送信信号に対する、送信範囲内に存在する不
特定多数の物体からの反射信号を受信する手段と、受信
した信号を映像信号に変換する手段と、変換した受信信
号を表示画面上に表示する手段とを有し、送信範囲内に
存在する不特定多数の物体からの反射信号の位置を画面
上に表示する物体計測装置において、 ユーザ等によって指定された任意の測定物体に対して、
物体の位置および形状を高分解能で計測する手段とし
て、反射信号を受信する手段が任意の1方向に直線的に
配列するハイドロホンから構成される場合、各ハイドロ
ホンで受信された受信信号に対して整相処理を行い、2
本の音響ビームを形成する手段と、形成した各ビームか
らユーザ等によって指定された反射信号を含む信号列を
抽出する手段と、抽出した信号列に対して、ウィグナー
分布解析を行うことにより信号列の周波数スペクトルを
計算する手段と、得られた周波数スペクトルから特定の
周波数スペクトルを抽出して時間的な変化を計測する手
段と、計測した特定周波数スペクトルの時間変化からス
ペクトルの立ち上がり位置、最大位置および立ち下がり
位置を計測する手段と、計測した各地点の時間的位置か
ら測定物体の位置および形状を計測する手段とを有する
ことを特徴とする物体計測装置。
1. A means for transmitting sound waves or radio waves, such as a sonar, radar, etc., for receiving reflected signals from an unspecified number of objects existing within the transmission range with respect to the transmitted signals, and converting the received signals into video signals. And a means for displaying the converted reception signal on the display screen, and an object measuring device for displaying on the screen the positions of the reflection signals from an unspecified number of objects existing in the transmission range. For any measurement object specified by
As a means for measuring the position and shape of an object with high resolution, if the means for receiving the reflected signal is composed of hydrophones that are linearly arranged in one arbitrary direction, the received signal received by each hydrophone is Phasing process 2
A means for forming an acoustic beam of a book, a means for extracting a signal sequence including a reflected signal designated by a user or the like from each of the formed beams, and a signal sequence by performing Wigner distribution analysis on the extracted signal sequence. Means for calculating the frequency spectrum of, the means for extracting the specific frequency spectrum from the obtained frequency spectrum and measuring the temporal change, and the rising position, the maximum position and the maximum position of the spectrum from the temporal change of the measured specific frequency spectrum. An object measuring apparatus comprising: a means for measuring a falling position; and a means for measuring a position and a shape of a measuring object from a temporal position of each measured point.
【請求項2】 ソーナー、レーダー等、音波または電波
を送信し、送信信号に対する、送信範囲内に存在する不
特定多数の物体からの反射信号を受信する手段と、受信
した信号を映像信号に変換する手段と、変換した受信信
号を表示画面上に表示する手段とを有し、送信範囲内に
存在する不特定多数の物体からの反射信号の位置を画面
上に表示する物体計測装置において、 ユーザ等によって指定された任意の測定物体に対して、
物体の位置および形状を高分解能で計測する手段とし
て、反射信号を受信する手段が複数方向に直線的に配列
するハイドロホンの集合として構成されている場合、任
意の1方向に配列するハイドロホンで受信する受信信号
を抽出する手段と、抽出した受信信号に対して整相処理
を行い、2本の音響ビームを形成する手段と、形成した
各ビームからユーザ等によって指定された反射信号を含
む信号列を抽出する手段と、抽出した信号列に対して、
ウィグナー分布解析を行うことにより信号列の周波数ス
ペクトルを計算する手段と、得られた周波数スペクトル
から特定の周波数スペクトルを抽出して時間的な変化を
計測する手段と、計測した特定周波数スペクトルの時間
変化からスペクトルの立ち上がり位置、最大位置および
立ち下がり位置を計測する手段と、計測した各地点の時
間的位置から測定物体の位置および形状を計測する手段
と、さらには抽出するハイドロホンの配列方向を切り換
える手段と、切り換え後の受信信号に対して上記と同様
の処理を行う手段とを有することを特徴とする物体計測
装置。
2. A means for transmitting sound waves or radio waves, such as a sonar, radar, etc., for receiving reflected signals from an unspecified number of objects existing within the transmission range with respect to the transmitted signals, and converting the received signals into video signals. And a means for displaying the converted reception signal on the display screen, and an object measuring device for displaying on the screen the positions of the reflection signals from an unspecified number of objects existing in the transmission range. For any measurement object specified by
As a means for measuring the position and shape of an object with high resolution, when the means for receiving a reflected signal is configured as a set of hydrophones linearly arranged in a plurality of directions, a hydrophone arranged in any one direction is used. Means for extracting a received signal to be received, means for performing a phasing process on the extracted received signal to form two acoustic beams, and a signal including a reflected signal designated by a user or the like from each formed beam For the means for extracting the sequence and the extracted signal sequence,
A means for calculating the frequency spectrum of the signal sequence by performing Wigner distribution analysis, a means for extracting a specific frequency spectrum from the obtained frequency spectrum and measuring the temporal change, and a time change of the measured specific frequency spectrum. To measure the rising position, maximum position and falling position of the spectrum, to measure the position and shape of the measuring object from the temporal position of each measured point, and to switch the array direction of the hydrophone to be extracted. An object measuring device comprising: means and means for performing the same processing as described above on a received signal after switching.
【請求項3】 ソーナー、レーダー等、音波または電波
を送信する手段と、該送信信号に対する、送信範囲内に
存在する不特定多数の物体からの反射信号を複数地点に
位置する受波器で受信する手段と、各受信地点で受信し
た信号を映像信号に変換する手段と、変換した受信信号
を表示画面上に表示する手段とを有し、送信範囲内に存
在する不特定多数の物体からの反射信号の位置を表示す
る物体計測装置において、 ユーザ等によって指定された任意の測定物体に対して、
物体の位置および形状を高分解能で計測する手段とし
て、反射信号を受信する手段が任意の1方向に直線的に
配列する2受波器から構成される場合、2受波器で受信
した受信信号からユーザ等によって指定された反射信号
を含む信号列を抽出する手段と、抽出した信号列に対し
て、ウィグナー分布解析を行うことにより信号列の周波
数スペクトルを計算する手段と、得られた周波数スペク
トルから特定の周波数スペクトルを抽出して時間的な変
化を計測する手段と、計測した特定周波数スペクトルの
時間変化からスペクトルの立ち上がり位置、最大位置お
よび立ち下がり位置を計測する手段と、計測した各地点
の時間的位置から測定物体の位置および形状を計測する
手段とを有することを特徴とする物体計測装置。
3. A means for transmitting sound waves or radio waves, such as a sonar or radar, and reception of reflected signals from an unspecified number of objects existing within the transmission range with respect to the transmitted signals by wave receivers located at a plurality of points. Means, a means for converting the signal received at each receiving point into a video signal, and a means for displaying the converted received signal on a display screen, from an unspecified number of objects existing within the transmission range. In the object measurement device that displays the position of the reflected signal, for any measurement object specified by the user,
As a means for measuring the position and shape of an object with high resolution, when the means for receiving the reflected signal is composed of two wave receivers linearly arranged in one arbitrary direction, the received signals received by the two wave receivers Means for extracting a signal sequence including a reflection signal designated by the user from the above, means for calculating the frequency spectrum of the signal sequence by performing Wigner distribution analysis on the extracted signal sequence, and the obtained frequency spectrum Means to extract a specific frequency spectrum from the measured time change, means to measure the rising position, the maximum position and the falling position of the spectrum from the time change of the measured specific frequency spectrum, An object measuring device, comprising: means for measuring the position and shape of a measuring object from a temporal position.
【請求項4】 ソーナー、レーダー等、音波または電波
を送信する手段と、該送信信号に対する、送信範囲内に
存在する不特定多数の物体からの反射信号を複数地点に
位置する受波器で受信する手段と、各受信地点で受信し
た信号を映像信号に変換する手段と、変換した受信信号
を表示画面上に表示する手段とを有し、送信範囲内に存
在する不特定多数の物体からの反射信号の位置を表示す
る物体計測装置において、 ユーザ等によって指定された任意の測定物体に対して、
物体の位置および形状を高分解能で計測する手段とし
て、反射信号を受信する手段が複数方向に直線的に配列
する受波器の集合として構成されている場合、任意の1
方向に配列する受波器で受信する受信信号を抽出する手
段と、抽出した受信信号からユーザ等によって指定され
た反射信号を含む信号列を抽出する手段と、抽出した信
号列に対して、ウィグナー分布解析を行うことにより信
号列の周波数スペクトルを計算する手段と、得られた周
波数スペクトルから特定の周波数スペクトルを抽出して
時間的な変化を計測する手段と、計測した特定周波数ス
ペクトルの時間変化からスペクトルの立ち上がり位置、
最大位置および立ち下がり位置を計測する手段と、計測
した各地点の時間的位置から測定物体の位置および形状
を計測する手段と、さらには抽出する受波器の配列方向
を切り換える手段と、切り換え後の受信信号に対して上
記と同様の処理を行う手段とを有することを特徴とする
物体計測装置。
4. A means for transmitting sound waves or radio waves, such as a sonar, radar, etc., and reception of reflected signals from an unspecified number of objects existing within the transmission range with respect to the transmitted signals by receivers located at a plurality of points. Means, a means for converting the signal received at each receiving point into a video signal, and a means for displaying the converted received signal on a display screen, from an unspecified number of objects existing within the transmission range. In the object measurement device that displays the position of the reflected signal, for any measurement object specified by the user,
As a means for measuring the position and shape of an object with high resolution, when the means for receiving a reflected signal is configured as a set of wave receivers linearly arranged in a plurality of directions, an arbitrary 1
Means for extracting a received signal received by the wave receivers arranged in a direction, means for extracting a signal sequence including a reflected signal designated by a user or the like from the extracted received signal, and a Wigner for the extracted signal sequence. A means for calculating the frequency spectrum of the signal sequence by performing a distribution analysis, a means for extracting a specific frequency spectrum from the obtained frequency spectrum and measuring the temporal change, and a time change of the measured specific frequency spectrum. The rising position of the spectrum,
After the switching, a means for measuring the maximum position and the fall position, a means for measuring the position and shape of the measurement object from the temporal position of each measured point, and a means for switching the array direction of the receiver to be extracted, And a means for performing the same processing as described above on the received signal of 1.
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