JP3872579B2 - Underwater exploration equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水底に向けて放射した超音波のエコーから水底を探査する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
本出願人は先に「水中探知装置」(特願平5-210646号)にて広範囲の領域を探知し、それを平面画として表示する水中探知装置を提案しており、ここでその技術内容を簡単に紹介する。
図1に示すように、船底に装着したアレイ型の送受波器1(後で詳述する)から海底に向けて扇状に広がる送波ビームDvを形成した後、指向性の鋭い受波ビームRを、スキャンすることにより、帯状の領域S1(実際には側方でビームが拡がるために図2に示すように周囲で幅が広がる)に対して例えば水底深度を検出する。次に送受波器1を所定のステップ角で旋回してからこの送受波の動作を繰り返すことにより、図2に示した領域S2に対して同様に水底深度を検出する。送受波器を180°旋回した時点で、自船Qを頂点とし、円形の探査領域S0を底面とする3次元の領域がくまなく検出され、その検出結果に基づき、図3に示すように、表示器CRTに自船から広範囲の水底を眺めた時のようなPPI画による水底Zの深度図が完成する。
【0003】
図4に示すように、送受波器による受波ビームを直下方向から一方の側方に向けて走査させるのであれば、送受波器を360°旋回する必要がある。
【0004】
ここでは、単に最大のエコーを検出することで水底を捕えたが、水中物体と水底とのデータを識別する手段を備えれば、図5に示したように、水中物体Gのみを表示したり、図6に示したように、水中物体Gの表示領域外の背景部に対して水底Zを表示することができる。
【0005】
図3の水底Zおよび図5の水中物体Gは、それらの信号のレベルあるいは信号に含まれる深度情報に応じて色別に表示したり、単色による濃淡表示することができる。これらの図3および図5の表示器CRTの右下に記したHは深度またはエコーレベルを示すカラーバーである。
【0006】
又、図6のように、水中物体Gおよび水底Zを同時に表示するのであれば、水中物体は、その信号レベルに応じて色別表示し、水底はその信号に含まれる深度情報に応じ、別色の色にて濃淡表示すると見易い表示となる。
【0007】
更に、水中物体Gを通る方向の垂直断面画Fを、図6のごとく、表示器CRT上の表示Eに併記して表示すれば、水底Zと水中物体Gとの深度関係を容易に把握することができる。
【0008】
この装置によれば水深情報から海底の起伏状況を広範囲にわたって観測することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで小魚は海底に存在する突起物に集まる習性があり、小型漁船やプレジャーボートでは小魚を食べようとして集まってくる高級魚や大型を釣ろうとしている。突起物としては魚礁、人口魚礁、沈船などがあるが、そのような突起物を上述した水中探知装置で検知できれば漁獲効率のアップにつながる。
【0010】
図7の断面画に示されるように、海底深度に比べて比較的高い突起物U1がある場合を示し、そのときはPPI描画に基づく平面画では、その突起物U1が明確に表示されている。一方、図8は、海底深度に比べて突起物U1の高さが低い場合を示し、その場合は突起物U1の深度変化の度合が僅かであるため、表示画で突起物は表示されない。又、船体が動揺すると、検出した深度に誤差が生じるが、探査箇所が自船から離れるに従ってその誤差が拡大される。その結果、平坦な海底に突起物があるかのような虚像が発生することもある。
【0011】
従って本発明は、深度に比べて突起物の高さが低い場合でもその突起物を明確に検出でき、船体の動揺に起因する検出誤差を低減できる水底探査装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
図9において、(a)図のように突起物として、海面下数百mの海底に沈船U1が半分埋まっていた場合の海底データを例にとる。左端の0、255の数値は深度を256に区分したものである。その海底データから深度情報のみをとれば、(b)図のように、沈船U1の箇所で深度がU2のごとく僅かに盛り上がっている。このように海底の深度に対する沈船U1の高さの割合が小さいと、前述したようにこの深度データをそのまま表示してもU2は表示されない。(c)図は、受波信号のレベルを表示したものであり、上述した突起物が沈船U1や魚礁の場合、その突起物の高さが海底深度に比べて小さくても、信号レベルで捕えれば、砂地の海底とこのような突起物とでは反射強度に大きく差があるために、U3で示すように大きく現れる。従って、(b)図における深度の基準値(深度平均値)に対する変化量を抽出して、その変化量を(c)図に重畳すると、(d)図のごとく、沈船U1がU4のごとく大きく現れ、このデータに基づきPPI描画すれば、(e)図のように沈船U1がU5のごとく明確に表示される。
【0013】
図9のように、深度及びレベルが共に0〜255の256段階で示されており、これらの異種の信号を重畳する際、単純加算であってもよく、あるいは、変化量に補正係数を乗じた値を重畳してもよい。
【0014】
図9では、レベル信号で突起物U1に対するレベル変化U3が顕著に検出されているので、深度変化量U2を重畳したことにあまり意味を持たないが、この深度変化量を重畳したことの理由は次の通りである。尚、レベル変化のみを表示する実施形態については後で述べる。
【0015】
図9では、自船Qから見た沈船U1の入射角(直下方向となす角度)が大きい場合であったが図10のごとく、自船Qの直下に沈船U1があるような場合には入射角が小さくなり、(c)図のU3で示されるように、海底と沈船からの信号レベルは差が小さくなり、海底の底質によって殆ど差がなくなる場合もある。このような場合でも、その信号レベルに(b)図の深度変化量U2を重畳すれば、(d)図のU4のように、レベル変化量U4が強調されるために(e)図のごとく表示器に表示される。
【0016】
図9、図10は、表示ベースを信号レベルとしたが、図11は、レベルの基準値(レベル平均)に対する変化量を検出し、そのレベル変化量を深度に重畳したものであり、表示ベースを深度としている。
【0017】
上述したように船体が動揺すると、深度データは、自船から離れるに従ってその誤差が大きく拡大され、虚像が発生したりする。本発明は、(深度要素+レベル要素)の合算値に基づいて表示するものであるため、自船から離れるに従って深度のウエイトを低減し、その分、信号レベルで補うようにすれば、前述の誤差を抑制することができる。そのために、深度のデータに対して、自船直下から離れるに従い値が低下するようなウエイトを設定するようにしている。
【0018】
【発明の実施の形態】
図12は、本発明の水底探査装置の1実施形態を示した制御ブロック図である。1は、超音波の送波および受波を行う送受波器であり、図13にその送受波1及びそれをステップ状に旋回させるためのモータMおよび減速ギアGからなる旋回機構部2を示している。この送受波器1は、図14の平面図に示すように、方形の形態をなし、複数の振動子1Aがアレイ状に並べられている。
【0019】
送波時には、送受波器1における中央のいくつか振動子1Aを同時に励振することにより、図1で示したような円錐体状に広がる送波ビームUが得られ、そのエコーを受波する際には、各振動子1Aの受波信号に対して、隣接する振動子間で一定の遅延量または移相量を与えることで、特定方向よりエコー信号に対して、各振動子1Aの受波信号の位相が揃う結果、その特定方向に受波ビームRが形成される。従って、前記遅延量を連続的に変えることで、送受波器1の直下方向を通り、かつ、送受波器1の振動子配列方向に拡がる帯状の領域S1に対して受波ビームRが走査される。
【0020】
2aは、前記モータMを駆動するための送受波器駆動部である。3は、送受波器1の各振動子1Aに対して超音波送信用の駆動信号を供給する送信部であり、広範囲の指向性を得ることのできる駆動信号を供給する。4は、送受波器1で受波された信号を増幅・検波すると共に、前述したように受波ビームを走査させるために、各振動子1Aよりの各検波信号に所定の遅延量を与える受信部である。5は、送信部3を制御すると共に、前述した受信部での制御を司る送受信系制御部である。
【0021】
6は、受信部4より得られる受波信号をアナログからデジタルに変換するA/D変換器であり、その変換されたデジタル信号はバッファメモリ7に格納される。8は、極座標系のデータD(r,θ)を直交座標系のデータD(X,Y)に変換するための座標変換部であり、変換されたデータは、2次元配列の垂直断面画メモリ9および垂直断面画ビデオメモリ9aに格納される。これらのA/D変換部6、バッファメモリ7および座標変換部8は、前記の送受波系制御部5よりのクロックに同期して動作する。
【0022】
10は、サンプリング回路であり、前記垂直断面画メモリ9に1垂直断面分のデータが格納されると、その垂直断面画メモリ9から深度方向に1ラインづつデータを読み出し、各1ライン毎にデータのピーク値を検出したときのアドレス(海底深度)またはそのピーク値と、そのピーク値を除いたデータからピーク値を検出したときのアドレス(水中物体の深度)と、先のピーク値(海底よりのエコーレベル)とを検出する。11Aは、サンプリング回路10によりのエコーレベルと海底深度を記憶する海底データメモリであり、11Bは、前記水中物体のエコーレベルおよび深度データを記憶する水中データメモリである。
【0023】
12は、表示系制御部であり、操作部13より設定入力された表示用の各種データに基づき、前記送受信系制御部5に対し、旋回範囲や深度等の設定データを、サンプリング回路10に対してはサンプリングの範囲(深度)をそれぞれ供給し、更に、海底データメモリ11Aよりのデータ、および水中データメモリ11Bよりのデータを記憶するメモリ12aと、海底データ(レベル、深度)および水中データ(レベル、深度)の表示用とした色調テーブル12bとを備え、この色調テーブル12bを参照して作成した画像データをPPI画描画部14へ供給し、そして、文字・記号描画部15に対しては後記の表示器19で表示する文字や記号に対する信号を送出する。本発明に係わる画像データの作成については後で詳しく述べる。16は、PPI描画部14で作成されたPPI画の表示データを記憶するPPI画ビデオメモリであり、17は、文字・記号描画部で作成された文字および記号画のデータを記憶する文字・記号画ビデオメモリである。
【0024】
18は、ビデオ信号変換部であり、各ビデオメモリ9a,16,17よりのビデオデータを深度別の色データ又は濃淡データに変換する。20は、各ビデオメモリ9a,16,17およびビデオ信号変換部18に対してクロックを供給するビデオクロック部である。
【0025】
上記構成になる装置の動作を、図15のフローチャートに従って詳述する。
初期設定として、ステップS1にて、操作部13により、探索する深度範囲L1ないしL2(図16を参照)、送受波器1のステップ旋回角等の情報を入力する。L2としては図16に示すようにおおよそわかっている海底Zの深度より大き目の値を採用する。次のステップ3にて送波が行われ、ステップS4にて図1に示したように狭指向の受波ビームRのスキャンが行われる。このスキャンにより、1垂直断面画分の受波データDVが格納されると、ステップS5からステップS6に進み、図17に示されるように、深度範囲L1ないしL2に従ってメモリ9から1ライン分のデータが読み出される。この1ライン分のデータは各受波ビームRに相当する。尚、図16は極座標系であるのに対して図17では直交座標系で示されている。
【0026】
ステップS7では、そのときのレベルピーク値とそのときの深度(海底深度)が検出され、ステップS8にて、レベルピーク値と深度データが海底データメモリ11Aに記憶される。ステップS9では全ライン(1垂直断面画分)の読み出しが終了したかが判定され、全ラインの読み出しが終了するまではステップS6〜ステップS8のループを繰り返す。
【0027】
さて、1垂直断面画に対して全ラインの読み出しが終了すると、ステップS9からステップS10に進み、海底データメモリ11Aのデータから自船Q直下の海底深度L0(図16参照)が認識される。次のステップS11では、正確な深度L2として、L2=L0−α=L2'が採用される。
【0028】
次のステップS12では、再び垂直断面画メモリ9から1ラインづつ深度方向に読み出されるが、その際の深度範囲が、L1ないしL2(=L0−α)となるため、水中物体よりのエコーデータのみが読み出され、ステップS13にてそのレベルピーク値と深度データが検出され、ステップS14にて水中データメモリ11Bに記憶される。そして全ラインに対してデータが読み出されるまでステップS12〜ステップS14のフローを実行する。
【0029】
このようにして全ラインに対してデータ読み出しが終了すればステップS15からステップS16に進み、表示系制御部12において、1垂直断面画に対して深度データにエコーレベルが重畳される。このステップS16の処理を図18のサブルーチンにより詳述する。
【0030】
ステップS21にて海底データメモリ11Aの海底データが表示系制御部12に読み込まれると、次のステップS22で当該1垂直断面画に対して求められた海底深度L0を基準として、この1垂直断面画における深度の変化量ΔDが演算される。次のステップS23では、船の揺れ対策用として変化量ΔDに対してウエイトが設定される。そのウエイト値としては、例えば、自船Q直下で“1”のウエイトが両側で“0.3”まで直線的に低下する値を採用する。
【0031】
これと並行して、レベルデータメモリ11Cからレベルデータが表示系制御部12に読み込まれると、ステップS24からステップS26に進み、深度に関係なく一定のレベル信号となるように補正するために、レベルデータに水平TVGのゲイン補正がなされる。そしてステップS26では、レベルデータに深度の変化量ΔDが重畳される。その重畳データは、PPI描画部14に送給される。
【0032】
図15に戻り、ステップS17では、1垂直断面画に対する重畳データに基づき、色調テーブル12bを参照してるPPI描画がなされ、ステップS18では、PPI描画が完成したかが判定され、完成するまでは、ステップS18からステップS2に戻り、送受波器1がステップ角だけ旋回された後、上述した動作を繰り返すことにより、表示器19に海底がPPI画として表示される。
【0033】
図19に本装置の表示例を示す。海底はレベルデータでもって下地色として表示される。高い突起物は、レベルデータに、深度の変化量が重畳されたものとして表示される。魚群は、その魚群データ(深度または信号レベル)に基づき表示される。自船位置から離れた(入射角の大きい)位置にある低い突起物は、深度の変化量(船体の動揺により誤差が大きい)がウエイト関数により抑えられるため主としてレベルデータに基づき表示される。
【0034】
前記表示に魚群等の水中物体を表示する場合は、前記重畳データに水中データメモリ11Bよりの水中データが付加される。そのとき、魚群および海底の表示を両者で明確に区別できるよう、例えば、魚群をその深度またはエコーレベルに応じて色別で表示し、海底を、その深度に応じて白−灰−黒の濃度変化で表示するとよい。
【0035】
船舶が動揺した場合、探査領域が自船直下から遠くなる程、深度データの誤差が拡大される。従って上記のごとく深度データにウエイト関数を設定して、自船直下から離れた領域の信号レベルを減衰させ、その分、信号レベルで補うことにより、前述したような船体の動揺に伴う誤差を低減できる。
【0036】
尚、このフローでは、垂直断面画メモリ9からのデータ読み出しおよびそのデータ処理が終了してから次の送受波器1の旋回および送受波に移行するが、実際に、メモリを2系統持つことにより、送受波とデータの処理とを並行して行なっている。
【0037】
以上説明した実施形態(図9、図10に対応)は、表示ベースを信号レベルとしたものであったが、表示ベースを深度とした本発明の第2の実施形態(図11に対応)を述べる。
その場合の表示系制御部12での制御を図20に示す。ステップS31で海底データメモリ11Aから1垂直断面画分のレベルデータが表示系制御部12に取り込まれると、ステップS31からステップS32に進み、そのレベルデータに水平TVGのゲイン補正がなされ、次のステップS33では、そのレベルから平均レベルが求められ、その平均レベルを基準としてレベルの変化量ΔRが検出される。一方、海底データメモリ11Aの海底データが表示系制御部12に読み込まれると、ステップS34からステップS35に進み、船の揺れ対策用として変化量ΔDに対してウエイトが設定される。ステップS36では、その深度データにレベルの変化量ΔRが重畳され、その重畳データはPPI画描画部14に供給される。
【0038】
以上の実施形態は、2種の信号を重畳したものであったが、図21は、本発明の第3の実施形態を示しており、ステップS41にてレベルおよび深度の海底データが検出されると、ステップS42では、海底データから一方の深度データが読み出され、ステップS43では、その深度データから変化量が検出され、その変化量に対して、船の揺れ対策用としてウエイトが設定され、そのウエイト設定された変化量に応じた色調でPPI描画される一方、ステップS45にて海底データの中からレベルデータが読み出され、ステップS46では、上述した水平TVGが設定され、そのデータに基づき、背景として例えばモノトーンでPPI描画される。この表示例では高低差の大きい突起物となる。
【0039】
図22は、本発明の第4の実施形態を示しており、ステップS51にてレベルおよび深度の海底データが検出されると、ステップS52では、海底データから一方のレベルデータが読み出され、ステップS53では、水平TVGが設定され、ステップS54ではそのレベルデータから変化量が検出され、その変化量に応じた色調でPPI描画される一方、ステップS55にて海底データの中から深度データが読み出され、ステップS56では、上述したウエイトが設定され、そのデータに基づき、背景として例えばモノトーンでPPI描画される。この表示例では高低差の小さい突起物、即ち、人工魚礁等である。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、広範囲の領域に対して水深および水底よりのエコーレベルを検出し、その水深の基準値に対する変化量を求め、その変化量を前記エコーに重畳して得たデータに基づき表示器にPPI描画したので、水底にある突起物の高さや位置に関係なく、突起物が明瞭に表示される。この場合、すでに多用されている魚群探知機のように、信号レベルを表示ベースにして表示されるので、その表示像を視覚的に捕えやすい。
又、本発明の第2の実施形態では、エコーレベルの基準値に対する変化量を求め、その変化量を深度に重畳して得たデータに基づき表示器にPPI描画しており、上述の「水中探知装置」と同じような感覚で操作できる。
更に本発明では、検出した深度に単にウエイトを設定するだけで船体の動揺による深度誤差を低減しており、高価でかつ制御が煩雑となるセンサを必要としない。
本発明の第3、第4の実施形態のごとく、深度データもくしはレベルデータの変化量に基づきPPI描画したものであっても同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 水中探査装置での送受波ビームを示した図
【図2】 図1で用いた送受波器を旋回した時の探査領域を示した図
【図3】 水中探知装置で得られる海底の表示例を示した表示図
【図4】 図1の探査方法の変形例を示し図
【図5】 水中探知装置で得られる魚群の表示例を示した表示図
【図6】 海底および魚群のPPI表示に加えて1垂直断面画を併記した表示例
【図7】 断面画で示される水深情報に基づきPPI描画したときの表示例
【図8】 図7において突起物の高さが低く、かつ船体が動揺したときの表示例
【図9】 クレーム1の対応図
【図10】 図9の別の動作モードを示した図
【図11】 クレーム2の対応図
【図12】 本発明の水底探査装置の実施形態を示した制御ブロック図
【図13】 図12の装置に用いられる送受波器とその駆動部を示した図
【図14】 図13の送受波器における平面図
【図15】 図12の装置の制御動作を示したフローチャート
【図16】 図12の送受波器による1走査で探査される水中の様子を示した図
【図17】 図16の垂直断面画メモリに記憶されたデータの読み出しを示した図
【図18】 図15のステップS16に対する第1の実施形態の詳細を示したサブルーチン
【図19】 図12の水底探査装置で得られるPPI描画例
【図20】 図15のステップS16に対する第2の実施形態の詳細を示したサブルーチン
【図21】 本発明の第3の実施形態でなされる制御を示したフローチャート
【図22】 本発明の第4の実施形態でなされる制御を示したフローチャート
【符号の説明】
1 送受波器
2 送受波器旋回機構部
2a 送受波既駆動部
3 送信部
4 受信部
5 送受信系制御部
6 A/D変換器
7 バッファメモリ
8 座標変換部
9 垂直断面画メモリ
9a 垂直断面画ビデオメモリ
10 サンプリング回路
11A 海底データメモリ
11B 水中データメモリ
12 表示系制御部
12a メモリ
12b 色調テーブル
13 走査部
14 PPI画描画部
15 文字・記号描画部
16 PPI画ビデオメモリ
17 文字・記号画ビデオメモリ
18 ビデオメモリ信号変換部
19 表示器
20 ビデオクロック部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for exploring a water bottom from an echo of an ultrasonic wave radiated toward the water bottom.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has previously proposed an underwater detection device that detects a wide range of areas with the "Underwater Detection Device" (Japanese Patent Application No. 5-210646) and displays it as a plane image. A brief introduction.
As shown in FIG. 1, an array-type transducer 1 (detailed later) mounted on the bottom of the ship forms a transmission beam Dv that spreads in a fan shape toward the seabed, and then receives a directional sharp reception beam R. , For example, the depth of the bottom of the water is detected for the band-like region S 1 (actually, the beam spreads laterally, so that the width is widened as shown in FIG. 2). Next, after turning the transmitter /
[0003]
As shown in FIG. 4, if the received beam from the transmitter / receiver is scanned from one direction to the other side, it is necessary to turn the transmitter / receiver 360 °.
[0004]
Here, the bottom of the water is caught by simply detecting the maximum echo, but if a means for discriminating data between the underwater object and the bottom of the water is provided, only the underwater object G is displayed as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the bottom Z can be displayed on the background portion outside the display area of the underwater object G.
[0005]
The water bottom Z in FIG. 3 and the underwater object G in FIG. 5 can be displayed for each color according to the level of the signal or depth information included in the signal, or can be displayed in shades of a single color. H shown at the lower right of the display CRT in FIGS. 3 and 5 is a color bar indicating the depth or echo level.
[0006]
In addition, as shown in FIG. 6, if the underwater object G and the bottom Z are displayed simultaneously, the underwater object is displayed by color according to the signal level, and the underwater is separately displayed according to the depth information included in the signal. When the color is displayed in shades, the display is easy to see.
[0007]
Furthermore, if the vertical cross-sectional image F in the direction passing through the underwater object G is displayed together with the display E on the display CRT as shown in FIG. 6, the depth relationship between the water bottom Z and the underwater object G can be easily grasped. be able to.
[0008]
According to this device, it is possible to observe the undulation state of the seabed over a wide range from the water depth information.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, small fish have a habit of gathering on protrusions on the seabed, and small fishing boats and pleasure boats are trying to catch high-class fish and large fish that gather to eat small fish. Projections include fish reefs, artificial reefs, shipwrecks, etc. If such protrusions can be detected by the above-described underwater detection device, fishery efficiency will be improved.
[0010]
As shown in the cross-sectional view of FIG. 7, the case where there is a protrusion U 1 that is relatively higher than the seabed depth is shown. In this case, the protrusion U 1 is clearly displayed in the plane drawing based on the PPI drawing. ing. On the other hand, FIG. 8 shows a case where the height of the protrusion U 1 is lower than the depth of the seabed. In this case, since the degree of change in the depth of the protrusion U 1 is slight, no protrusion is displayed in the display image. . In addition, when the hull is shaken, an error occurs in the detected depth, but the error increases as the surveyed location moves away from the ship. As a result, a virtual image may appear as if there are protrusions on the flat seabed.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a water bottom exploration device that can clearly detect a protrusion even when the height of the protrusion is lower than the depth, and can reduce detection errors caused by the movement of the hull.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In FIG. 9, as an example, as shown in FIG. 9 (a), seabed data in the case where half of the shipwreck U 1 is buried in the sea floor several hundred meters below the sea surface is taken as an example. The numerical values of 0 and 255 at the left end are obtained by dividing the depth into 256. If only depth information is taken from the seafloor data, the depth is slightly raised as U 2 at the location of the shipwreck U 1 as shown in FIG. With such ratio of the height of the sunken U1 for depth of the seabed is small, U 2 is not displayed even if it is displayed the depth data as described above. (c) The figure shows the level of the received signal. When the above-mentioned projection is a shipwreck U 1 or a fish reef, the signal level is not limited even if the height of the projection is smaller than the depth of the seabed. If caught, there is a large difference in reflection intensity between the sandy seabed and such protrusions, so that it appears large as indicated by U 3 . Therefore, when the amount of change with respect to the reference value (depth average value) in (b) is extracted and the amount of change is superimposed on (c), the shipwreck U 1 is U 4 as shown in (d). If the PPI is drawn based on this data, the shipwreck U 1 is clearly displayed as U 5 as shown in FIG.
[0013]
As shown in FIG. 9, the depth and level are both shown in 256 stages of 0 to 255, and when these different types of signals are superimposed, simple addition may be used, or the amount of change is multiplied by a correction coefficient. The values may be superimposed.
[0014]
In FIG. 9, since the level change U 3 with respect to the protrusion U 1 is significantly detected by the level signal, it is not meaningful to superimpose the depth change amount U 2 , but this depth change amount is superimposed. The reason for this is as follows. An embodiment in which only the level change is displayed will be described later.
[0015]
In FIG. 9, the incident angle of the shipwreck U 1 as viewed from own ship Q (the angle formed directly below) is large. However, as shown in FIG. 10, when shipwreck U 1 is directly under ship Q. (C) As shown by U 3 in the figure, the signal level from the seabed and the wreck becomes smaller, and there may be almost no difference depending on the bottom sediment. Even in such a case, if superimposes the depth variation U 2 of the signal level (b) view, as in U 4 of (d) diagrams, in order to level variation U 4 is emphasized (e) Displayed on the display as shown.
[0016]
9 and 10, the display base is a signal level. FIG. 11 is a diagram in which a change amount with respect to a reference value (level average) of the level is detected and the level change amount is superimposed on the depth. Is the depth.
[0017]
As described above, when the hull is shaken, the error of the depth data is greatly enlarged as the distance from the own ship increases, and a virtual image is generated. Since the present invention displays based on the total value of (depth element + level element), if the weight of the depth is reduced as the distance from the ship increases and the signal level is compensated accordingly, Errors can be suppressed. For this reason, a weight is set for the depth data so that the value decreases as the distance from the ship becomes lower.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 12 is a control block diagram showing an embodiment of the water bottom exploration device of the present invention.
[0019]
At the time of transmission, by simultaneously exciting
[0020]
2a is a transducer drive unit for driving the motor
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
A video
[0025]
The operation of the apparatus having the above configuration will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
As an initial setting, information such as a depth range L 1 to L 2 (see FIG. 16) to be searched and a step turning angle of the
[0026]
In step S7, the level peak value at that time and the depth (sea floor depth) at that time are detected, and in step S8, the level peak value and depth data are stored in the sea floor data memory 11A. In step S9, it is determined whether reading of all lines (one vertical section fraction) has been completed, and the loop of steps S6 to S8 is repeated until reading of all lines is completed.
[0027]
When the reading of all lines for one vertical cross-section is completed, the process proceeds from step S9 to step S10, and the seabed depth L 0 (see FIG. 16) immediately below the ship Q is recognized from the data in the seabed data memory 11A. . In the next step S11, L 2 = L 0 −α = L 2 ′ is adopted as the accurate depth L 2 .
[0028]
In the next step S12, the lines are read again from the vertical
[0029]
When data reading is completed for all lines in this way, the process proceeds from step S15 to step S16, and the display
[0030]
When seabed data seabed data memory 11A at step S21 is read into the display
[0031]
In parallel with this, when level data is read from the level data memory 11C into the display
[0032]
Returning to FIG. 15, in step S <b> 17, PPI drawing referring to the color tone table 12 b is performed based on the superimposition data for one vertical cross-sectional image. In step S <b> 18, it is determined whether the PPI drawing is completed. After returning from step S18 to step S2 and turning the
[0033]
FIG. 19 shows a display example of this apparatus. The seabed is displayed as a base color with level data. A high protrusion is displayed as the level data superimposed with the amount of change in depth. Schools of fish are displayed based on their school data (depth or signal level). A low protrusion at a position away from the own ship position (with a large incident angle) is displayed mainly based on the level data because the amount of change in depth (the error is large due to the shaking of the hull) is suppressed by the weight function.
[0034]
When an underwater object such as a school of fish is displayed on the display, underwater data from the
[0035]
When the ship is shaken, the error in the depth data is increased as the exploration area is further away from directly under the ship. Therefore, by setting the weight function in the depth data as described above, the signal level in the area away from directly under the ship is attenuated and compensated by the signal level, thereby reducing the error associated with the hull motion as described above. it can.
[0036]
In this flow, after the data reading from the vertical
[0037]
In the embodiment described above (corresponding to FIGS. 9 and 10), the display base is a signal level. However, the second embodiment (corresponding to FIG. 11) of the present invention in which the display base is a depth is used. State.
Control in the display
[0038]
In the above embodiment, two types of signals are superimposed, but FIG. 21 shows a third embodiment of the present invention, in which sea level data of level and depth is detected in step S41. In step S42, one depth data is read out from the seabed data, and in step S43, a change amount is detected from the depth data, and a weight is set for the change amount as a countermeasure for ship shaking. While PPI drawing is performed with a color tone corresponding to the change amount set for the weight, level data is read out from the seabed data in step S45, and in step S46, the above-described horizontal TVG is set, and based on the data. For example, PPI is drawn in monotone as a background. In this display example, the projection has a large height difference.
[0039]
FIG. 22 shows a fourth embodiment of the present invention. When level and depth seabed data is detected in step S51, one level data is read from the seabed data in step S52. In step S53, the horizontal TVG is set. In step S54, the amount of change is detected from the level data, and PPI drawing is performed with a color according to the amount of change. In step S55, depth data is read from the seabed data. In step S56, the above-described weight is set, and based on the data, PPI drawing is performed in, for example, monotone as the background. In this display example, there are protrusions with a small height difference, that is, artificial reefs and the like.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, the echo level from the depth and bottom of the water is detected for a wide area, the amount of change with respect to the reference value of the depth is obtained, and the change is displayed based on the data obtained by superimposing the amount of change on the echo. Since the PPI is drawn on the vessel, the protrusion is clearly displayed regardless of the height and position of the protrusion on the bottom of the water. In this case, since the signal level is displayed as a display base like a fish finder that is already frequently used, it is easy to visually capture the display image.
Further, in the second embodiment of the present invention, the amount of change with respect to the reference value of the echo level is obtained, and PPI drawing is performed on the display based on the data obtained by superimposing the amount of change on the depth. It can be operated with the same feeling as the “detection device”.
Furthermore, in the present invention, the depth error due to the shaking of the hull is reduced simply by setting the weight to the detected depth, and there is no need for an expensive sensor and complicated control.
As in the third and fourth embodiments of the present invention, the same effect can be obtained even if the depth data or the PPI drawing is performed based on the change amount of the level data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a transmission and reception beam in an underwater exploration device. FIG. 2 is a diagram showing an exploration area when the transducer used in FIG. 1 is swung. FIG. 3 is a seabed obtained by an underwater detection device. FIG. 4 is a diagram showing a modified example of the exploration method of FIG. 1. FIG. 5 is a diagram showing a display example of a school of fish obtained by an underwater detection device. Example of display in which one vertical sectional view is written in addition to PPI display [FIG. 7] Example of display when PPI is drawn based on water depth information shown in sectional view [FIG. 8] In FIG. Display example when the hull sways [Fig. 9] Corresponding diagram of claim 1 [Fig. 10] Fig. 9 shows another operation mode of Fig. 9 [Fig. 11] Corresponding diagram of claim 2 [Fig. FIG. 13 is a control block diagram showing an embodiment of the apparatus. FIG. 14 is a plan view of the transducer shown in FIG. 13. FIG. 15 is a flowchart showing the control operation of the apparatus shown in FIG. 12. FIG. 16 is one scan by the transducer shown in FIG. FIG. 17 is a diagram showing the state of underwater explored in FIG. 17. FIG. 18 is a diagram showing reading of data stored in the vertical sectional image memory of FIG. 16. FIG. 18 is a detailed diagram of the first embodiment for step S16 in FIG. FIG. 19 is a PPI drawing example obtained by the bottom survey apparatus of FIG. 12. FIG. 20 is a subroutine showing details of the second embodiment for step S16 of FIG. 15. FIG. FIG. 22 is a flowchart showing the control performed in the embodiment of the present invention. FIG. 22 is a flowchart showing the control performed in the fourth embodiment of the present invention.
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