JP5458756B2 - Underwater object search support device, underwater object search support method, and program thereof - Google Patents
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Description
本発明は、水中物体捜索支援装置等に係り、特に、一の発信位置から音波を発信して水中の捜索対象物体からの反射波を複数の受信位置で受信する方式のマルチスタティックソナーシステムに対して、その動作を支援するための水中物体捜索支援装置、水中目標物捜索支援方法、及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to an underwater object search support device and the like, particularly for a multi-static sonar system that transmits sound waves from one transmission position and receives reflected waves from an underwater search target object at a plurality of reception positions. The present invention relates to an underwater object search support device, an underwater target search support method, and a program thereof for supporting the operation.
海洋などの広大な水域内に存在する水中物体に向けて送信装置から音波を発信し、その水中物体からの反射波を受信装置で受信することにより、水中物体の位置及び移動変化を探知するアクティブソナーシステムが知られている。
アクティブソナーシステムにおける音波の送受信方式としては、2通りの方式が用いられている。第1の方式は、音波を発信する送信装置と受信装置とが一体になったモノスタティックソナーシステムである。又、第2の方式は、送信装置及び複数の受信装置で構成され、送信装置と各受信装置とが異なる位置に配置されたマルチスタティックソナーシステムである。
Active to detect changes in the position and movement of an underwater object by transmitting a sound wave from a transmitting device toward an underwater object existing in a vast water area such as the ocean and receiving a reflected wave from the underwater object by a receiving device. A sonar system is known.
Two types of sound wave transmission / reception methods in the active sonar system are used. The first method is a monostatic sonar system in which a transmitting device that transmits sound waves and a receiving device are integrated. The second method is a multi-static sonar system that includes a transmission device and a plurality of reception devices, and the transmission device and each reception device are arranged at different positions.
近年においては、複数の受信装置を自在に配置することにより水中物体の捜索範囲及び捜索の多様性が拡がることから、マルチスタティックソナーシステムに対する期待が高まっている。
しかしながら、マルチスタティックソナーシステムには、複数の受信装置を自在に配置できるという利点がある反面、モノスタティックソナーシステムでは利用可能な音波の可逆性(発信された音波が水中物体や海底などで反射して元の位置に戻る性質)を利用することができない。このため、水中物体に対するマルチスタティックソナーシステムの探知能力を向上させるための運用技術について種々の研究がなされている。
In recent years, the search range for underwater objects and the variety of searches have been expanded by freely arranging a plurality of receiving apparatuses, and therefore, expectations for multistatic sonar systems have increased.
However, the multi-static sonar system has the advantage that a plurality of receiving devices can be arranged freely. On the other hand, the monostatic sonar system has a reversible sound wave that can be used (the transmitted sound wave is reflected by an underwater object or the seabed). The property of returning to the original position) cannot be used. For this reason, various researches have been conducted on operational techniques for improving the detection capability of the multistatic sonar system for underwater objects.
例えば、海底反射音及び海面反射音の影響を軽減し、位置検出性能を改善するため、並びに、複数の水中受信器による受信信号の表示を1つの画面に集中させて、操作者の負担を軽減するために、予め水中目標物の位置を予め仮定して設定し、音源位置、受信位置、及びその仮定位置との間のそれぞれの距離及び音波到達時間を計算する技術が知られている。
この技術によれば、音源からの直接音波を受信した時刻から受信信号をメモリに記憶し、目標物からの反射波の受信時刻に基づいて、実際に存在する目標物の受信確度を示す指標値を表示するようになっている(特許文献1参照)。
For example, to reduce the effects of seafloor reflected sound and sea surface reflected sound, improve position detection performance, and concentrate the display of received signals from multiple underwater receivers on one screen, reducing the burden on the operator In order to achieve this, a technique is known in which the position of an underwater target is set in advance, and the distance between the sound source position, the reception position, and the assumed position and the sound wave arrival time are calculated.
According to this technique, the received signal is stored in the memory from the time when the direct sound wave from the sound source is received, and the index value indicating the reception accuracy of the target that actually exists based on the reception time of the reflected wave from the target Is displayed (see Patent Document 1).
又、他に、所望の配置にある観測ターゲット(目標物)を検出するなどの望ましい受信特性はセンサの使用目的によって異なるので、その使用目的に適したマルチスタティックセンサ配置を算出する技術が知られている。
この技術によれば、観測ターゲットを検知するマルチスタティックセンサの配置位置及び観測ターゲットの仮想的配置位置を入力し、マルチスタティックセンサを含む系の特性を示す物理モデルに基づいて、マルチスタティックセンサの受信強度を算出する伝搬模擬部と、その信号強度及び予め定められた許容誤検出確率及び受信器の特性モデルに基づいて、観測ターゲットの検出確率を算出する検出模擬部とを備えた構成になっている(特許文献2参照)。
In addition, since a desired reception characteristic such as detecting an observation target (target) in a desired arrangement differs depending on the purpose of use of the sensor, a technique for calculating a multistatic sensor arrangement suitable for the purpose of use is known. ing.
According to this technology, the placement of a multistatic sensor that detects an observation target and the virtual placement of the observation target are input, and based on a physical model that indicates the characteristics of the system including the multistatic sensor, the reception of the multistatic sensor is performed. It is configured to include a propagation simulation unit that calculates the intensity, and a detection simulation unit that calculates the detection probability of the observation target based on the signal strength, a predetermined allowable error detection probability, and a characteristic model of the receiver. (See Patent Document 2).
更に、現時点の海域の音速分布に基づいて水中目標位置を高精度に計測すると共に、複数の船舶に搭載される探信儀を用いて、音波の発信及び受信を行うことにより、海域の水中音速分布と水中目標位置を同時に推定する技術が知られている。このために、複数の船舶からなる単位において、特定の一隻の船舶から発信された音波を他の船舶で受信すると共に、各船舶の位置及び音波発信時刻、音波受信時刻に基づき、これらの船舶が存在する海域における音速分布を推定し、この音速分布に基づき、水中目標からの反射音の到達時刻を解析することにより、水中目標の位置を同時に推定するようになっている(特許文献3参照)。 Furthermore, while measuring the underwater target position with high accuracy based on the current sound velocity distribution in the sea area, and sending and receiving sound waves using the probe mounted on multiple ships, the underwater sound speed distribution in the sea area And a technique for simultaneously estimating the underwater target position are known. For this purpose, in a unit composed of a plurality of ships, the sound waves transmitted from one specific ship are received by other ships, and these ships are based on the position, sound wave transmission time, and sound wave reception time of each ship. The position of the underwater target is estimated at the same time by estimating the sound speed distribution in the sea area where the water is present and analyzing the arrival time of the reflected sound from the underwater target based on this sound speed distribution (see Patent Document 3). ).
送信装置から発信された音波は、水中物体を捜索する捜索海域に固有の環境、例えば水深と音速特性(音速プロファイル)との関係によって、多くは直進伝搬せずに、スネルの法則によって上向き又は下向きに屈折しながら伝搬する。このため、捜索海域の任意の位置に水中物体を設定すると、送信装置からの音波が水中物体に到達しない状態が発生する。又、送信装置からの音波が水中物体に到達した場合でも、捜索海域の任意の位置に受信装置を設定すると、水中物体からの反射波が受信装置に到達しない状態が発生する。 Sound waves transmitted from the transmitter do not propagate straight, depending on the environment unique to the search sea area where the underwater object is searched, for example, the depth of the water and the sound speed characteristics (sound speed profile). Propagate while refraction. For this reason, when an underwater object is set at an arbitrary position in the search sea area, a state in which the sound wave from the transmission device does not reach the underwater object occurs. Even when the sound wave from the transmitting device reaches the underwater object, if the receiving device is set at an arbitrary position in the search sea area, a state in which the reflected wave from the underwater object does not reach the receiving device occurs.
ところが、上述した特許文献1乃至特許文献3においては、捜索海域に固有の環境に応じて音波及び反射波が屈折しながら伝搬する性質を考慮していないので、送信装置からの音波が捜索対象の水中物体に到達する範囲、及び、水中物体からの反射波が受信装置に到達する範囲を判定した構成になっていない。このため、水中物体及び受信装置の適切な配置を設定することが困難であるという課題がある。 However, in Patent Document 1 to Patent Document 3 described above, since the property of propagating sound waves and reflected waves while being refracted according to the environment specific to the search sea area is not considered, the sound waves from the transmission device are not searched. The range in which the underwater object reaches and the range in which the reflected wave from the underwater object reaches the receiving device are not determined. For this reason, there exists a subject that it is difficult to set appropriate arrangement | positioning of an underwater object and a receiver.
例えば、上記特許文献1においては、水中音源から水中目標物の仮定位置、水中目標物、海底、海面に到達する音波、及び水中目標物の仮定位置等から各水中受信器に到達する反射波が水中内を直進することを前提とし、音波及び反射波が到達する範囲を捜索海域の環境に応じて判定していないので、水中目標物の位置及び移動変化を正確に検出することは困難である。 For example, in the above-mentioned Patent Document 1, an underwater sound source has an assumed position of an underwater target, an underwater target, a sea wave, a sound wave that reaches the sea surface, and a reflected wave that reaches each underwater receiver from the assumed position of the underwater target. It is difficult to accurately detect the position and movement change of an underwater target because it is assumed that the vehicle travels straight in the water and the range where sound waves and reflected waves reach is not determined according to the environment of the search sea area. .
又、上記特許文献2は、送受信器の配置と観測ターゲットの配置とから受信器におけるS/N比を算出して、「R. O. Nielsen, Sonar Signal Processing, Artech House, 1991」に記載されている距離に応じて発信する音波の周波数を選択する方法の受信特性モデルに基づいて、算出したS/N比とシステムパラメータの一種の許容誤検出確率とから観測ターゲットの検出確率を算出するようになっている。このため、音波及び反射波が到達する範囲を捜索海域の環境に応じて判定せずに、送受信器及び観測ターゲットの配置を設定しているので、精度の高いS/N比を得ることができず、その結果、観測ターゲットの検出確率を正確に算出することが困難になる。 Further, the above Patent Document 2 calculates the S / N ratio in the receiver from the arrangement of the transceiver and the arrangement of the observation target, and the distance described in “RO Nielsen, Sonar Signal Processing, Artech House, 1991”. On the basis of the reception characteristic model of the method of selecting the frequency of the sound wave to be transmitted according to, the observation target detection probability is calculated from the calculated S / N ratio and a kind of system parameter allowable false detection probability. Yes. For this reason, since the arrangement of the transceiver and the observation target is set without determining the range in which the sound wave and the reflected wave reach according to the environment of the search sea area, a highly accurate S / N ratio can be obtained. As a result, it is difficult to accurately calculate the detection probability of the observation target.
又、上記特許文献3においては、水中に六層の層構造を仮定し、音波及び反射波が水中を屈折しながら伝搬するスネルの法則により、伝搬時間と各層の音速及び層厚との関係を分析して水中目標の目標位置を計測しているが、音波及び反射波が到達する範囲を捜索海域の環境に応じて判定していないので、水中目標の位置を正確に計測することは困難である。
〔発明の目的〕
Further, in the above-mentioned Patent Document 3, assuming a six-layer structure in water, the relationship between the propagation time and the sound speed and layer thickness of each layer is obtained by Snell's law in which sound waves and reflected waves propagate while being refracted in water. Although the target position of the underwater target is measured by analysis, it is difficult to accurately measure the position of the underwater target because the range where the sound waves and reflected waves reach is not determined according to the environment of the search sea area. is there.
(Object of invention)
本発明は、このような関連技術の有する課題を解決するために成されたもので、マルチスタティックソナーシステムを支援するために、水中物体の位置の想定とこれに対応した受信装置の適切な配置を設定することを可能とした水中物体捜索支援装置、水中目標物捜索支援方法及びそのプログラムを提供することを、その目的とする。 The present invention was made to solve the problems of the related art, and in order to support a multi-static sonar system, the position of an underwater object and the appropriate arrangement of a receiving apparatus corresponding thereto It is an object of the present invention to provide an underwater object search support apparatus, an underwater target search support method, and a program therefor that can set an object.
上記目的を達成するため、本発明に係る水中物体捜索支援装置は、捜索海域に向けて水中物体捜索用の音波を発信する送信装置と前記水中物体からの反射波に含まれるエコー信号を受信して前記水中物体の位置及び移動変化を特定する複数の受信装置とを備えたマルチスタティックソナーシステムに対して、その動作を支援する入力部および演算処理部を備えた水中物体捜索支援装置であって、前記演算処理部が、予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を発信する仮想音波発信手段と、この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さに応じて変化する音速プロファイル情報に基づいて当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を算定する音波伝搬領域算定手段と、この算定された音波伝搬領域を第1エリアとして当該第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を予測し又は外部指令によって仮設定する水中物体予測位置特定手段と、前記仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する前記仮想音波の方位を設定すると共に当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定する伝搬方位設定手段と、この伝搬方位設定手段によって設定される前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮想反射波に対する受信位置として暫定的に定めて当該各受信位置に前記複数の受信装置を仮設定する受信位置暫定設定手段と、前記受信位置暫定設定手段によって仮設定された複数の受信位置での前記仮想反射波の受信レベル,前記仮想音波発信手段からの仮想音波の発信レベル,及び前記水中物体予測位置特定手段からの予測情報に基づいて、前記水中物体からの仮想反射波に対する前記複数の受信位置での各受信レベルを監視すると共に前記受信レベルの高い順にその検出位置を前記複数の受信装置の配置位置として順次決定する受信位置決定手段とを備え、前記受信位置決定手段は、仮設定された前記水中物体への入力音圧レベルと前記水中物体からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスを取得するターゲットストレングス取得手段と、前記仮想音波発信手段から前記水中物体までの第1伝搬損失及び前記水中物体から前記仮設定された前記複数の受信位置までの第2伝搬損失を取得する伝搬損失取得手段とを有し、前記仮想音波発信手段からの仮想音波の発信レベルと前記ターゲットストレングス及び前記第1,第2の各伝搬損失とから、前記複数の受信位置での受信レベルを算出すると共に前記水中物体の仮設位置を除く複数の受信位置の中から前記受信レベルを高い順に検出してこれを前記各受信装置の配置位置とする受信レベル算出手段を備えている。 In order to achieve the above object, an underwater object search support device according to the present invention receives an echo signal included in a reflected wave from a transmission device that transmits a sound wave for searching for an underwater object toward a search sea area and the underwater object. An underwater object search support device including an input unit and an operation processing unit for supporting the operation of a multistatic sonar system including a plurality of receiving devices for specifying a position and movement change of the underwater object. The arithmetic processing unit is installed in a preset virtual search sea area and transmits a virtual sound wave from one of the virtual search sea areas to the other, a transmission direction of the transmitted virtual sound wave, and the Sound wave propagation region calculation for calculating a sound wave propagation region in the virtual search sea area based on sound velocity profile information that changes according to the depth of the virtual search sea area in the transmission direction And a predicted underwater object position that predicts an existing position of the underwater object at one or more arbitrary locations in the first area or temporarily sets it by an external command using the calculated sound wave propagation region as the first area A propagation azimuth setting means for setting the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the temporarily set predicted position of the underwater object and setting each azimuth of a plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object; The sound wave propagation region located in the propagation direction of the virtual reflected wave set by the propagation azimuth setting unit is defined as a second area, and a plurality of arbitrary locations in the second area are provisionally defined as reception positions for the virtual reflected wave. determined above at a plurality of reception positions which are temporarily set a receiving position provisional setting means for provisionally setting said plurality of receiving devices in the respective receiving position, by the receiving position tentative setting means The plurality of reception positions for the virtual reflected wave from the underwater object based on the reception level of the virtual reflected wave, the transmission level of the virtual sound wave from the virtual sound wave transmitting means, and the prediction information from the predicted position of the underwater object Receiving position determination means for monitoring each reception level at the same time and sequentially determining the detection positions as the arrangement positions of the plurality of reception devices in descending order of the reception level , the reception position determination means being provisionally set Target strength acquisition means for acquiring a target strength that is a level difference between an input sound pressure level to the underwater object and a reflected sound pressure level from the underwater object; and a first propagation from the virtual sound wave transmission means to the underwater object. Propagation loss acquisition means for acquiring loss and second propagation loss from the underwater object to the temporarily set reception positions. The reception level at the plurality of reception positions is calculated from the transmission level of the virtual sound wave from the virtual sound wave transmission means, the target strength, and the first and second propagation losses, and the underwater object is temporarily set. Reception level calculation means is provided for detecting the reception level from a plurality of reception positions excluding the position in descending order and using this as the arrangement position of each receiving apparatus .
又、上記目的を達成するため、本発明に係る水中物体捜索支援方法は、捜索海域に向けて水中物体捜索用の音波を発信する送信装置と前記水中物体からの反射波に含まれるエコー信号を受信して前記水中物体の位置及び移動変化を特定する複数の受信装置とを備えたマルチスタティックソナーシステムに対して、予め仮想海域捜索を設定して仮想反射波の経路を演算処理し、これによって水中物体の捜索を支援する水中物体捜索支援方法であって、予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を仮想音波発信手段が発信し、この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さによって変化する音速プロファイル情報に基づいて、当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を音波伝搬領域算定手段が算定し、この算定された音波伝搬領域を第1エリアとして当該第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を水中物体予測位置特定手段が予測して仮設定し、前記仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する前記仮想音波の方位及び当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を伝搬方位設定手段が設定し、この設定された前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮設定された各水中物体に対する受信位置として暫定的に定めて当該複数の受信位置に前記複数の受信装置を受信位置暫定設定手段が仮設定し、前記仮設定された各水中物体に対応して前記受信位置暫定設定手段によって暫定的に仮設定された複数の受信位置での前記仮想反射波の受信レベル,前記仮想音波発信手段からの仮想音波の発信レベル,及び前記水中物体予測位置特定手段からの予測情報のそれぞれに基づいて、前記水中物体に対する前記複数の受信位置での各受信レベルを監視し、その受信レベルの高い順に当該検出位置を前記複数の受信装置の配置位置として受信位置決定手段が決定するようにすると共に、前記各受信装置の配置位置の決定に際し、前記受信位置決定手段に対して、仮設定された前記水中物体への入力音圧レベルと前記水中物体からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスと前記水中物体までの第1伝搬損失及び前記水中物体から前記仮設定された前記複数の受信位置までの第2伝搬損失と前記仮想音波の発信レベルとが外部入力された場合に、当該受信位置決定手段が、前記複数の受信位置での受信レベルを算出し、その算出結果に基づいて対応する前記複数の受信位置の中から当該受信レベルの高い順に検出し、それから前記水中物体の仮設位置を除いてこれを前記各受信装置の配置位置とする。 In order to achieve the above object, an underwater object search support method according to the present invention includes a transmitter for transmitting a sound wave for searching for an underwater object toward a search sea area and an echo signal included in a reflected wave from the underwater object. For a multi-static sonar system that includes a plurality of receiving devices that receive and identify changes in the position and movement of the underwater object, a virtual sea area search is set in advance to calculate the path of the virtual reflected wave, thereby An underwater object search support method for supporting search of an underwater object, wherein the virtual sound wave transmitting means is installed in a virtual search area set in advance and transmits virtual sound waves from one of the virtual search areas to the other. On the basis of the sound velocity profile information that changes depending on the direction of transmission of the generated virtual sound wave and the depth of the virtual search sea area related to the transmission direction. The sound wave propagation area calculation means calculates the area, and the calculated sound wave propagation area is set as the first area, and the presence position of the underwater object is determined at any one or more locations in the first area. The propagation direction setting means sets the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the predicted position of the temporarily set underwater object and the respective directions of the plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object. The sound wave propagation region positioned in the propagation direction of the virtual reflected wave is set as the second area, and a plurality of arbitrary locations in the second area are provisionally set as reception positions for the temporarily set underwater objects. tentatively provisionally set by the plurality of the plurality of receiving devices receive position tentative setting means temporarily sets the receiving position, the temporarily set the received position tentative setting means in correspondence with each underwater objects determined to The underwater object based on each of the reception level of the virtual reflected wave at the plurality of received positions, the transmission level of the virtual sound wave from the virtual sound wave transmitting means, and the prediction information from the underwater object predicted position specifying means. Each reception level at the plurality of reception positions is monitored, and the reception position determining means determines the detection positions as the arrangement positions of the plurality of reception apparatuses in descending order of the reception levels. When determining the arrangement position of the underwater object, the reception position determining means determines the target strength, which is a level difference between the temporarily set sound pressure level to the underwater object and the reflected sound pressure level from the underwater object, and the underwater The first propagation loss to the object, the second propagation loss from the underwater object to the temporarily set reception positions, and the transmission level of the virtual sound wave are outside. In the case of partial input, the reception position determining means calculates reception levels at the plurality of reception positions, and detects from the corresponding reception positions in descending order based on the calculation result. Then, except for the temporary position of the underwater object, this is set as the arrangement position of each receiving device .
又、上記目的を達成するため、本発明に係る水中物体捜索支援用プログラムは、捜索海域に向けて水中物体捜索用の音波を発信する送信装置と前記水中物体からの反射波に含まれるエコー信号を受信して前記水中物体の位置及び移動変化を特定する複数の受信装置とを備えたマルチスタティックソナーシステムに対して、その動作を支援する入力部および演算処理部を備えた水中物体捜索支援プログラムであって、予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を発信する仮想音波発信処理機能、この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さに応じて変化する音速プロファイル情報に基づいて当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を算定する音波伝搬領域算定機能、この算定された音波伝搬領域を第1エリアとして当該第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を予測し又は外部指令によって仮設定する水中物体予測位置特定機能、前記仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する前記仮想音波の方位を設定すると共に当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定する伝搬方位設定機能、この伝搬方位設定機能にて設定処理される前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮想反射波に対する受信位置として暫定的に定めて当該各受信位置に前記複数の受信装置を仮設定する受信位置暫定設定処理機能、および前記受信位置暫定設定機能によって仮設定された複数の受信位置での前記仮想反射波の受信レベル,前記仮想音波の発信位置からの仮想音波の発信レベル,及び前記水中物体の予測位置の予測情報に基づいて、前記仮設定された各水中物体からの仮想反射波に対する前記複数の受信位置での前記受信レベルを監視してその受信レベルの高い順に受信位置を各水中物体に対する前記複数の受信装置の配置位置として決定する受信位置決定機能を、前記演算処理部が備えているコンピュータに実行させると共に、前記受信位置決定機能を、前記仮設定された各水中物体への入力音圧レベルと前記各水中物体からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスを取得するターゲットストレングス取得機能と、前記仮想音波の発信位置から前記各水中物体までの第1伝搬損失及び前記各水中物体から前記仮設定された前記複数の受信位置までの第2伝搬損失を取得する伝搬損失取得機能と、前記仮想音波の発信位置からの仮想音波の発信レベルにより前記複数の受信位置での受信レベルを算出し前記複数の受信位置の中から前記最高の受信レベルを検出する受信レベル算出機能とにより構成した。 In order to achieve the above object, an underwater object search support program according to the present invention includes a transmitter for transmitting a sound wave for underwater object search toward a search sea area and an echo signal included in a reflected wave from the underwater object. Underwater object search support program comprising an input unit and an arithmetic processing unit for supporting the operation of a multistatic sonar system comprising a plurality of receiving devices for receiving a signal and identifying a change in position and movement of the underwater object A virtual sound wave transmission processing function for transmitting a virtual sound wave from one of the virtual search sea areas to the other, which is installed in a preset virtual search sea area, and the direction of the transmitted virtual sound wave and the transmission direction The sound wave propagation region for calculating the sound wave propagation region in the virtual search sea area based on the sound velocity profile information that changes according to the depth of the virtual search sea area concerned A function for predicting the position of an underwater object that uses the calculated sound wave propagation region as a first area, predicts the position of an underwater object at any one or more locations in the first area, or temporarily sets it by an external command function, the propagation direction setting function of setting the orientation of the plurality of virtual reflected wave reflected in the underwater objects and sets the orientation of the virtual sound wave propagating towards the predicted position of the temporarily set underwater objects, this The sound wave propagation region positioned in the propagation direction of the virtual reflected wave set by the propagation azimuth setting function is set as a second area, and a plurality of arbitrary locations in the second area are provisionally set as reception positions for the virtual reflected wave. determined in at a plurality of reception positions which are temporarily set receiving position tentative setting processing function of temporarily setting the plurality of receiving devices in the respective receiving position, and by the receiving position tentative setting function Based on the reception level of the virtual reflected wave, the transmission level of the virtual sound wave from the transmission position of the virtual sound wave, and the prediction information of the predicted position of the underwater object, with respect to the virtual reflected wave from each temporarily set underwater object The arithmetic processing unit includes a reception position determination function that monitors the reception levels at the plurality of reception positions and determines the reception positions as the arrangement positions of the plurality of reception devices with respect to each underwater object in descending order of the reception levels. The receiving position determination function obtains a target strength that is a level difference between the temporarily input sound pressure level to each underwater object and the reflected sound pressure level from each underwater object. A target strength acquisition function, a first propagation loss from the transmission position of the virtual sound wave to each underwater object, and the provisional Calculating a reception level at the plurality of reception positions based on a propagation loss acquisition function for acquiring the second propagation loss to the set reception positions and a transmission level of the virtual sound wave from the transmission position of the virtual sound wave; The reception level calculation function detects the highest reception level from a plurality of reception positions .
本発明は以上のように構成したので、これによると、発信する仮想音波の音波伝搬領域を音速プロファイル情報に基づいて算定し、その音波伝搬領域内の任意の複数箇所に水中物体の予測位置を仮設定し、仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する仮想音波の方位を設定すると共に水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定し、仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域内の任意の複数箇所を各水中物体に対する複数の受信装置として仮設定するようにしたので、これによると、想定される水中物体及び当該水中物体からの仮想反射波の受信するための最適受信位置を予め効率良く設定し推奨することができるという優れた水中物体捜索支援装置、水中物体捜索支援方法、及びそのプログラムを提供することができる。 Since the present invention is configured as described above, according to this, the sound wave propagation area of the virtual sound wave to be transmitted is calculated based on the sound velocity profile information, and the predicted positions of the underwater objects are set at arbitrary plural positions in the sound wave propagation area. Temporarily set, set the direction of the virtual sound wave that propagates toward the predicted position of the temporarily set underwater object, and set the direction of each of the multiple virtual reflected waves that are reflected by the underwater object. Is set temporarily as a plurality of receiving devices for each underwater object, and according to this, an assumed underwater object and reception of virtual reflected waves from the underwater object Can provide an excellent underwater object search support device, an underwater object search support method, and a program thereof that can efficiently set and recommend an optimal reception position for performing in advance. .
以下、本発明に係る水中物体捜索支援装置の一実施形態を図1乃至図8に基づいて説明する。
最初に、マルチスタティックソナーシステムが実際の捜索海域において水中物体捜索を捜索する場合を、その仮想捜索海域について音波伝搬の解析を行い、続いて、水中物体捜索支援装置1についてその具体的内容を説明する。
Hereinafter, an embodiment of an underwater object search support apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, when the multistatic sonar system searches for an underwater object search in the actual search sea area, sound propagation is analyzed for the virtual search sea area, and then the specific contents of the underwater object search support device 1 are explained. To do.
〔捜査海域について〕
上述した捜索海域における音波伝搬の解析内容を、図7乃至図8に基づいて具体的に説明する。
[Investigation area]
The analysis contents of the sound wave propagation in the search sea area described above will be specifically described with reference to FIGS.
図7(A)に、捜索海域70の水深と音速との関係(これを「音速プロファイル」という)を示す。又、図7(B)には、モノスタティックソナーシステムの水中物体捜索の対象となる捜索海域70で想定される音波の伝搬経路を示す。 FIG. 7A shows the relationship between the water depth of the search sea area 70 and the sound speed (this is referred to as “sound speed profile”). FIG. 7B shows a sound wave propagation path assumed in the search sea area 70 to be searched for the underwater object of the monostatic sonar system.
まず、図7(A)に示すように、海面71から海底72までの捜索海域70を、三つの層(混合層L1、水温躍層L2、深海等温層L3)に分けて、各層の水深に応じた温度、塩分濃度、圧力により異なる音速プロファイルVpについて説明する。
First, as shown in FIG. 7A, the search sea area 70 from the
混合層L1の中では、音速プロファイルVpは正の勾配を有し、スネルの法則によって音波は上向きに屈折しながら伝搬する。
水温躍層L2の中では、音速プロファイルVpは負の勾配を有し、音波は下向きに屈折しながら伝搬する。
そして、深海等温層L3の中では、音速プロファイルVpは正の勾配を有し、音波は上向きに屈折しながら伝搬する。
In the mixed layer L1, the sound velocity profile Vp has a positive gradient, and the sound wave propagates while being refracted upward by Snell's law.
In the water temperature jump layer L2, the sound velocity profile Vp has a negative gradient, and the sound wave propagates while being refracted downward.
In the deep sea isothermal layer L3, the sound velocity profile Vp has a positive gradient, and the sound wave propagates while being refracted upward.
次に、上記図7(B)を参照して、モノスタティックソナーシステムの送受信装置80から発信された3つの方位の音波(音波Sf1、音波Sf2、音波Sf3)の伝搬経路及び水中物体90の探知方法について説明する。
Next, with reference to FIG. 7B, the propagation paths of three directions of sound waves (sound wave Sf1, sound wave Sf2, and sound wave Sf3) transmitted from the transmission /
図7(B)において、音波Sf1は、混合層L1の中を上向きに屈折しながら伝搬し、海面71で反射して反射波Sr1として伝搬する。
音波Sf2は、水温躍層L2の中を下向きに屈折しながら伝搬し、深海等温層L3の中に入ると次第に上向きに屈折しながら伝搬し、再び水温躍層L2の中で下向きに屈折して伝搬し、更に混合層L1の中を上向きに屈折しながら伝搬する。
In FIG. 7B, the sound wave Sf1 propagates while being refracted upward in the mixed layer L1, reflected by the
The sound wave Sf2 propagates while being refracted downward in the water temperature jump layer L2, propagates while gradually refracting upward when entering the deep sea isothermal layer L3, and refracts downward again in the water temperature jump layer L2. Propagate, and further propagate while being refracted upward in the mixed layer L1.
音波Sf3は、海底72で反射した後、上向きに屈折しながら伝搬して水中物体90に到達する。そして、水中物体90で反射した一部の反射波Sr3が音波Sf3と同じ伝搬経路を経て海底72で反射し、海底72で反射した後は上向きに屈折しながら伝搬して音波の可逆性によって送受信装置80に戻る。
The sound wave Sf3 is reflected by the
このように、送受信装置80から発信された音波は、音速プロファイルVpの影響を受けて伝搬するので、音波Sf3だけが水中物体90に到達し、一部の反射波Sr3が音波の可逆性によって送受信装置80に戻る。従って、送受信装置80の受信装置(図示せず)によって反射波Sr3が受信されると、この反射波Sr3から抽出されたエコー信号によって、水中物体90を探知することができる。
In this way, since the sound wave transmitted from the transmission /
図8(A)は、捜索海域70の海面71から海底72までの三つの層である混合層L1,水温躍層L2,深海等温層L3の音速プロファイルVpを、それぞれ示す。又、図8(B)は、前述したようにマルチスタティックソナーシステムの水中物体捜索の対象となる捜索海域70の音波伝搬経路を示す。
FIG. 8A shows the sound velocity profiles Vp of the mixed layer L1, the water temperature jump layer L2, and the deep sea isothermal layer L3, which are the three layers from the
図8(B)において、水中物体90は、図7(B)に示した同じ位置に存在する。この場合には、送信装置81から発信された音波の内、図7(B)に示した音波Sf3と同じ方位の音波Sf1が水中物体90に到達する。そして、この水中物体90で反射した仮想反射波Sr1、Sr2、Sr3は、捜索海域70の音速プロファイルVpの影響を受けて様々な方位に屈折しながら伝搬する。
In FIG. 8 (B), the
ここで、二つの受信装置82、83が、反射波を受信するために図8(B)に示すように配置されているとする。この場合、受信装置82には反射波は到達せず、受信装置83だけに反射波Sr3が到達する。
Here, it is assumed that the two receiving
このように、送信装置と受信装置とが異なる位置に配置されるマルチスタティックソナーシステムの水中物体捜索の場合には、モノスタティックソナーシステムのように音波の可逆性を利用することができないので、受信装置を適切に配置できるか否かが極めて重要になる。 In this way, in the case of underwater object search of a multistatic sonar system in which the transmitting device and the receiving device are arranged at different positions, the reversibility of sound waves cannot be used unlike the monostatic sonar system. It is extremely important whether the device can be properly arranged.
〔基本的構成〕
本実施形態における水中物体捜索支援装置1の基本的な構成を説明し、その後に具体的内容を説明する。
図1に示すように、水中物体捜索支援装置1は、前述したように、捜索海域に向けて水中物体捜索用の音波を発信する送信装置と前記水中物体からの反射波に含まれるエコー信号を受信して前記水中物体の位置及び移動変化を特定する複数の受信装置とを備えたマルチスタティックソナーシステムに対して、その動作を支援するためのもので、入力部3と演算処理部2と表示部4とを備えて構成されている。
[Basic configuration]
The basic configuration of the underwater object search support device 1 in the present embodiment will be described, and then the specific contents will be described.
As shown in FIG. 1, the underwater object search support device 1 transmits an echo signal included in a reflected wave from the underwater object and a transmission device that transmits a sound wave for searching the underwater object toward the search sea area, as described above. A multi-static sonar system that includes a plurality of receiving devices that receive and identify changes in position and movement of the underwater object.
この内、演算処理部2は、図2に示すように、予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を発信する仮想音波発信手段10と、この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さに応じて変化する音速プロファイル情報に基づいて当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を算定する音波伝搬領域算定手段11と、この算定された音波伝搬領域を第1エリアとして当該第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を予測し又は外部指令によって仮設定する水中物体予測位置特定手段12とを備えている。 Among these, as shown in FIG. 2, the arithmetic processing unit 2 is installed in a preset virtual search sea area, and a virtual sound wave transmitting means 10 for transmitting a virtual sound wave from one of the virtual search sea areas to the other, A sound wave propagation region calculating means 11 for calculating a sound wave propagation region in the virtual search sea area based on a sound direction profile information that changes in accordance with a transmission direction of the transmitted virtual sound wave and a depth of the virtual search sea area related to the transmission direction; The underwater object predicted position specifying means 12 predicts the existence position of the underwater object at any one or two or more locations in the first area using the calculated sound wave propagation region as the first area, or temporarily sets it by an external command. And.
更に、この演算処理部2は、上記仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する前記仮想音波の方位を設定すると共に当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定する伝搬方位設定手段13と、この伝搬方位設定手段13によって設定される前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮想反射波に対する受信位置として暫定的に定めて当該各受信位置に前記複数の受信装置を仮設定する受信位置暫定設定手段14と、この受信位置暫定設定手段14で暫定的に設定された各受信装置の設置位置を受信レベルのより高い位置に位置調整する受信位置決定手段15とを備えて構成されている。 Further, the arithmetic processing unit 2 sets the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the temporarily set predicted position of the underwater object and sets each azimuth of the plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object. Propagation direction setting means 13 and a sound wave propagation region located in the propagation direction of the virtual reflected wave set by the propagation direction setting means 13 is a second area, and a plurality of arbitrary locations in the second area are virtually reflected. A reception position provisional setting means for provisionally setting the reception positions for the waves and provisionally setting the plurality of reception apparatuses at the respective reception positions; and each reception apparatus provisionally set by the reception position provisional setting means 14 Reception position determination means 15 for adjusting the installation position to a position with a higher reception level is provided.
ここで、前述した受信位置決定手段15は、予め設定された複数の各水中物体に対してそれぞれ前記複数の各受信装置の受信位置を仮設定して成る複数のエコーマップを作成すると共にこれら複数のエコーマップを同一の前記仮想捜索海域上にて加算してエコーレベルのエナージマップを作成するエナージマップ作成機能15Aと、この作成されたエナージマップにおける前記受信レベルの極大位置の複数を前記受信装置の受信位置とする受信位置特定機能15Bとを備えている。
Here, the reception position determining means 15 described above creates a plurality of echo maps formed by provisionally setting the reception positions of the plurality of receiving apparatuses for each of a plurality of preset underwater objects. An echo
このため、詳細は後述するが、これによると、発信する仮想音波の音波伝搬領域が、音速プロファイル情報に基づいて算定され、その音波伝搬領域内の任意の複数箇所に水中物体の予測位置を仮設定し、この仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する仮想音波の方位を設定すると共に、水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定し、仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域内の任意の複数箇所を各水中物体に対する複数の受信装置として仮設定するので、仮設定された複数の受信装置の中からオペレータの操作により水中物体及び受信装置の最適な配置を迅速に設定することが可能となる。 Therefore, although details will be described later, according to this, the sound wave propagation area of the transmitted virtual sound wave is calculated based on the sound velocity profile information, and the predicted positions of the underwater objects are temporarily set at a plurality of arbitrary positions in the sound wave propagation area. Set and set the direction of the virtual sound wave that propagates toward the predicted position of the temporarily set underwater object, and set the direction of each of the plurality of virtual reflected waves that are reflected by the underwater object. Arbitrary multiple locations in the sound wave propagation region located in advance are temporarily set as a plurality of receiving devices for each underwater object, so that the optimum of the underwater object and the receiving device is determined by the operator's operation from among the temporarily set receiving devices. It is possible to quickly set an appropriate arrangement.
〔具体的構成〕
次に、前述した水中物体捜索支援装置1の各構成内容を具体的に説明する。
[Specific configuration]
Next, each component content of the underwater object search support device 1 described above will be specifically described.
図1において、水中物体捜索支援装置1は、マルチスタティックソナーシステムの動作のシミュレーションを実行するために、水中物体の捜索対象となる捜索海域の環境情報(音速プロファイル)、複数の受信装置の配置範囲、水中物体の物体情報(実際の捜索対象である水中物体の種類,形状,材質,音反射率,予測水深等)、その他の必要な情報を入力する入力部3を備えている。
この入力部3は、オペレータによって操作されるものであり、例えば、キーボードやマウス等のポインティングデバイスで構成される。
In FIG. 1, an underwater object search support device 1 performs environment simulation (sound velocity profile) of a search sea area to be searched for an underwater object and an arrangement range of a plurality of receiving devices in order to perform a simulation of the operation of the multistatic sonar system. , An input unit 3 for inputting object information of the underwater object (the type, shape, material, sound reflectance, predicted water depth, etc. of the underwater object that is the actual search target) and other necessary information.
The input unit 3 is operated by an operator, and is composed of a pointing device such as a keyboard and a mouse.
又、水中物体捜索支援装置1は、水中物体捜索支援のシミュレーションに係る画像、例えば、仮想捜索海域、仮想音波を発信する送信装置の位置、仮想音波を受ける水中物体の配置、仮想反射波を受信する複数の受信装置の配置、及びその他の画像、を表示する表示部4を備えている。この表示部4は、例えば、液晶パネル(LCD)やその他のフラット表示パネル又はブラウン管(CRT)等で構成される。
The underwater object search support device 1 also receives an image related to a simulation of underwater object search support, for example, a virtual search area, a position of a transmission device that transmits a virtual sound wave, an arrangement of an underwater object that receives the virtual sound wave, and a virtual reflected wave And a
更に、水中物体捜索支援装置1は、前述したように、演算処理部2を備えている。この演算処理部2は、入力部3から与えられる予め設定された仮想捜索海域に設置されその仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を発信する送信装置である仮想音波発信手段10と、この発信された仮想音波の発信方向及び発信方向に係る仮想捜索海域の深さによって変化する音速プロファイル情報(入力部3から予め与えられている)に基づいて仮想捜索海域における音波伝搬領域を算定する音波伝搬領域算定手段11とを備えている。この音波伝搬領域は、例えば音波伝搬方向に最大方位幅を想定して演算される。 Furthermore, the underwater object search support device 1 includes the arithmetic processing unit 2 as described above. The arithmetic processing unit 2 is installed in a preset virtual search area given from the input unit 3, and a virtual sound wave transmission means 10 which is a transmission device for transmitting a virtual sound wave from one of the virtual search areas to the other; The sound wave propagation area in the virtual search sea area is calculated based on the transmission direction of the transmitted virtual sound wave and the sound velocity profile information (given in advance from the input unit 3) that changes depending on the depth of the virtual search sea area related to the transmission direction. And a sound wave propagation region calculating means 11. This sound wave propagation region is calculated assuming a maximum azimuth width in the sound wave propagation direction, for example.
上記演算処理部2は、更に、前記音波伝搬領域算定手段11によって算定された音波伝搬領域を第1エリアとし、その第1エリア内の任意の複数箇所に水中物体の存在位置を予測し仮設定する水中物体予測位置特定手段12を備えている。
この予測位置は多くは予め外部入力されたものが使用されるが、捜索海域の設定と同時に予めプログラム化され特定された位置情報によって設定するように構成してもよい。
The arithmetic processing unit 2 further sets the sound wave propagation area calculated by the sound wave propagation
Most of the predicted positions are input from the outside in advance. However, the predicted positions may be set by position information programmed and specified in advance at the same time as setting the search sea area.
又、演算処理部2は、仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する仮想音波の方位を設定すると共に水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定する伝搬方位設定手段13を備えている。 The arithmetic processing unit 2 sets the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the temporarily set predicted position of the underwater object and sets the azimuth of the plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object. 13 is provided.
更に、この演算処理部2は、前記伝搬方位設定手段13によって設定される仮想音波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとしてその第2エリア内の任意の複数箇所を仮設定された各水中物体に対する受信位置として暫定的に定めてその複数の受信位置に複数の受信装置を仮設定する受信位置暫定設定手段14を備えている。 Further, the arithmetic processing unit 2 temporarily sets a plurality of arbitrary locations in the second area with the sound wave propagation region positioned in the propagation direction of the virtual sound wave set by the propagation direction setting means 13 as the second area. In addition, provisional reception position setting means 14 is provided that provisionally sets reception positions for each underwater object and temporarily sets a plurality of reception devices at the plurality of reception positions.
従って、水中物体捜索支援装置1は、発信する仮想音波の音波伝搬領域を音速プロファイル情報に基づいて算定し、その音波伝搬領域内の任意の複数箇所に水中物体の予測位置を仮設定し、仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する仮想音波の方位を設定すると共に水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定し、仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域内の任意の複数箇所を各水中物体に対する複数の受信装置として仮設定するので、仮設定された複数の受信装置の中からオペレータの操作により水中物体及び受信装置の最適な配置の迅速設定が可能となる。 Therefore, the underwater object search support device 1 calculates the sound wave propagation region of the transmitted virtual sound wave based on the sound velocity profile information, temporarily sets the predicted position of the underwater object at any plurality of locations within the sound wave propagation region, Sets the direction of the virtual sound wave that propagates toward the set predicted position of the underwater object and sets each direction of the multiple virtual reflected waves that are reflected by the underwater object, and propagates the sound wave that is positioned ahead of the propagation direction of the virtual reflected wave Since a plurality of arbitrary locations in the area are temporarily set as a plurality of receiving devices for each underwater object, an optimum arrangement of the underwater object and the receiving device can be quickly set by an operator's operation from the temporarily set receiving devices. It becomes possible.
又、図1に示した演算処理部2は、仮設定された各水中物体に対応して、受信位置暫定設定手段14によって仮設定された複数の受信位置での仮想反射波の受信レベル、仮想音波発信手段10からの仮想音波の発信レベル、及び水中物体予測位置特定手段2からの予測情報、に基づいて各水中物体に対する複数の受信位置での受信レベルを監視しその最高の受信レベルの受信位置(例えば、図8(B)の符号82,83)を、各水中物体に対する前述した複数の受信装置の配置位置として決定する受信位置決定手段15を備えている。
Further, the arithmetic processing unit 2 shown in FIG. 1 receives virtual reflected wave reception levels at a plurality of reception positions temporarily set by the reception position temporary setting means 14 corresponding to each temporarily set underwater object, virtual Based on the transmission level of the virtual sound wave from the sound wave transmitting means 10 and the prediction information from the underwater object predicted position specifying means 2, the reception levels at a plurality of reception positions for each underwater object are monitored, and reception of the highest reception level is performed. Receiving position determining means 15 is provided for determining positions (for example,
従って、前述した受信位置暫定設定手段14によって仮設定された複数の受信位置の中から、受信位置決定手段15が受信レベルの高い受信位置を各水中物体に対する複数の受信装置の配置位置として決定するので、オペレータの操作を必要とすることなく、水中物体及び受信装置の最適な配置を設定することができる。
Accordingly, the reception
図1に示した受信位置決定手段15は、具体的には、図2に示すように、入力部3から供給される実際の捜索対象である水中物体の種類、形状、材質、音反射率、予測水深等に基づいて仮想水中物体への入力音圧レベルと仮想水中物体からの反射音圧レベルとのレベル差(これを、ターゲットストレングス(TS)とする)を取得する(算定する)ターゲットストレングス取得手段18を備えている。 Specifically, as shown in FIG. 2, the reception position determination means 15 shown in FIG. 1 includes the type, shape, material, sound reflectance of the underwater object that is the actual search target supplied from the input unit 3. Target strength that obtains (calculates) the level difference between the input sound pressure level to the virtual underwater object and the reflected sound pressure level from the virtual underwater object (this is the target strength (TS)) based on the predicted water depth, etc. Acquisition means 18 is provided.
又、上述した受信位置決定手段15は、入力部3から供給された環境情報に基づいて発信位置から各予測位置の仮想水中物体までの第1伝搬損失(TL1)及び各予測位置の仮想水中物体から各暫定受信位置までの第2伝搬損失(TL2)を取得する伝搬損失取得手段19を備えている。 In addition, the reception position determination means 15 described above includes the first propagation loss (TL1) from the transmission position to the virtual underwater object at each predicted position based on the environmental information supplied from the input unit 3, and the virtual underwater object at each predicted position. Is provided with a propagation loss acquisition means 19 for acquiring a second propagation loss (TL2) from the temporary reception position to each provisional reception position.
更に、この受信位置決定手段15は、各予測位置に対応する各暫定受信位置について仮想音波の発信レベル(Lt)から受信レベル(Lr)を算出する際に、上記第1,第2の伝搬損失(TL1,TL2)を考慮して下記の演算を行う受信レベル算出手段20を備えている。
Lr=Lt−TL1−TL2+TS
Further, the reception position determining means 15 calculates the reception level (Lr) from the virtual sound wave transmission level (Lt) for each provisional reception position corresponding to each predicted position. In consideration of (TL1, TL2), reception level calculation means 20 for performing the following calculation is provided.
Lr = Lt−TL1−TL2 + TS
従って、本実施形態における水中物体捜索支援装置1は、仮想水中物体で反射される反射波の受信レベルを極めて高い精度で算出することで、実際の捜索対象である水中物体を捜索するマルチスタティックソナーシステムの動作を効率良く支援するためのシミュレーションを実行することができる。 Therefore, the underwater object search support device 1 according to the present embodiment calculates the reception level of the reflected wave reflected by the virtual underwater object with extremely high accuracy, thereby searching for the underwater object that is the actual search target. A simulation for efficiently supporting the operation of the system can be executed.
そして、前述した受信レベル算出手段20は、各水中物体に対応する複数の受信位置での受信レベルの分布情報を取得する分布情報取得手段21と、分布情報取得手段21によって得られた複数の水中物体に対応する分布情報を加算して加算分布情報を算出する分布情報加算手段22と、加算分布情報の中で複数の水中物体の存在位置以外の位置で受信レベルが極大となる極大位置を検出しその極大位置を複数の受信装置の配置位置として決定する極大位置検出手段23と、を備えている。
The reception
従って、例えば、色や輝度によって極大位置を表示部4の画面に表示することにより、オペレータに対して受信装置の最適位置を明確に提示することができる。
Therefore, for example, by displaying the maximum position on the screen of the
又、図1に示した水中物体捜索支援装置1に演算処理部2において、伝搬方位設定手段13は、水中物体予測位置特定手段12によって設定された各予測位置,物体情報および環境情報から得られる水深と音速プロファイルとの関係に基づいて各予測位置からの複数の方位を設定する。
Further, in the arithmetic processing unit 2 of the underwater object search support apparatus 1 shown in FIG. 1, the propagation direction setting means 13 is obtained from each predicted position, object information, and environment information set by the underwater object predicted
従って、各予測位置に実際の捜索対象である水中物体が配置された場合に、その水中物体の種類,形状,材質,音反射率,予測水深等,及び水深と音速プロファイルとの関係に基づいて、その水中物体からの反射波の伝搬経路の複数の方位を正確に設定することができる。 Therefore, when an underwater object that is the actual search target is placed at each predicted position, the underwater object type, shape, material, sound reflectance, predicted water depth, etc., and the relationship between the water depth and the sound velocity profile The plurality of directions of the propagation path of the reflected wave from the underwater object can be accurately set.
次に、図1に示した水中物体捜索支援装置1による水中物体捜索支援の具体的な手法について説明する。 Next, a specific method of underwater object search support by the underwater object search support device 1 shown in FIG. 1 will be described.
まず、図3は、図1に示した表示部4の画面に表示される捜索海域60(仮想捜索海域)の海面61から海底62の範囲を示す垂直断面図である。この場合、図1に示した入力部3から、捜索海域60の設定に必要な指定データが入力される。
First, FIG. 3 is a vertical sectional view showing a range from the
そして、捜索海域60の環境情報の指定データである風速値,波高値,海底質,周囲雑音,音速プロファイル等の各データが、例えば入力部3から水中物体捜索支援装置1の演算処理部2に入力される。
Then, each data such as wind speed value, wave height value, sea bottom quality, ambient noise, sound speed profile, etc., which is designated data of the environment information of the
更に、入力部3からは、水中物体の物体情報である水中物体の種類,形状,材質,音反射率,予測水深等,送信装置30の発信位置等,および発信する音波の送波出力レベル、の各データが演算処理部2に入力される。
Furthermore, from the input unit 3, the type, shape, material, sound reflectance, predicted water depth, etc. of the underwater object that is object information of the underwater object, the transmission position of the
ここで、上記入力部3から入力される捜索海域60及び環境情報の各種指定データは、実際の捜索海域において測定されたデータ、例えば、風速計測器による風速値、波高計測器による波高値、雑音計測器による周囲雑音のデータでもよいが、インターネット上で公開されているものや、特定機関から入手可能な海底地形データを可視表示した画面に基づいてオペレータが入力したデータでもよい。
Here, the
図7において説明した音波伝搬の解析により、図1に示した音波伝搬領域算定手段11は、入力された音速プロファイル情報に基づいて、送信装置30から発信される音波の伝搬領域として、図3にクロスハッチングで示す第1エリアが算定される。
Based on the sound wave propagation analysis described with reference to FIG. 7, the sound wave propagation region calculation means 11 shown in FIG. 1 shows the sound wave propagation region transmitted from the
又、図1に示した演算処理部2の水中物体予測位置特定手段12は、入力部3から入力された予測深度Dをz1とすると、予測深度D(z1)近傍の2つの範囲である矢印63の範囲及び矢印64の範囲を、第1エリア内の水中物体の存在位置として予測し仮設定する。
Further, the underwater object predicted position specifying means 12 of the arithmetic processing unit 2 shown in FIG. 1 has two ranges in the vicinity of the predicted depth D (z1) where the predicted depth D input from the input unit 3 is z1. The range of 63 and the range of the
図4は、水中物体予測位置特定手段12によって仮設定された仮想の5つの水中物体40(40a乃至40e)の予測位置を含む捜索海域(仮想捜索海域)を、海面側(上空)から見た図である。 FIG. 4 shows a search sea area (virtual search sea area) including predicted positions of the five virtual underwater objects 40 (40a to 40e) temporarily set by the underwater object predicted position specifying means 12 as seen from the sea surface side (above the sky). FIG.
次に、演算処理部2は、入力部3から入力された送信側の音波伝搬計算パラメータとして、上記した発信位置や音波の送波出力レベルの他に、各仮想水中物体40の水平位置及び水深位置、送信深度、送信周波数、及び送信指向性を設定する。
例えば、仮想水中物体40cが指定された場合には、水中物体予測位置特定手段12は、海面側から見た場合の仮想水中物体40cの平面位置H(x1,y1)、垂直断面から見た水深位置D(z1)の入力により、仮想水中物体40cの水中内における三次元位置P(x1,y1,z1)が設定される。
Next, the arithmetic processing unit 2 uses the horizontal position and depth of each virtual underwater object 40 as the transmission-side sound wave propagation calculation parameters input from the input unit 3 in addition to the transmission position and the sound wave transmission output level described above. The position, transmission depth, transmission frequency, and transmission directivity are set.
For example, when the virtual underwater object 40c is designated, the underwater object predicted
図1に示した伝搬方位設定手段13は、図3に示したクロスハッチングの第1エリア内を通って、仮想水中物体40cの位置P(x1,y1,z1)に到達する伝搬経路の方位を設定する機能を備えている。 The propagation azimuth setting means 13 shown in FIG. 1 determines the azimuth of the propagation path that reaches the position P (x1, y1, z1) of the virtual underwater object 40c through the first cross hatching area shown in FIG. It has a function to set.
図4において、送信装置30(発信位置)は、仮想音波Sfcを、伝搬方位設定手段13によって設定された方位に従った伝搬経路を通って、実線の矢印で示すように水中物体40cに向けて発信するように機能する。そして、図1に示した伝搬損失取得手段19は、予め入力された前記環境情報(水深、水質、音速プロファイル等)に基づいて発信位置から仮想水中物体40cに至る伝搬経路の伝搬損失(TL1)を取得する。 In FIG. 4, the transmission device 30 (transmission position) directs the virtual sound wave Sfc toward the underwater object 40c through the propagation path according to the direction set by the propagation direction setting means 13, as indicated by the solid line arrow. Works to make a call. Then, the propagation loss acquisition means 19 shown in FIG. 1 transmits the propagation loss (TL1) of the propagation path from the transmission position to the virtual underwater object 40c based on the environmental information (water depth, water quality, sound velocity profile, etc.) input in advance. To get.
ここで、伝搬方位設定手段13は、図3に示したクロスハッチングの第1エリア内を通って、水中物体40c以外の4つの水中物体40a、40b、40d、40eの各予測位置に到達する伝搬経路の方位についても設定する機能を備えている。又、伝搬損失取得手段19は、伝搬方位設定手段13によって設定された各方位の伝搬経路の伝搬損失を取得するように機能する。
Here, the propagation azimuth setting means 13 propagates through the first area of cross hatching shown in FIG. 3 to reach the predicted positions of the four
この仮想水中物体40cに到達した仮想音波Sfcは、図4で点線の矢印で示すように、仮想水中物体40cによって様々な方位に反射される。反射波の方位及び強さ(レベル)は、入力部3から入力された物体情報である実際の捜索対象である水中物体の種類、形状、材質、音反射率、予測水深等、及び環境情報である水深、水質、音速プロファイル等の影響を受ける。 The virtual sound wave Sfc that has reached the virtual underwater object 40c is reflected in various directions by the virtual underwater object 40c as shown by the dotted arrows in FIG. The direction and intensity (level) of the reflected wave are the object information input from the input unit 3 and are the type, shape, material, sound reflectance, predicted water depth, etc. of the underwater object that is the actual search target, and environmental information. It is affected by a certain depth, water quality, sound velocity profile, etc.
図1に示したターゲットストレングス取得手段18は、入力部3から入力される物体情報に含まれるターゲットストレングス(TS)、即ち、仮想水中物体40cへの入力音圧レベルと仮想水中物体40cからの反射音圧レベルとのレベル差を取得する。反射音圧レベルのほうが入力音圧レベルより大きい場合には、ターゲットストレングス(TS)は正の値となる。一方、反射音圧レベルのほうが入力音圧レベルより小さい場合には、ターゲットストレングス(TS)は負の値となる。 The target strength acquisition means 18 shown in FIG. 1 includes the target strength (TS) included in the object information input from the input unit 3, that is, the input sound pressure level to the virtual underwater object 40c and the reflection from the virtual underwater object 40c. Get the level difference from the sound pressure level. When the reflected sound pressure level is higher than the input sound pressure level, the target strength (TS) is a positive value. On the other hand, when the reflected sound pressure level is smaller than the input sound pressure level, the target strength (TS) is a negative value.
図5は、水中物体40cからの仮想反射波の伝搬経路の範囲を示す捜索海域60の垂直断面図である。図7において説明した音波伝搬の解析により、水中物体40cからの仮想反射波の伝搬経路は図5に示すクロスハッチングの第2エリア内に限られ、他の範囲には伝搬しない。
FIG. 5 is a vertical sectional view of the
このため、図1に示した伝搬方位設定手段13は、仮想水中物体40cの位置P(x1,y1,z1)から反射される仮想反射波の複数の方位を第2エリア内に設定する。 For this reason, the propagation azimuth setting means 13 shown in FIG. 1 sets a plurality of azimuths of the virtual reflected wave reflected from the position P (x1, y1, z1) of the virtual underwater object 40c in the second area.
例えば、図1に示した入力部3から受信装置を配置する水深の範囲がD(z1)から海面61に近いD(z2)の間であると指定されたときは、伝搬方位設定手段13は、第2エリア内のD(z1)を底面としD(z2)を上面とする略台形の円錐状の立体水域の範囲65内に仮想反射波の複数の方位を設定する。
For example, when it is designated from the input unit 3 shown in FIG. 1 that the range of water depth in which the receiving device is arranged is between D (z1) and D (z2) close to the
図1の示した受信位置暫定設定手段14は、図4に示す暫定受信位置50を、前述した反射波Srcの1つの方位における受信装置の暫定受信位置として設定する。
The reception position provisional setting means 14 shown in FIG. 1 sets the
また、水中物体捜索支援装置1は、入力部3から入力された受信側の音波伝搬計算パラメータである環境情報(水深、水質、音速プロファイル等)を、メモリ(図示せず)に保持している。 In addition, the underwater object search support device 1 holds environment information (water depth, water quality, sound velocity profile, etc.) that is a sound wave propagation calculation parameter on the receiving side input from the input unit 3 in a memory (not shown). .
これにより、図1に示した伝搬損失取得手段19は、その環境情報に基づいて仮想水中物体40cから暫定受信位置50に至る伝搬経路の伝搬損失(TL2)を取得することが可能となる。
Thereby, the propagation loss acquisition means 19 shown in FIG. 1 can acquire the propagation loss (TL2) of the propagation path from the virtual underwater object 40c to the
ここで、伝搬方位設定手段13は、設定した方位を表示部4の画面に表示し、オペレータによって選択された方位を再設定する構成にしてもよい。この場合には、受信装置の配置位置の範囲を限定することで、受信位置暫定設定手段14の処理及び伝搬損失取得手段19の処理を簡潔にして、水中物体捜索支援装置1のより高速な処理を可能にする。
Here, the propagation azimuth setting means 13 may be configured to display the set azimuth on the screen of the
次に、図1に示した受信位置決定手段15は、5つの予測位置の仮想水中物体40a乃至40eからの仮想反射波の受信レベルを暫定受信位置で算定して、その受信レベルに基づいて受信装置の配置位置を決定する。
Next, the reception position determination means 15 shown in FIG. 1 calculates the reception levels of the virtual reflected waves from the virtual
この場合において、受信位置決定手段15は、仮想音波の発信レベル(Lt)、伝搬損失取得手段19によって取得された伝搬損失TL1(第1伝搬損失)及び伝搬損失TL2(第2伝搬損失)、ターゲットストレングス取得手段18によって取得されたTSにより、暫定受信位置での受信レベル(Lr)を算出する。
In this case, the reception
更に、受信位置決定手段15における受信レベル算出手段20は、分布情報取得手段21により各予測位置に対応する複数の暫定受信位置の分布情報を取得し、分布情報加算手段22によりその複数の予測位置に対応する複数の分布情報を加算し、極大位置検出手段23により加算分布情報の中で複数の予測位置以外の位置で受信レベルが極大となる極大位置を検出しその極大位置を受信装置の配置位置として決定する。 Further, the reception level calculation means 20 in the reception position determination means 15 acquires distribution information of a plurality of provisional reception positions corresponding to each prediction position by the distribution information acquisition means 21, and the plurality of prediction positions by the distribution information addition means 22. A maximum position at which the reception level is maximized at a position other than the plurality of predicted positions is detected in the added distribution information by the maximum position detection means 23, and the maximum position is arranged in the receiving device. Determine as position.
また、受信位置決定手段15は、決定された受信装置の配置位置を表示部4の画面に表示する。従って、オペレータは、表示された受信装置の配置位置を実際の受信装置の最適な位置として明確に把握することができる。
The reception
ここで、水中物体捜索支援装置1を構成する演算処理部2(仮想音波発信手段10乃至受信位置決定手段15)は、電子回路等のハードウェアで構成しても、或いは、CPU(Central Processing Unit )と、CPUが実行するプログラムを格納したROM(Read Only Memory)及びCPUのワークエリアであるRAM(Random Access Memory)等とを有するコンピュータであってもよい。 Here, the arithmetic processing unit 2 (virtual sound wave transmitting means 10 to receiving position determining means 15) constituting the underwater object search support device 1 may be configured by hardware such as an electronic circuit or a CPU (Central Processing Unit). And a ROM (Read Only Memory) storing a program executed by the CPU, a RAM (Random Access Memory) that is a work area of the CPU, and the like.
(演算処理部2の処理動作)
次に、水中物体捜索支援装置1の演算処理部2の全体的な演算処理動作を、図6の水中物体捜索支援の手順を示すフローチャートに基づいて説明する。
(Processing operation of the arithmetic processing unit 2)
Next, the overall calculation processing operation of the calculation processing unit 2 of the underwater object search support device 1 will be described based on the flowchart showing the underwater object search support procedure of FIG.
図6において、演算処理部2は、入力部3を介してインターネット又は特定機関から取り込んだ海底地形データを可視化した画面から、外部指令に従って捜索海域を指定する(ステップS101)。
次に、演算処理部2は、入力部3を介して、海洋環境情報である音速プロファイルを、又風速,波高,海底質を,更には周囲雑音を風速計又は雑音計測器からの値にて、それぞれ取り込んで保持し、更に、外部からの指示に従って、水中物体の存在予測深度、ターゲットストレングスを設定し、これによって、上記捜索海域に対する仮想捜索海域が実際の状態に近い環境条件が設定されることとなる(ステップS102)。
In FIG. 6, the arithmetic processing unit 2 designates a search sea area according to an external command from a screen that visualizes seafloor topographic data captured from the Internet or a specific organization via the input unit 3 (step S <b> 101).
Next, the arithmetic processing unit 2 uses the input unit 3 as a sound velocity profile, which is marine environment information, wind speed, wave height, sea bottom quality, and ambient noise as values from an anemometer or noise measuring instrument. In addition, in accordance with an instruction from the outside, the depth of existence prediction of the underwater object and the target strength are set, thereby setting the environmental conditions in which the virtual search area for the search area is close to the actual state. (Step S102).
続いて、演算処理部2は、水中物体の存在予測位置(図3に示す第1エリアの範囲)を外部からの指示に従って設定する。この場合、この水中物体の存在予測位置については、ランダムな位置に演算処理部2自信が自由に設定するように構成してもよい(ステップS103)。
次に、演算処理部2は、送信装置の発信位置(図3に示した送信装置30の位置)を、外部からの指示に従って設定する(ステップS104)。同時に、演算処理部2は、送信側の音波伝搬計算パラメータである送信深度,送信周波数,送信レベル,送信指向性などのパラメータを、外部からの指令に従って設定する(ステップS105)。
Subsequently, the arithmetic processing unit 2 sets the predicted presence position of the underwater object (the range of the first area shown in FIG. 3) according to an instruction from the outside. In this case, the predicted presence position of the underwater object may be configured such that the calculation processing unit 2 confidence is freely set at a random position (step S103).
Next, the arithmetic processing unit 2 sets the transmission position of the transmission device (the position of the
即ち、演算処理部2は、仮想的に発信する仮想音波の送波出力レベル、各仮想水中物体の水平位置及び水深位置等を特定し、捜索海域の環境情報に従って発信位置からの仮想音波が到達すると判定した範囲(図3に示した第1エリアの範囲)内に、予め設定された物体情報に基づいて特定される仮想水中物体の5か所の予測位置(図4に示した仮想水中物体40a乃至40eの位置)を設定し、この設定された各予測位置に向かう仮想音波の方位を設定すると共に物体情報に基づいて各予測位置の仮想水中物体から反射される仮想反射波の複数の方位を特定する。 That is, the arithmetic processing unit 2 specifies the transmission output level of the virtual sound wave to be virtually transmitted, the horizontal position and the water depth position of each virtual underwater object, and the virtual sound wave from the transmission position arrives according to the environmental information of the search sea area. Then, within the determined range (the range of the first area shown in FIG. 3), five predicted positions of the virtual underwater object specified based on preset object information (the virtual underwater object shown in FIG. 4) 40a to 40e), and the direction of the virtual sound wave toward each of the set predicted positions is set, and a plurality of directions of the virtual reflected wave reflected from the virtual underwater object at each predicted position based on the object information Is identified.
この場合、仮想捜索海域における音波伝搬領域の特定および仮想水中物体からの仮想反射波の方位等については、送信装置を稼働させることにより具体的にシミュレーションにて特定される。 In this case, the acoustic wave propagation area in the virtual search sea area, the direction of the virtual reflected wave from the virtual underwater object, and the like are specifically specified by simulation by operating the transmission device.
このため、まず、予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を仮想音波発信手段10が発信する(仮想音波発信処理工程)。次に、この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さによって変化する音速プロファイル情報に基づいて、当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を音波伝搬領域算定手段11が算定する(音波伝搬領域算定工程)。 For this reason, first, the virtual sound wave transmitting means 10 is installed in a preset virtual search sea area and transmits a virtual sound wave from one of the virtual search sea areas to the other (virtual sound wave transmission processing step). Next, based on the sound velocity profile information that varies depending on the direction of transmission of the transmitted virtual sound wave and the depth of the virtual search sea area related to the direction of sound transmission, the sound wave propagation area calculation means 11 calculates the sound wave propagation area in the virtual search sea area. Is calculated (acoustic wave propagation region calculation step).
続いて、この算定された音波伝搬領域が算定されると、これを第1エリアとして表示部4に表示することが可能となり、これにより、オペレータに音波伝搬領域にかかる情報を知らしめることができ、支援装置としての重要な機能の一つが実行される。
そして、この第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を水中物体予測位置特定手段が予測して仮設定する(水中物体仮設定工程)。この場合の設定は、外部からの指令が入力された場合にこれによって実行される。
Subsequently, when the calculated sound wave propagation area is calculated, it can be displayed on the
Then, the underwater object predicted position specifying means predicts and temporarily sets the presence position of the underwater object at one or more arbitrary locations in the first area (underwater object temporary setting step). The setting in this case is executed when an external command is input.
次に、この仮設定された水中物体の予測位置(例えば40c)に向けて伝搬する前記仮想音波の方位及び当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位が伝搬方位設定手段が特定され実行される(音伝搬方位設定工程)。
そして、この設定された前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮設定された各水中物体に対する受信位置として暫定的に定めて当該複数の受信位置に前記複数の受信装置を受信位置暫定設定手段が仮設定する(受信位置暫定設定工程)。
Next, the propagation azimuth setting means is specified for the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the temporarily set underwater object predicted position (for example, 40c) and the respective azimuths of the plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object. Executed (sound propagation direction setting step).
Then, the sound wave propagation region positioned in the propagation direction of the set virtual reflected wave is set as the second area, and a plurality of arbitrary locations in the second area are provisionally set as reception positions for the temporarily set underwater objects. The reception position provisional setting means provisionally sets the plurality of reception devices at the plurality of reception positions (reception position provisional setting step).
次に、演算処理部2は、指定された1つの仮想水中物体(図4に示した仮想水中物体40c)の存在予測位置に対象として、送波出力レベル(Lt)、第1,第2の各音波伝搬損失(TL1、TL2)、及びターゲットストレングス(TS)により、暫定受信位置での受信レベル(エコーレベル:Lr)を次式で算出し、その受信位置を推奨表示する(ステップS106)。
Lr=Lt−TL1−TL2+TS
ここで、送波出力レベル(Lt)は前述したステップS105で、ターゲットストレングス(TS)はステップS102で、それぞれ設定された値を使用する。
Next, the arithmetic processing unit 2 applies the transmission output level (Lt), the first and second target values to the predicted position of existence of one designated virtual underwater object (the virtual underwater object 40c shown in FIG. 4). Based on each sound wave propagation loss (TL1, TL2) and target strength (TS), the reception level (echo level: Lr) at the provisional reception position is calculated by the following equation, and the reception position is recommendedly displayed (step S106).
Lr = Lt−TL1−TL2 + TS
Here, the transmission output level (Lt) is set in step S105 described above, and the target strength (TS) is set in step S102.
又、第1の音波伝搬損失(TL1)は、図3にて既に明らかのように、水中物体40cの存在予測深度D(z1)と水中物体40cの存在予測位置Hとが交わる交点Pと送信装置30の位置との距離に基づいて算定される。更に、第2の音波伝搬損失(TL2)は、図5で既に明らかのように、水中物体40cで反射された反射音が届く領域65の範囲内にあって受信深度D(z1)のラインに基づいて算定される。そして、残りの方位についてエコーレベルLrを算出することにより、一つの水中物体40cの存在予定位置Pについてのエコーレベルマップが演算処理部2で算定される。
Further, the first sound wave propagation loss (TL1) is transmitted from the intersection point P where the predicted depth D (z1) of the underwater object 40c and the predicted presence position H of the underwater object 40c intersect, as is apparent from FIG. It is calculated based on the distance from the position of the
このエコーレベルマップを全ての水中物体の存在予測位置に対して算出し、全ての水中物体の存在予測位置にかかるエコーレベルマップを加算することにより、エコーレベルのエナジーマップを作成することができる。これが、演算処理部2に備えられたエナジーマップ作成機能15Aである。
そして、この場合、水中物体の存在予測位置H以外でエコーレベルのエナジーマップが高くなる位置が、マルチスタティックソナーの運用において受信位置を配置するのに適した位置である。また、この時に推奨すべき受信位置としては、エナジーマップが高い位置を複数選択することにより、複数の位置を推奨することが可能となる。これが、演算処理部2に備えられた受信位置特定機能15Bである。
An echo level energy map can be created by calculating this echo level map with respect to the presence predicted positions of all underwater objects and adding the echo level maps for the predicted positions of all underwater objects. This is the energy
In this case, the position where the echo level energy map is high other than the predicted presence position H of the underwater object is a position suitable for arranging the reception position in the operation of the multistatic sonar. In addition, as a reception position to be recommended at this time, it is possible to recommend a plurality of positions by selecting a plurality of positions with high energy maps. This is the reception position specifying function 15B provided in the arithmetic processing unit 2.
次に、演算処理部2は、受信側の音波伝搬計算パラメータである受信深度,受信指向性,受信帯域幅,受信指向性利得,水質,音速プロファイル等のパラメータを設定する(ステップS107)。 Next, the arithmetic processing unit 2 sets parameters such as reception depth, reception directivity, reception bandwidth, reception directivity gain, water quality, and sound velocity profile, which are sound wave propagation calculation parameters on the reception side (step S107).
前述したように、環境情報により仮想反射波が到達すると判定した範囲(図5に示した第2エリア)内で、前述したように仮想反射波の各方位における暫定受信位置が設定された。この前述したステップS106で推奨する受信位置は、簡易的な音波伝搬計算により推奨したものであり、精度よりも迅速設定を意図したものとなっている。このため、ここでは、前述したステップS105で設定された送信側の音波伝搬計算パラメータとステップS107で設定された受信側の音波伝搬計算パラメータとを用いて、音波伝搬計算を実施するようにした。 As described above, the provisional reception position in each azimuth of the virtual reflected wave is set as described above within the range (second area shown in FIG. 5) determined that the virtual reflected wave arrives according to the environment information. The reception position recommended in step S106 described above is recommended by simple sound wave propagation calculation, and is intended to be set more quickly than accuracy. For this reason, here, the sound wave propagation calculation is performed using the transmission-side sound wave propagation calculation parameter set in step S105 and the reception-side sound wave propagation calculation parameter set in step S107.
具体的には、仮設定された前記各水中物体に対応して前記受信位置暫定設定手段14によって暫定的に仮設定された複数の受信位置での前記仮想反射波の受信レベル,前記仮想音波発信手段からの仮想音波の発信レベル,及び前記水中物体予測位置特定手段12からの予測情報のそれぞれに基づいて、前記水中物体に対する前記複数の受信位置での各受信レベルを監視し、当該複数の受信位置における受信レベルの高い順に当該検出位置を前記複数の受信装置の配置位置として受信位置決定手段15が決定するようにした。 Specifically, the reception level of the virtual reflected wave at the plurality of reception positions provisionally set by the reception position provisional setting means 14 corresponding to each temporarily set underwater object, the virtual sound wave transmission Based on the transmission level of the virtual sound wave from the means and the prediction information from the underwater object predicted position specifying means 12, the reception levels at the plurality of reception positions with respect to the underwater object are monitored, and the plurality of receptions are received. The reception position determination means 15 determines the detection positions as the arrangement positions of the plurality of reception devices in descending order of the reception level at the positions.
即ち、予め設定された複数の各水中物体に対して、受信位置決定手段15が、水中物体毎に前記複数の各受信装置の前記配置位置を仮設定して各受信装置毎の複数のエコーマップを作成し、これら作成した複数のエコーマップを重ね合わせて仮想反射波のエコーレベルのエナージマップを作成し、この作成されたエナージマップにおける前記受信レベルの極大位置を特定しその複数を前記受信装置の配置位置とするようにした。
これにより、推奨した受信位置で、水中物体を探知可能な領域を、精度良く表示部4を介して迅速に外部出力することができる(ステップS108:受信位置決定工程)。
That is, for each of a plurality of preset underwater objects, the reception position determination means 15 temporarily sets the arrangement position of each of the plurality of reception devices for each underwater object, and a plurality of echo maps for each reception device. And creating an energy map of the echo level of the virtual reflected wave by superimposing these created echo maps, specifying the maximum position of the reception level in the created energy map, and placing the plurality of the maps on the receiving device It was made to be a position.
As a result, an area in which an underwater object can be detected at the recommended reception position can be output quickly and accurately through the display unit 4 (step S108: reception position determination step).
そして、この場合、オペレータは、その推奨した受信位置での探知可能な領域を確認し、要すれば受信位置の微調整操作を行い、最終的な受信位置を特定する事が可能となっている。 In this case, the operator can confirm the detectable area at the recommended reception position, and if necessary, can finely adjust the reception position to identify the final reception position. .
このように、本実施形態におけるマルチスタティックソナー運用における受信位置の推奨方式は最適な受信位置を決定する時間の短縮化と共に、オペレータの負荷を軽減することができるという利点がある。 As described above, the recommended method of the reception position in the multi-static sonar operation according to the present embodiment has an advantage that the load on the operator can be reduced as well as shortening the time for determining the optimum reception position.
ここで、上述した入力部3に入力されるデータの受信処理および前記演算処理部2による各種データの処理動作(各ステップおよび各処理工程)にあっては、その実行内容をプログラム化しコンピュータに実行させるように構成してもよい。
(実施形態の効果)
Here, in the above-described reception processing of data input to the input unit 3 and various data processing operations (each step and each processing step) by the arithmetic processing unit 2, the execution contents are programmed and executed on a computer. You may comprise.
(Effect of embodiment)
以上のように、上記実施形態の水中物体捜索支援装置1によれば、発信する仮想音波の音波伝搬領域を音速プロファイル情報に基づいて算定し、その音波伝搬領域内の任意の複数箇所に水中物体の予測位置を仮設定し、仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する仮想音波の方位を設定すると共に水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定し、仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域内の任意の複数箇所を各水中物体に対する複数の受信装置として仮設定するので、仮設定された複数の受信装置の中からオペレータの操作により水中物体及び受信装置の最適な配置を設定することができる。 As described above, according to the underwater object search support device 1 of the above-described embodiment, the sound wave propagation region of the virtual sound wave to be transmitted is calculated based on the sound velocity profile information, and the underwater object is located at any plurality of locations within the sound wave propagation region. Temporarily set the predicted position of the virtual sound wave, set the direction of the virtual sound wave propagating toward the predicted position of the temporarily set underwater object, and set the direction of each of the plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object. Since a plurality of arbitrary locations in the sound wave propagation region positioned ahead in the propagation direction of the sound are temporarily set as a plurality of receiving devices for each underwater object, the underwater object and the reception are performed by an operator's operation from the plurality of temporarily set receiving devices. The optimal arrangement of the device can be set.
更に、この場合において、仮設定された複数の受信位置の中から最高の受信レベルの受信位置を各水中物体に対する複数の受信装置の配置位置として決定するので、オペレータの操作を必要とすることなく、水中物体及び受信装置の最適な配置を設定することができる。 Further, in this case, the reception position having the highest reception level is determined as the arrangement position of the plurality of reception devices with respect to each underwater object from among the plurality of provisionally set reception positions, so that there is no need for operator operation. The optimal arrangement of the underwater object and the receiving device can be set.
本発明は、マルチスタティックソナーシステムを製造する製造業や、その他これに関連する産業に適用可能である。 The present invention can be applied to the manufacturing industry for manufacturing a multi-static sonar system and other related industries.
1 水中物体捜索支援装置
2 演算処理部
3 入力部
4 表示部
10 仮想音波発信手段
11 音波伝搬領域算定手段
12 水中物体予測位置特定手段
13 伝搬方位設定手段
14 受信位置暫定設定手段
15 受信位置決定手段
15A エナージマップ作成機能
15B 受信位置特定機能
18 ターゲットストレングス取得手段
19 伝搬損失取得手段
20 受信レベル算出手段
21 分布情報取得手段
22 分布情報加算手段
23 極大位置検出手段
30 送信装置
40 水中物体
50 暫定受信位置
60 捜索海域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Underwater object search assistance apparatus 2 Arithmetic processing part 3
Claims (12)
前記演算処理部が、
予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を発信する仮想音波発信手段と、
この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さに応じて変化する音速プロファイル情報に基づいて当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を算定する音波伝搬領域算定手段と、
この算定された音波伝搬領域を第1エリアとして当該第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を予測し又は外部指令によって仮設定する水中物体予測位置特定手段と、
前記仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する前記仮想音波の方位を設定すると共に当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定する伝搬方位設定手段と、
この伝搬方位設定手段によって設定される前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮想反射波に対する受信位置として暫定的に定めて当該各受信位置に前記複数の受信装置を仮設定する受信位置暫定設定手段と、
前記受信位置暫定設定手段によって仮設定された複数の受信位置での前記仮想反射波の受信レベル,前記仮想音波発信手段からの仮想音波の発信レベル,及び前記水中物体予測位置特定手段からの予測情報に基づいて、前記水中物体からの仮想反射波に対する前記複数の受信位置での各受信レベルを監視すると共に前記受信レベルの高い順にその検出位置を前記複数の受信装置の配置位置として順次決定する受信位置決定手段とを備え、
前記受信位置決定手段は、
仮設定された前記水中物体への入力音圧レベルと前記水中物体からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスを取得するターゲットストレングス取得手段と、前記仮想音波発信手段から前記水中物体までの第1伝搬損失及び前記水中物体から前記仮設定された前記複数の受信位置までの第2伝搬損失を取得する伝搬損失取得手段とを有し、
前記仮想音波発信手段からの仮想音波の発信レベルと前記ターゲットストレングス及び前記第1,第2の各伝搬損失とから、前記複数の受信位置での受信レベルを算出すると共に前記水中物体の仮設位置を除く複数の受信位置の中から前記受信レベルを高い順に検出してこれを前記各受信装置の配置位置とする受信レベル算出手段を備えたことを特徴とする水中物体捜索支援装置。 A transmitting device for transmitting a sound wave for searching for an underwater object toward a search sea area, and a plurality of receiving devices for receiving an echo signal included in a reflected wave from the underwater object and identifying a change in position and movement of the underwater object. An underwater object search support device including an input unit and an operation processing unit for supporting the operation of the multistatic sonar system provided,
The arithmetic processing unit is
A virtual sound wave transmitting means that is installed in a preset virtual search area and transmits a virtual sound wave from one of the virtual search areas to the other;
A sound wave propagation region calculating means for calculating a sound wave propagation region in the virtual search sea area based on a sound velocity profile information that changes in accordance with a transmission direction of the transmitted virtual sound wave and a depth of the virtual search sea area related to the transmission direction; ,
Underwater object predicted position specifying means for predicting the existence position of an underwater object at any one or two or more locations in the first area using the calculated sound wave propagation region as a first area, or temporarily setting by an external command;
A propagation azimuth setting means for setting the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the temporarily set predicted position of the underwater object and setting each azimuth of a plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object;
The sound wave propagation region located in the propagation direction of the virtual reflected wave set by the propagation azimuth setting unit is defined as a second area, and a plurality of arbitrary locations in the second area are provisionally defined as reception positions for the virtual reflected wave. A reception position provisional setting means for tentatively setting the plurality of reception devices at each reception position;
The reception level of the virtual reflected wave at a plurality of reception positions temporarily set by the reception position provisional setting unit, the transmission level of the virtual sound wave from the virtual sound wave transmission unit, and the prediction information from the underwater object predicted position specifying unit Based on the reception, the reception levels at the plurality of reception positions with respect to the virtual reflected wave from the underwater object are monitored, and the detection positions are sequentially determined as the arrangement positions of the plurality of reception devices in descending order of the reception levels. A position determining means ,
The reception position determining means includes
Target strength acquisition means for acquiring target strength, which is a level difference between a temporarily set input sound pressure level to the underwater object and a reflected sound pressure level from the underwater object, and from the virtual sound wave transmission means to the underwater object Propagation loss acquisition means for acquiring the first propagation loss and the second propagation loss from the underwater object to the temporarily set reception positions,
The reception level at the plurality of reception positions is calculated from the transmission level of the virtual sound wave from the virtual sound wave transmission means, the target strength, and the first and second propagation losses, and the temporary position of the underwater object is determined. An underwater object search support device , comprising: a reception level calculation unit that detects the reception level in descending order from a plurality of reception positions excluding a plurality of reception positions and sets the reception levels as positions of the reception devices.
前記受信位置決定手段の受信レベル算出手段は、前記仮想音波の発信レベルをLt、前記ターゲットストレングスをTS、前記第1および第2の伝搬損失を各々TL1およびTL2とすると、前記複数の受信位置での受信レベルLrを演算式Lr=Lt−TL1−TL2+TSによって算出することを特徴とする水中物体捜索支援装置。 The underwater object search support device according to claim 1,
The reception level calculation means of the reception position determination means has a plurality of reception positions when the transmission level of the virtual sound wave is Lt, the target strength is TS, and the first and second propagation losses are TL1 and TL2, respectively. The underwater object search support device characterized in that the reception level Lr is calculated by an arithmetic expression Lr = Lt−TL1−TL2 + TS .
前記受信位置決定手段は、予め設定された複数の各水中物体に対してそれぞれ前記複数の各受信装置の受信位置を仮設定して成る複数のエコーマップを作成すると共にこれら複数のエコーマップを同一の前記仮想捜索海域上にて加算してエコーレベルのエナージマップを作成するエナージマップ作成機能と、この作成されたエナージマップにおける前記受信レベルの極大位置の複数を前記受信装置の受信位置とする受信位置特定機能とを備えていることを特徴とする水中物体捜索支援装置。 The underwater object search support device according to claim 1 ,
The reception position determining means creates a plurality of echo maps formed by temporarily setting the reception positions of the plurality of receiving devices for each of a plurality of preset underwater objects, and the plurality of echo maps are the same. An energy map creation function for creating an echo level energy map by adding on the virtual search sea area, and a reception position specifying function in which a plurality of maximum reception level positions in the created energy map are received positions of the reception device And an underwater object search support device.
前記受信レベル算出手段は、予め設定された複数の水中物体からの仮想反射波が複数の受信位置で受信される受信レベルを分布情報として取得する分布情報取得手段と、前記分布情報取得手段によって得られた前記複数の水中物体に対応する分布情報を加算して加算分布情報を算出する分布情報加算手段と、前記加算分布情報の中で前記複数の水中物体の存在位置以外の位置で前記受信レベルが極大となる極大位置を検出し当該極大位置を前記複数の受信装置の配置位置として決定する極大位置検出手段と、を備えたことを特徴とする水中物体捜索支援装置。 The underwater object search support device according to claim 1 ,
The reception level calculation means is obtained by a distribution information acquisition means for acquiring, as distribution information, reception levels at which virtual reflected waves from a plurality of preset underwater objects are received at a plurality of reception positions, and obtained by the distribution information acquisition means. Distribution information adding means for calculating distribution distribution information by adding distribution information corresponding to the plurality of underwater objects, and the reception level at a position other than the presence positions of the plurality of underwater objects in the addition distribution information An underwater object search support device, comprising: a maximum position detecting unit that detects a maximum position at which the maximum value becomes a maximum and determines the maximum position as an arrangement position of the plurality of receiving devices.
前記伝搬方位設定手段は、前記水中物体予測位置特定手段によって予め仮設定された複数の各水中物体の存在位置,予め設定された物体情報,及び予め設定された環境情報から得られる水深と音速プロファイルとの関係に基づいて、当該各水中物体の存在位置からの複数の前記仮想反射波の方位を設定することを特徴とした水中物体捜索支援装置。 The underwater object search support device according to claim 1,
The propagation azimuth setting means includes a water depth and a sound speed profile obtained from the presence positions of a plurality of underwater objects temporarily set by the underwater object predicted position specifying means, preset object information, and preset environment information. An underwater object search support device characterized in that, based on the relationship, the azimuth of the plurality of virtual reflected waves from the position where each underwater object exists is set.
予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を仮想音波発信手段が発信し、
この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さによって変化する音速プロファイル情報に基づいて、当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を音波伝搬領域算定手段が算定し、
この算定された音波伝搬領域を第1エリアとして当該第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を水中物体予測位置特定手段が予測して仮設定し、
前記仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する前記仮想音波の方位及び当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を伝搬方位設定手段が設定し、
この設定された前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮設定された各水中物体に対する受信位置として暫定的に定めて当該複数の受信位置に前記複数の受信装置を受信位置暫定設定手段が仮設定し、
前記仮設定された各水中物体に対応して前記受信位置暫定設定手段によって暫定的に仮設定された複数の受信位置での前記仮想反射波の受信レベル,前記仮想音波発信手段からの仮想音波の発信レベル,及び前記水中物体予測位置特定手段からの予測情報のそれぞれに基づいて、前記水中物体に対する前記複数の受信位置での各受信レベルを監視し、その受信レベルの高い順に当該検出位置を前記複数の受信装置の配置位置として受信位置決定手段が決定するようにすると共に、
前記各受信装置の配置位置の決定に際し、前記受信位置決定手段に対して、仮設定された前記水中物体への入力音圧レベルと前記水中物体からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスと前記水中物体までの第1伝搬損失及び前記水中物体から前記仮設定された前記複数の受信位置までの第2伝搬損失と前記仮想音波の発信レベルとが外部入力された場合に、当該受信位置決定手段が、前記複数の受信位置での受信レベルを算出し、
その算出結果に基づいて対応する前記複数の受信位置の中から当該受信レベルの高い順に検出し、それから前記水中物体の仮設位置を除いてこれを前記各受信装置の配置位置とすることを特徴とした水中物体捜索支援方法。 A transmitting device for transmitting a sound wave for searching for an underwater object toward a search sea area, and a plurality of receiving devices for receiving an echo signal included in a reflected wave from the underwater object and identifying a change in position and movement of the underwater object. An underwater object search support method for supporting a search for an underwater object by setting a virtual sea area search in advance for a multistatic sonar system provided and calculating a path of a virtual reflected wave.
The virtual sound wave transmitting means is installed in a preset virtual search sea area and the virtual sound wave transmitting means transmits the virtual sound wave from one of the virtual search sea areas to the other,
Based on the sound velocity profile information that changes depending on the transmission direction of the transmitted virtual sound wave and the depth of the virtual search sea area related to the transmission direction, the sound wave propagation area calculation means calculates the sound wave propagation area in the virtual search sea area,
Underwater object prediction position specifying means predicts and temporarily sets the presence position of the underwater object at any one or two or more locations in the first area with the calculated sound wave propagation region as the first area,
The propagation azimuth setting means sets the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the temporarily set predicted position of the underwater object and each azimuth of the plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object,
The sound wave propagation region positioned in the propagation direction of the virtual reflected wave is set as the second area, and a plurality of arbitrary locations in the second area are provisionally determined as reception positions for the temporarily set underwater objects. The reception position provisional setting means temporarily sets the plurality of reception devices at the plurality of reception positions,
The reception level of the virtual reflected wave at a plurality of reception positions provisionally set by the reception position provisional setting means corresponding to each temporarily set underwater object, the virtual sound wave from the virtual sound wave transmission means, Based on each of the transmission level and the prediction information from the underwater object predicted position specifying means, each reception level at the plurality of reception positions for the underwater object is monitored, and the detection positions are determined in descending order of the reception level. The receiving position determining means determines the arrangement position of the plurality of receiving devices, and
A target that is a level difference between a temporarily set input sound pressure level to the underwater object and a reflected sound pressure level from the underwater object when the arrangement position of each receiving device is determined. When the strength, the first propagation loss to the underwater object, the second propagation loss from the underwater object to the temporarily set reception positions, and the transmission level of the virtual sound wave are externally input The position determining means calculates reception levels at the plurality of reception positions,
Based on the calculation result, the corresponding reception positions are detected in descending order of the reception level, and then the temporary position of the underwater object is excluded and this is set as the arrangement position of each receiving device. Underwater object search support method.
前記各受信装置の配置位置の決定に際し、前記受信位置決定手段が、前記仮想音波の発信レベルをLt、前記ターゲットストレングスをTS、前記第1および第2の伝搬損失を各々TL1およびTL2とすると、前記複数の受信位置での受信レベルLrを演算式Lr=Lt−TL1−TL2+TSによって算出することを特徴とする水中物体捜索支援方法。 The underwater object search support method according to claim 6 ,
At the time of determining the arrangement position of each receiving device, the reception position determining means is assumed that the transmission level of the virtual sound wave is Lt, the target strength is TS, and the first and second propagation losses are TL1 and TL2, respectively. An underwater object search support method, wherein reception levels Lr at the plurality of reception positions are calculated by an arithmetic expression Lr = Lt−TL1−TL2 + TS .
予め設定された複数の各水中物体に対して、前記受信位置決定手段が、水中物体毎に前記複数の各受信装置の前記配置位置を仮設定して複数のエコーマップを作成し、
これら作成した複数のエコーマップを重ね合わせて仮想反射波のエコーレベルのエナージマップを作成し、
この作成されたエナージマップにおける前記受信レベルの極大位置を特定しその複数を前記受信装置の配置位置とするようにしたことを特徴とする水中物体捜索支援方法。 The underwater object search support method according to claim 6 ,
For each of the plurality of preset underwater objects, the reception position determination means creates a plurality of echo maps by temporarily setting the arrangement positions of the plurality of receiving devices for each underwater object,
Create an energy map of the echo level of the virtual reflected wave by superimposing these created echo maps.
An underwater object search support method characterized in that a maximum position of the reception level in the created energy map is specified, and a plurality of the reception level is set as the arrangement position of the receiving device.
予め設定された仮想捜索海域に設置され当該仮想捜索海域の一方から他方に向けて仮想音波を発信する仮想音波発信処理機能、
この発信された仮想音波の発信方向及び当該発信方向に係る前記仮想捜索海域の深さに応じて変化する音速プロファイル情報に基づいて当該仮想捜索海域における音波伝搬領域を算定する音波伝搬領域算定機能、
この算定された音波伝搬領域を第1エリアとして当該第1エリア内の任意の一又は二以上の箇所に水中物体の存在位置を予測し又は外部指令によって仮設定する水中物体予測位置特定機能、
前記仮設定された水中物体の予測位置に向けて伝搬する前記仮想音波の方位を設定すると共に当該水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定する伝搬方位設定機能、
この伝搬方位設定機能にて設定処理される前記仮想反射波の伝搬方向先に位置する音波伝搬領域を第2エリアとして当該第2エリア内の任意の複数箇所を前記仮想反射波に対する受信位置として暫定的に定めて当該各受信位置に前記複数の受信装置を仮設定する受信位置暫定設定処理機能、
および前記受信位置暫定設定機能によって仮設定された複数の受信位置での前記仮想反射波の受信レベル,前記仮想音波の発信位置からの仮想音波の発信レベル,及び前記水中物体の予測位置の予測情報に基づいて、前記仮設定された各水中物体からの仮想反射波に対する前記複数の受信位置での前記受信レベルを監視してその受信レベルの高い順に受信位置を各水中物体に対する前記複数の受信装置の配置位置として決定する受信位置決定機能
を、前記演算処理部が備えているコンピュータに実行させると共に、
前記受信位置決定機能を、
前記仮設定された各水中物体への入力音圧レベルと前記各水中物体からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスを取得するターゲットストレングス取得機能と、前記仮想音波の発信位置から前記各水中物体までの第1伝搬損失及び前記各水中物体から前記仮設定された前記複数の受信位置までの第2伝搬損失を取得する伝搬損失取得機能と、前記仮想音波の発信位置からの仮想音波の発信レベルにより前記複数の受信位置での受信レベルを算出し前記複数の受信位置の中から前記最高の受信レベルを検出する受信レベル算出機能とにより構成したことを特徴とした水中物体捜索支援用プログラム。 A transmitting device for transmitting a sound wave for searching for an underwater object toward a search sea area, and a plurality of receiving devices for receiving an echo signal included in a reflected wave from the underwater object and identifying a change in position and movement of the underwater object. An underwater object search support program including an input unit and an operation processing unit for supporting the operation of the multi-static sonar system provided,
A virtual sound wave transmission processing function for transmitting a virtual sound wave from one of the virtual search areas to the other, which is installed in a preset virtual search area,
A sound wave propagation region calculation function for calculating a sound wave propagation region in the virtual search sea area based on the sound velocity profile information that changes in accordance with the transmission direction of the transmitted virtual sound wave and the depth of the virtual search sea area related to the transmission direction;
An underwater object predicted position specifying function that predicts an existing position of an underwater object at any one or two or more locations in the first area using the calculated sound wave propagation region as a first area, or temporarily sets by an external command,
A propagation azimuth setting function for setting the azimuth of the virtual sound wave propagating toward the temporarily set predicted position of the underwater object and setting each azimuth of a plurality of virtual reflected waves reflected by the underwater object;
The sound propagation area located in the propagation direction destination of the virtual reflected wave is set processed by propagation angles set this function as a second area of any plurality of locations of the second area as a receiving position with respect to the virtual reflected wave Provisional setting processing function for provisional setting of provisionally setting the plurality of reception devices at the respective reception positions.
And the reception level of the virtual reflected wave at a plurality of reception positions temporarily set by the reception position provisional setting function, the transmission level of the virtual sound wave from the transmission position of the virtual sound wave, and the prediction information of the predicted position of the underwater object The reception levels at the plurality of reception positions with respect to the virtual reflected waves from the provisionally set underwater objects, and the reception positions with respect to the underwater objects in descending order of the reception levels. A reception position determination function for determining the arrangement position of the computer is executed by a computer provided in the arithmetic processing unit ;
The reception position determination function
A target strength acquisition function for acquiring a target strength that is a level difference between the temporarily set input sound pressure level to each underwater object and a reflected sound pressure level from each underwater object; and from the transmission position of the virtual sound wave A propagation loss acquisition function for acquiring a first propagation loss to each underwater object and a second propagation loss from each of the underwater objects to the temporarily set reception positions; and a virtual sound wave from the transmission position of the virtual sound wave wherein the plurality of underwater objects search for support was characterized by being configured by the reception level calculating function for detecting the highest reception level received level calculated from the plurality of receiving positions of the receiving position by the outgoing level program.
前記受信位置決定機能の受信レベル算出機能が、前記仮想音波の発信レベルをLt、前記ターゲットストレングスをTS、前記第1および第2の伝搬損失を各々TL1およびTL2とすると、前記複数の受信位置での受信レベルLrを演算式Lr=Lt−TL1−TL2+TSによって算出することを特徴とする水中物体捜索支援用プログラム。 In the underwater object search support program according to claim 9 ,
When the reception level calculation function of the reception position determination function has the transmission level of the virtual sound wave as Lt, the target strength as TS, and the first and second propagation losses as TL1 and TL2, respectively, at the plurality of reception positions. The underwater object search support program characterized in that the reception level Lr is calculated by an arithmetic expression Lr = Lt−TL1−TL2 + TS .
前記受信レベル算出機能を、
前記各水中物体に対応する複数の受信位置での受信レベルの分布情報を取得する分布情報取得機能、前記分布情報取得機能によって得られた前記複数の水中物体に対応する分布情報を加算して加算分布情報を算出する分布情報加算機能と、前記加算分布情報の中で前記複数の水中物体の存在位置以外の位置で前記受信レベルが極大となる極大位置を検出し当該極大位置を前記複数の受信装置の配置位置として決定する極大位置検出機能とにより構成し、
これを、前記コンピュータに実行させるようにしたことを特徴とする水中物体捜索支援用プログラム。 In the underwater object search support program according to claim 9 ,
The reception level calculation function
Distribution information acquisition function for acquiring reception level distribution information at a plurality of reception positions corresponding to each underwater object, and adding and adding distribution information corresponding to the plurality of underwater objects obtained by the distribution information acquisition function A distribution information adding function for calculating distribution information; and detecting a local maximum position where the reception level is maximum in a position other than the presence positions of the plurality of underwater objects in the additional distribution information, and receiving the local maximum positions. Consists of a maximum position detection function that is determined as the arrangement position of the device,
An underwater object search support program characterized by causing the computer to execute this.
前記伝搬方位設定機能を、
前記水中物体予測位置特定機能によって仮設定された各水中物体の存在位置,予め設定された物体情報,及び予め設定された環境情報から得られる水深と音速プロファイルとの関係に基づいて当該各水中物体の存在位置からの複数の方位を設定する機能を含む構成とし、
これを前記コンピュータに実行させるようにしたことを特徴とする水中物体捜索支援用プログラム。 In the underwater object search support program according to claim 9 ,
The propagation direction setting function
Each underwater object based on the relationship between the water depth and sound velocity profile obtained from the presence position of each underwater object temporarily set by the underwater object predicted position specifying function , preset object information, and preset environment information It has a configuration including a function to set a plurality of directions from the existing position,
An underwater object search support program characterized by causing the computer to execute this.
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