JP5547889B2 - スキャニングソナー装置および追尾方法 - Google Patents
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Description
例えば、スキャニングソナー装置に表示された海中の反射波の強度に基づく信号データが示す位置が、表示画面の中心に近い場合は物体との距離が近く、表示画面の中心から遠い場合は物体との距離が遠いことを示す。
この従来の自動追尾の機能を備えたスキャニングソナー装置は、例えば、最初に追尾対象として指定された像を中心とした一定大きさの追尾範囲を設定して観測し、この追尾範囲内から検出した追尾対象の候補のうち、各候補の像の強度と像の面積とからなる総合反射強度が最大である候補を追尾対象とする。以後、前回抽出した追尾対象の位置を中心として、総合反射強度の大きさに応じた追尾範囲を設定して、その追尾範囲内で総合反射強度が最大である候補を追尾対象として追尾するように制御されている(図5参照)。
また、特許文献1に開示された自動追尾機能を備えたスキャニングソナー装置においては、該スキャニングソナー装置の利用者が設定した重み付けによって追尾対象の候補を選択するため、例えば、抽出領域内に追尾対象として指定したい像よりも大きな像が存在する場合に、追尾対象を切り替えないことと、複数の候補が存在する場合に、最も大きい候補を追尾対象とすることとを両立することができない。
また、基準位置に追尾対象の候補が存在しない場合に、例えば、検出した複数の候補の中から最も大きい候補を追尾対象とすることで、目標とする魚群の追尾を継続することができるという効果が得られる。
海中の追尾標的の探査を行う場合、スキャニングソナー装置1は、まず、海中の全方位方向へ水平面に対して所定の俯角θを持った傘状の探査ビームを送波する。続いて、スキャニングソナー装置1は、受波指向特性を高速回転させて探査ビームの反射波を複数回スキャンする。続いて、スキャニングソナー装置1は、スキャンした結果を受波指向特性に応じた平面画像に展開して画面に表示する。
操作者が入力装置101を操作して指定した内容は、表示制御部60によって制御される表示装置601に表示される。なお、表示制御部60の表示装置601を介して表示する項目は、操作者が操作制御部10を操作することによって指示することができる。
また、操作制御部10は、送受波部40から送受波状態を表す送受波状態信号を入力し、表示制御部60の表示装置601を介して、操作者に伝える。
俯角制御部30は、操作制御部10から入力された指示俯角θaに従って、送受波部40によって送波される探査ビームと、探査ビームの反射波をスキャンする受波指向特性の俯角の設定値を出力する。
なお、送受波部40は、受波指向特性によってスキャンされた探査ビームの反射波の強度に基づく信号データを、追尾標的までの距離と、受波指向特性の回転角度とに基づいて、平面的な画像に展開(以下、展開された画像を「フレームデータ」という)し、展開したフレームデータを標的像抽出部50と、表示制御部60とに出力する。また、現在の送受波状態を表す送受波状態信号を操作制御部10に出力する。送受波部40は、探査ビーム送波部401、受波信号観測部402、フレーム変換部403、から構成される。
受波信号観測部402は、俯角制御部30から入力された俯角の設定値に従って、探査ビームの反射波を観測し、得られた反射波の強度(以下、反射波の強度を「エコー強度」という)に応じたデータ(以下、反射波の強度に応じたデータを「エコー強度データ」という)と、探査ビームを送波してから反射波を観測するまでの時間を追尾標的までの距離Rに変換したデータと、受波指向特性の回転角度φとをフレーム変換部403に出力する。
フレーム変換部403は、受波信号観測部402から入力されたエコー強度データをフレーム毎に記憶し、記憶したフレーム毎のエコー強度データを、受波信号観測部402から入力された追尾標的までの距離Rと、受波指向特性の回転角度φに基づいて、R−φ座標の平面データに展開したフレームデータを作成し、作成したフレームデータを標的像抽出部50と、表示制御部60とに出力する。
ここで、平面展開したR−φ座標のフレームデータとは、2次元で表されるX−Y座標系のデータであり、例えば、X方向を受波指向特性の回転角度φとし、Y方向を追尾標的までの距離Rとして示し、エコー強度データを展開したデータである。
なお、表示制御部60の表示装置601への表示内容は、操作者が操作制御部10を操作することによって指示した項目を表示することができる。
また、標的像抽出部50は、操作制御部10から入力された追尾標的指定信号、あるいは前回算出した追尾対象の重心の絶対位置を用いて探査範囲を設定し、フレーム変換部403から入力されたフレームデータから追尾対象の像(以下、追尾対象の像を「標的像」という)を抽出し、抽出した標的像の自船に対する相対位置を算出して表示制御部60に出力する。
また、標的像抽出部50は、算出した相対位置と、自船位置検出部70から入力された自船の絶対位置とから標的像の絶対位置を算出し、さらに標的像の寸法を算出する。標的像抽出部50は、算出した標的像の絶対位置と寸法とを記憶する。
なお、探査範囲の寸法の設定は、予め定められた値で設定することもできるが、追尾する魚群の種類に応じた設定値、例えば、追尾する魚群の行動特性に応じた移動距離を考慮した設定値とすることもできる。
また、基準位置に追尾対象の候補が存在しない場合は、探査範囲から抽出された全ての標的像の候補の中から最も大きい候補を追尾標的として追尾を継続することができる。
Claims (2)
- 漁労用の船舶等に装備され、所定の俯角を持って送波した超音波の反射波を観測して得られた当該反射波の強度に基づく信号を画像として表示し、前記反射波の強度に基づく信号が一定値以上になる像を追尾対象として指定し、追尾するスキャニングソナー装置の追尾方法において、
前回の観測結果の画像において追尾対象とした像の重心の座標の絶対位置を基準位置とし、当該基準位置の周囲に前記追尾対象が含まれるように設定した領域を観測領域として設定する領域設定手順と、
今回の観測結果の画像において前記領域設定手順によって設定された前記観測領域内の前記基準位置に追尾対象の候補が存在するか否かが最初の判断である判断方法により次に追尾対象とする当該候補を設定する追尾対象設定手順と、
を含み、
前記追尾対象設定手順は、
前記領域設定手順によって設定された前記観測領域内の前記基準位置に追尾対象の候補が前記今回の観測結果の画像内に存在するときは、当該候補を次の追尾対象に設定し、
前記領域設定手順によって設定された前記観測領域内の前記基準位置に追尾対象の候補が前記今回の観測結果の画像内に存在しないときは、前記観測領域内で観測された候補の内、各候補の像内に含まれる反射波の強度に基づく信号と像の面積からなる総合反射強度が最大である前記候補を次の追尾対象に設定する、
ことを特徴とする追尾方法。 - 漁労用の船舶等に装備され、所定の俯角を持って送波した超音波の反射波を観測して得られた当該反射波の強度に基づく信号を画像として表示し、前記反射波の強度に基づく信号が一定値以上になる像を追尾対象として指定し、追尾するスキャニングソナー装置において、
前回の観測結果の画像において追尾対象とした像の重心の座標の絶対位置を基準位置とし、当該基準位置の周囲に前記追尾対象が含まれるように設定した領域を観測領域として設定する領域設定手段と、
今回の観測結果の画像において前記領域設定手段によって設定された前記観測領域内の前記基準位置に追尾対象の候補が存在するか否かが最初の判断である判断方法により次に追尾対象とする当該候補を設定する追尾対象設定手段と、
を備え、
前記追尾対象設定手段は、
前記領域設定手段によって設定された前記観測領域内の前記基準位置に追尾対象の候補が前記今回の観測結果の画像内に存在するときは、当該候補を次の追尾対象に設定し、
前記領域設定手段によって設定された前記観測領域内の前記基準位置に追尾対象の候補が前記今回の観測結果の画像内に存在しないときは、前記観測領域内で観測された候補の内、各候補の像内に含まれる反射波の強度に基づく信号と像の面積からなる総合反射強度が最大である前記候補を次の追尾対象に設定する、
ことを特徴とするスキャニングソナー装置。
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