JP5640583B2 - 目標物探知システム、探知方法、及び探知情報処理プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、電波、音波、又は光波などから成る所定の目標物探索信号を発信し、目標物からの反射波を捕捉して目標物の位置を推定する目標物探知システムに係り、特に目標からの反射の経路が複数の場合で且つ、反射波の強度が弱い（Ｓ／Ｎ比が低い）場合でも目標物の探知を可能とする目標物探知システム、探知方法、及び探知情報処理プログラムに関する。
電波や音波などの波形情報を発し、目標からの反射波を計測することにより目標の位置を取得する装置として、レーダ、ソナー、或いはライダーなどが広く使用されている。
レーダ、ソナー、或いはライダーなどは、目標物以外に反射する物が無い場合は有効であるが、周囲や途中経路の障害物等が有る場合には、多重反射して目標の位置が正確に探知できない場合や、探知すらできない場合がある。多重経路の影響が顕著な例としては、例えば浅い海域がある。この浅い海域では、音波が海底や海面に多重反射するため、ソナーで目標を探知できないことが挙げられる。
従来より、目標物を探索する関連技術としては、例えば、複数の送受信器を使用して、海中で複数の送受信器を送信側と受信側にそれぞれアレイ状に垂下装備し、海底に存在し又は海底に埋設された物体の探索に使用するシステムが知られている（特許文献１）。
この物体探索システムは、海底に埋没した物体の探索を意図して複数の疑似音源を海底に沿って埋設し、その各疑似音源によって得られる反射伝搬波形と同等の音波を一方の側の送波アレイから順次発信すると共に、海中を介して配設された他方の側の受波アレイでこれを受信するように構成されている。
そして、各疑似音源の位置を連続的に変化させた場合を再現して一方の側の送波アレイからの発信信号を変化させて送信し、その感度の大小と反射伝搬波形の受信のタイミングで、前記埋設物体からの反射波を特定するようにしたものであり、送波アレイと受信アレイは、その全体が常時使用されるようになっている。
そして、各疑似音源の位置を連続的に変化させた場合を再現して一方の側の送波アレイからの発信信号を変化させて送信し、その感度の大小と反射伝搬波形の受信のタイミングで、前記埋設物体からの反射波を特定するようにしたものであり、送波アレイと受信アレイは、その全体が常時使用されるようになっている。
更に、電磁波を送受信して目標物を探知する技術としては、例えば、複数のレーダヘッドを用いて走行車の前方を横断する物体の移動方向および移動速度を検出する移動物体検出システムが知られている（特許文献２）。
この移動物体検出システムは、電磁波を送信し物体から反射される電磁波を異なる位置で受信する二つのレーダヘッドを備え、その物体を検出した時点における当該物体の移動速度と移動方向を求めることを意図したものとなっている。
この移動物体検出システムは、電磁波を送信し物体から反射される電磁波を異なる位置で受信する二つのレーダヘッドを備え、その物体を検出した時点における当該物体の移動速度と移動方向を求めることを意図したものとなっている。
一方、昨今にあっては、上記のような多重経路の問題を直接的に解決する方法として、下記非特許文献１に示すような技術、即ち、受信信号を時間反転して送信するタイムリバーサル手法が提案されている。
図１４に、高Ｓ／Ｎ比の場合（目標からの反射が強い場合）のタイムリバーサル手法を示す。このタイムリバーサル手法にあっては、まず、信号送受信器から電波や音波などの波形情報を目標物Ｍに向け最初の送信を行い（図１４（ａ）参照）、目標物Ｍから反射してくる最初の反射波信号（波形歪み等を含む）について最初の受信を行う（図１４（ｂ）参照）。
図１４に、高Ｓ／Ｎ比の場合（目標からの反射が強い場合）のタイムリバーサル手法を示す。このタイムリバーサル手法にあっては、まず、信号送受信器から電波や音波などの波形情報を目標物Ｍに向け最初の送信を行い（図１４（ａ）参照）、目標物Ｍから反射してくる最初の反射波信号（波形歪み等を含む）について最初の受信を行う（図１４（ｂ）参照）。
続いて、最初に受信した反射波信号を時間反転することで反転信号を得て、この反転信号を目標物Ｍに向けて２回目の送信（再送信）を行い（図１４（ｃ）参照）、それによって、目標物Ｍから反射してくる２回目の反射波信号（反射波反転信号）を受信する（図１４（ｄ）参照）。
この２回目の反射波信号（反射波反転信号）は、伝搬途上の波形歪みが相殺される状態となるため、そのピークがはっきりすることとなり、ピークを容易に見つけることができる。更に、この図１４の場合は、到来時間τが分かるので、目標物Ｍからの距離を推定することができ、目標物Ｍの位置を探知できる。
この２回目の反射波信号（反射波反転信号）は、伝搬途上の波形歪みが相殺される状態となるため、そのピークがはっきりすることとなり、ピークを容易に見つけることができる。更に、この図１４の場合は、到来時間τが分かるので、目標物Ｍからの距離を推定することができ、目標物Ｍの位置を探知できる。
Y. Tsurugaya, T. Kikuchi and K. Mizutani,"Focal Depth Shifting of Phase-Conjugate Wave in Pekeris Waveguide",J.J.A.P.,Vol.47,No.5,2008,pp. 4339-4343.
しかしながら、上記非特許文献１に開示された上記タイムリバーサル手法は、多重反射の環境において有効ではあるものの、目標物からの反射が弱い場合（低Ｓ／Ｎ比の場合）には目標物との距離が特定できず、このため当該目標物の位置を特定することができないという不都合がある。このことを、図１５にて説明する。
図１５に、低Ｓ／Ｎ比の場合のタイムリバーサル手法を示す。
まず、図１５（ａ）では、前述した図１４（ａ）の場合と同様に、送受信機から電波又は超音波などの送信信号を目標物Ｍに向けて最初の送信を行い、それによって、目標物Ｍから反射してくる最初の反射波について最初の受信を行う。
図１５に、低Ｓ／Ｎ比の場合のタイムリバーサル手法を示す。
まず、図１５（ａ）では、前述した図１４（ａ）の場合と同様に、送受信機から電波又は超音波などの送信信号を目標物Ｍに向けて最初の送信を行い、それによって、目標物Ｍから反射してくる最初の反射波について最初の受信を行う。
ここで、受信できる反射波は、ほぼ同じ高さのピークが幾つも存在する（図１５（ｂ）参照）。これは音波の伝搬環境がノイズが顕著な環境下のため、反射波が低Ｓ／Ｎ比となる場合である。
このため、最初に受信した反射波信号を時間反転して成る反転信号についても、ほぼ同じ高さのピークが幾つも存在する。
このため、最初に受信した反射波信号を時間反転して成る反転信号についても、ほぼ同じ高さのピークが幾つも存在する。
続いて、この反転信号を目標物Ｍに向けて２回目の送信（再送信）を行い（図１５（ｃ）参照）、それによって、目標物Ｍから反射してくる２回目の反射波を受信する（図１５（ｄ）参照）。
この図１５（ｄ）に示す２回目の反射波（反射波反転信号）は、前述した図１４（ｄ）に示す２回目の反射波形情報に比べると、一応、ピークらしきものは得られる。しかしながら、特に再送信時の発信側のピークを図１５（ｃ）からは特定できないことから到来時間τが分からない。このため、かかる低Ｓ／Ｎ比なる環境下では、目標物Ｍの位置を探知することができない、という不都合があった。
この種の課題に関連して、目標物Ｍからの距離の推定に関しては、従来より、その問題点は十分には認識されてはいなかった。
この図１５（ｄ）に示す２回目の反射波（反射波反転信号）は、前述した図１４（ｄ）に示す２回目の反射波形情報に比べると、一応、ピークらしきものは得られる。しかしながら、特に再送信時の発信側のピークを図１５（ｃ）からは特定できないことから到来時間τが分からない。このため、かかる低Ｓ／Ｎ比なる環境下では、目標物Ｍの位置を探知することができない、という不都合があった。
この種の課題に関連して、目標物Ｍからの距離の推定に関しては、従来より、その問題点は十分には認識されてはいなかった。
又、前述した特許文献１及び２にかかる関連技術は、何れも目標物を探知する点においては共通点を有するが、いずれも、目標物探知にかかる基本原理を開示したものであり、タイムリバーサル手法でなく、受信レベルが低くて雑音と識別出来ない受信信号を使用した目標物探知に関しては、何ら関与していない。
〔発明の目的〕
本発明は、レーダやソナー又はライダーから成る目標物探索用の複数の送受信機を備え、多重反射が顕著な環境下で目標物からの反射波が弱い場合でも目標物の位置を有効に推定することができる目標物探知システム、探知方法、及び探知情報処理プログラムを提供することを、その目的とする。
本発明は、レーダやソナー又はライダーから成る目標物探索用の複数の送受信機を備え、多重反射が顕著な環境下で目標物からの反射波が弱い場合でも目標物の位置を有効に推定することができる目標物探知システム、探知方法、及び探知情報処理プログラムを提供することを、その目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る目標物探知システムは、
方位設定が可能で異なる設置位置にそれぞれ配置された目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを設け、
前記位置算出手段が、前記目標物に対する送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される反射情報である受信信号の方位にかかる情報を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物位置推定機能とを備えていることを特徴とする。
方位設定が可能で異なる設置位置にそれぞれ配置された目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを設け、
前記位置算出手段が、前記目標物に対する送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される反射情報である受信信号の方位にかかる情報を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物位置推定機能とを備えていることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る目標物探知方法は、
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索される目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を有する主制御装置とを備えた目標物探知システムおける目標物の探知方法であって、
同時に又は各別に稼働して目標物探索領域の方位を各送受信機の信号送受信手段が送信信号の送信方位を順次可変設定して目標物を探索し当該目標物の存在する方位情報を収集し（方位収集工程）、この各信号送受信手段で収集された目標物にかかる方位情報を前記主制御装置の位置算出手段が取り込んで保持し（方位情報保持工程）、この保持された各方位情報を、前記位置算出手段が前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理し、これにより前記目標物の位置を特定する（目標物位置特定工程）ことを特徴とする。
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索される目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を有する主制御装置とを備えた目標物探知システムおける目標物の探知方法であって、
同時に又は各別に稼働して目標物探索領域の方位を各送受信機の信号送受信手段が送信信号の送信方位を順次可変設定して目標物を探索し当該目標物の存在する方位情報を収集し（方位収集工程）、この各信号送受信手段で収集された目標物にかかる方位情報を前記主制御装置の位置算出手段が取り込んで保持し（方位情報保持工程）、この保持された各方位情報を、前記位置算出手段が前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理し、これにより前記目標物の位置を特定する（目標物位置特定工程）ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る探知情報処理プログラムは、
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにあって、
前記各送受信機を同時に又は各別に稼働させる送受信機用稼働制御機能、前記各送受信機から送られて来る目標物探索領域における目標物の存在する方位を示す方位情報および当該方位にかかる前記各送受信機で受信した受信情報を収集する方位情報収集処理機能、収集された目標物にかかる方位情報およびこれに対応した受信情報を取り込で保持する方位情報保持機能、及び、この保持された各方位情報およびこれに対応した受信情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する目標物位置特定処理機能とを備え、
これらの各機能を前記主制御装置が備えているコンピュータに実現させるように構成したことを特徴とする。
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにあって、
前記各送受信機を同時に又は各別に稼働させる送受信機用稼働制御機能、前記各送受信機から送られて来る目標物探索領域における目標物の存在する方位を示す方位情報および当該方位にかかる前記各送受信機で受信した受信情報を収集する方位情報収集処理機能、収集された目標物にかかる方位情報およびこれに対応した受信情報を取り込で保持する方位情報保持機能、及び、この保持された各方位情報およびこれに対応した受信情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する目標物位置特定処理機能とを備え、
これらの各機能を前記主制御装置が備えているコンピュータに実現させるように構成したことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る探知情報処理プログラムは、
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにおける前記主制御装置の動作内容を実現する探知情報処理プログラムであって、
前記各送受信機を同時に又は各別に稼働させる送受信機用稼働制御機能、前記各送受信機から送られて来る目標物探索領域における目標物の存在する方位を示す方位情報および当該方位にかかる前記各送受信機で受信した受信情報を収集する方位情報収集処理機能、収集された目標物にかかる方位情報およびこれに対応した受信情報を取り込で保持する方位情報保持機能、及び、この保持された各方位情報およびこれに対応した受信情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する目標物位置特定処理機能とを備え、
これらの各機能を前記主制御装置が備えているコンピュータに実現させるように構成したことを特徴とする。
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにおける前記主制御装置の動作内容を実現する探知情報処理プログラムであって、
前記各送受信機を同時に又は各別に稼働させる送受信機用稼働制御機能、前記各送受信機から送られて来る目標物探索領域における目標物の存在する方位を示す方位情報および当該方位にかかる前記各送受信機で受信した受信情報を収集する方位情報収集処理機能、収集された目標物にかかる方位情報およびこれに対応した受信情報を取り込で保持する方位情報保持機能、及び、この保持された各方位情報およびこれに対応した受信情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する目標物位置特定処理機能とを備え、
これらの各機能を前記主制御装置が備えているコンピュータに実現させるように構成したことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る探知情報処理プログラムは、
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにおける前記送受信機の動作内容を実現する探知情報処理プログラムであって、
前記各送受信機によってなされる目標物の方位情報収集処理に際しては、
最初に目標物探索領域から得られる通常の受信信号に含まれる反射受信情報を、当該目標物探索時に順次変化させた送信方位にかかる情報に対応させてそれぞれ記憶処理する受信情報記憶処理機能、
続いて成される前記各反射受信信号をタイムリバーサル手法で反転して順次送信すると共に前記目標物からの反射反転信号が得られた場合に当該反射反転信号に対応する方位を探索中の目標物の存在する方位情報として特定し保持する方位情報特定処理機能、
及びこの探索された目標物の方位に対応する最初に収集され記憶された前記受信信号にかかる受信情報を前記目標物の前記方位情報と共に前記位置算出手段に送信するように機能する方位情報送信処理機能、
を備え、これらの各処理機能を前記送受信機が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにおける前記送受信機の動作内容を実現する探知情報処理プログラムであって、
前記各送受信機によってなされる目標物の方位情報収集処理に際しては、
最初に目標物探索領域から得られる通常の受信信号に含まれる反射受信情報を、当該目標物探索時に順次変化させた送信方位にかかる情報に対応させてそれぞれ記憶処理する受信情報記憶処理機能、
続いて成される前記各反射受信信号をタイムリバーサル手法で反転して順次送信すると共に前記目標物からの反射反転信号が得られた場合に当該反射反転信号に対応する方位を探索中の目標物の存在する方位情報として特定し保持する方位情報特定処理機能、
及びこの探索された目標物の方位に対応する最初に収集され記憶された前記受信信号にかかる受信情報を前記目標物の前記方位情報と共に前記位置算出手段に送信するように機能する方位情報送信処理機能、
を備え、これらの各処理機能を前記送受信機が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、レーダやソナー、又はライダーから成る同一目標物探索用の送受信機を異なった位置に複数配置すると共に、各送受信機で得られる目標物からの反射波にかかる情報を重ね合わせ処理するように構成したので、障害物等によって多重反射が著しい環境にあって目標物からの反射波は、一の送受信機で受信される受信波のレベルが弱くても複数の送受信機で受信される受信波が重ね合わされるので、周囲の雑音よりも高いレベルの受信波を得ることができ、これにより目標物の位置を有効に且つ迅速に推定（探知）することができるという優れた目標物探知システム、探知方法、及び探知情報処理プログラムを提供することができる。
次に、本発明の目標物探知システムにかかる各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、全体的な構成内容を説明し、その後に二個の送受信機１，２を用いた劣悪環境下における目標物Ｍの探知技術について、又三個の送受信機１，２，３を用いた目標物Ｍの探知技術について、それぞれ距離が不明の状態下にある目標物Ｍの探知技術について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、全体的な構成内容を説明し、その後に二個の送受信機１，２を用いた劣悪環境下における目標物Ｍの探知技術について、又三個の送受信機１，２，３を用いた目標物Ｍの探知技術について、それぞれ距離が不明の状態下にある目標物Ｍの探知技術について説明する。
〔全体的な構成〕
まず、図１乃至図２に示すように、本第１実施形態における目標物探知システムＴＳは、２個以上でＮ個の送受信機１，２，３，…，Ｎと、これら各送受信機１，２，３，…，Ｎ（以下、１〜Ｎと記す）の全体的な動作を個別制御する主制御装置１０と、を備えている。各送受信機１〜Ｎは、それぞれ同一目標物探索用として、レーダ，ソナー，又はライダーにより構成されている。
まず、図１乃至図２に示すように、本第１実施形態における目標物探知システムＴＳは、２個以上でＮ個の送受信機１，２，３，…，Ｎと、これら各送受信機１，２，３，…，Ｎ（以下、１〜Ｎと記す）の全体的な動作を個別制御する主制御装置１０と、を備えている。各送受信機１〜Ｎは、それぞれ同一目標物探索用として、レーダ，ソナー，又はライダーにより構成されている。
この内、主制御装置１０は、各送受信機１〜Ｎに対してその位置及び姿勢にかかる情報を個別に設定すると共に当該各送受信機１〜Ｎに対し当該各送受信機１〜Ｎの現実の配置位置および姿勢の設定を指令する送受信機配置手段１１と、前記各送受信機１〜Ｎから送られてくる情報，即ち前記各送受信機１〜Ｎが捕捉した目標物Ｍの方位情報に基づいてその位置を算定する位置算出手段１２と、前記各送受信機１〜Ｎの信号送受信の動作のタイミングを指令するタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３とを含んで構成されている。
上記位置算出手段１２は、具体的には後述するが、目標物に対する前記送信信号の送受信によって前記各送受信機１〜Ｎで捕捉される複数の受信情報（又は方位情報）にかかる受信信号を、前記各送受信機１〜Ｎの配置位置（座標位置）を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能を備えている。また、この位置算出手段１２は、受信信号重合処理機能の実行によって得られる反射レベルの高い位置（座標位置）を前記目標物Ｍの位置と推定する目標物位置推定機能を備えている。
このため、この第１の実施形態においては、レーダやソナー、又はライダーから成る同一目標物探索用の送受信機を異なった位置に複数配置すると共に、各送受信機１〜Ｎで得られる目標物Ｍからの反射波にかかる情報を、前述したように位置算出手段１２が重ね合わせ処理するように構成したので、障害物等によって多重反射が著しい環境にあって目標物Ｍからの反射波は一の送受信機で受信される受信波のレベルが弱くても複数の送受信機で受信される受信波が重ねられるので、周囲の雑音よりも高いレベルの受信波強度を得ることができ、これにより目標物の位置を有効に且つ迅速に推定し探知することが可能となる。
ここで、本第１実施形態にあっては、目標物探知システムＴＳの稼働に際しては、送受信機１〜Ｎの内、特定の二つの送受信機１，２を選択し、前記主制御装置１０が前記各構成手段に対する制御動作を実行するように構成としてもよい。又、この二つの送受信機１，２に対して当該二つの送受信機１，２と同一の機能を有し且つ当該二つの送受信機１，２とはその配置位置の異なる第３の送受信機を更に選定し、この第１乃至第３の各送受信機１，２，３を対象として、前記主制御装置１０が、同様に前記各構成手段に対する制御動作を実行する構成としてもよい。
〔送受信機について〕
次に、上記各送受信機１〜Ｎについて、具体的に説明する。
この各送受信機１〜Ｎは、本第１実施形態では何れも同一の機能を備えた送受信機により構成されている。このため、以下は、送受信機１について説明する。
次に、上記各送受信機１〜Ｎについて、具体的に説明する。
この各送受信機１〜Ｎは、本第１実施形態では何れも同一の機能を備えた送受信機により構成されている。このため、以下は、送受信機１について説明する。
この送受信機１は、図１に示すように、目標物探索用の所定の信号を送受信するレーダ，ソナー，又はライダーから成る送受信手段１ａと、この送受信手段１ａが受信する波形情報を蓄積すると共に当該蓄積した波形情報を前記送受信手段１ａから指示されたタイミングで時間反転し送信用の反転信号として当該送受信手段１ａに伝送する信号反転手段１ｂと、前記送受信手段１ａが受信する受信信号を予め指定された時間範囲及び方位範囲で区切ってそれぞれ積算すると共に当該積算情報を前記位置算出手段１２へ伝送する信号積算手段１ｃと、これら各手段を収納し保持する送受信機本体１Ａと、この送受信機本体１Ａの位置及び姿勢にかかる情報をＧＰＳや設置位置情報および過去の運動記録に基づいて特定し前記送受信機配置手段１１へ伝送する位置姿勢設定制御手段１ｄとを備えている。
この内、送受信手段１ａは、電波や音波、光波などの波を受信する単独或いは複数のセンサ素子から構成される情報収集可能なレーダ，ソナー，又はライダーから成る。
この送受信手段１ａは、電波，音波，又は光波など、送信する波の波長や振幅，位相，変調方法といった波の時系列変動である波形情報を予め記憶している。
この場合、各送受信機１〜Ｎ間で波形情報を区別するため、本第１実施形態では送受信機毎に異なる周波数帯域を設定しているが、各々異なるコードのスペクトル分散信号を使ってもよい。又、周波数が断続的に変化する周波数ホッピングを採用し、送受信機毎に異なるようにホッピングさせてもよい。
この送受信手段１ａは、電波，音波，又は光波など、送信する波の波長や振幅，位相，変調方法といった波の時系列変動である波形情報を予め記憶している。
この場合、各送受信機１〜Ｎ間で波形情報を区別するため、本第１実施形態では送受信機毎に異なる周波数帯域を設定しているが、各々異なるコードのスペクトル分散信号を使ってもよい。又、周波数が断続的に変化する周波数ホッピングを採用し、送受信機毎に異なるようにホッピングさせてもよい。
更に、この送受信機１の上記送受信手段１ａは、主制御装置１０のタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３から予め指定された送信タイミングを受信すると、当該送信タイミングで予め記憶している波形情報を読み出すと共に、この読み出した波形情報を予め与えられた増幅率でその振幅を増幅し送信信号として目標物Ｍに向けて送信するように構成されている。
この送信信号は、例えば雑音の少ない環境下では図１４（ａ）に示す波形情報と同様であり、又雑音の多い環境下では図１５（ａ）に示す波形情報と同様であり、かかる点において送信信号は、両者共、同じである。
この送信信号は、例えば雑音の少ない環境下では図１４（ａ）に示す波形情報と同様であり、又雑音の多い環境下では図１５（ａ）に示す波形情報と同様であり、かかる点において送信信号は、両者共、同じである。
ここで、本第１実施形態では、前記複数の各送受信機１乃至Ｎにおける各送受信手段１ａ乃至Ｎａは、前記主制御装置１０のタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３の指令に基づいて作動し相互に他の送受信機から発信される送信信号とは異なった波形情報にかかる送信信号を目標物探索用の信号として特定し送受信するように構成されている（使用周波数帯が異なる）。このため、各送受信機１乃至Ｎが同時に稼働しても、各送受信機１乃至Ｎ相互間での受信時の混乱は生じない。
この場合、上記複数の各送受信機１乃至Ｎにおける送受信手段１ａは、前記主制御装置１０のタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３の指令に基づいて作動し、且つ前記他の送受信器１乃至Ｎとは相互に異なったタイミングで稼働して所定の波形情報にかかる送信信号を目標物探索用の信号として特定し送受信するように構成してもよい。
このようにすると、各送受信機１乃至Ｎから発信される送信信号はそれぞれ同一の波形情報にかかる送信信号を目標物探索用の信号として特定し送受信することが可能となるという利点が有る。
このようにすると、各送受信機１乃至Ｎから発信される送信信号はそれぞれ同一の波形情報にかかる送信信号を目標物探索用の信号として特定し送受信することが可能となるという利点が有る。
尚、この場合、各送受信機１乃至Ｎから発信される送信信号については、本第１実施形態では、相互に他の送受信機から発信される送信信号とは異なった波形情報にかかる送信信号を目標物探索用の信号として特定し送受信するようにしたが、送信のタイミングをづらすことにより、同一の波形情報を使用してもよい。
又、この送受信手段１ａは、送信信号を送信した後は、送受信手段１ａのすぐ近くの空気や水等の媒質、或いはこれらの媒質に含まれる浮遊物等に起因した強い反射を避けるため、予め与えられた一定時間待った後に、受信を開始する。
そして、この送受信手段１ａは、送信信号に対する目標物Ｍからの反射波を受信し、受信信号として記憶するように構成されている。この記憶される受信信号は、例えば、良好な環境下にあっては図１４（ｂ）に示す反射波と同様であり、Ｓ／Ｎ比の低い劣悪な環境下にあっては図１５（ｂ）に示す反射波と同様となる。
そして、この送受信手段１ａは、送信信号に対する目標物Ｍからの反射波を受信し、受信信号として記憶するように構成されている。この記憶される受信信号は、例えば、良好な環境下にあっては図１４（ｂ）に示す反射波と同様であり、Ｓ／Ｎ比の低い劣悪な環境下にあっては図１５（ｂ）に示す反射波と同様となる。
ここで、送受信手段１ａは、本第１実施形態では、受信する際、他の送受信機２，３，…，Ｎの送受信手段２ａ，３ａ，…，Ｎａから発振する直接波を避けるため、当該他の送受信器２，３，…，Ｎの位置や送信時刻に基づいて直接波の到来方位と時刻を推定し、その間、該当する方位の受信を停止する機能を備えて構成されている。
更に、この送受信手段１ａについては、複数のセンサ素子を配置してレーダやソナー、或いはライダなどで構成する場合、一般的には直線上に半波長間隔で配置される場合が多いが、配置に制限は無い。
例えば、複数の送受信手段１ａとしてのセンサ素子については、これを、リング状に配置しても良いし、球面状に配置しても良いし、結晶格子とよく似た形状の立体格子状に配置することでレーダやソナー、或いはライダーなどで構成してもよい。各センサ素子は同じ感度特性や波長特性を並べる場合が多いが、異なる感度特性、異なる波長特性のセンサ素子を並べてもよい。
例えば、複数の送受信手段１ａとしてのセンサ素子については、これを、リング状に配置しても良いし、球面状に配置しても良いし、結晶格子とよく似た形状の立体格子状に配置することでレーダやソナー、或いはライダーなどで構成してもよい。各センサ素子は同じ感度特性や波長特性を並べる場合が多いが、異なる感度特性、異なる波長特性のセンサ素子を並べてもよい。
次に、送受信機１の信号反転手段１ｂは、送受信機１が指定したタイミングで送受信手段１ａが取得した受信信号にかかる受信情報を蓄積する機能を備えている。
この場合、送受信手段１ａは、主制御装置１０のタイミング制御手段１３から反転タイミングを指定された場合には、信号反転手段１ｂに対して反転タイミング信号の出力を要請する。
この場合、送受信手段１ａは、主制御装置１０のタイミング制御手段１３から反転タイミングを指定された場合には、信号反転手段１ｂに対して反転タイミング信号の出力を要請する。
この場合、信号反転手段１ｂは、タイミング制御手段１３が指定したタイミングで、又は前述した最初の送信信号の反射信号が受信された場合に当該受信信号を対象として、予めプログラムされた手順に従って、指定された時間範囲の受信波形情報を読み出すと共に、時間反転し、当該反転した受信信号を再送信用として送受信手段１ａへ送り出す機能を備えている。
ここで、時間反転する方法としては、例えば、時間順にメモリ上に順次蓄積された波形情報を、新しい方向から古い方向へ逆向きに読み取ることによって実現されるようになっている。
ここで、時間反転する方法としては、例えば、時間順にメモリ上に順次蓄積された波形情報を、新しい方向から古い方向へ逆向きに読み取ることによって実現されるようになっている。
又、上記送受信手段１ａは、信号反転手段１ｂから渡された上記反転した受信信号を増幅し反転送信信号（再送信信号）として目標物Ｍに向けて再送信する機能を備えている。この場合、送信する反転送信信号は、例えば、良好な環境下にあっては図１４（ｃ）に示す反射波に近い波形のものであり、Ｓ／Ｎ比の低い劣悪な環境下にあっては図１５（ｃ）に示す反射波に近い波形のものである。
そして、送受信手段１ａは、反転送信信号に対する目標物Ｍからの反射波を受信し、反射反転信号として記憶するように構成されている。この目標物Ｍからの反射波は、例えば、良好な環境下にあっては図１４（ｄ）に示す反射波と同様のものであり、Ｓ／Ｎ比の低い劣悪な環境下にあっては図１５（ｄ）に示す反射波と同様のものである。
送受信機１の前述した信号積算手段１ｃは、送受信手段１ａが受信した反射反転信号を、予め指定された時間範囲及び方位範囲で区切って積算し、方位毎、距離毎の波の強度を算出し、波形強度として位置算出手段１２に送り出す機能を備えている。
前述した送受信機１の位置姿勢制御手段１ｄは、ＧＰＳや地形図等とのマッチングやこれまでの動作の記録から送受信機１の位置を取得すると共に、姿勢センサやこれまでの動作の記録から送受信機１の姿勢情報を取得する。そして、この位置姿勢制御手段１ｄは、送受信器１の位置と姿勢にかかる情報を記憶し、送受信機配置手段１１に渡すように構成されている。
この位置姿勢制御手段１ｄは、送受信機配置手段１１が指定した位置に予め装備した動力機によって送受信機１自身を移動させ設定するように構成されている。この位置姿勢制御手段１ｄは、図２に示すように、例えばＧＰＳやジャイロ、コンパス等を使って送受信機１の位置や姿勢を監視する位置・姿勢センサ１ｄ０１と、この位置・姿勢センサ１ｄ０１で得られる送受信機情報に基づいて前述した指令情報におけるＸーＹーＺの三次元座標上の位置情報及び姿勢情報との差を略ゼロに設定するように送受信機１自身を移動させるスクリュー，プロペラ駆動（水中の場合）又はジェット噴射、或いはロケット噴射等（空間の場合）の本体移動用動力機１ｄ０２とを備えている。
更に、この位置姿勢制御手段１ｄは、前述した主制御装置１０へ位置姿勢データを送信したり移動指令を受け取るための無線或いは有線の外部通信手段１ｄ０３と、これらの位置・姿勢センサ１ｄ０１や本体移動用動力機１ｄ０２、及び外部通信手段１ｄ０３の各動作を制御するコンピュータ（演算制御部）１ｄ０４とを備えて構成されている。ここで、動力機については、例えば、外部から牽引する形態のものであってもよい。
前述した送受信機配置手段１１は、各送受信機１〜Ｎの位置情報や姿勢情報を対応する位置姿勢制御手段１ｄから取得し、また送受信機１について予め指定された位置や姿勢の情報或いは外部の指令装置２０から指定された各送受信機１〜Ｎの位置や姿勢にかかる情報を、対応する位置姿勢制御手段１ｄ，２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄに通知するように構成されている。
〔原理的内容説明／方位情報の特定〕
ここで、本第１実施形態における基本的な構成内容、即ち、二つの送受信機１，２を用いて（Ｎ＝２の場合）、劣悪環境下（低Ｓ／Ｎ比）で反射波の距離測定が不可能な場合における目標物Ｍの捕捉、及びその存在位置（候補座標）の特定を可能とした原理的内容を、図３に基づいて説明する。
ここに示す新技術の内容は、距離測定が不可能な場合における目標物Ｍの方位情報の特定に着目したものであり、上述した送受信機が三個以上の場合でも、そのまま適用あるものである。
ここで、本第１実施形態における基本的な構成内容、即ち、二つの送受信機１，２を用いて（Ｎ＝２の場合）、劣悪環境下（低Ｓ／Ｎ比）で反射波の距離測定が不可能な場合における目標物Ｍの捕捉、及びその存在位置（候補座標）の特定を可能とした原理的内容を、図３に基づいて説明する。
ここに示す新技術の内容は、距離測定が不可能な場合における目標物Ｍの方位情報の特定に着目したものであり、上述した送受信機が三個以上の場合でも、そのまま適用あるものである。
最初に、劣悪環境下（低Ｓ／Ｎ比）で反射波の距離測定が不可能な場合における目標物Ｍの方位の特定を図３および図１５に基づいて説明する。
まず、図３（Ａ）では、説明の便宜上、同一水平面内の存在する目標物Ｍの探索を想定する。この図３（Ａ）で、角度αは線分Ｓを基準とした探索信号を送信する方位角を示す。また、この方位角αは、水平面上で方位を０°から始まって１８０°方向の間を往復走査して信号送信の方位を順次変えて送信し得るように設定されている。又、探索領域としては、図３（Ａ）における線分Ｓの上側に位置する水平方向を探索の対象範囲とした。
まず、図３（Ａ）では、説明の便宜上、同一水平面内の存在する目標物Ｍの探索を想定する。この図３（Ａ）で、角度αは線分Ｓを基準とした探索信号を送信する方位角を示す。また、この方位角αは、水平面上で方位を０°から始まって１８０°方向の間を往復走査して信号送信の方位を順次変えて送信し得るように設定されている。又、探索領域としては、図３（Ａ）における線分Ｓの上側に位置する水平方向を探索の対象範囲とした。
この図３（Ａ）において、目標物Ｍが方位角αの現位置で捕捉された場合、その最初の発信にかかる送信信号およびその反射波（受信信号）は、Ｓ／Ｎ比が高い場合には例えば図１４（ｂ）の内容と同等の信号波形となり、Ｓ／Ｎ比が低い場合には例えば図１５（ｂ）の内容と同等の信号波形となる。
この場合、Ｓ／Ｎ比が低い場合の図１５（ｂ）の内容における信号波形では、目標物Ｍからの反射波が識別出来ない。このため、当該目標物Ｍの存在する方位も特定できない。
この場合、Ｓ／Ｎ比が低い場合の図１５（ｂ）の内容における信号波形では、目標物Ｍからの反射波が識別出来ない。このため、当該目標物Ｍの存在する方位も特定できない。
これに対して、本第１の実施形態では、タイムリバーサル手法を採用し、最初の送信信号の反射波（図１５（ｂ）の波形）を反転して得られる反転反射信号（例えば図１５（ｃ）の波形を再送信する。これにより、最初の送信信号の反射波では識別出来なかった目標物Ｍから反射信号とは異なり識別可能な反射信号（例えば図１５（ｄ）に準じた波形）が得られる。
この場合、再送信信号である反転反射信号（例えば図１５（ｃ）の波形）は、波形列の内、目標物Ｍから反射信号のピーク位置が特定出来ない状態で再送信信号を生成することから、タイムリバーサル手法で得られた認識可能な目標物Ｍから反射信号は、その発信のタイミングが特定できない。このため、目標物Ｍまでの往復時間が算定出来ず又目標物Ｍまでの距離も算定できない。
しかしながら、このタイムリバーサル手法で再送信して目標物Ｍから認識可能な反射信号が得られると、その再送信信号である反転反射信号の送信時の方位が、目標物Ｍの存在する方位となる。
このため、Ｓ／Ｎ比が低い場合の図１５（ｂ）の内容における反射受信信号であっても、図１５（ｄ）に示すように目標物Ｍの反射ピーク値が確認されると、その時の方位は最初に設定していることから当該設定した方位が目標物Ｍの方位として、当該目標物Ｍの方位情報が特定されることとなる。
このため、Ｓ／Ｎ比が低い場合の図１５（ｂ）の内容における反射受信信号であっても、図１５（ｄ）に示すように目標物Ｍの反射ピーク値が確認されると、その時の方位は最初に設定していることから当該設定した方位が目標物Ｍの方位として、当該目標物Ｍの方位情報が特定されることとなる。
本第１実施形態では、これを利用したものであり、Ｓ／Ｎ比が低い環境下にあって得られる目標物Ｍからの反射信号をタイムリバーサル手法により上述したように有効に処理して目標物Ｍの方位情報を特定し、これに基づいて距離が不明の目標物Ｍの存在位置を、距離不明のまま、複数の送受信機を用いて検出するようにした点に特徴と有する。
〔原理的内容説明／目標物Ｍの位置の抽出〕
次に、図３（Ｂ）を用いて、距離が特定されない状態で存在する目標物Ｍについて、その位置を、送受信機二個を用いて検出する場合について説明する。
図３（Ｂ）に、目標物Ｍが存在するＸーＹ座標系を示す。この図３（Ｂ）では、送受信機１はＸーＹ座標系の原点に配置され、送受信機２はＸ軸よりθ°傾斜した線分Ｓ上の座標位置（ｘ２，ｙ２）に配置されているものとする。Ｌ０は送受信機１，２相互間の距離を示す。
次に、図３（Ｂ）を用いて、距離が特定されない状態で存在する目標物Ｍについて、その位置を、送受信機二個を用いて検出する場合について説明する。
図３（Ｂ）に、目標物Ｍが存在するＸーＹ座標系を示す。この図３（Ｂ）では、送受信機１はＸーＹ座標系の原点に配置され、送受信機２はＸ軸よりθ°傾斜した線分Ｓ上の座標位置（ｘ２，ｙ２）に配置されているものとする。Ｌ０は送受信機１，２相互間の距離を示す。
送受信機１は、線分Ｓからα１，α２，α３…の順で図３（Ｂ）の左回りで探索信号を送信する場合を示す。又、送受信機２は、線分Ｓからβ１，β２，β３…の順で図３（Ｂ）の右回りで探索信号を送信する場合を示す。
そして、この図３（Ｂ）の場合、送受信機１は方位角α２の位置で目標物Ｍからの反射波が得られ、又送受信機２は方位角β２の位置で目標物Ｍからの反射波が得られる。一方、この図３（Ｂ）の場合、測定環境が劣悪で反射波のＳ／Ｎ比が悪く各反射波が図１５（ｂ）に示す如き波形列の場合には、鮮明な反射波のピークが得られない。
かかる場合には、前述した図３（Ａ）の場合のタイムリバーサル手法により、送受信機１，２が、各々反射波の反転波を生成して再送信し、その反射波を得ることにより、距離が不明ではあるが図１５（ｄ）に示すような反射反転信号が得られ、これにより、目標物Ｍからの反射波であるピーク値を得ることができる。
このタイムリバーサル手法の適用は、送受信機１の方位角α１，α２，α３および送受信機２の方位角β１，β２，β３で送信して得られる反射波の全てについて適用してもよい。
このタイムリバーサル手法の適用は、送受信機１の方位角α１，α２，α３および送受信機２の方位角β１，β２，β３で送信して得られる反射波の全てについて適用してもよい。
そして、このようにして得られた目標物Ｍの存在する方位（送受信機１の方位角α２，送受信機２の方位角β２）における各送受信機１，２で最初に得られた反射信号の波形列情報を、前述した主制御装置１０の位置算出手段１２で重ね合わせ処理することにより、両者の波形列情報の交叉領域における微小ピーク値が重合されて倍増された強度のピーク値が得られる。このため、周囲の雑音との識別性がよくなり、これを画像表示すると、その時の目標物Ｍの存在位置が明確に外部表示されることとなる。
尚、この場合、本第１実施形態では、タイムリバーサル手法で、再送信信号を生成しこれを再送信して目標物Ｍから明確な反射情報を得る場合を例示したが、このタイムリバーサル手法を使用することなく、最初の送信信号で得られる反射信号にかかる反射情報の全てを、各送受信機１，２の位置情報を基準として重合処理し、その全体を同一座標上で重合処理し、これによって得られる反射強度の高い座標上のピーク位置を目標物Ｍの存在位置である旨特定してもよい。
このようにしても、目標物Ｍの存在する位置では各送受信機１，２で得られた反射波の信号が確実に交叉して重合されることから、その強度が高くなり、周囲雑音のレベル（環境の劣悪の度合い）によっては精度の変動があるものの、周囲の雑音より大きいピーク値を得ることができ、距離が不明の目標物Ｍに対してその二次元平面上の位置を有効に捉えることができる。
〔二個の送受信機による方位情報の抽出〕
図１，図４に基づいてこれを説明する。
まず、図４において、本第１実施形態における目標物探知システムＴＳは、目標物Ｍの探索方向の方位設定が可能で異なる設置位置にそれぞれ配置された目標物探索用の少なくとも二個の送受信機１，２と、この各送受信機１，２により探索された目標物Ｍの方位にかかる反射情報に基づいて当該目標物Ｍの位置を特定する前記位置算出手段１２を備えた主制御装置１０とを備えている。
図１，図４に基づいてこれを説明する。
まず、図４において、本第１実施形態における目標物探知システムＴＳは、目標物Ｍの探索方向の方位設定が可能で異なる設置位置にそれぞれ配置された目標物探索用の少なくとも二個の送受信機１，２と、この各送受信機１，２により探索された目標物Ｍの方位にかかる反射情報に基づいて当該目標物Ｍの位置を特定する前記位置算出手段１２を備えた主制御装置１０とを備えている。
そして、前記位置算出手段１２は、前記二個の送受信機１，２によって得られた目標物Ｍの方位にかかる情報を、前記各送受信機１，２の位置情報を基準として重ね合わせ処理すること（方位情報重合処理機能の実行）により前記目標物Ｍの位置を特定する機能（目標物位置推定機能）を備えている。
図４は、この場合の基本的内容を示す説明図である。
この図４においては、二個の各送受信機１，２の位置座標として、ここではＸーＹ座標系を用いた。
説明の便宜上、送受信機１の座標位置（Ｘ１,Ｙ１）を原点Ｏ（０，０）に設定し、送受信機２の座標位置（Ｘ２,Ｙ２）をＸ軸上の座標位置（Ｌ，０）に設定し、この送受信機１と送受信機２との間の距離をＬとした。又、目標物Ｍの探索領域については、多くは予め想定されるので、この例でもＸーＹ座標系の第１象限を探索領域と想定した。
この図４においては、二個の各送受信機１，２の位置座標として、ここではＸーＹ座標系を用いた。
説明の便宜上、送受信機１の座標位置（Ｘ１,Ｙ１）を原点Ｏ（０，０）に設定し、送受信機２の座標位置（Ｘ２,Ｙ２）をＸ軸上の座標位置（Ｌ，０）に設定し、この送受信機１と送受信機２との間の距離をＬとした。又、目標物Ｍの探索領域については、多くは予め想定されるので、この例でもＸーＹ座標系の第１象限を探索領域と想定した。
目標物Ｍの探索方法としては、例えば送受信機１の場合、信号送受信時の俯角（ＸーＹ平面に対するＺ軸方向（紙面に直交する方向）への迎角：図示せず）を所定値に設定した後、方位角（水平角のこと）αの設定および変化については、原点Ｏを中心にしてＸ軸側からＹ軸に向けて左回りにＸーＹ平面上を（予め区分した複数の方位毎に）順次切り換え設定し、この間、送受信機１の送受信手段１ａ（図１参照）が探索信号を送受信する。
この図４の例では、ソナーを想定しており、この意味では俯角の設定範囲は、超音波の指向性を考慮すると必ずしも厳格性を要しない（例えば上中下の三方向程度／本実施形態では何れにも対応可能）。
この図４の例では、ソナーを想定しており、この意味では俯角の設定範囲は、超音波の指向性を考慮すると必ずしも厳格性を要しない（例えば上中下の三方向程度／本実施形態では何れにも対応可能）。
そして、この場合の探索信号の送受信に際しては、図１５に示すタイムリバーサルの手法を採用し、最初の送受信信号（図１５（ａ）参照）を第１象限の全方位について区分毎に送受信し、その結果得られる受信データ（図１５（ｂ）参照）は、送受信手段１ａが記憶し且つ信号積算手段１ｃを介して主制御装備１０の位置算出手段１２に送るように機能する（図１参照）。この場合、図１５（ｂ）で明らかのように、目標物Ｍからの反射波らしい信号のピークは見られるがＳ／Ｎ比が小さいことから雑音との明快な識別が不可能であり、目標物Ｍからの反射波としての確証は低い。
次に、送受信機１の送受信手段１ａは、受信し記憶した前記最初の受信データ（反射波らしいピーク信号を含む受信信号）を反転信号生成用として信号反転手段１ｂに格納すると共に、前述したタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３からの指令に基づいて又は最初の送受信信号の受信動作に連続して、前記信号反転手段１ｂに対して再送信用の反転送信信号の生成を指令し、これにより生成された反転送信信号（図１５（ｃ）参照）を、前記目標物Ｍの探索領域に向けて再送信する。
図１５（ｄ）に、この再送された反転送信信号が目標物探索領域から反射してきた場合の反射反転信号を示す。この図１５（ｄ）に示す反射反転信号では、図１５（ｂ）では見られなかった比較的鮮明なピーク信号が捕捉されている。この捕捉されたピーク信号が同一方位角（水平角のこと）α（図４参照）に対する方位確認データとなる。
そして、この捕捉された図１５（ｃ）の反射反転信号は、対応する前記最初の目標物探索領域からの受信データに合わせて同一方位角（水平角のこと）αの方位確認データとして信号積算手段１ｃに記憶され、送受信機１の座標情報（０，０）と共に、前記位置算出手段１２に送られる。
そして、この捕捉された図１５（ｃ）の反射反転信号は、対応する前記最初の目標物探索領域からの受信データに合わせて同一方位角（水平角のこと）αの方位確認データとして信号積算手段１ｃに記憶され、送受信機１の座標情報（０，０）と共に、前記位置算出手段１２に送られる。
次に、図４におけるＸ軸上の座標位置（Ｌ，０）に設置された送受信機２に場合も、上述した送受信機１の場合と同様に目標物Ｍの探索を実行する。
この場合も、前述した送受信機１の場合と同様に、信号送受信時の俯角〔ＸーＹ平面に対するＺ軸方向（紙面に直交する方向）への迎角：図示せず〕を所定値に設定した後、方位角（水平角のこと）βの設定および当該設定角度の変化については、座標位置（Ｌ，０）を中心とし、その回動軸線をＸ軸側から右回りにＸーＹ平面上を（予め区分した複数の方位毎に）回動させて順次切り換え設定し、この間、送受信手段２ａが探索信号を送受信する。
この場合も、前述した送受信機１の場合と同様に、信号送受信時の俯角〔ＸーＹ平面に対するＺ軸方向（紙面に直交する方向）への迎角：図示せず〕を所定値に設定した後、方位角（水平角のこと）βの設定および当該設定角度の変化については、座標位置（Ｌ，０）を中心とし、その回動軸線をＸ軸側から右回りにＸーＹ平面上を（予め区分した複数の方位毎に）回動させて順次切り換え設定し、この間、送受信手段２ａが探索信号を送受信する。
そして、この場合の探索信号の送受信に際しては、図１５に示すタイムリバーサルの手法を採用し、最初の送受信信号（図１５（ａ）参照）をＸーＹ平面上の第１象限の全方位について区分毎に送受信し、その結果得られる受信データ（例えば図１５（ｂ）参照）を送受信手段２ａが記憶し且つ信号積算手段２ｃを介して主制御装備１０の位置算出手段１２に送るように機能する。この場合、上記送受信機１の場合と同様に（図１５（ｂ）で明らかのように）目標物Ｍからの反射波らしい信号のピークは見られるが目標物Ｍからの反射波としての確証はない。
次に、送受信機２の送受信手段２ａは、受信し記憶した前記最初の受信データ（反射波らしいピーク信号を含む受信信号）を反転信号生成用として信号反転手段２ｂに格納すると共に、前述したタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３からの指令に基づいて又は最初の送受信信号の受信動作に連続して、前記信号反転手段２ｂに対して再送信用の反転送信信号の生成を指令し、これにより生成された反転送信信号（例えば図１５（ｃ）参照）を前記目標物Ｍの探索領域に向けて再送信する。
この再送された反転送信信号が目標物探索領域から反射してきた場合の反射反転信号は、図１５（ｄ）のものとほぼ同等の反射信号が得られる。この図１５（ｄ）に示す反射反転信号の場合は、図１５（ｃ）では見られなかった比較的鮮明なピーク信号が捕捉されている。この捕捉されたピーク信号が同一方位角（水平角のこと）βの方位確認データとなる。
そして、この捕捉された図１５（ｄ）の反射反転信号は、対応する前記最初の目標物探索領域からの受信データに合わせて同一方位角（水平角のこと）βの方位確認データとして信号積算手段２ｃに記憶され、前記位置算出手段１２に送られる。
そして、この捕捉された図１５（ｄ）の反射反転信号は、対応する前記最初の目標物探索領域からの受信データに合わせて同一方位角（水平角のこと）βの方位確認データとして信号積算手段２ｃに記憶され、前記位置算出手段１２に送られる。
即ち、この送受信機１，２は、目標物探索領域（第１象限の領域）からの反射信号を対象として、タイムリバーサル手法で当該送受信機１，２がそれぞれ各別に反射信号の反転信号を他の目標物探索信号として当該目標物探索領域に向けてそれぞれの方向から先の反射信号の場合と同一の方位角で送信する反転信号送受信機能と、この送信反転信号に対する目標物Ｍから反射信号が得られた場合の方位を目標物Ｍが存在する方位である旨確認する方位確認情報抽出機能とを備えている。そして、上記図４には、この二つの機能の具体的な実施形態の一例を示したものである。
〔目標物Ｍの位置の推定／送受信機二個の場合〕
次に、主制御装置１０の位置算出手段１２では、上記図４に示す設定条件を前提として送受信機１，２から送られてきた方位情報を、当該送受信機１，２の位置情報（座標情報）に基づいて、前述したように重ね合わせ処理を行う（方位情報重合処理機能の実行）。
そして、これにより特定される各方位の交叉領域の内の反射強度の高い点を前記目標物Ｍの位置を推定し、この推定された目標物Ｍの座標位置については、これを、前述した送受信機１，２の座標位置情報（０，０）（Ｌ，０）および方位角α，βに基づいて所定の演算（三角法の正弦定理等）を行って算出し、当該交叉領域内での前記目標物Ｍの位置を算定する（目標物位置推定機能の実行）。
次に、主制御装置１０の位置算出手段１２では、上記図４に示す設定条件を前提として送受信機１，２から送られてきた方位情報を、当該送受信機１，２の位置情報（座標情報）に基づいて、前述したように重ね合わせ処理を行う（方位情報重合処理機能の実行）。
そして、これにより特定される各方位の交叉領域の内の反射強度の高い点を前記目標物Ｍの位置を推定し、この推定された目標物Ｍの座標位置については、これを、前述した送受信機１，２の座標位置情報（０，０）（Ｌ，０）および方位角α，βに基づいて所定の演算（三角法の正弦定理等）を行って算出し、当該交叉領域内での前記目標物Ｍの位置を算定する（目標物位置推定機能の実行）。
この場合、図４のＸーＹ座標上における目標物Ｍの位置（ｘ，ｙ）を示す式として、下式を得た。
ｘ＝〔（ sinβ・ cosα）／（ sinα・ cosβ＋ sinβ・ cosα）〕・Ｌ
ｙ＝〔（ sinα・ sinβ）／（ sinα・ sinβ− cosα・ cosβ）〕・Ｌ
ｘ＝〔（ sinβ・ cosα）／（ sinα・ cosβ＋ sinβ・ cosα）〕・Ｌ
ｙ＝〔（ sinα・ sinβ）／（ sinα・ sinβ− cosα・ cosβ）〕・Ｌ
そして、上記送受信機１，２により得られた目標物Ｍの位置（ｘ，ｙ）については、送受信機１，２の配置位置を他の座標位置に配置しても、上記式と実質的に同等の目標物Ｍの位置（ｘ，ｙ）を算定することができる。
〔目標物Ｍの位置の推定／送受信機三個の場合〕
次に、上記図４の例示において、送受信機を三個配置して目標物Ｍの位置を推定する場合の例を、図５に基づいて説明する。
次に、上記図４の例示において、送受信機を三個配置して目標物Ｍの位置を推定する場合の例を、図５に基づいて説明する。
具体的には、図５に示すように、図４に開示したＸーＹ平面上で座標軸の第１象限における４５°の方向の座標位置（ｘ３，ｙ３）に第３の送受信機３を配置した。この第３の送受信機３は、本第１実施形態では前述した送受信機１，２と同一の機能を備えた送受信機が使用されている。又、各送受信機１乃至３は、目標物Ｍの方位抽出に際しては、上述した図４の場合と同一のタイムリバーサル手法が用いられるようになっている。このため、目標物Ｍの方位は、各送受信機１乃至３とも高精度に特定し得るようになっている。
その他の構成は上述した図４の例示内容と同一となっている。
その他の構成は上述した図４の例示内容と同一となっている。
この三個の送受信機１，２，３を配置した場合は、（前述した主制御装置１０の位置算出手段１２における）目標物Ｍからの反射信号にかかる波形情報を重合処理すると、各送受信機１乃至３の反射受信信号が目標物Ｍに対応する座標上の位置で三つがずれることなく重合することから、各送受信機１乃至３で受信したＳ／Ｎ比の小さい信号であっても周囲の雑音信号に比較してそのピーク値を容易に認識することが可能となり、実用性が高いという利点が有る。
又、各送受信機１乃至３の反射受信信号が目標物Ｍに対応する座標上の位置で三つのピーク値がそれぞれずれた場合は、上記重合処理によって、各送受信機１乃至３の内の少なくとも二個の送受信機で捕捉した信号の反射伝搬経路が正常でないことが明白となり、係る点において、各送受信機１乃至３の配置位置の変更或いは各送受信機１乃至３として別に装備した送受信機と入れ替えて利用する等、直ちに次への正常状態の設定が可能となり、有用性は高いものがある。
次に、図６に、同一海域にソナーを三個配置して目標物Ｍを探索する場合の他の例を示す。
この図６の場合は、送受信機であるソナー１Ｓ，２ＳをＸーＹ座標系の原点を通る傾斜角αの線分Ｓ上に装備した場合であり、しかもこの各ソナー１Ｓ，２Ｓの相互間を結ぶ直線上に目標物Ｍが入り込んだ場合を示す。
この図６の場合は、送受信機であるソナー１Ｓ，２ＳをＸーＹ座標系の原点を通る傾斜角αの線分Ｓ上に装備した場合であり、しかもこの各ソナー１Ｓ，２Ｓの相互間を結ぶ直線上に目標物Ｍが入り込んだ場合を示す。
各ソナー１Ｓ，２Ｓとも、目標物Ｍが存在する方位は抽出し得るが、受信信号の重ね合わせ処理しても劣悪環境下では前述したように距離が不明であることから、目標物Ｍの存在位置を推定することはできない。
かかる場合、図６に示すように第３の送受信機であるソナー３Ｓから発信される探索信号が前述した線分Ｓに交叉する方向に設置されると、前述したタイムリバーサル手法でソナー３Ｓが目標物Ｍの方位を鮮明に抽出することができることから、このソナー３Ｓで受信した目標物Ｍからの反射受信信号の方位を、前述したソナー１Ｓ，２Ｓの方位を示す線分Ｓ上に対応する反射受信信号の波形情報と共に重合処理することにより、目標物Ｍの存在位置を明確に捕捉することできる。
〔三次元空間に位置する目標物Ｍの場合／送受信機二個で対応〕
次に、三次元空間の劣悪環境下に位置する目標物Ｍの空間位置を、送受信機２個を使用して推定する場合について説明する。図７に、この場合の例を示す。
次に、三次元空間の劣悪環境下に位置する目標物Ｍの空間位置を、送受信機２個を使用して推定する場合について説明する。図７に、この場合の例を示す。
この図７に示す例は、ＸーＹーＺ座標系にあって、Ｘ軸上に図４の場合と同様に送受信機１，２を相互間の距離Ｌを隔てて配置し、目標物Ｍが図４におけるＸーＹ平面の上方に位置する場合を示す。目標物Ｍの座標位置を（ｘ，ｙ，ｚ）とする。又、目標物Ｍを探索する場合の送受信機１の俯角（迎角）をα２とし、水平方向の向きを切り換える場合の方位をα１とする。目標物Ｍを探索する場合の他の送受信機２の俯角（迎角）をβ２とし、水平方向の向きを切り換える場合の方位をβ１とする。
この図７の場合、まず、送受信機１，２の俯角（迎角）α２，β２を適当な値に設定し、次に、送受信機１，２の方位（迎角）α１，β１をＸ軸から離れる方向に区画した方位角度毎に（例えば５°毎）、同時に又は各別に順次回動させ、その都度、斜め上方に向けて探索信号を送受信して目標物Ｍを探索するように構成されている。
それぞれ方位（迎角）α１，β１が９０°となった場合には、次に俯角（迎角）α２，β２を別の角度に設定した後、送受信機１，２とも先の方向とは逆方向にそれぞれ区画した方位角度毎に方位（迎角）α１，β１を順次回動させ、その都度、斜め上方に向けて探索信号を送受信して目標物Ｍを探索するように構成されている。
そして、各送受信機１，２で受信された反射信号は受信信号として各送受信機１，２で記憶され、同時にタイムリバーサル手法で受信信号の反転信号が生成されて図４の場合と同様に目標物Ｍの探索領域に向けて再送信され目標物Ｍの存在有無が確認される。
以下、係る動作が繰り返し実行される。そして、目標物Ｍの存在が確認された場合には、その時の俯角（迎角）α２，β２および方位角α１，β１が送受信機１，２毎に確認され、当該俯角（迎角）α２，β２および方位角α１，β１設定時に取得された反射受信信号の波形情報が上記角度情報と共に各送受信機１，２毎に、前記主制御装置１０の位置算出手段１２に送られる。
この位置算出手段１２では、前述した図４の場合と同様に、送られてきた目標物Ｍの角度情報およびその時の受信信号の波形情報を、俯角（迎角）α２，β２毎に、方位角α１，β１の変化した全領域について重合処理し、これによって目標物Ｍの存在位置、即ち、三次元座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）が前述した図４の場合と同様に特定される。
この場合、送られて来た受信信号の各波形情報は、本第１実施形態では、例えば、その雑音を含む反射強度が方位角α１，β１に合わせてＸーＹ座標上の平面に、又俯角（迎角）α２，β２に合わせてＹーＺ座標上の平面にそれぞれ投影処理され、その後に重合処理して目標物Ｍの現存位置、即ち、三次元座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）が特定するようにしてもよい。
〔三次元空間に位置する目標物Ｍの場合／送受信機三個で対応〕
次に、上記図７の例示において、送受信機を三個配置して目標物Ｍの位置を推定する場合の例を、図８に基づいて説明する。
次に、上記図７の例示において、送受信機を三個配置して目標物Ｍの位置を推定する場合の例を、図８に基づいて説明する。
具体的には、図８に示すように、図７に開示したＸーＹ平面上で座標軸の第１象限におけるＹ軸に近い位置に座標位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）に第３の送受信機３を配置した。
ここで、この図８の例示では、送受信機１，２，３の何れの送受信機も、ＸーＹ平面上（ｚ＝０）に配置した場合を示す。
ここで、この図８の例示では、送受信機１，２，３の何れの送受信機も、ＸーＹ平面上（ｚ＝０）に配置した場合を示す。
又、この第３の送受信機３は、本第１実施形態では前述した送受信機１，２と同一の機能を備えた送受信機が使用されている。各送受信機１乃至３は、目標物Ｍの方位抽出に際しては、上述した図７の場合と同一のタイムリバーサル手法が用いられるようになっている。このため、目標物Ｍの方位は、各送受信機１乃至３とも高精度に特定し得るようになっている。
その他の構成は上述した図７の例示内容と同一となっている。
その他の構成は上述した図７の例示内容と同一となっている。
この三個の送受信機１，２，３を配置した場合、目標物Ｍからの反射受信信号にかかる波形情報が前述した主制御装置１０の位置算出手段１２にて重合処理されると、各送受信機１乃至３の反射受信信号が目標物Ｍに対応する座標上の位置で三つがずれることなく重合することから、各送受信機１乃至３で受信したＳ／Ｎ比の小さい信号であっても周囲の雑音信号に比較してそのピーク値を容易に認識することが可能となり、実用性が高いという利点が有る。
又、各送受信機１乃至３の反射受信信号が目標物Ｍに対応する三次元座標上の位置で三つのピーク値がそれぞれずれた場合は、上記重合処理によって、各送受信機１乃至３の内の少なくとも二個の送受信機で捕捉した信号の反射伝搬経路が正常でないことが明白となり、かかる点において、各送受信機１乃至３の配置位置の変更或いは各送受信機１乃至３として別に装備した他の送受信機と入れ替えて利用スル等、直ちに次への正常状態の設定が可能となり、有用性は高い。
ここで、図８の例では、三個の送受信機１，２，３を説明の便宜上、ＸーＹ平面上に設置した場合を例示したが、他の三次元空間にそれぞれ配置するように構成してもよい。
〔主制御装置の構成／機能〕
主制御装置１０は、前述したように、送受信機配置装置１１，位置算出手段１２，およびタイミング制御手段（出力波形制御手段）１３を備えている。
この内、位置算出手段１２は、送受信機１の信号積算手段１ｃから波形強度を受けとって座標毎に他の送受信機２，３，…，Ｎからの波形強度とを同一座標上にて足し合わせる（重ね合わせる）と共に、波形強度が予め与えた閾値より大きくなる座標に目標物Ｍの存在する可能性が高いとして、その座標情報を候補座標としタイミング制御手段（出力波形制御手段）１３及び外部の表示装置３０や記憶装置４０に伝送するように構成されている。
主制御装置１０は、前述したように、送受信機配置装置１１，位置算出手段１２，およびタイミング制御手段（出力波形制御手段）１３を備えている。
この内、位置算出手段１２は、送受信機１の信号積算手段１ｃから波形強度を受けとって座標毎に他の送受信機２，３，…，Ｎからの波形強度とを同一座標上にて足し合わせる（重ね合わせる）と共に、波形強度が予め与えた閾値より大きくなる座標に目標物Ｍの存在する可能性が高いとして、その座標情報を候補座標としタイミング制御手段（出力波形制御手段）１３及び外部の表示装置３０や記憶装置４０に伝送するように構成されている。
又、前述したタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３は、送受信機配置手段１１から得られた送受信機１の位置と、位置算出手段１２から得られた候補座標と、予め与えられた探索範囲或いは逐次外部から指定される探索範囲とにかかる各情報から、送受信機１の送信波形情報の最適な送信タイミングを送信タイミングとして算出する機能を備えている。
更に、このタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３は、送受信機配置手段１１から得られた送受信機１の位置と、位置算出手段１２から得られた候補座標と、予め与えられた探索範囲あるいは逐次外部の指令装置２０から指定される探索範囲、及び、前回の送信時刻とにかかる各情報から、波形を反転する最適なタイミングを反転タイミングとして算出する機能を備えている。そして、このタイミング制御手段１３は、上記送信タイミングと反転タイミングとを、送受信機１の送受信手段１ａに通知する機能を備えている。
ここで、前述した他の送受信機２〜Ｎも、図１に示すように、それぞれ送受信機１と同様に、送受信手段２ａ，３ａ，…，Ｎａと、信号反転手段２ｂ，３ｂ，…，Ｎｂと、信号積算手段２ｃ，３ｃ，…，Ｎｃと、位置姿勢制御手段２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄと、を含んで構成されている。これら他の送受信機２〜Ｎは、それぞれ前述した主制御装置１０の信号送受信機配置手段１１と、位置算出手段１２と、タイミング制御手段１３とに対して、それぞれ前述した送受信機１と同様に信号の送受信を行うことができるように構成されている。
主制御装置１０の前述した送受信機配置手段１１は、これら他の送受信機２〜Ｎに対しても、同様に、各送受信機２〜Ｎの位置情報や姿勢情報を各送受信機２〜Ｎの位置姿勢制御手段２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄから取得し、また各送受信機２〜Ｎについて予め指定された位置情報や姿勢情報、或いは外部の指令装置２０から指定された各送受信機２〜Ｎの位置や姿勢にかかる情報を、それぞれに対応する位置姿勢制御手段２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄに対して通知する機能を備えている。
又、上述した各送受信機２〜Ｎの他の位置姿勢制御手段２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄは、位置姿勢制御手段１ｄと同様に、それぞれに対応する各送受信機２〜Ｎの各姿勢情報を取得し、送受信機２〜Ｎの位置と姿勢の各情報を記憶し、これを送受信機配置手段１１に伝送し、送受信機配置手段１１が指定した位置に、当該位置姿勢制御手段２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄが備えている本体移動用動力機２ｄ０２，３ｄ０２，…，Ｎｄ０２を稼働させて各送受信機２〜Ｎを個別に移動制御する機能を備えている。
主制御装置１０の前述した位置算出手段１２は、各送受信機２〜Ｎの信号積算手段２ｃ，３ｃ，…，Ｎｃから波形強度情報を受け取り、前述したように、座標毎に波形強度を足し合わせる（重ね合わせる）と共に、波形強度が予め与えた閾値より大きくなる座標に目標物Ｍの存在する可能性が高いとして、その座標を候補座標とし、タイミング制御手段１３及び外部の表示装置３０や記憶装置４０に対して伝送するように構成されている。
主制御装置１０の前述したタイミング制御手段（信号出力制御手段）１３は、送受信機配置手段１１から得られる送受信機１の位置情報と位置算出手段１２から得られる候補座標情報と予め与えられた探索範囲あるいは逐次外部から指定される探索範囲にかかる情報とから、各送受信機２〜Ｎからの送信波形情報の最適な送信のタイミングを算出する機能を備えている。
同様に、このタイミング制御手段１３は、送受信機配置手段１１から得られた各送受信機２〜Ｎの位置情報と、位置算出手段１２から得られた候補座標情報と、予め与えられた探索範囲あるいは逐次外部の指令装置２０から指定される探索範囲にかかる情報、および前回の送信時刻情報とから、波形を反転する最適なタイミングを反転タイミングとして算出する機能を備えている。
そして、タイミング制御手段１３は、送信タイミングと反転タイミングとを、各送受信機２〜Ｎの送受信手段２ａ，３ａ，…，Ｎａに通知するように構成されている。
そして、タイミング制御手段１３は、送信タイミングと反転タイミングとを、各送受信機２〜Ｎの送受信手段２ａ，３ａ，…，Ｎａに通知するように構成されている。
前述した位置算出手段１２，信号反転手段１ｂ，および信号積算手段１ｃは、ディジタル信号処理を行うことができる多種多様な装置で構成されている。これらの各手段１２，１ｂ，１ｃについては、例えば、ＤＳＰや大容量補助記憶装置や大容量メモリなどで構成されるボードコンピュータであってもよいし、一般的なパーソナルコンピュータやワークステーションであってもよい。
送受信機配置手段１１及びタイミング制御手段１３は、上記のようなコンピュータをベースとして構成してもよい。ここで、この送受信機配置手段１１は、各送受信機１，２，３，…，Ｎに移動を指示するための有線や無線の通信機（通信手段）を備えている。又、タイミング制御手段１３も、各送受信機１〜Ｎに送信や信号反転のタイミングを指示するための有線や無線の通信機（通信手段）を備えている。
又、外部の指令装置２０、表示装置３０、及び記憶装置４０は、各々異なったコンピュータを動作制御手段として備えた構成としても、或いはこれら各装置２０，３０及び４０の全体を一体化しこれを単一のコンピュータで動作制御するように構成してもよい。又、これら外部の指令装置２０，表示装置３０及び記憶装置４０と、これに対応した目標物探知システムＳは、相互に、有線や無線の通信手段を介してデータを交換することができるように構成されている。
ここで、上記各手段や装置における通信手段としては、電波を使うものであってもよいし、音波や光、或いは赤外線等を用いるものであってもよい。
〔全体的動作〕
次に、本第１実施形態の全体的な動作を説明する。
最初に、基本的な動作を図９のフローチャートに基づいて説明し、その後に具体的な動作内容を詳細に説明する。
まず最初に、主制御装置１０の送受信機配置手段１１は、目標物探索用として配設された複数の送受信機１乃至Ｎの内から少なくとも二つの送受信機１，２を特定し、各送受信機１，２に対してその位置及び姿勢を目標物探索方向に向けて設定するように指令する（図９：ステップＳ１０１）。
次に、本第１実施形態の全体的な動作を説明する。
最初に、基本的な動作を図９のフローチャートに基づいて説明し、その後に具体的な動作内容を詳細に説明する。
まず最初に、主制御装置１０の送受信機配置手段１１は、目標物探索用として配設された複数の送受信機１乃至Ｎの内から少なくとも二つの送受信機１，２を特定し、各送受信機１，２に対してその位置及び姿勢を目標物探索方向に向けて設定するように指令する（図９：ステップＳ１０１）。
次に、この送受信機配置手段１１からの指令に従って、前記各送受信機１，２は予め装備した本体移動用の動力部１ｄ０２を稼働させて各送受信機１，２の位置および姿勢を前記指令内容に沿って設定した後、その設定した位置および姿勢にかかる情報（送受信機情報）を主制御装置１０へ伝送する（図９：ステップＳ１０２）。
この各送受信機１，２から上記送受信機情報が伝送された場合、これを主制御装置１０は、位置算出手段１２が送受信機情報として収集すると共に予め装備された記憶装置４０に目標物算出用として記憶する（図９：ステップＳ１０３）。
この位置算出手段１２による送受信機情報の収集後に、前記各送受信機１，２に対して、異なった波形情報又は同一の波形情報の何れか一方の情報に基づいた送信信号の生成を前記主制御装置１０のタイミング制御手段（出力波形制御手段）１３が指令、同時にこの生成される信号の送信タイミングを設定する（図９：ステップＳ１０４）。
次に、タイミング制御手段（出力波形制御手段）１３の指令に基づいて特定された各送受信機１，２内で、送信信号を生成する（図９：ステップＳ１０５）。
続いて、生成された送信信号を、送受信機１，２から目標物Ｍに向けて送受信して得えられる反射信号を記憶する。同時に、これを信号反転手段１ｂ，２ｂも記憶し、その後、送受信手段１ａ，２ａの要請があった場合には、それぞれの反転信号を生成し、これを再送信信号として送受信手段１ａ，２ａへ伝送する（図９：ステップＳ１０６／送信信号の特定）。
続いて、生成された送信信号を、送受信機１，２から目標物Ｍに向けて送受信して得えられる反射信号を記憶する。同時に、これを信号反転手段１ｂ，２ｂも記憶し、その後、送受信手段１ａ，２ａの要請があった場合には、それぞれの反転信号を生成し、これを再送信信号として送受信手段１ａ，２ａへ伝送する（図９：ステップＳ１０６／送信信号の特定）。
送受信手段１ａ，２ａは、この反転信号から成る再送信信号を目標物Ｍに向けて各別に送受信し、得られる反射反転信号を、方位確認用の信号としてそれぞれ対応する各送受信機１，２で記憶する（図９：ステップＳ１０７）。
この記憶された各送受信機１，２毎の反射反転信号を、信号積算手段１ｃ，２ｃが時間範囲及び方位範囲で区切ってそれぞれ積算し、この積算された反射反転信号を位置算出手段１２が取り込むと共に同一座標上での重ね合わせ処理を行う（図９：ステップＳ１０８）。この重ね合わせ処理によって得られる座標上で反射レベルの高い座標位置を、前記位置算出手段１２が目標物Ｍの位置と推定し算出する（図９：ステップＳ１０９）。
〔送受信機１，２の動作内容〕
続いて、上記動作内容の内、特に送受信機１，２の動作内容を、図１０に基づいて更に詳細に説明する。
続いて、上記動作内容の内、特に送受信機１，２の動作内容を、図１０に基づいて更に詳細に説明する。
図１０において、記号Ａの点線枠は送受信機１の送受信手段１ａの動作を示し、記号Ｂの点線枠は信号積算手段１ｃの動作を示す。
送受信手段１ａは、電波，音波，又は光波などについて、その送信する波の波長や振幅，位相，変調方法といった波の時系列変動である波形情報を、予め記憶しておく（図１０：ステップＳ２０１）。
次に、送受信手段１ａは、タイミング制御手段（出力波形制御手段）１３から送受信機１が送信波形情報にかかる送信信号を送信するのに最適な送信タイミングの指令を待つ（図１０：ステップＳ２０２）。
送受信機１の送受信手段１ａは、タイミング制御手段（出力波形制御手段）１３から指定された送信タイミングを入力すると、ステップＳ２０２で予め記憶してある波形情報を読み出し、当該波形情報に従って送受信機１が予め指定している増幅率で増幅して送信信号を生成し、当該送信信号を目標物Ｍに向けて送信する（図１０：ステップＳ２０３、Ｓ２０４）。この送信信号は、例えば図１５（ａ）に示す送信波形と同様である。
この送受信手段１ａは、送信信号の送信後は、当該送受信手段１ａのすぐ近くの空気や水等の媒質、或いは媒質に含まれる浮遊物からの強い反射を避けるため、予め与えられた時間ｔが経過した後（図１０：ステップＳ２０５）、信号反転手段１ｂに受信信号の蓄積を指示すると共に信号受信を開始し、前記送信信号に対する目標物Ｍからの反射波を受信する（図１０：ステップＳ２０６）。
一方、信号反転手段１ｂは、送受信手段１ａから蓄積開始を指示する通知を受け取ると、送受信手段１ａが受信開始してからの波形情報を受信信号として蓄積する（図１０：ステップＳ２０７）。この受信信号は、例えば、図１５（ｂ）に示す受信波形情報と同様のものである。
一方、信号反転手段１ｂは、送受信手段１ａから蓄積開始を指示する通知を受け取ると、送受信手段１ａが受信開始してからの波形情報を受信信号として蓄積する（図１０：ステップＳ２０７）。この受信信号は、例えば、図１５（ｂ）に示す受信波形情報と同様のものである。
続いて、送受信手段１ａは、タイミング制御手段１３から反転タイミング及び時間反転する時間範囲にかかる指令情報の入力を待つ（図１０：ステップＳ２０８）。そして、送受信手段１ａは、反転タイミングにかかる指令情報を受信した場合に、信号反転手段１ｂに対して、それまでに蓄積した受信波形情報について前述したタイミング制御手段１３から指定した時間範囲で、時間反転することを指示する（図１０：ステップＳ２０９）。
この場合、信号反転手段１ｂは、送受信手段１ａから指示されたタイミングで、送受信手段１ａから指示された時間範囲の信号を時間反転し、この反転した信号を再送信用として送受信手段１ａに渡す。送受信手段１ａは、信号反転手段１ｂからこの時間反転した再送信用の信号を受け取る（図１０：ステップＳ２１０）。
送受信手段１ａは、信号反転手段１ｂから反転した送信用の信号を、反転タイミングでかつ予め与えられた増幅率で振幅を増幅し送信用の反転送信信号（再送信信号）を生成する（図１０：ステップＳ２１１）。送受信手段１ａは、タイミング制御手段１３から指定された反転タイミングで反転送信信号（再送信信号）を目標物Ｍに向けて発信する（図１０：ステップＳ２１２）。この反転送信信号（再送信信号）は、例えば図１５（ｃ）に示す反転波形信号と同様である。
送受信手段１ａは、反転送信信号の送信後は、ステップＳ２０５と同様に、送受信手段１ａのすぐ近くの空気や水等の媒質、あるいは媒質に含まれる浮遊物からの強い反射を避けるため、予め与えられた時間ｔが経過した後（図１０：ステップＳ２１３）、信号反転手段１ｂに反転送信信号に対する目標物Ｍからの反射信号を受信し、反転反射信号として信号積算手段１ｃに渡す（図１０：ステップＳ２１４）。この反転反射信号は、例えば図１５（ｄ）に示す受信波形情報と同様である。
信号積算手段１ｃは、送受信手段１ａから反転反射信号を受信し、予め指定された時間範囲及び方位範囲で区切って信号を積算することにより、時間毎及び方位毎の、即ち距離毎及び方位毎の反転反射信号の強度分布を波形強度情報として取得し、所定のタイミングで前述したように位置算出手段１２へ伝送する（図１０：ステップＳ２１５）。
ここで、信号積算手段１ｃについて、信号を積算する時間範囲を大きくとること、すなわち距離分解能の落とすと、方位毎に目標Ｍからの反射についてのＳ／Ｎ比を向上させることができる。また、信号積算手段１ｃについて、時間範囲を小さくとること、即ち、距離分解能を細かくして波形強度を得て、別途、方位毎に距離方向に積算してもよい。
そして、信号積算手段１ｃは、波形強度を主制御装置１０の位置算出手段１２に送信する（図１０：ステップＳ２１６）。
そして、信号積算手段１ｃは、波形強度を主制御装置１０の位置算出手段１２に送信する（図１０：ステップＳ２１６）。
他の送受信機２についても、同様のことが実行される。
〔位置姿勢制御手段１ｄの動作〕
次に、送受信機１の位置姿勢制御手段１ｄの動作を図１１に基づいて説明する。
この位置姿勢制御手段１ｄは、前述した図９に示す基本動作のステップ１０２に相当する。
まず、図１１において、位置姿勢制御手段１ｄは、ＧＰＳや地形図等とのマッチング及びそれまでの運動の記録から送受信機１の位置情報を特定すると共に、姿勢センサやこれまでの運動から送受信機１の姿勢情報を特定する（図１１：ステップＳ２２１）。そして、位置姿勢制御手段１ｄは、送受信機１の位置や姿勢の値を、主制御装置１０の送受信機配置手段１１に渡す（図１１：ステップＳ２２２）。
次に、送受信機１の位置姿勢制御手段１ｄの動作を図１１に基づいて説明する。
この位置姿勢制御手段１ｄは、前述した図９に示す基本動作のステップ１０２に相当する。
まず、図１１において、位置姿勢制御手段１ｄは、ＧＰＳや地形図等とのマッチング及びそれまでの運動の記録から送受信機１の位置情報を特定すると共に、姿勢センサやこれまでの運動から送受信機１の姿勢情報を特定する（図１１：ステップＳ２２１）。そして、位置姿勢制御手段１ｄは、送受信機１の位置や姿勢の値を、主制御装置１０の送受信機配置手段１１に渡す（図１１：ステップＳ２２２）。
更に、位置姿勢制御手段１ｄは、スクリュー、プロペラ、ジェット噴射、あるいはロケット噴射等の動力機を使って、送受信機１を送受信機配置手段１１が指定した位置に来るように移動させ、これにより、送受信機１の位置と姿勢の設定は完了する（図１１：ステップＳ２２３）。他の送受信機２についても、同様のことが実行される。
〔主制御装置の動作〕
次に、主制御装置１０の動作について説明する。
主制御装置１０では、まず、送受信機配置手段１１が、前述した送受信機１，２の各位置姿勢制御手段１ｄ，２ｄから各送受信機１，２の位置や姿勢にかかる情報を取得し、また各送受信機１，２について予め指定された位置や姿勢にかかる設定情報或いは外部の指令装置２０から指定された各送受信機１，２の位置や姿勢にかかる設定情報を、各送受信器１，２の各位置姿勢制御手段１ｄ，２ｄに通知する。他の送受信機３Ｎを特定した場合も同様である。
次に、主制御装置１０の動作について説明する。
主制御装置１０では、まず、送受信機配置手段１１が、前述した送受信機１，２の各位置姿勢制御手段１ｄ，２ｄから各送受信機１，２の位置や姿勢にかかる情報を取得し、また各送受信機１，２について予め指定された位置や姿勢にかかる設定情報或いは外部の指令装置２０から指定された各送受信機１，２の位置や姿勢にかかる設定情報を、各送受信器１，２の各位置姿勢制御手段１ｄ，２ｄに通知する。他の送受信機３Ｎを特定した場合も同様である。
又、主制御装置１０の位置算出手段１２は、送受信機１，２の各信号積算手段１ｃ，２ｃから波形強度に係る情報を受け取り、前述したように同一座標上に波形強度を重ね合わせ処理を実行する。そして、位置算出手段１２は、波形強度が予め与えた閾値より大きくなる座標に目標物Ｍの存在する可能性が高いとして、その座標を候補座標とする。位置算出手段１２は、得られた候補座標の情報をタイミング制御手段１３や、外部の表示装置３０や記憶装置４０に渡す。
例えば、送受信機１，２の各信号積算手段１ｃ，２ｃから受け取った波形強度が距離分解能を持たないならば、図３（Ａ）に示すように、各送受信機１からは目標物Ｍの方位Ｄ１しか分からない。
ここで、図３（Ｂ）に示すように、二個の送受信機１，２の場合は、各々の方位Ｄ１，Ｄ２が交差するところの波形強度が大きくなるので、二個の送受信機１，２は目標物Ｍの位置を検出できるようになる。
また各送受信機１〜Ｎがある程度の距離分解能をもっている場合でも、図３（Ｂ）の場合と同様にして、複数の各送受信機１〜Ｎの波形強度から、目標物Ｍの位置を推定することができる。
また各送受信機１〜Ｎがある程度の距離分解能をもっている場合でも、図３（Ｂ）の場合と同様にして、複数の各送受信機１〜Ｎの波形強度から、目標物Ｍの位置を推定することができる。
一方、前述した主制御装置１０のタイミング制御手段（出力波形制御手段）１３は、送受信機配置手段１１から得られた各送受信機１，２の位置と、位置算出手段１２から得られた候補座標と、予め与えられた探索範囲或いは外部の指令装置２０から逐次指定される探索範囲とから、送受信機１，２毎の送信信号の最適な送信タイミングを算出する。他の送受信機３〜Ｎを特定した場合も同様である。
このタイミング制御手段１３は、算出した送受信機１〜Ｎ毎の送信信号の最適な送信タイミングを各送受信機１〜Ｎの送受信手段１ａ，２ａ，３ａ，…，Ｎａに送信する。
タイミング制御手段１３は、送信信号の最適な送信タイミングについて、例えば、全ての送受信機１〜Ｎに対して同時に送信しても良いし、また、例えば他の送受信機２，…，Ｎから発せられた送信信号による探知可能範囲が、所望の探索範囲を超え、他の送受信機２，…，Ｎから発せられた送信信号が邪魔とならないと分かってから（確認してから）送信してもよい。
タイミング制御手段１３は、送信信号の最適な送信タイミングについて、例えば、全ての送受信機１〜Ｎに対して同時に送信しても良いし、また、例えば他の送受信機２，…，Ｎから発せられた送信信号による探知可能範囲が、所望の探索範囲を超え、他の送受信機２，…，Ｎから発せられた送信信号が邪魔とならないと分かってから（確認してから）送信してもよい。
これは、例えば図１２に示すように、記号Ａで示す領域が所望の探索範囲であり、かつ、記号Ａで示す領域に２個の送受信機１，２が有る設定の場合、送受信機１から発せられた送信波形情報が送信から時間Ｔ後に送受信機２に達するとき、信号の伝搬速度をｃとして、記号Ｂで示す楕円領域を掃引したことになるが、領域Ｂが領域Ａを包含している。
図１２中、ｃ・Ｔ１，ｃ・Ｔ２，ｃ・Ｔ３，ｃ・Ｔ４は、
「ｃ・Ｔ１＋ｃ・Ｔ２＝ｃ・Ｔ３＋ｃ・Ｔ４＝ｃ・Ｔ」の関係になる。
図１２中、ｃ・Ｔ１，ｃ・Ｔ２，ｃ・Ｔ３，ｃ・Ｔ４は、
「ｃ・Ｔ１＋ｃ・Ｔ２＝ｃ・Ｔ３＋ｃ・Ｔ４＝ｃ・Ｔ」の関係になる。
この送信タイミングで、送受信機２から新たに送信信号を発しても、仮に当該送信信号が送受信機１の波形と同じであっても、送受信機１の波形は送受信機２の波形と混同することは無い。即ち、送受信機１から発した波が送受信機２に到達する際に掃引される楕円領域が所望の領域に外接したタイミングで次の送信を行うことができる。
また、他に、例えば所望の領域を所望の時間で掃引完了するように、タイミングを設定してもよい。
これは、例えば図１３で示すように、三個の送受信機１，２，３がある設定で、互いの距離が異なる場合、送受信機１と送受信機２でカバーされる楕円領域Ｂは大きいが、送受信器２と送受信機３でカバーされる楕円領域Ｃは小さい。
これは、例えば図１３で示すように、三個の送受信機１，２，３がある設定で、互いの距離が異なる場合、送受信機１と送受信機２でカバーされる楕円領域Ｂは大きいが、送受信器２と送受信機３でカバーされる楕円領域Ｃは小さい。
この場合、図１３中、ｃ・Ｔ１，ｃ・Ｔ２，ｃ・Ｔ３，ｃ・Ｔ４は、
「ｃ・Ｔ１＋ｃ・Ｔ２＝ｃ・Ｔ３＋ｃ・Ｔ４＝ｃ・Ｔ」の関係になり、また、図１３中のｃ・Ｕ１，ｃ・Ｕ２は、ｃ・Ｕ１＋ｃ・Ｕ２＝ｃ・Ｕの関係になり、そして、ｃ・Ｕとｃ・Ｔは、（ｃ・Ｕ）＜（ｃ・Ｔ）の関係とする。
「ｃ・Ｔ１＋ｃ・Ｔ２＝ｃ・Ｔ３＋ｃ・Ｔ４＝ｃ・Ｔ」の関係になり、また、図１３中のｃ・Ｕ１，ｃ・Ｕ２は、ｃ・Ｕ１＋ｃ・Ｕ２＝ｃ・Ｕの関係になり、そして、ｃ・Ｕとｃ・Ｔは、（ｃ・Ｕ）＜（ｃ・Ｔ）の関係とする。
よって、同時に掃引を完了するには、送受信機３からの送信タイミングを遅くする必要がある。例えば、送受信機１と送受信機２による掃引の楕円領域と送受信機２と送受信機３による掃引の楕円領域を合わせた領域が所望の領域に外接する場合の各々の楕円の大きさを求めておき、楕円がその大きさになる時間を算出することによって、各々の楕円掃引を開始するタイミングを求めることができる。
ここで、本実施形態では、掃引は送信波形情報と反転波形情報の２回の送信があることに注意する必要がある。
ここで、本実施形態では、掃引は送信波形情報と反転波形情報の２回の送信があることに注意する必要がある。
この図１３に開示した目標探知システムは、三個以上のＮ個の送受信機を備えた場合にも適用される。各々の送受信機１，２，３，…，Ｎは前述したタイムリバーサルの手法で目標物Ｍの方位を捉えることができる。したがって、送受信機毎に方位単位で信号を積算するため、距離毎に信号強度を算出する場合よりも、より低Ｓ／Ｎ比の状況に頑強である。各々の送受信機１，２，３，…，Ｎの受信結果を積算することにより、更により低Ｓ／Ｎ比の状況に頑強である。
加えて、各々の送受信機１，２，３，…，Ｎによって得られた目標物Ｍの方位を重ね合わせることにより、目標物Ｍの位置を推定できる。即ち、多重反射が顕著な環境で目標物Ｍからの反射が弱くても、図１５に示すタイムリバーサル手法の実行により方位の確認が可能となり、これに基づいて前述した対応箇所の取得データの重ね合せ処理により目標物Ｍの位置の推定が可能となり、且つ、目標物Ｍからの反射が弱い場合でも目標物Ｍの箇所のみの重ね合せ処理を行うことができるので、最小時間で目標物Ｍを探知することができる。
又、強度を稼ぐために各送受信機１，２，３，…，Ｎの距離分解能を犠牲にしても、３個以上のＮ個の送受信機１，２，３，…，Ｎを用いることで目標物Ｍの位置を推定できる。
又、強度を稼ぐために各送受信機１，２，３，…，Ｎの距離分解能を犠牲にしても、３個以上のＮ個の送受信機１，２，３，…，Ｎを用いることで目標物Ｍの位置を推定できる。
これによって、レーダ，ソナー、又はライダーなどの各送受信機１，２，３，…，Ｎを備えて目標物Ｍを探索する目標探知システムにおいては、障害物等によって多重反射が著しい環境にあって目標物Ｍからの反射波が弱くても、目標物Ｍの位置を推定できる。尚、この場合、取得した反射信号の方位単位での積算の代わりに時間単位で積算してもよいし、方位と時間の双方で積算してもよい。
また、本第１実施形態における目標探知システムＴＳは、探知領域と送受信機の位置関係から、最適な送信タイミングを算出するので、かかる点においても、目標物Ｍからの反射が弱い場合でも最小時間で目標物Ｍを探知できる。
また、本第１実施形態における目標探知システムＴＳは、探知領域と送受信機の位置関係から、最適な送信タイミングを算出するので、かかる点においても、目標物Ｍからの反射が弱い場合でも最小時間で目標物Ｍを探知できる。
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
この第２の実施形態では、送受信機配置手段１１が、全ての送受信機が一直線に並ばないように配置する場合の例を示す。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
この第２の実施形態では、送受信機配置手段１１が、全ての送受信機が一直線に並ばないように配置する場合の例を示す。
これは、例えば海面上に送受信機を３個配置する場合、３個の送受信機が１直線に並ぶと、その直線状に乗った目標物Ｍの距離を推定することができないため、図６に示すように一直線に並ばないように配置する。
ここで、かかる送受信機の配置状態に関しては、どの送受信機１，２，３，…，Ｎも一直線に並ばないように配置するという意味ではない。例えば、図６に示すように、三個の送受信機１，２，３の内、２個の送受信機１，２が一直線に並んでいても、少なくとも一つの送受信機３がこの直線上に無いならばよい。
その他の構成およびその作用効果は、前述した第１の実施形態の場合と同一となっている。
その他の構成およびその作用効果は、前述した第１の実施形態の場合と同一となっている。
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
この第３の実施形態では、特定の回転軸に対する方位しか判別できない送受信機が４つ以上の場合、送受信機配置手段１１（図１参照）が、全ての送受信機１，２，３，…，Ｎが一つの平面に並ばないように配置する。
ここで、特定の回転軸に対する方位しか判別できないとは、例えば水平方向の方位は判別するが、垂直方向の方位を判別できない場合を指す。このような特徴は、ソーナやレーダにおいてしばしば見られる。このような送受信機を複数配置した場合、全ての送受信器について方位を判別できる軸が同一方向にあると、方位を判別できる軸に直交する軸に対する方位が不定あるいは低精度となる。そこで、少なくとも一つの送受信器の方位を判定する軸を他の送受信器の軸から傾けることによって、目標の位置を精度高く推定できるようになる。
例えば水平方向の方位は判別するが、垂直方向の方位を判別できないソーナーの場合、各々のソーナーから目標の水平方向の方位が分かり、ソーナー間で水平方向の方位が交差した箇所に目標があることになる。しかし、垂直方向の方位は不明なままであり、これはソーナーが３つ以上であっても変ることはない。ここで、どれか一つのソーナーを傾けると、水平面からズレた面で方位を知ることができる。
水平方向の方位を判別するソーナーにとって、目標は水平面に直行する扇形内（同一距離内）にあることが想定される。一方、傾けたソーナーにとって、目標は水平面に斜交する扇形内にあることになる。前者の扇形（水平面に直交する扇形）２つ以上による交線と、後者の扇形（水平面に斜交する扇形）との交点に目標がある、ということで目標の位置を特定できる。その他の構成及びその作用効果については、第１実施形態の場合と同一である。
例えば水平方向の方位は判別するが、垂直方向の方位を判別できないソーナーの場合、各々のソーナーから目標の水平方向の方位が分かり、ソーナー間で水平方向の方位が交差した箇所に目標があることになる。しかし、垂直方向の方位は不明なままであり、これはソーナーが３つ以上であっても変ることはない。ここで、どれか一つのソーナーを傾けると、水平面からズレた面で方位を知ることができる。
水平方向の方位を判別するソーナーにとって、目標は水平面に直行する扇形内（同一距離内）にあることが想定される。一方、傾けたソーナーにとって、目標は水平面に斜交する扇形内にあることになる。前者の扇形（水平面に直交する扇形）２つ以上による交線と、後者の扇形（水平面に斜交する扇形）との交点に目標がある、ということで目標の位置を特定できる。その他の構成及びその作用効果については、第１実施形態の場合と同一である。
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態について説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
次に、第４の実施形態について説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
この第４の実施形態では、図１に示す各送受信機１，２，３，…，Ｎの位置姿勢制御手段１ｄ，２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄが、送受信機配置手段１１からの設定指令だけでなく、予め組み込まれた指令に従って、自分で判断して位置を調整する機能を備えているように構成されている点に特徴を有する。
このようにしても、前述した第１実施形態の場合と同一の作用効果を得ることが出来るほか、更に、各送受信機１，２，３，…，Ｎの個別的な独自の目標捕捉動作が許容されることから、目標物Ｍをより迅速に探知することが可能となる。
その他の構成、及びその作用効果については、前述した第１実施形態の場合と同一となっている。
その他の構成、及びその作用効果については、前述した第１実施形態の場合と同一となっている。
〔第５の実施形態〕
次に、第５の実施形態について説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
次に、第５の実施形態について説明する。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
この第５の実施形態では、図１に示す送受信手段１ａが、候補座標と各送受信機１，２，３，…，Ｎの位置関係から各送受信機１，２，３，…，Ｎでの受信強度が最適となるように振幅の増幅率を算出し、その増幅率で送信波形情報及び反転波形情報を送信する。これは波形情報が距離を進むことによって減衰する分を補填して、受信側での信号強度を増強するものである。
どの程度減衰するかは、伝達波を伝える媒質の性質と、各送受信機１〜Ｎ、及び目標物Ｍ、或いは目標物Ｍの候補の座標（候補座標）が判明すると算出することができる。ただし、送信強度については送受信機が扱えるエネルギに上限があり、また、送受信機が壊れないこと、媒質が変質しないこと等、物理的な制限を十分に考慮する必要がある。
媒質の変質としては、例えば、ソナーにおいて音波強度が大きすぎるとキャビテーションが生じること等が挙げられる。
その他の構成及びその作用効果については、前述した第１実施形態の場合と同一となっている。
その他の構成及びその作用効果については、前述した第１実施形態の場合と同一となっている。
ここで、上述した各実施形態については、その新規な技術的内容の要点をまとめると、以下のようになる。尚、本発明は、必ずしもその権利範囲をこれに限定するものではない。
〔付記１〕（二個の送受信機／基本構成）
方位設定が可能で異なる設置位置にそれぞれ配置された目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位にかかる反射情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを設け、
前記位置算出手段が、前記二個の送受信機によって得られた目標物の方位にかかる情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
方位設定が可能で異なる設置位置にそれぞれ配置された目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位にかかる反射情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを設け、
前記位置算出手段が、前記二個の送受信機によって得られた目標物の方位にかかる情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記２〕（第３の送受信機／基本構成）
付記１に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機と同等の機能を備えた前記目標物探索用の第３の送受信機を前記各送受信機とは異なった設置位置に配設すると共に、
前記位置算出手段が、この第３の送受信機を含む少なくとも三個の送受信機によって得られた目標物の方位にかかる情報を、前記重ね合わせ処理の対象としたことを特徴とする目標物探知システム。
付記１に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機と同等の機能を備えた前記目標物探索用の第３の送受信機を前記各送受信機とは異なった設置位置に配設すると共に、
前記位置算出手段が、この第３の送受信機を含む少なくとも三個の送受信機によって得られた目標物の方位にかかる情報を、前記重ね合わせ処理の対象としたことを特徴とする目標物探知システム。
〔付記３〕（第３の送受信機／方位回転軸傾斜）
付記１に記載の目標物探知システムにおいて、
前記第３の送受信機については、その方位回転軸を前記二つの各送受信機の方位回転軸に対して傾けた状態に設定したことを特徴とする目標物探知システム。
付記１に記載の目標物探知システムにおいて、
前記第３の送受信機については、その方位回転軸を前記二つの各送受信機の方位回転軸に対して傾けた状態に設定したことを特徴とする目標物探知システム。
〔付記４〕（位置算出手段の機能）
付記１又は２に記載の目標物探知システムにおいて、
前記位置算出手段が、前記目標物に対する前記送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される反射情報である受信信号の方位にかかる情報を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物位置推定機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記１又は２に記載の目標物探知システムにおいて、
前記位置算出手段が、前記目標物に対する前記送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される反射情報である受信信号の方位にかかる情報を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物位置推定機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記５〕（タイムリバーサル手法で方位確認）
付記１又は２に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機は、目標物探索領域からの反射信号を対象として当該各送受信機それぞれがタイムリバーサル手法で反射信号の反転信号を当該目標物探索領域に向けて送信する反転信号送受信機能と、この送信反転信号に対する目標物から反射信号が得られた場合の方位を目標物が存在する方位である旨特定する方位特定機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記１又は２に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機は、目標物探索領域からの反射信号を対象として当該各送受信機それぞれがタイムリバーサル手法で反射信号の反転信号を当該目標物探索領域に向けて送信する反転信号送受信機能と、この送信反転信号に対する目標物から反射信号が得られた場合の方位を目標物が存在する方位である旨特定する方位特定機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記６〕（各送受信機の構成）
請求項５に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機が、
目標物探索用の所定の信号を生成し送受信するレーダ，ソナー，又はライダーの何れか一つにより成る送受信手段と、この送受信手段が受信する波形情報を蓄積すると共に当該蓄積した波形情報を前記送受信手段から指示されたタイミングで時間反転しタイムリバーサル方式による送信用反転信号として当該送受信手段に伝送する信号反転手段と、前記信号送受信手段が受信する前記目標物探索領域からの反射信号を予め指定された時間範囲及び方位範囲で区分してそれぞれ記憶すると共に当該記憶情報の一部又は全部を前記送受信手段の指令により前記位置算出手段へ伝送する信号積算手段と、これら各手段を保持する送受信機本体とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
請求項５に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機が、
目標物探索用の所定の信号を生成し送受信するレーダ，ソナー，又はライダーの何れか一つにより成る送受信手段と、この送受信手段が受信する波形情報を蓄積すると共に当該蓄積した波形情報を前記送受信手段から指示されたタイミングで時間反転しタイムリバーサル方式による送信用反転信号として当該送受信手段に伝送する信号反転手段と、前記信号送受信手段が受信する前記目標物探索領域からの反射信号を予め指定された時間範囲及び方位範囲で区分してそれぞれ記憶すると共に当該記憶情報の一部又は全部を前記送受信手段の指令により前記位置算出手段へ伝送する信号積算手段と、これら各手段を保持する送受信機本体とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記７〕（主制御装置の構成）
付記６に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置が、
前記複数の各送受信機の内の少なくとも二個の送受信機を外部指令に基づいて特定すると共に当該二個の各送受信機に対してその配置位置および姿勢（向き）を目標物探索状態に設定するように指令する送受信機配置手段と、
前記特定された各送受信機の配置位置および姿勢にかかる情報を送受信機情報として収集し予め装備した記憶装置に目標物算出用として記憶させると共に前記方位情報重合処理機能および目標物位置推定機能とを備えた前記位置算出手段と、
この位置算出手段から出力される前記各送受信機情報に基づいて作動し前記各送受信機から発信される反転信号を含む送信信号の出力タイミングを設定する信号出力制御手段を有し、
前記各送受信機が、
前記送受信機本体の配置位置及び姿勢にかかる情報をＧＰＳや過去の配置位置情報および運動記録に基づいて特定し前記送受信機配置手段へ伝送する位置姿勢設定制御手段を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記６に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置が、
前記複数の各送受信機の内の少なくとも二個の送受信機を外部指令に基づいて特定すると共に当該二個の各送受信機に対してその配置位置および姿勢（向き）を目標物探索状態に設定するように指令する送受信機配置手段と、
前記特定された各送受信機の配置位置および姿勢にかかる情報を送受信機情報として収集し予め装備した記憶装置に目標物算出用として記憶させると共に前記方位情報重合処理機能および目標物位置推定機能とを備えた前記位置算出手段と、
この位置算出手段から出力される前記各送受信機情報に基づいて作動し前記各送受信機から発信される反転信号を含む送信信号の出力タイミングを設定する信号出力制御手段を有し、
前記各送受信機が、
前記送受信機本体の配置位置及び姿勢にかかる情報をＧＰＳや過去の配置位置情報および運動記録に基づいて特定し前記送受信機配置手段へ伝送する位置姿勢設定制御手段を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記８〕（各送受信機の送信タイミング）
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の信号出力制御手段は、前記各送受信機の送信のタイミングを前記各送受信機が発信する波形情報に基づいて同時に又は異なったタイミングの何れか一つに設定すると共に、当該設定された送信タイミングを前記各送受信機に指令する送信タイミング指令機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の信号出力制御手段は、前記各送受信機の送信のタイミングを前記各送受信機が発信する波形情報に基づいて同時に又は異なったタイミングの何れか一つに設定すると共に、当該設定された送信タイミングを前記各送受信機に指令する送信タイミング指令機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記９〕（送受信機の位置姿勢設定手段）
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機の位置姿勢設定制御手段は、
当該位置姿勢設定制御手段が保持されている前記送受信機本体の位置及び姿勢にかかる情報をＧＰＳや設置位置情報および過去の運動記録に基づいてリアルタイムで特定する位置・姿勢センサ部と、前記送受信機配置手段からの指令に従って稼働し前記位置・姿勢センサ部で特定された位置情報及び姿勢情報に基づいて前記送受信機本体の位置及び姿勢を可変設定する本体移動用動力機と、この本体移動用動力機の動作を制御する演算制御部と、前記設定された送受信機本体の位置及び姿勢にかかる情報を前記送受信機配置手段へ伝送する外部通信手段とを含む構成としたことを特徴とする目標物探知システム。
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機の位置姿勢設定制御手段は、
当該位置姿勢設定制御手段が保持されている前記送受信機本体の位置及び姿勢にかかる情報をＧＰＳや設置位置情報および過去の運動記録に基づいてリアルタイムで特定する位置・姿勢センサ部と、前記送受信機配置手段からの指令に従って稼働し前記位置・姿勢センサ部で特定された位置情報及び姿勢情報に基づいて前記送受信機本体の位置及び姿勢を可変設定する本体移動用動力機と、この本体移動用動力機の動作を制御する演算制御部と、前記設定された送受信機本体の位置及び姿勢にかかる情報を前記送受信機配置手段へ伝送する外部通信手段とを含む構成としたことを特徴とする目標物探知システム。
〔付記１０〕（送受信機の発信動作タイミング）
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機における送受信手段は、前記主制御装置の信号出力制御手段の指令に基づいて作動すると共に相互に他の送受信機とは異なった送信タイミングで所定の波形情報にかかる送信信号を目標物用の探索信号として送受信するように構成されていることを特徴とした目標物探知システム。
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機における送受信手段は、前記主制御装置の信号出力制御手段の指令に基づいて作動すると共に相互に他の送受信機とは異なった送信タイミングで所定の波形情報にかかる送信信号を目標物用の探索信号として送受信するように構成されていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記１１〕（送受信機の波形情報）
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機における送受信手段は、前記主制御装置の信号出力制御手段の指令に基づいて作動しそれぞれ他の送受信機から発信される送信信号とは異なった波形情報にかかる送信信号を目標物探索用の信号として特定し送受信するように構成されていることを特徴とした目標物探知システム。
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機における送受信手段は、前記主制御装置の信号出力制御手段の指令に基づいて作動しそれぞれ他の送受信機から発信される送信信号とは異なった波形情報にかかる送信信号を目標物探索用の信号として特定し送受信するように構成されていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記１２〕（送受信機の反転波形情報）
付記６乃至１１の何れか一つに記載の目標物探知システムにおいて、
前記複数の各送受信機における送受信手段は、
前記主制御装置の信号出力制御手段の指令に基づいて作動し前記信号反転手段で反転された反転波形情報にかかる反転信号を目標物探索用の送信信号として特定し目標物探索領域に向けて送受信する前記反転信号送受信機能と、
この反転信号が前記目標物で反射して反転反射信号が得られた場合の方位を目標物の存在する方位と特定する前記方位特定機能と、当該方位に対応する前記目標物からの最初の受信信号にかかる受信情報を特定された前記方位情報と共にこれを前記信号積算手段を介して前記位置算出手段へ送信する機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記６乃至１１の何れか一つに記載の目標物探知システムにおいて、
前記複数の各送受信機における送受信手段は、
前記主制御装置の信号出力制御手段の指令に基づいて作動し前記信号反転手段で反転された反転波形情報にかかる反転信号を目標物探索用の送信信号として特定し目標物探索領域に向けて送受信する前記反転信号送受信機能と、
この反転信号が前記目標物で反射して反転反射信号が得られた場合の方位を目標物の存在する方位と特定する前記方位特定機能と、当該方位に対応する前記目標物からの最初の受信信号にかかる受信情報を特定された前記方位情報と共にこれを前記信号積算手段を介して前記位置算出手段へ送信する機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記１３〕（送受信機の配列）
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の送受信機配置手段は、三個以上の前記各送受信機による前記目標物の探索に際しては、当該各送受信機の内の少なくとも一の送受信機を、同列に配置された他の送受信機と同一線上の位置とは異なった位置に配設するように、当該一の送受信機が備えている位置姿勢制御設定手段に指令する機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の送受信機配置手段は、三個以上の前記各送受信機による前記目標物の探索に際しては、当該各送受信機の内の少なくとも一の送受信機を、同列に配置された他の送受信機と同一線上の位置とは異なった位置に配設するように、当該一の送受信機が備えている位置姿勢制御設定手段に指令する機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記１４〕（送受信機の配列）
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の送受信機配置手段は、特定の回転軸に対する方位しか判別出来ない送受信機が三つ以上の複数在る場合、少なくとも一つの送受信機について、方位を判別する軸を他の送受信機とは異なるように配置するように当該一の送受信機が備えている位置姿勢制御設定手段に指令する機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の送受信機配置手段は、特定の回転軸に対する方位しか判別出来ない送受信機が三つ以上の複数在る場合、少なくとも一つの送受信機について、方位を判別する軸を他の送受信機とは異なるように配置するように当該一の送受信機が備えている位置姿勢制御設定手段に指令する機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記１５〕（送受信機の配列）
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の送受信機配置手段は、前記複数の各送受信機による前記目標物の探索に際しては、前記複数の送受信機の内の少なくとも一の送受信機の方位回転軸を、所定間隔を隔てて配置された他の送受信機の方位回転軸に対して傾斜した状態に設定するように、当該一の送受信機が備えている位置姿勢制御設定手段に指令する傾斜設定指令機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
付記７に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の送受信機配置手段は、前記複数の各送受信機による前記目標物の探索に際しては、前記複数の送受信機の内の少なくとも一の送受信機の方位回転軸を、所定間隔を隔てて配置された他の送受信機の方位回転軸に対して傾斜した状態に設定するように、当該一の送受信機が備えている位置姿勢制御設定手段に指令する傾斜設定指令機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。
〔付記１６〕（付記１対応／独立項）
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索される目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を有する主制御装置とを備えた目標物探知システムにあって、
同時に又は各別に稼働して目標物探索領域の方位を各送受信機の信号送受信手段が送信信号の送信方位を順次可変設定して目標物を探索し当該目標物の存在する方位情報を収集し（方位収集工程）、
この各信号送受信手段で収集された目標物にかかる方位情報を前記主制御装置の位置算出手段が取り込で保持し（方位情報保持工程）、
この保持された各方位情報を、前記位置算出手段が前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する（目標物位置特定工程）ことを特徴とした目標物探知方法。
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索される目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を有する主制御装置とを備えた目標物探知システムにあって、
同時に又は各別に稼働して目標物探索領域の方位を各送受信機の信号送受信手段が送信信号の送信方位を順次可変設定して目標物を探索し当該目標物の存在する方位情報を収集し（方位収集工程）、
この各信号送受信手段で収集された目標物にかかる方位情報を前記主制御装置の位置算出手段が取り込で保持し（方位情報保持工程）、
この保持された各方位情報を、前記位置算出手段が前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する（目標物位置特定工程）ことを特徴とした目標物探知方法。
〔付記１７〕（付記２対応）
付記１６に記載の目標物探知方法において、
前記目標物探知システムでは、予め前記各送受信機と同等の機能を備えた前記目標物探索用の第３の送受信機が前記各送受信機とは異なった設置位置に配設され且つ当該第３の送受信機の方位回転軸が前記各送受信機の方位回転軸に対して傾けた状態にて配置されており、
前記方位情報の収集工程では、前記第３の送受信機も独自の方位情報の収集を実行すると共に、
前記方位情報の保持工程では、前記第３の送受信機により得られる方位情報も位置算出手段に保持され、
前記目標物の位置特定工程では、前記第３の送受信機により得られる方位情報も位置算出手段によって重ね合わせ処理されて三次元空間における前記目標物の位置の特定処理がなされることを特徴とした目標物探知方法。
付記１６に記載の目標物探知方法において、
前記目標物探知システムでは、予め前記各送受信機と同等の機能を備えた前記目標物探索用の第３の送受信機が前記各送受信機とは異なった設置位置に配設され且つ当該第３の送受信機の方位回転軸が前記各送受信機の方位回転軸に対して傾けた状態にて配置されており、
前記方位情報の収集工程では、前記第３の送受信機も独自の方位情報の収集を実行すると共に、
前記方位情報の保持工程では、前記第３の送受信機により得られる方位情報も位置算出手段に保持され、
前記目標物の位置特定工程では、前記第３の送受信機により得られる方位情報も位置算出手段によって重ね合わせ処理されて三次元空間における前記目標物の位置の特定処理がなされることを特徴とした目標物探知方法。
〔付記１８〕（付記４対応）
付記１６又は１７に記載の目標物探知方法において、
前記目標物の位置特定工程では、
前記目標物に対する前記送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される受信情報にかかる受信信号の方位を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報の重合処理工程部と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物用の位置推定工程部とから成り、
これらの各工程部の内容を、前記位置算出手段が実行するように構成したことを特徴とする目標物探知方法。
付記１６又は１７に記載の目標物探知方法において、
前記目標物の位置特定工程では、
前記目標物に対する前記送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される受信情報にかかる受信信号の方位を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報の重合処理工程部と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物用の位置推定工程部とから成り、
これらの各工程部の内容を、前記位置算出手段が実行するように構成したことを特徴とする目標物探知方法。
〔付記１９〕（付記５対応）
付記１６又は１７に記載の目標物探知方法において、
前記各送受信機によってなされる目標物の方位情報収集工程にあっては、
最初に目標物探索領域から得られる通常の反射受信情報を、当該目標物探索時に順次変化させた時の送信方位にかかる情報に対応させてそれぞれ記憶し、
次に、当該各反射受信信号をタイムリバーサル手法で反転して順次送信すると共に前記目標物からの反射反転信号が得られた場合に当該反射反転信号に対応する方位を探索中の目標物の存在する方位情報とし、
この探索された目標物の方位に対応する最初に収集され記憶された前記受信信号にかかる受信情報を目標物の前記方位情報と共に前記位置算出手段に送信するように構成し、
これらの各工程内容を前記各送受信機が実行するようにしたことを特徴とする目標物探知方法。
付記１６又は１７に記載の目標物探知方法において、
前記各送受信機によってなされる目標物の方位情報収集工程にあっては、
最初に目標物探索領域から得られる通常の反射受信情報を、当該目標物探索時に順次変化させた時の送信方位にかかる情報に対応させてそれぞれ記憶し、
次に、当該各反射受信信号をタイムリバーサル手法で反転して順次送信すると共に前記目標物からの反射反転信号が得られた場合に当該反射反転信号に対応する方位を探索中の目標物の存在する方位情報とし、
この探索された目標物の方位に対応する最初に収集され記憶された前記受信信号にかかる受信情報を目標物の前記方位情報と共に前記位置算出手段に送信するように構成し、
これらの各工程内容を前記各送受信機が実行するようにしたことを特徴とする目標物探知方法。
〔付記２０〕（付記８対応）
請求項１６又は１７に記載の目標物探知方法において、
前記信号出力制御手段により特定された波形情報にかかる送信信号を前記各送受信機機が前記目標物探索領域に向けて送受信するに先立って、
前記信号出力制御手段は前記各送受信機の送信のタイミングを前記各送受信機
の波形情報に基づいて同一タイミング又は異なったタイミングの何れか一つに設定し、この設定した送信タイミングを、前記信号出力制御手段が前記各送受信機に指示するようにしたことを特徴とする目標物探知方法。
請求項１６又は１７に記載の目標物探知方法において、
前記信号出力制御手段により特定された波形情報にかかる送信信号を前記各送受信機機が前記目標物探索領域に向けて送受信するに先立って、
前記信号出力制御手段は前記各送受信機の送信のタイミングを前記各送受信機
の波形情報に基づいて同一タイミング又は異なったタイミングの何れか一つに設定し、この設定した送信タイミングを、前記信号出力制御手段が前記各送受信機に指示するようにしたことを特徴とする目標物探知方法。
〔付記２１〕（付記１５対応／独立項）
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにあって、
前記各送受信機を同時に又は各別に稼働させる送受信機用稼働制御機能、
前記各送受信機から送られて来る目標物探索領域における目標物の存在する方位を示す方位情報および当該方位にかかる前記各送受信機で受信した受信情報を収集する方位情報収集処理機能、
収集された目標物にかかる方位情報およびこれに対応した受信情報を取り込で保持する方位情報保持機能、
及び、この保持された各方位情報およびこれに対応した受信情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する目標物位置特定処理機能とを備え、
これらの各機能を前記主制御装置が備えているコンピュータに実現させるように構成したことを特徴とする探知情報処理プログラム。
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにあって、
前記各送受信機を同時に又は各別に稼働させる送受信機用稼働制御機能、
前記各送受信機から送られて来る目標物探索領域における目標物の存在する方位を示す方位情報および当該方位にかかる前記各送受信機で受信した受信情報を収集する方位情報収集処理機能、
収集された目標物にかかる方位情報およびこれに対応した受信情報を取り込で保持する方位情報保持機能、
及び、この保持された各方位情報およびこれに対応した受信情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する目標物位置特定処理機能とを備え、
これらの各機能を前記主制御装置が備えているコンピュータに実現させるように構成したことを特徴とする探知情報処理プログラム。
〔付記２２〕（付記１７対応）
付記２１に記載の探知情報処理プログラムであって、
前記目標物探知システムが前記２つの送受信機に加えて当該送受信機と同等に機能する目標物探索用の第３の送受信機を有すると共に、この第３の送受信機が前記各送受信機とは異なった設置位置に配設され、且つ当該第３の送受信機の方位回転軸が前記各送受信機の方位回転軸に対して傾けた状態に設置されており、
前記送受信機用稼働制御機能では、前記第３の送受信機も稼働制御の対象とし、
前記方位情報収集処理機能では、前記第３の送受信機で独自に収集した方位情報の収集処理も対象とし、
前記方位情報保持機能では、前記第３の送受信機により得られる方位情報およびこれに対応した受信情報も収集された目標物にかかる情報として保持処理の対象とされ、
前記目標物位置特定処理機能では、前記第３の送受信機により得られる方位情報も同時に重ね合わせ処理されて三次元空間における前記目標物の位置特定の際しての処理対象とし、
これにより、前記第３の送受信機を含む前記３つの送受信機により得られる情報を対象として上記各機能が前記コンピュータによって実現されるようにしたことを特徴とする探知情報処理プログラム。
付記２１に記載の探知情報処理プログラムであって、
前記目標物探知システムが前記２つの送受信機に加えて当該送受信機と同等に機能する目標物探索用の第３の送受信機を有すると共に、この第３の送受信機が前記各送受信機とは異なった設置位置に配設され、且つ当該第３の送受信機の方位回転軸が前記各送受信機の方位回転軸に対して傾けた状態に設置されており、
前記送受信機用稼働制御機能では、前記第３の送受信機も稼働制御の対象とし、
前記方位情報収集処理機能では、前記第３の送受信機で独自に収集した方位情報の収集処理も対象とし、
前記方位情報保持機能では、前記第３の送受信機により得られる方位情報およびこれに対応した受信情報も収集された目標物にかかる情報として保持処理の対象とされ、
前記目標物位置特定処理機能では、前記第３の送受信機により得られる方位情報も同時に重ね合わせ処理されて三次元空間における前記目標物の位置特定の際しての処理対象とし、
これにより、前記第３の送受信機を含む前記３つの送受信機により得られる情報を対象として上記各機能が前記コンピュータによって実現されるようにしたことを特徴とする探知情報処理プログラム。
〔付記２３〕（付記１８対応）
付記２１又は２２に記載の探知情報処理プログラムにおいて、
前記目標物位置特定処理機能では、
前記目標物に対する前記送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される受信情報にかかる受信信号の方位情報を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物位置推定処理機能とを含み、
これらの各処理機能を、前記コンピュータが実現するようにしたことを特徴とする探知情報処理プログラム。
付記２１又は２２に記載の探知情報処理プログラムにおいて、
前記目標物位置特定処理機能では、
前記目標物に対する前記送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される受信情報にかかる受信信号の方位情報を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物位置推定処理機能とを含み、
これらの各処理機能を、前記コンピュータが実現するようにしたことを特徴とする探知情報処理プログラム。
〔付記２４〕（方位情報の特定処理／独立項）
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにあって、
前記各送受信機によってなされる目標物の方位情報収集処理に際しては、
最初に目標物探索領域から得られる通常の受信信号に含まれる反射受信情報を、当該目標物探索時に順次変化させた送信方位にかかる情報に対応させてそれぞれ記憶処理する受信情報記憶処理機能、
続いて成される前記各反射受信信号をタイムリバーサル手法で反転して順次送信すると共に前記目標物からの反射反転信号が得られた場合に当該反射反転信号に対応する方位を探索中の目標物の存在する方位情報として特定し保持する方位情報特定処理機能、
及びこの探索された目標物の方位に対応する最初に収集され記憶された前記受信信号にかかる受信情報を前記目標物の前記方位情報と共に前記位置算出手段に送信するように機能する方位情報送信処理機能、
を備え、これらの各処理機能を前記送受信機が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とした探知情報処理プログラム。
所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにあって、
前記各送受信機によってなされる目標物の方位情報収集処理に際しては、
最初に目標物探索領域から得られる通常の受信信号に含まれる反射受信情報を、当該目標物探索時に順次変化させた送信方位にかかる情報に対応させてそれぞれ記憶処理する受信情報記憶処理機能、
続いて成される前記各反射受信信号をタイムリバーサル手法で反転して順次送信すると共に前記目標物からの反射反転信号が得られた場合に当該反射反転信号に対応する方位を探索中の目標物の存在する方位情報として特定し保持する方位情報特定処理機能、
及びこの探索された目標物の方位に対応する最初に収集され記憶された前記受信信号にかかる受信情報を前記目標物の前記方位情報と共に前記位置算出手段に送信するように機能する方位情報送信処理機能、
を備え、これらの各処理機能を前記送受信機が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とした探知情報処理プログラム。
気体、液体、又は真空などの場を介して、信号を送受信する測定機若しくは探索機等の全ての信号伝搬分野に適用可能な技術で、その汎用性は著しく広い。
１，２，３，…，Ｎ 送受信機
１Ａ，２Ａ，３Ａ，…，ＮＡ 送受信機本体
１ａ，２ａ，３ａ，…，Ｎａ 送受信手段
１ｂ，２ｂ，３ｂ，…，Ｎｂ 信号反転手段
１ｃ，２ｃ，３ｃ，…，Ｎｃ 信号積算手段
１ｄ，２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄ 位置姿勢制御手段
１ｄ０１ 位置・姿勢センサ
１ｄ０２ 本体移動用動力機
１ｄ０３ 外部通信手段
１ｄ０４ 演算制御手段
１０ 主制御装置
１１ 送受信機配置手段
１２ 位置算出手段
１３ タイミング制御手段（信号出力制御手段）
ＴＳ 目標物探知システム
Ｍ 目標物
１Ａ，２Ａ，３Ａ，…，ＮＡ 送受信機本体
１ａ，２ａ，３ａ，…，Ｎａ 送受信手段
１ｂ，２ｂ，３ｂ，…，Ｎｂ 信号反転手段
１ｃ，２ｃ，３ｃ，…，Ｎｃ 信号積算手段
１ｄ，２ｄ，３ｄ，…，Ｎｄ 位置姿勢制御手段
１ｄ０１ 位置・姿勢センサ
１ｄ０２ 本体移動用動力機
１ｄ０３ 外部通信手段
１ｄ０４ 演算制御手段
１０ 主制御装置
１１ 送受信機配置手段
１２ 位置算出手段
１３ タイミング制御手段（信号出力制御手段）
ＴＳ 目標物探知システム
Ｍ 目標物
Claims (9)
- 方位設定が可能で異なる設置位置にそれぞれ配置された目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位にかかる反射情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを設け、
前記位置算出手段が、前記目標物に対する送信信号の送受信によって前記各送受信機で捕捉される反射情報である受信信号の方位にかかる情報を，前記各送受信機の配置位置を基準として重ね合わせ処理する方位情報重合処理機能と、これによって得られる方位交叉領域で反射レベルの高い位置を前記目標物の位置と推定する目標物位置推定機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。 - 請求項１に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機と同等の機能を備えた前記目標物探索用の第３の送受信機を前記各送受信機とは異なった設置位置に配設すると共に、前記位置算出手段が、この第３の送受信機を含む少なくとも三個の送受信機によって得られた目標物の方位にかかる情報を、前記重ね合わせ処理の対象としたことを特徴とした目標物探知システム。 - 請求項１又は２に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機は、目標物探索領域からの反射信号を対象として当該各送受信機それぞれがタイムリバーサル手法で反射信号の反転信号を当該目標物探索領域に向けて送信する反転信号送受信機能と、この送信反転信号に対する目標物から反射信号が得られた場合の方位を目標物が存在する方位である旨特定する方位特定機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。 - 請求項３に記載の目標物探知システムにおいて、
前記各送受信機が、
目標物探索用の所定の信号を生成し送受信するレーダ，ソナー，又はライダーの何れか一つにより成る送受信手段と、
この送受信手段が受信する波形情報を蓄積すると共に当該蓄積した波形情報を前記送受信手段から指示されたタイミングで時間反転しタイムリバーサル方式による送信用反転信号として当該送受信手段に伝送する信号反転手段と、
前記送受信手段が受信する前記目標物探索領域からの反射信号を予め指定された時間範囲及び方位範囲で区分してそれぞれ積算すると共にこの積算された情報の一部又は全部を前記送受信手段の指令により前記位置算出手段へ伝送する信号積算手段と、
これら各手段を保持する送受信機本体とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。 - 請求項４に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置が、
前記複数の各送受信機の内の少なくとも二個の送受信機を外部指令に基づいて特定すると共に当該二個の各送受信機に対してその配置位置および姿勢を目標物探索状態に設定するように指令する送受信機配置手段と、
前記特定された各送受信機の配置位置および姿勢にかかる情報を送受信機情報として収集し予め装備した記憶装置に目標物算出用として記憶させると共に前記方位情報重合処理機能および前記目標物位置推定機能とを備えた前記位置算出手段と、
この位置算出手段から出力される前記各送受信機情報に基づいて作動し前記各送受信機から発信される反転信号を含む送信信号の出力タイミングを設定する信号出力制御手段を有し、
前記各送受信機が、
前記送受信機本体の配置位置及び姿勢にかかる情報をＧＰＳや過去の配置位置情報および運動記録に基づいて特定し前記送受信機配置手段へ伝送する位置姿勢設定制御手段を備えていることを特徴とした目標物探知システム。 - 請求項５に記載の目標物探知システムにおいて、
前記複数の各送受信機における送受信手段は、
前記主制御装置の信号出力制御手段の指令に基づいて作動し前記信号反転手段で反転された反転波形情報にかかる反転信号を目標物探索用の送信信号として特定し目標物探索領域に向けて送受信する前記反転信号送受信機能と、
この反転信号が前記目標物で反射して反転反射信号が得られた場合の方位を目標物の存在する方位と特定する前記方位特定機能と、当該方位に対応する前記目標物からの最初の受信信号にかかる受信情報を特定された方位情報と共にこれを前記信号積算手段を介して前記位置算出手段へ送信する機能とを備えていることを特徴とした目標物探知システム。 - 請求項５に記載の目標物探知システムにおいて、
前記主制御装置の送受信機配置手段は、三個以上の前記各送受信機による前記目標物の探索に際しては、当該各送受信機の内の少なくとも一の送受信機を、同列に配置された他の送受信機と同一線上の位置とは異なった位置に配設するように、当該一の送受信機が備えている位置姿勢制御設定手段に指令する機能を備えていることを特徴とした目標物探知システム。 - 所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索される目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を有する主制御装置とを備えた目標物探知システムにあって、
同時に又は各別に稼働して目標物探索領域の方位を各送受信機の信号送受信手段が送信信号の送信方位を順次可変設定して目標物を探索し当該目標物の存在する方位情報を収集し、
この各信号送受信手段で収集された目標物にかかる方位情報を前記主制御装置の位置算出手段が取り込で保持し、
この保持された各方位情報を、前記位置算出手段が前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定することを特徴とした目標物探知方法。 - 所定間隔を隔てて配置され探索方位の可変設定が可能な目標物探索用の少なくとも二個の送受信機と、この各送受信機により探索された目標物の方位情報に基づいて当該目標物の位置を特定する位置算出手段を備えた主制御装置とを有する目標物探知システムにあって、
前記各送受信機を同時に又は各別に稼働させる送受信機用稼働制御機能、
前記各送受信機から送られて来る目標物探索領域における目標物の存在する方位を示す方位情報および当該方位にかかる前記各送受信機で受信した受信情報を収集する方位情報収集処理機能、
収集された目標物にかかる方位情報およびこれに対応した受信情報を取り込で保持する方位情報保持機能、
及び、この保持された各方位情報およびこれに対応した受信情報を、前記各送受信機の位置情報を基準として重ね合わせ処理することにより前記目標物の位置を特定する目標物位置特定処理機能とを備え、
これらの各機能を前記主制御装置が備えているコンピュータに実現させるように構成したことを特徴とする探知情報処理プログラム。
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