JP6078246B2 - Underwater detection device, underwater detection method, and underwater detection program - Google Patents

Underwater detection device, underwater detection method, and underwater detection program Download PDF

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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、水中に超音波パルス信号を送信し、魚群のエコーや海底のエコーから水中探知データを生成する水中探知装置に関する。   The present invention relates to an underwater detection device that transmits an ultrasonic pulse signal in water and generates underwater detection data from echoes of a school of fish and echoes of the sea bottom.

水中探知装置の1つである魚群探知機では、より深い深度の魚群を探知できるように、探知距離の向上が要求されている。探知距離を延ばすためには、超音波パルス信号のパルス長(送信パルス長)を長くするとよい。しかしながら、送信パルス長を長くすると、魚群や海底等の物標からの反射エコーも長くなってしまい、水中探知データの距離分解能が低下してしまう。   In a fish finder which is one of the underwater detection devices, an improvement in detection distance is required so that a fish school at a deeper depth can be detected. In order to extend the detection distance, it is preferable to increase the pulse length (transmission pulse length) of the ultrasonic pulse signal. However, if the transmission pulse length is increased, the reflected echo from a target such as a school of fish or the seabed also becomes longer, and the distance resolution of the underwater detection data decreases.

この距離分解能の低下を抑制する手段として、例えば、特許文献1には、超音波パルス信号を周波数変調し、受信したエコー信号と、送信した超音波パルス信号のレプリカ波形との相関処理等を行うことにより、エコー信号に基づく受信信号をパルス圧縮する手段が記載されている。これにより、受信信号のパルス長が短くなるので、超音波パルス信号のパルス長を長くしても、距離分解能の低下を抑制できる。   As a means for suppressing the decrease in distance resolution, for example, in Patent Document 1, the ultrasonic pulse signal is frequency-modulated, and the correlation processing between the received echo signal and the replica waveform of the transmitted ultrasonic pulse signal is performed. Thus, means for pulse-compressing a received signal based on an echo signal is described. As a result, the pulse length of the received signal is shortened, so that a decrease in distance resolution can be suppressed even if the pulse length of the ultrasonic pulse signal is increased.

特開2005−249398号公報JP 2005-249398 A

図14は、パルス圧縮を用いた場合の物標に反射して得られた受信信号の時間波形(深度方向にそった波形)を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating a time waveform (a waveform along the depth direction) of a received signal reflected by a target when pulse compression is used.

しかしながら、パルス圧縮を用いた場合、図14に示すように、物標に反射して得られた受信信号は、当該物標の位置に生じる高いレベルのメインローブを有するとともに、当該メインローブに対して時間方向(深度方向)の前後の位置にレンジサイドローブと呼ばれる偽像が生じる。   However, when pulse compression is used, as shown in FIG. 14, the received signal obtained by reflection on the target has a high-level main lobe generated at the position of the target and Thus, false images called range side lobes are generated at positions before and after in the time direction (depth direction).

特に、海底等の非常にエコー信号のレベルが高い物標によるレンジサイドローブが生じると、当該信号レベルが高い物標の近傍に、信号レベルが低い物標が存在するような水中探知画像になってしまう。これにより、レンジサイドローブによる偽像を小魚の魚群等の探知対象物標と間違ってしまうことがある。また、このレンジサイドローブにより、当該レンジサイドローブの範囲に存在する信号レベルが比較的に高くない物標が現れない探知画像になってしまう。これにより、海底付近の底付き魚群等を探知画像上で視認できなくなってしまう。   In particular, when a range sidelobe is generated by a target with a very high echo signal level, such as the sea floor, an underwater detection image in which a target with a low signal level exists in the vicinity of the target with a high signal level. End up. Thereby, the false image by the range side lobe may be mistaken for a detection target such as a school of small fish. In addition, the range side lobe results in a detection image in which a target whose signal level is relatively high in the range side lobe does not appear. As a result, the bottomed school of fish near the seabed cannot be visually recognized on the detection image.

本発明の目的は、海底等のエコーの信号レベルの高い物標によるレンジサイドローブを抑圧して、より高精度な探知データを生成する水中探知装置を実現することにある。   An object of the present invention is to realize an underwater detection apparatus that suppresses a range side lobe caused by a target having a high signal level of an echo such as the seabed and generates detection data with higher accuracy.

この発明は、周波数変調した超音波パルス信号の反射エコーから得られる受信信号をパルス圧縮してパルス圧縮信号を生成するパルス圧縮部と、パルス圧縮信号に対してレンジサイドローブ抑圧処理を行って探知データを生成するレンジサイドローブ抑圧部と、を備えた、水中探知装置に関するものであり、次の特徴を有する。レンジサイドローブ抑圧部は、抑圧範囲設定部、抑圧除外範囲設定部、抑圧値設定部、および、抑圧演算部を備える。抑圧範囲設定部は、パルス圧縮信号に基づいて抑圧範囲を決定する。抑圧除外範囲設定部は、抑圧範囲よりも深い側の所定範囲の複数の深度位置でのパルス圧縮信号の信号レベルと、超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とを用いて、除外範囲決定用の閾値を設定する。抑圧除外範囲設定部は、除外範囲決定用の閾値とパルス圧縮信号の信号レベルとの比較結果によって抑圧除外範囲を決定する。抑圧値設定部は、抑圧範囲内のパルス圧縮信号の信号レベルと、抑圧範囲の外部のパルス圧縮信号の信号レベルとを用いて、抑圧値を決定する。抑圧演算部は、抑圧除外範囲を除外した抑圧範囲のパルス圧縮信号の信号レベルを抑圧値で抑圧する演算を行う。   The present invention provides a pulse compression unit that generates a pulse compression signal by pulse-compressing a received signal obtained from a reflection echo of a frequency-modulated ultrasonic pulse signal, and performs detection by performing range sidelobe suppression processing on the pulse compression signal. The present invention relates to an underwater detection device including a range sidelobe suppression unit that generates data, and has the following characteristics. The range sidelobe suppression unit includes a suppression range setting unit, a suppression exclusion range setting unit, a suppression value setting unit, and a suppression calculation unit. The suppression range setting unit determines the suppression range based on the pulse compression signal. The suppression exclusion range setting unit uses the signal level of the pulse compression signal at a plurality of depth positions within a predetermined range deeper than the suppression range and the range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal to determine the exclusion range. Set the threshold. The suppression exclusion range setting unit determines the suppression exclusion range based on the comparison result between the threshold for determining the exclusion range and the signal level of the pulse compression signal. The suppression value setting unit determines the suppression value using the signal level of the pulse compression signal within the suppression range and the signal level of the pulse compression signal outside the suppression range. The suppression calculation unit performs a calculation to suppress the signal level of the pulse compression signal in the suppression range excluding the suppression exclusion range with the suppression value.

この構成では、抑圧除外範囲を適正に設定でき、当該抑圧除外範囲を含んでいても抑圧範囲を適切に設定できる。これにより、抑圧すべき範囲(レンジサイドローブのみの範囲)で適正にレンジサイドローブの抑圧処理を実行できる。   In this configuration, the suppression exclusion range can be set appropriately, and the suppression range can be set appropriately even if the suppression exclusion range is included. As a result, the range side lobe suppression process can be appropriately executed in the range to be suppressed (range of the range side lobe only).

また、この発明の水中探知装置では、抑圧範囲設定部は、注目位置のパルス圧縮信号の信号レベルがメインローブの信号レベルに基づく第1閾値以上であり、注目位置よりも浅い側のパルス圧縮信号の信号レベルが第1閾値未満である場合に、この注目位置を抑圧範囲の深い側の端点に設定する。抑圧範囲設定部は、超音波パルス信号から抑圧範囲の深度範囲を設定する。   Further, in the underwater detection device of the present invention, the suppression range setting unit has a pulse compression signal on the side shallower than the target position, where the signal level of the pulse compressed signal at the target position is not less than the first threshold based on the signal level of the main lobe. When the signal level is less than the first threshold value, the target position is set to the end point on the deep side of the suppression range. The suppression range setting unit sets the depth range of the suppression range from the ultrasonic pulse signal.

この構成では、抑圧範囲の深い側の端点が、深度方向に並ぶ2つの信号レベルだけで検出でき、抑圧範囲設定処理を簡素化、高速化できる。   In this configuration, the end point on the deep side of the suppression range can be detected only with two signal levels arranged in the depth direction, and the suppression range setting process can be simplified and speeded up.

また、この発明の水中探知装置では、抑圧範囲設定部は、抑圧範囲内に、抑圧範囲の深い側の端点の信号レベルよりも高い信号レベルの点を検出すると、該検出点よりも深い側のみを抑圧範囲に設定する。   Further, in the underwater detection device of the present invention, when the suppression range setting unit detects a signal level higher than the signal level of the end point on the deep side of the suppression range within the suppression range, only the side deeper than the detection point is detected. To the suppression range.

この構成では、設定した探知範囲内に大きな物標(魚群等)が存在しても、当該大きな物標のエコーの範囲は、抑圧範囲から除外される。これにより、レンジサイドローブを抑圧しながら、当該大きな物標のエコーの信号レベルは抑圧されない。   In this configuration, even if a large target (such as a school of fish) exists within the set detection range, the echo range of the large target is excluded from the suppression range. Thereby, the signal level of the echo of the large target is not suppressed while suppressing the range side lobe.

また、この発明の水中探知装置では、抑圧除外範囲設定部は、抑圧範囲よりも深い側の所定範囲のパルス圧縮信号の信号レベルの代表値から、除外範囲決定用の閾値を設定する。   In the underwater detection device of the present invention, the suppression exclusion range setting unit sets a threshold for determining the exclusion range from the representative value of the signal level of the pulse compression signal in the predetermined range deeper than the suppression range.

この構成では、パルス圧縮信号の信号レベルに応じて、除外範囲決定用の閾値が設定されるので、抑圧除外範囲を正確に検出することができる。   In this configuration, since the threshold for determining the exclusion range is set according to the signal level of the pulse compression signal, the suppression exclusion range can be accurately detected.

また、この発明の水中探知装置では、抑圧除外範囲設定部は、代表値として、抑圧範囲よりも深い側の所定範囲のパルス圧縮信号の信号レベルのうち、信号レベルが高い方の所定個数の信号レベルの平均値を用いる。   In the underwater detection device of the present invention, the suppression exclusion range setting unit has, as a representative value, a predetermined number of signals having a higher signal level out of the signal levels of the pulse compression signals in a predetermined range deeper than the suppression range. Use the average level.

この構成では、除外範囲決定用の閾値の具体的な設定手段を示しており、この手段を用いることで、レンジサイドローブが抑圧除外範囲に入ることを抑制し、物標のエコー範囲が抑圧除外範囲に確実に入るように、設定することができる。   In this configuration, a specific means for setting the threshold for determining the exclusion range is shown. By using this means, the range side lobe is prevented from entering the suppression exclusion range, and the target echo range is excluded from the suppression. Can be set to ensure that the range is entered.

また、この発明の水中探知装置では、抑圧値設定部は、抑圧範囲内のパルス圧縮信号の信号レベルと抑圧範囲の外部のパルス圧縮信号の信号レベルとを用いて抑圧値を決定する。   In the underwater detection device of the present invention, the suppression value setting unit determines the suppression value using the signal level of the pulse compression signal within the suppression range and the signal level of the pulse compression signal outside the suppression range.

この構成では、抑圧範囲内の信号レベルすなわちレンジサイドローブの信号レベルと、抑圧範囲外の信号レベルすなわちノイズレベルとから抑圧値が決定される。これにより、レンジサイドローブを適切に抑圧する抑圧値を設定できる。   In this configuration, the suppression value is determined from the signal level within the suppression range, that is, the signal level of the range side lobe, and the signal level outside the suppression range, that is, the noise level. Thereby, the suppression value which suppresses a range side lobe appropriately can be set.

また、この発明の水中探知装置では、抑圧値設定部は、抑圧範囲内のパルス圧縮信号の信号レベルと抑圧範囲の外部のパルス圧縮信号の信号レベルとの比から抑圧値設定用のオフセット値を設定する。抑圧値設定部は、オフセット値と超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とから抑圧値を決定する。   In the underwater detection device of the present invention, the suppression value setting unit obtains an offset value for setting the suppression value from the ratio between the signal level of the pulse compression signal within the suppression range and the signal level of the pulse compression signal outside the suppression range. Set. The suppression value setting unit determines a suppression value from the offset value and the range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal.

この構成では、受信状況をレンジサイドローブの形状に応じた抑圧値を設定することができる。これにより、抑圧範囲内のレンジサイドローブを適切に抑圧することができる。   In this configuration, it is possible to set a suppression value corresponding to the shape of the range side lobe for the reception state. Thereby, the range side lobe within the suppression range can be appropriately suppressed.

また、この発明の水中探知装置では、抑圧値設定部は、オフセット値が、メインローブに基づく許容最大値を超えた場合に、オフセット値を許容最大値に設定する。   In the underwater detection device of the present invention, the suppression value setting unit sets the offset value to the allowable maximum value when the offset value exceeds the allowable maximum value based on the main lobe.

この構成では、抑圧値に上限を設けることができ、これにより、過剰な抑圧処理が行われることを防止できる。   In this configuration, an upper limit can be set for the suppression value, thereby preventing an excessive suppression process from being performed.

また、この発明の水中探知装置では、抑圧値設定部は、抑圧範囲内のパルス圧縮信号の信号レベルが、抑圧範囲の外部のパルス圧縮信号の信号レベルよりも小さい場合には、1以上の所定のオフセット値に設定する。   Further, in the underwater detection device of the present invention, the suppression value setting unit has one or more predetermined values when the signal level of the pulse compression signal within the suppression range is lower than the signal level of the pulse compression signal outside the suppression range. Set to the offset value.

この構成では、オフセット値が不要に小さくなることを防止できる。この際、1に近い適正値に設定するとよい。これにより、抑圧値に下限を設けることができ、外部環境ノイズが大きな場合であっても、適切な抑圧値を設定できる。   With this configuration, the offset value can be prevented from becoming unnecessarily small. At this time, an appropriate value close to 1 may be set. Thus, a lower limit can be set for the suppression value, and an appropriate suppression value can be set even when the external environmental noise is large.

また、この発明の水中探知装置では、レンジサイドローブ近似波形は、超音波パルス信号に基づく指数関数により設定される。   In the underwater detection device of the present invention, the range sidelobe approximate waveform is set by an exponential function based on the ultrasonic pulse signal.

この構成では、レンジサイドローブ近似波形の具体的な設定例を示しており、指数関数を用いることで適切な近似波形を設定することができる。   This configuration shows a specific setting example of the range sidelobe approximate waveform, and an appropriate approximate waveform can be set by using an exponential function.

この発明によれば、エコーレベルの高い物標によるレンジサイドローブのみを抑圧し、高精度な探知データを生成することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress only the range side lobe caused by a target having a high echo level and to generate highly accurate detection data.

本発明の第1の実施形態に係る水中探知装置10の構成図である。1 is a configuration diagram of an underwater detection device 10 according to a first embodiment of the present invention. レンジサイドローブ抑圧部70の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a configuration of a range side lobe suppressing unit 70. FIG. 抑圧範囲の設定手段を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the setting means of a suppression range. 抑圧除外範囲の設定手段を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the setting means of a suppression exclusion range. 抑圧値の設定手段を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the setting means of a suppression value. 抑圧演算後の深度方向に沿ったパルス圧縮データの信号レベルを示す図(波形図)である。It is a figure (waveform diagram) which shows the signal level of the pulse compression data along the depth direction after suppression calculation. 本実施形態のレンジサイドローブの抑圧方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the suppression method of the range side lobe of this embodiment. 抑圧範囲Zone(s)の設定フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting flow of the suppression range Zone (s). 抑圧除外範囲ExZone(s)の設定フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting flow of suppression exclusion range ExZone (s). 抑圧値SS(i)の設定フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting flow of suppression value SS (i). 抑圧範囲Zone(s)の第2設定フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd setting flow of suppression range Zone (s). 抑圧範囲Zone(s)の第2設定フローを用いた場合の抑圧前と抑圧後の深度方向に沿ったパルス圧縮データの信号レベルを示す図(波形図)である。It is a figure (waveform diagram) which shows the signal level of the pulse compression data along the depth direction before and after suppression when the second setting flow of the suppression range Zone (s) is used. 抑圧値SS(i)の第2設定フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd setting flow of suppression value SS (i). パルス圧縮を用いた場合の物標に反射して得られた受信信号の時間波形(深度方向にそった波形)を示す図である。It is a figure which shows the time waveform (waveform along the depth direction) of the received signal obtained by reflecting on the target at the time of using pulse compression.

本発明の第1の実施形態に係る水中探知装置、水中探知方法および水中探知プログラムについて、図を参照して説明する。なお、本実施形態では、水中探知装置として魚群探知機を例に示したが、スキャニングソナー等の他の水中探知装置に対しても、本実施形態の構成等は適用することができる。   An underwater detection device, an underwater detection method, and an underwater detection program according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a fish finder is shown as an example of the underwater detection device. However, the configuration of this embodiment can be applied to other underwater detection devices such as scanning sonar.

図1は本発明の第1実施形態に係る水中探知装置10の構成図である。水中探知装置10は、送信部20、送受切替部30、AD変換部40、パルス圧縮部50、検波部60、レンジサイドローブ抑圧部70、表示処理部80、および送受波器100を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram of an underwater detection device 10 according to the first embodiment of the present invention. The underwater detection device 10 includes a transmission unit 20, a transmission / reception switching unit 30, an AD conversion unit 40, a pulse compression unit 50, a detection unit 60, a range sidelobe suppression unit 70, a display processing unit 80, and a transducer 100.

送信部20は、送受波器100から超音波パルス信号を送信するための駆動信号を生成する。駆動信号は、超音波パルス信号が次の仕様になるように生成される。超音波パルス信号は、所定の搬送波周波数からなり、最大探知距離(最大探知深度)に応じた送信パルス長からなる、搬送波周波数は、パルス区間において所定の周波数範囲内でスイープするように変調されている。   The transmission unit 20 generates a drive signal for transmitting an ultrasonic pulse signal from the transducer 100. The drive signal is generated so that the ultrasonic pulse signal has the following specifications. The ultrasonic pulse signal is composed of a predetermined carrier frequency and is composed of a transmission pulse length corresponding to the maximum detection distance (maximum detection depth). The carrier frequency is modulated so as to sweep within a predetermined frequency range in the pulse section. Yes.

送信部20は、予め設定された送信周期に基づいて、送受切替部30を介して駆動信号を送受波器100へ出力する。   The transmission unit 20 outputs a drive signal to the transducer 100 via the transmission / reception switching unit 30 based on a preset transmission cycle.

送受波器100は、例えば船舶の船底に取り付けられている。送受波器100は、駆動信号によって励振し、超音波パルス信号STxを送信する。この際、送受波器100は、船舶の鉛直下方向を指向性の中心方向とし所定の指向角を有するように、超音波パルス信号STxを送信する。   The transducer 100 is attached to the bottom of a ship, for example. The transducer 100 is excited by a drive signal and transmits an ultrasonic pulse signal STx. At this time, the transducer 100 transmits the ultrasonic pulse signal STx so that the vertical downward direction of the ship is the central direction of directivity and has a predetermined directivity angle.

送受波器100は、超音波パルス信号STxが海底901や水中の魚(または魚群)902に反射したエコー信号ERxを受信する。送受波器100は、送受切替部30を介して受信信号をAD変換部40へ出力する。   The transmitter / receiver 100 receives an echo signal ERx in which the ultrasonic pulse signal STx is reflected from the seabed 901 or an underwater fish (or school of fish) 902. The transducer 100 outputs a received signal to the AD conversion unit 40 via the transmission / reception switching unit 30.

AD変換部40は、アナログの受信信号を所定の時間間隔でサンプリングしてデジタルの受信データを生成する。なお、AD変換部40の前段には、一般的に受信アンプが配置されている。受信アンプは、受信信号に対して、TVG処理等を含む増幅処理を行う。   The AD conversion unit 40 samples the analog reception signal at a predetermined time interval and generates digital reception data. In general, a reception amplifier is disposed in front of the AD conversion unit 40. The reception amplifier performs amplification processing including TVG processing on the received signal.

パルス圧縮部50は、受信データと超音波パルス信号のレプリカ波形との相互相関処理等を行って、パルス圧縮データ(本発明の「パルス圧縮信号」)を生成して、出力する。検波部60は、既知の検波方法を用いて、パルス圧縮データを検波し、レンジサイドローブ抑圧部70へ出力する。   The pulse compression unit 50 performs cross-correlation processing between the received data and the replica waveform of the ultrasonic pulse signal, and generates and outputs pulse compression data (the “pulse compression signal” of the present invention). The detection unit 60 detects pulse compression data using a known detection method and outputs the pulse compression data to the range side lobe suppression unit 70.

レンジサイドローブ抑圧部70は、具体的な構成およびレンジサイドローブの抑圧方法は後述するが、パルス圧縮データに含まれるレンジサイドローブを抑圧して、探知データを生成する。表示処理部80は、探知データの信号レベル(レンジサイドローブ抑圧後のパルス圧縮信号の振幅値に相当する)に基づいて色調や輝度を設定した探知画像を、表示画面に表示する。   The range side lobe suppression unit 70 generates detection data by suppressing the range side lobe included in the pulse compression data, although a specific configuration and a range side lobe suppression method will be described later. The display processing unit 80 displays on the display screen a detection image in which color tone and luminance are set based on the signal level of detection data (corresponding to the amplitude value of the pulse compression signal after range side lobe suppression).

次に、レンジサイドローブ抑圧部70の具体的な構成およびレンジサイドローブの抑圧方法について説明する。図2は、レンジサイドローブ抑圧部70の構成を示すブロック図である。   Next, a specific configuration of the range side lobe suppressing unit 70 and a range side lobe suppressing method will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the range side lobe suppressing unit 70. As shown in FIG.

レンジサイドローブ抑圧部70は、抑圧範囲設定部71、抑圧除外範囲設定部72、抑圧値設定部73、および抑圧演算部74を備える。   The range sidelobe suppression unit 70 includes a suppression range setting unit 71, a suppression exclusion range setting unit 72, a suppression value setting unit 73, and a suppression calculation unit 74.

抑圧範囲設定部71は、パルス圧縮データの各深度位置の信号レベルに基づいて、抑圧範囲を設定する。図3は、抑圧範囲の設定手段を説明するための波形図である。図3は、深度方向に沿ったパルス圧縮データの信号レベルを示す図である。   The suppression range setting unit 71 sets the suppression range based on the signal level at each depth position of the pulse compression data. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining suppression range setting means. FIG. 3 is a diagram illustrating the signal level of the pulse compressed data along the depth direction.

抑圧範囲設定部71は、パルス圧縮データの各深度位置のデータの信号レベル(振幅レベル)を、深度方向に沿って順次、第1閾値ThE1と比較する。第1閾値ThE1は、送信する超音波パルス信号が所定深度で大物標(この場合は海底)に反射した場合のパルス圧縮データのメインローブのピークレベルに基づいて設定されている。例えば、このピークレベルが所定のA値となるように超音波パルス信号が設定された場合に、当該Aよりも所定のB値減衰した値を第1閾値ThE1に設定する。この際、B値は、設定した海底の位置とTVGのゲイン補正量とを加味して適宜設定すればよい。   The suppression range setting unit 71 sequentially compares the signal level (amplitude level) of the data at each depth position of the pulse compression data with the first threshold ThE1 along the depth direction. The first threshold ThE1 is set based on the peak level of the main lobe of the pulse compression data when the ultrasonic pulse signal to be transmitted is reflected at a predetermined depth on a large target (in this case, the seabed). For example, when the ultrasonic pulse signal is set so that the peak level becomes a predetermined A value, a value attenuated by a predetermined B value from the A is set as the first threshold ThE1. At this time, the B value may be appropriately set in consideration of the set position of the seabed and the TVG gain correction amount.

抑圧範囲設定部71は、深度方向のある位置(注目位置(n))における信号レベルE(n)が、第1閾値ThE1以上であり、注目位置(n)に対して深度の浅い方向に隣り合う位置(n−1)の信号レベルE(n−1)が第1閾値ThE1未満であることを検出すると、注目位置(n)を抑圧範囲Zone(s)の深い側の端点に設定する。   The suppression range setting unit 71 has a signal level E (n) at a position in the depth direction (attention position (n)) that is equal to or higher than the first threshold ThE1 and is adjacent to the attention position (n) in the direction of shallow depth. When it is detected that the signal level E (n−1) of the matching position (n−1) is less than the first threshold ThE1, the target position (n) is set to the end point on the deep side of the suppression range Zone (s).

抑圧範囲設定部71は、検出した注目位置(n)から浅い側へ所定の深度方向範囲を、抑圧範囲Zone(s)に設定する。この際、抑圧範囲Zone(s)に設定する深度方向範囲は、送信する超音波パルス信号からレンジサイドローブの波形は推定できるので、この推定結果に基づいて設定すればよい。   The suppression range setting unit 71 sets a predetermined depth direction range from the detected target position (n) to the shallow side as the suppression range Zone (s). At this time, the range in the depth direction set in the suppression range Zone (s) can be set based on the estimation result because the waveform of the range side lobe can be estimated from the transmitted ultrasonic pulse signal.

抑圧範囲設定部71は、設定した抑圧範囲Zone(s)を、抑圧除外範囲設定部72、抑圧値設定部73、および抑圧演算部74に通知する。   The suppression range setting unit 71 notifies the set suppression range Zone (s) to the suppression exclusion range setting unit 72, the suppression value setting unit 73, and the suppression calculation unit 74.

抑圧除外範囲設定部72は、抑圧除外範囲設定用の第2閾値ThE2と、各点(i)の信号レベルEz(i)とを比較して、抑圧範囲Zone(s)内の抑圧除外範囲ExZone(s)を設定する。図4は、抑圧除外範囲の設定手段を説明するための波形図である。図4は、深度方向に沿ったパルス圧縮データの信号レベルを示す図である。   The suppression exclusion range setting unit 72 compares the second threshold ThE2 for setting the suppression exclusion range with the signal level Ez (i) of each point (i), and suppresses the suppression exclusion range ExZone within the suppression range Zone (s). Set (s). FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the suppression exclusion range setting means. FIG. 4 is a diagram illustrating a signal level of pulse compression data along the depth direction.

抑圧除外範囲設定部72は、抑圧範囲Zone(s)の最も深い位置を基準点として、所定の深度範囲をオフセット決定用の範囲Zone(r)を設定する。   The suppression exclusion range setting unit 72 sets a predetermined depth range as the offset determination range Zone (r) with the deepest position of the suppression range Zone (s) as a reference point.

抑圧除外範囲設定部72は、オフセット決定用の範囲Zone(r)内の各点(i)の信号レベルEz(i)から所定個数の高い信号レベルEz(i)を抽出し、代表値Ezrを算出する。例えば、抑圧除外範囲設定部72は、代表値Ezrとして平均値を算出する。   The suppression exclusion range setting unit 72 extracts a predetermined number of high signal levels Ez (i) from the signal level Ez (i) at each point (i) in the offset determination range Zone (r), and obtains the representative value Ezr. calculate. For example, the suppression exclusion range setting unit 72 calculates an average value as the representative value Ezr.

抑圧除外範囲設定部72は、算出した代表値Ezrから、オフセット設定用の減算値ΔEzを減算することで、オフセット値Eoffを算出する。オフセット設定用の減算値ΔEzは、例えば、送信する超音波パルス信号の振幅や、メインローブのピークレベルから設定することができる。   The suppression exclusion range setting unit 72 calculates the offset value Eoff by subtracting the subtraction value ΔEz for offset setting from the calculated representative value Ezr. The offset setting subtraction value ΔEz can be set, for example, from the amplitude of the ultrasonic pulse signal to be transmitted or the peak level of the main lobe.

抑圧除外範囲設定部72は、オフセット値Eoffで振幅レベルをシフトさせた所定関数からなる第2閾値ThE2を設定する。この際、抑圧除外範囲設定部72は、所定関数として、例えば、深度方向の位置を底とし、係数を適宜設定した指数関数を用いる。これは、レンジサイドローブが、図14に示すように、メインローブに近づくにしたがって信号レベルが高くなる傾向にあり、メインローブが近づくほど急激に信号レベルが高くなることを意図して設定されたものである。   The suppression exclusion range setting unit 72 sets a second threshold value ThE2 composed of a predetermined function obtained by shifting the amplitude level by the offset value Eoff. At this time, the suppression exclusion range setting unit 72 uses, as the predetermined function, for example, an exponential function with the position in the depth direction as the bottom and the coefficient set appropriately. As shown in FIG. 14, the range side lobe tends to increase in signal level as it approaches the main lobe, and is set with the intention that the signal level increases rapidly as the main lobe approaches. Is.

このような指数関数を用いることで、レンジサイドローブの信号レベルのピークの包絡線(変化傾向)に近似した第2閾値ThE2を設定することができる。なお、指数関数以外でも、深度方向に沿ったレンジサイドローブの信号レベルのピークの包絡線に近似できれば、他の関数であってもよい。   By using such an exponential function, it is possible to set the second threshold ThE2 that approximates the envelope (change tendency) of the peak of the signal level of the range side lobe. In addition to the exponential function, other functions may be used as long as they can approximate the envelope of the signal level peak of the range sidelobe along the depth direction.

抑圧除外範囲設定部72は、抑圧範囲Zone(S)内の各点(i)において、パルス圧縮データの信号レベルEz(i)と、第2閾値ThE2とを比較する。抑圧除外範囲設定部72は、パルス圧縮データの信号レベルEz(i)が第2閾値ThE2よりも高ければ、当該点(i)を抑圧除外範囲ExZone(s)に設定する。   The suppression exclusion range setting unit 72 compares the signal level Ez (i) of the pulse compression data with the second threshold ThE2 at each point (i) in the suppression range Zone (S). The suppression exclusion range setting unit 72 sets the point (i) as the suppression exclusion range ExZone (s) if the signal level Ez (i) of the pulse compression data is higher than the second threshold ThE2.

このように、レンジサイドローブの波形に近似した第2閾値ThE2を設定することで、レンジサイドローブ内に存在する物標のエコーを正確に検出することができ、当該物標のエコーを含む範囲を、確実に抑圧除外範囲ExZone(s)に設定することができる。この際、例えば、従来行われているように、レンジサイドローブの抑圧範囲Zone(s)に対して、所定のオフセットをもって一定の閾値を設定した場合、エコーレベル(信号レベル)の高い物標は検出できたとしても、エコーレベル(信号レベル)の低い物標は検出できず、抑圧範囲Zone(s)に含まれてしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態のように、レンジサイドローブのピークの包絡線に近似した第2閾値ThE2を用いることで、信号レベルに影響されることなく、レンジサイドローブ内の物標を確実に検出することができる。   Thus, by setting the second threshold ThE2 that approximates the waveform of the range side lobe, the echo of the target existing in the range side lobe can be accurately detected, and the range including the echo of the target Can be reliably set to the suppression exclusion range ExZone (s). At this time, for example, when a predetermined threshold is set with a predetermined offset for the range sidelobe suppression range Zone (s) as conventionally performed, a target with a high echo level (signal level) is Even if it can be detected, a target with a low echo level (signal level) cannot be detected and may be included in the suppression range Zone (s). However, by using the second threshold ThE2 that approximates the peak envelope of the range side lobe as in this embodiment, the target in the range side lobe is reliably detected without being affected by the signal level. be able to.

なお、抑圧除外範囲設定部72は、検出した点のみでなく、当該点を含む所定の深度範囲を抑圧除外範囲ExZone(s)に設定してもよい。このように、深度方向に所定の幅を有するように抑圧除外範囲ExZone(s)を設定することにより、抑圧処理後の波形における抑圧除外範囲ExZone(s)と抑圧範囲Zone(S)との境界の不連続性を緩和することができる。   The suppression exclusion range setting unit 72 may set not only the detected point but also a predetermined depth range including the point as the suppression exclusion range ExZone (s). Thus, by setting the suppression exclusion range ExZone (s) to have a predetermined width in the depth direction, the boundary between the suppression exclusion range ExZone (s) and the suppression range Zone (S) in the waveform after the suppression process Can be alleviated.

抑圧値設定部73は、抑圧範囲Zone(s)内の複数点(i)の信号レベルEz(i)と抑圧範囲Zone(s)外の複数点(j)の信号レベルEz(j)とから設定したオフセット値Moffを用いて、抑圧値SS(i)を算出する。図5は、抑圧値の設定手段を説明するための波形図である。図5は、深度方向に沿ったパルス圧縮データの信号レベルを示す図である。   The suppression value setting unit 73 determines the signal level Ez (i) at a plurality of points (i) within the suppression range Zone (s) and the signal level Ez (j) at a plurality of points (j) outside the suppression range Zone (s). The suppression value SS (i) is calculated using the set offset value Moff. FIG. 5 is a waveform diagram for explaining suppression value setting means. FIG. 5 is a diagram illustrating the signal level of the pulse compression data along the depth direction.

抑圧値設定部73は、抑圧範囲Zone(s)内の複数点(i)の信号レベルEz(i)の代表値を算出する。具体的には、抑圧値設定部73は、抑圧範囲Zone(s)内の全ての点の信号レベルEz(i)のうち、信号レベルが最も低い側の所定数の信号レベルEz(i)nを抽出する。抑圧値設定部73は、抽出した複数の信号レベルEz(i)nの平均値MMF1を代表値として算出する。   The suppression value setting unit 73 calculates representative values of the signal levels Ez (i) at a plurality of points (i) within the suppression range Zone (s). Specifically, the suppression value setting unit 73 has a predetermined number of signal levels Ez (i) n on the side having the lowest signal level among the signal levels Ez (i) at all points in the suppression range Zone (s). To extract. The suppression value setting unit 73 calculates the average value MMF1 of the extracted signal levels Ez (i) n as a representative value.

抑圧値設定部73は、抑圧範囲Zone(s)外の複数点(j)の信号レベルEz(j)の代表値を算出する。具体的には、抑圧値設定部73は、抑圧範囲Zone(s)よりも浅い側の各点(j)の信号レベルEz(j)のうち、信号レベルが最も低い側の所定数の信号レベルEz(j)mを抽出する。抑圧値設定部73は、抽出した複数の信号レベルEz(j)nの平均値MMF2を代表値として算出する。   The suppression value setting unit 73 calculates representative values of the signal levels Ez (j) at a plurality of points (j) outside the suppression range Zone (s). Specifically, the suppression value setting unit 73 has a predetermined number of signal levels on the side with the lowest signal level among the signal levels Ez (j) at each point (j) on the side shallower than the suppression range Zone (s). Ez (j) m is extracted. The suppression value setting unit 73 calculates the average value MMF2 of the extracted signal levels Ez (j) n as a representative value.

抑圧値設定部73は、平均値MMF1を平均値MMF2で除算した値を、オフセット値Moffとする。   The suppression value setting unit 73 sets a value obtained by dividing the average value MMF1 by the average value MMF2 as an offset value Moff.

抑圧値設定部73は、オフセット値Moffで振幅レベルをシフトさせた所定関数を用いて、抑圧範囲Zone(s)の各点(i)における抑圧値SS(i)を設定する。この際、抑圧除外範囲設定部72は、上述の第2閾値ThE2と同様に、所定関数として、例えば、深度方向の位置を底とし、係数を適宜設定した指数関数を用いる。   The suppression value setting unit 73 sets a suppression value SS (i) at each point (i) in the suppression range Zone (s) using a predetermined function whose amplitude level is shifted by the offset value Moff. At this time, the suppression exclusion range setting unit 72 uses, as the predetermined function, for example, an exponential function with the position in the depth direction as the bottom and the coefficient appropriately set, as in the second threshold ThE2.

このような処理を行うことで、外部環境すなわちノイズの振幅レベル、レンジサイドローブの振幅レベルとから値が設定され、レンジサイドローブのピークの包絡線に近似した特性で値が変化する抑圧値SS(i)を設定できる。これにより、適切な値および特性の抑圧値SS(i)を設定することができる。   By performing such processing, a suppression value SS whose value is set from the external environment, that is, the amplitude level of the noise and the amplitude level of the range side lobe and whose value changes with a characteristic approximate to the peak envelope of the range side lobe. (I) can be set. Thereby, an appropriate value and the suppression value SS (i) of the characteristic can be set.

抑圧演算部74は、抑圧範囲設定部71および抑圧除外範囲設定部72によって設定された抑圧除外範囲ExZone(s)を除く抑圧範囲Zone(s)内の各位置(i)において、パルス圧縮データの信号レベルEz(i)を、抑圧値設定部73で設定された抑圧値SS(i)で抑圧演算する。例えば、抑圧演算部74は、各位置(i)において、信号レベルEz(i)から抑圧値SS(i)を減算する。   The suppression calculation unit 74 outputs pulse compression data at each position (i) in the suppression range Zone (s) excluding the suppression exclusion range ExZone (s) set by the suppression range setting unit 71 and the suppression exclusion range setting unit 72. The signal level Ez (i) is suppressed by the suppression value SS (i) set by the suppression value setting unit 73. For example, the suppression calculation unit 74 subtracts the suppression value SS (i) from the signal level Ez (i) at each position (i).

抑圧演算部74は、抑圧演算を行ったパルス圧縮データを、探知データとして、表示処理部80へ出力する。   The suppression calculation unit 74 outputs the pulse compression data subjected to the suppression calculation to the display processing unit 80 as detection data.

図6は、抑圧演算後の深度方向に沿ったパルス圧縮データの信号レベルを示す図(波形図)である。図6に示すように、上述のような処理を行うことで、レンジサイドローブの信号レベルは抑圧される。さらに、レンジサイドローブの範囲内に存在する物標エコーは抑圧されることなく、元の信号レベルを維持している。このように、本実施形態の構成および処理を用いることにより、レンジサイドローブ内に存在する物標のエコーを抑圧することなく、レンジサイドローブを効果的に抑圧した探知データを生成することができる。   FIG. 6 is a diagram (waveform diagram) showing the signal level of the pulse compressed data along the depth direction after the suppression calculation. As shown in FIG. 6, the signal level of the range side lobe is suppressed by performing the above-described processing. Further, the target echo existing within the range side lobe is not suppressed, and the original signal level is maintained. As described above, by using the configuration and processing of the present embodiment, detection data in which the range side lobe is effectively suppressed can be generated without suppressing the echo of the target existing in the range side lobe. .

なお、上述の説明では、レンジサイドローブの抑圧処理を各機能部で実現する例を示した。しかしながら、超音波パルス信号STxの送信のための駆動信号の生成処理、エコー信号ERxに基づく受信信号に対するパルス圧縮処理、パルス圧縮信号(パルス圧縮データ)に対するレンジサイドローブの抑圧処理は、プログラム化して記憶手段に記憶しておき、コンピュータで読み出して実行することもできる。   In the above description, the example in which the range side lobe suppression processing is realized by each functional unit has been described. However, the drive signal generation process for transmitting the ultrasonic pulse signal STx, the pulse compression process for the received signal based on the echo signal ERx, and the range sidelobe suppression process for the pulse compressed signal (pulse compressed data) are programmed. It can also be stored in a storage means and read and executed by a computer.

図7は、本実施形態のレンジサイドローブの抑圧方法を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing the range side lobe suppression method of this embodiment.

水中探知装置は、周波数変調された超音波パルス信号STxを送信するように駆動信号の生成制御を行う(S101)。水中探知装置は、超音波パルス信号STxのエコー信号ERxを受信して、受信信号を生成する(S102)。水中探知装置は、受信信号をパルス圧縮処理して、パルス圧縮データを生成する(S103)。   The underwater detection device performs drive signal generation control so as to transmit the frequency-modulated ultrasonic pulse signal STx (S101). The underwater detection device receives the echo signal ERx of the ultrasonic pulse signal STx and generates a reception signal (S102). The underwater detection device performs pulse compression processing on the received signal to generate pulse compression data (S103).

水中探知装置は、深度方向に沿って、各位置で信号レベルと第1閾値ThE1とを比較して、パルス圧縮データのレンジサイドローブのメインローブ側エッジを検出し、抑圧範囲Zone(s)を設定する(S104)。より具体的な抑圧範囲Zone(s)の設定フローは、図8を用いて後述する。   The underwater detection device compares the signal level with the first threshold ThE1 at each position along the depth direction, detects the main lobe side edge of the range side lobe of the pulse compression data, and sets the suppression range Zone (s). Set (S104). A more specific setting flow of the suppression range Zone (s) will be described later with reference to FIG.

水中探知装置は、レンジサイドローブの波形に近似した除外範囲検出用の第2閾値ThE2を設定し、当該第2閾値ThE2と抑圧範囲Zone(s)内の各位置の信号レベルとから抑圧除外範囲ExZone(s)を設定する(S105)。より具体的な抑圧除外範囲ExZone(s)の設定フローは、図9を用いて後述する。   The underwater detection device sets a second threshold value ThE2 for detection of an exclusion range that approximates the waveform of the range side lobe, and the suppression exclusion range from the second threshold value ThE2 and the signal level at each position within the suppression range Zone (s). ExZone (s) is set (S105). A more specific setting flow of the suppression exclusion range ExZone (s) will be described later with reference to FIG.

水中探知装置は、レンジサイドローブの波形に近似した抑圧値SS(i)を設定する(S106)。より具体的な抑圧値SS(i)の設定フローは、図10を用いて後述する。   The underwater detection device sets a suppression value SS (i) that approximates the waveform of the range side lobe (S106). A more specific setting flow of the suppression value SS (i) will be described later with reference to FIG.

水中探知装置は、抑圧範囲Zone(s)内の各位置において、信号レベルE(i)を抑圧値SS(i)で抑圧することでサイドローブ抑圧演算を行い、探知データを生成する(S107)。   The underwater detection device performs sidelobe suppression calculation by suppressing the signal level E (i) with the suppression value SS (i) at each position within the suppression range Zone (s), and generates detection data (S107). .

次に、抑圧範囲Zone(s)の設定方法について、図8を用いて説明する。図8は、抑圧範囲Zone(s)の設定フローを示すフローチャートである。   Next, a method for setting the suppression range Zone (s) will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a setting flow of the suppression range Zone (s).

水中探知装置は、注目位置(n)の信号レベルE(n)を取得し、第1閾値ThE1と比較する(S401)。なお、第1閾値ThE1は、上述の説明のように、超音波パルス信号によるメインローブのピークレベルに基づいて設定されている。   The underwater detection device acquires the signal level E (n) of the target position (n) and compares it with the first threshold ThE1 (S401). The first threshold ThE1 is set based on the peak level of the main lobe by the ultrasonic pulse signal as described above.

水中探知装置は、注目位置(n)の信号レベルE(n)が第1閾値ThE1以上であると(S402:YES)、当該注目位置(n)よりも1つ浅い側の信号レベルE(n−1)と第1閾値ThE1とを比較する(S403)。   When the signal level E (n) at the target position (n) is equal to or higher than the first threshold ThE1 (S402: YES), the underwater detection device has a signal level E (n) that is one shallower than the target position (n). -1) and the first threshold ThE1 are compared (S403).

なお、水中探知装置は、注目位置(n)の信号レベルE(n)が第1閾値ThE1未満であると(S402:NO)、注目位置を1つ深度が深い側に移動させて(S410)、新たな注目位置での信号レベルと第1閾値ThE1との比較を行う(S401)。   When the signal level E (n) of the target position (n) is less than the first threshold ThE1 (S402: NO), the underwater detection device moves the target position one position to the deeper side (S410). Then, the signal level at the new target position is compared with the first threshold ThE1 (S401).

水中探知装置は、当該注目位置(n)よりも1つ浅い側の信号レベルE(n−1)が第1閾値ThE1未満であると(S404:YES)、注目位置(n)をレンジサイドローブのメインローブ側の端点位置として検出する(S405)。   When the signal level E (n−1), which is one shallower than the target position (n), is lower than the first threshold ThE1 (S404: YES), the underwater detection device sets the target position (n) to the range side lobe. Is detected as an end point position on the main lobe side (S405).

水中探知装置は、当該端点を深度が深い側の端点として、浅い側の所定範囲を抑圧範囲Zone(s)に設定する(S406)。   The underwater detection device sets the end point on the deeper side as the end point and sets the shallow predetermined range as the suppression range Zone (s) (S406).

このような処理を用いることで、複雑な処理を用いることなく簡素な処理によって、抑圧すべきレンジサイドローブの範囲である抑圧範囲Zone(s)を設定することができる。   By using such processing, it is possible to set the suppression range Zone (s) that is the range of the range side lobe to be suppressed by simple processing without using complicated processing.

なお、上述の方法では、注目位置を浅い側から深い側へ順に移動させる例を示したが、深い側から浅い側へ移動させるようにしてもよい。上述のように、抑圧範囲Zone(s)は、深い側の端点によって設定される。したがって、深い側から上述の処理を行うことで、処理量を低減することができる。   In the above-described method, an example in which the target position is sequentially moved from the shallow side to the deep side has been described. However, the target position may be moved from the deep side to the shallow side. As described above, the suppression range Zone (s) is set by the end point on the deep side. Therefore, the amount of processing can be reduced by performing the above processing from the deep side.

次に、抑圧除外範囲ExZone(s)の設定方法について、図9を用いて説明する。図9は、抑圧除外範囲ExZone(s)の設定フローを示すフローチャートである。   Next, a method for setting the suppression exclusion range ExZone (s) will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing a setting flow of the suppression exclusion range ExZone (s).

水中探知装置は、上述のように抑圧範囲Zone(s)を設定すると、抑圧範囲Zone(s)よりも深い側にオフセット決定用の範囲Zone(r)を設定する。水中探知装置は、抑圧範囲Zone(s)の深度が深い側の端点を基準点として、所定の深度範囲をオフセット決定用の範囲Zone(r)を設定する。さらに,具体的には、例えば、水中探知装置は、メインローブのピークを含むように、オフセット決定用の範囲Zone(r)を設定する。メインローブのピークは、例えば信号レベルEz(i)の最も高い深度位置から検出することができる。   When the underwater detection device sets the suppression range Zone (s) as described above, the underwater detection device sets the offset determination range Zone (r) deeper than the suppression range Zone (s). The underwater detection device sets a predetermined depth range as an offset determination range Zone (r) using an end point on the deeper side of the suppression range Zone (s) as a reference point. More specifically, for example, the underwater detection device sets the offset determination range Zone (r) so as to include the main lobe peak. The peak of the main lobe can be detected from, for example, the highest depth position of the signal level Ez (i).

水中探知装置は、当該オフセット決定用の範囲Zone(r)内の各位置(i)の信号レベルEz(i)を取得する。水中探知装置は、複数位置の信号レベルEz(i)をソートし、レベルの最も高い側から所定個数(例えばn個)の信号レベルEz(i)nを抽出する(S501)。   The underwater detection device acquires the signal level Ez (i) at each position (i) within the offset determination range Zone (r). The underwater detection device sorts the signal levels Ez (i) at a plurality of positions and extracts a predetermined number (for example, n) of signal levels Ez (i) n from the highest level (S501).

水中探知装置は、抽出した所定個数nの信号レベルEz(i)nの代表値Ezrとして、信号レベルEz(i)nの平均値を算出する。水中探知装置は、当該代表値(平均値)Ezから、オフセット設定用の減算値ΔEzを減算することで、オフセット値Eoffを算出する。オフセット設定用の減算値ΔEzは、例えば、送信する超音波パルス信号の振幅や、メインローブのピークレベルから設定することができる。   The underwater detection device calculates an average value of the signal levels Ez (i) n as the representative value Ezr of the predetermined number n of extracted signal levels Ez (i) n. The underwater detection device calculates an offset value Eoff by subtracting a subtraction value ΔEz for offset setting from the representative value (average value) Ez. The offset setting subtraction value ΔEz can be set, for example, from the amplitude of the ultrasonic pulse signal to be transmitted or the peak level of the main lobe.

水中探知装置は、深度を底とし所定係数が設定された指数関数を用いてサイドローブ近似関数を設定する。水中探知装置は、当該サイドローブ近似関数をオフセット値Eoffでオフセットすることで、各位置の第2閾値ThE2を設定する(S502)。これにより、上述の図4に示すような、レンジサイドローブの波形に近似し、レンジサイドローブの振幅レベルよりも所定振幅レベル高い値となる第2閾値ThE2を設定することができる。   The underwater detection device sets a sidelobe approximation function using an exponential function in which a predetermined coefficient is set with a depth as a base. The underwater detection device sets the second threshold ThE2 at each position by offsetting the side lobe approximation function with the offset value Eoff (S502). As a result, the second threshold ThE2 that approximates the waveform of the range side lobe as shown in FIG. 4 and is higher than the amplitude level of the range side lobe by a predetermined amplitude level can be set.

水中探知装置は、抑圧範囲Zone(s)内の各位置(i)において、信号レベルEz(i)と第2閾値ThE2とを比較する(S503)。   The underwater detection device compares the signal level Ez (i) with the second threshold ThE2 at each position (i) in the suppression range Zone (s) (S503).

水中探知装置は、信号レベルEz(i)が第2閾値ThE2よりも高ければ(S504:YES)、この位置を抑圧除外範囲ExZone(s)に設定する(S505)。水中探知装置は、信号レベルEz(i)が第2閾値ThE2以下であれば(S504:NO)、この位置を抑圧除外範囲ExZone(s)に設定しない。   If the signal level Ez (i) is higher than the second threshold ThE2 (S504: YES), the underwater detection device sets this position as the suppression exclusion range ExZone (s) (S505). If the signal level Ez (i) is equal to or lower than the second threshold ThE2 (S504: NO), the underwater detection device does not set this position as the suppression exclusion range ExZone (s).

水中探知装置は、抑圧範囲Zone(s)の全ての位置に対して、当該比較処理が終了するまで、継続的に当該比較処理を実行する(S506:NO→S503)。   The underwater detection device continuously executes the comparison process for all positions in the suppression range Zone (s) until the comparison process is completed (S506: NO → S503).

水中探知装置は、抑圧範囲Zone(s)の全ての位置に対して、当該比較処理が終了すると(S506:YES)、上述の図6に示したフローで設定した抑圧範囲Zone(s)から抑圧除外範囲ExZone(s)を除くようにして、抑圧範囲Zone(s)を決定する(S507)。   When the comparison process is completed for all positions in the suppression range Zone (s) (S506: YES), the underwater detection device suppresses from the suppression range Zone (s) set in the flow shown in FIG. The suppression range Zone (s) is determined so as to exclude the exclusion range ExZone (s) (S507).

このような処理を行うことで、レンジサイドローブのピークの包絡線に近似した閾値を設定することができる。このため、抑圧範囲Zone(s)内に魚群等の物標が存在していても、当該物標の範囲を検出し、抑圧除外範囲ExZone(s)に設定することができる。これにより、抑圧範囲Zone(s)内に存在する物標を、後述の抑圧処理で抑圧してしまうことを防止できる。   By performing such processing, a threshold value approximated to the envelope of the range sidelobe peak can be set. For this reason, even if a target such as a school of fish exists in the suppression range Zone (s), the range of the target can be detected and set to the suppression exclusion range ExZone (s). As a result, it is possible to prevent the target existing in the suppression range Zone (s) from being suppressed by the suppression process described later.

そして、このような処理を行うことで、単純に閾値を一定値にする場合には検出しにくいエコーレベルの低い物標(レンジサイドローブのピークの包絡線よりも少しだけ信号レベルが高い物標)も、より確実に検出して、抑圧除外範囲ExZone(s)に設定することができる。   By performing such processing, a target with a low echo level that is difficult to detect when the threshold is simply set to a constant value (a target with a signal level slightly higher than the envelope of the peak of the range sidelobe). ) Can also be detected more reliably and set to the suppression exclusion range ExZone (s).

なお、このフローでは、検出した位置のみを抑圧除外範囲ExZone(s)に設定する例を示したが、上述のように、当該検出位置を含む所定の深度範囲を抑圧除外範囲ExZone(s)に設定してもよい。   In this flow, an example in which only the detected position is set as the suppression exclusion range ExZone (s) has been shown. However, as described above, a predetermined depth range including the detection position is set as the suppression exclusion range ExZone (s). It may be set.

次に、抑圧値SS(i)の設定方法について、図10を用いて説明する。図10は、抑圧値SS(i)の設定フローを示すフローチャートである。   Next, a method for setting the suppression value SS (i) will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a setting flow of the suppression value SS (i).

水中探知装置は、上述のように抑圧範囲Zone(s)を設定すると、当該抑圧範囲Zone(s)内の各位置(i)の信号レベルEz(i)を取得する。水中探知装置は、複数位置の信号レベルEz(i)をソートし、レベルの最も低い側から所定個数(例えばm個)の信号レベルEz(i)mを抽出する。水中探知装置は、抽出した所定個数mの信号レベルEz(i)mの代表値として、信号レベルEz(i)mの平均値MMF1を算出する(S601)。   When the suppression range Zone (s) is set as described above, the underwater detection device acquires the signal level Ez (i) at each position (i) within the suppression range Zone (s). The underwater detection device sorts the signal levels Ez (i) at a plurality of positions, and extracts a predetermined number (for example, m) of signal levels Ez (i) m from the lowest level. The underwater detection device calculates an average value MMF1 of the signal levels Ez (i) m as a representative value of the predetermined number m of signal levels Ez (i) m extracted (S601).

水中探知装置は、抑圧範囲Zone(s)よりも浅い側の各位置(j)の信号レベルEz(j)を取得する。水中探知装置は、複数位置の信号レベルEz(j)をソートし、レベルの最も低い側から所定個数(例えばm個)の信号レベルEz(j)mを抽出する。水中探知装置は、抽出した所定個数mの信号レベルEz(j)mの代表値として、信号レベルEz(j)mの平均値MMF2を算出する(S602)。   The underwater detection device acquires a signal level Ez (j) at each position (j) shallower than the suppression range Zone (s). The underwater detection apparatus sorts signal levels Ez (j) at a plurality of positions, and extracts a predetermined number (for example, m) of signal levels Ez (j) m from the lowest level. The underwater detection device calculates an average value MMF2 of the signal levels Ez (j) m as a representative value of the extracted number m of signal levels Ez (j) m (S602).

なお、S601,S602での抽出数は、上述の抑圧除外範囲ExZone(s)を設定する場合の抽出数を同じであっても、異なっていてもよい。   Note that the number of extractions in S601 and S602 may be the same as or different from the number of extractions when the above-described suppression exclusion range ExZone (s) is set.

水中探知装置は、平均値MMF1と平均値MMF2とからオフセット値Moffを算出する(S603)。例えば、具体的には、水中探知装置は、平均値MMF1を平均値MMF2で除算することによりオフセット値Moffを算出する。   The underwater detection device calculates an offset value Moff from the average value MMF1 and the average value MMF2 (S603). For example, specifically, the underwater detection device calculates the offset value Moff by dividing the average value MMF1 by the average value MMF2.

水中探知装置は、深度を底とし所定係数が設定された指数関数を用いてサイドローブ近似関数を設定する。水中探知装置は、当該サイドローブ近似関数をオフセット値Moffでオフセットすることで、各位置の抑圧値SS(i)を設定する(S604)。   The underwater detection device sets a sidelobe approximation function using an exponential function in which a predetermined coefficient is set with a depth as a base. The underwater detection device sets the suppression value SS (i) at each position by offsetting the side lobe approximation function with the offset value Moff (S604).

このような処理を行うことで、レンジサイドローブのピークの包絡線に近似した抑圧値SS(i)を、適切な値で設定することができる。   By performing such processing, the suppression value SS (i) approximated to the envelope of the range sidelobe peak can be set to an appropriate value.

なお、上述の方法では、抑圧範囲Zone(s)内に、抑圧範囲Zone(s)の深い側の端点位置よりも信号レベルが高い位置が存在しない場合を例に説明したが、このような位置が存在する場合を加味した場合、次の処理を用いるとよい。   In the above-described method, the case where there is no position in the suppression range Zone (s) whose signal level is higher than the end point position on the deeper side of the suppression range Zone (s) has been described as an example. In consideration of the presence of the following, the following processing may be used.

図11は、抑圧範囲Zone(s)の第2設定フローを示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing a second setting flow of the suppression range Zone (s).

前提とする抑圧範囲Zone(s)の設定は同じであり、上述の図8のフローと同様のフローにより深度方向に所定範囲の抑圧範囲Zone(S)を設定する(S421)。   The setting of the presupposed suppression range Zone (s) is the same, and the suppression range Zone (S) of a predetermined range is set in the depth direction by the same flow as the flow of FIG. 8 described above (S421).

水中探知装置は、抑圧範囲Zone(S)の設定用に検出した端点位置の信号レベルE(n)と、抑圧範囲Zone(S)内の各位置の信号レベルEz(i)とを比較する。この際、水中探知装置は、端点位置に近い順に信号レベルの比較を行う。   The underwater detection device compares the signal level E (n) at the end position detected for setting the suppression range Zone (S) with the signal level Ez (i) at each position in the suppression range Zone (S). At this time, the underwater detection device compares the signal levels in the order closer to the end point position.

水中探知装置は、比較を行った信号レベルEz(i)が端点位置の信号レベルE(n)よりも高いことを検出すると(S423:YES)、この位置よりも浅い側の範囲を抑圧範囲Zone(S)から除外する(S424)。そして、この位置よりも浅い側の各位置に対する比較を行わず、この位置よりも深い側の範囲のみを抑圧範囲Zone(S)とするように決定する(S426)。   When the underwater detection device detects that the compared signal level Ez (i) is higher than the signal level E (n) at the end point position (S423: YES), the underwater detection range is set to a range shallower than this position. Excluded from (S) (S424). Then, the comparison is not made for each position shallower than this position, and only the range deeper than this position is determined to be the suppression range Zone (S) (S426).

水中探知装置は、比較を行った信号レベルEz(i)が端点位置の信号レベルE(n)以下であることを検出すると(S423:NO)、さらに浅い側に隣接する次の位置で同様の比較を行う。ここで、水中探知装置は、比較を行った信号レベルEz(i)が端点位置の信号レベルE(n)以下であり続ければ、全ての位置で確認が終了するまで、比較を継続するS425:NO→S422)。水中探知装置は、抑圧範囲Zone(S)内における全ての位置で、信号レベルEz(i)が端点位置の信号レベルE(n)以下であれば(S425:YES)、図6と同様のフローで設定した抑圧範囲Zone(s)をそのまま用いる。   When the underwater detection device detects that the compared signal level Ez (i) is equal to or lower than the signal level E (n) at the end point position (S423: NO), the underwater detection device performs the same at the next position adjacent to the shallower side. Make a comparison. Here, if the compared signal level Ez (i) continues to be equal to or lower than the signal level E (n) at the end point position, the underwater detection device continues the comparison until the confirmation is completed at all positions S425: NO → S422). If the signal level Ez (i) is equal to or lower than the signal level E (n) at the end point position at all positions in the suppression range Zone (S) (S425: YES), the underwater detection device has the same flow as FIG. The suppression range Zone (s) set in (1) is used as it is.

このような処理を用いることで、抑圧範囲Zone(s)内に、大きな魚群等の信号レベルが非常に高い範囲が存在した場合に、当該範囲を抑圧範囲Zone(s)から除外することができる。これにより、余分な抑圧除外範囲ExZone(s)の設定等を行う必要が無く、レンジサイドローブ抑圧処理を簡素化し、高速化することができる。また、このような非常に高い信号レベルの魚群等がレンジサイドローブの範囲内に存在しても、抑圧することなく、探知データ(探知画像上)に残すことができる。   By using such processing, when there is a very high signal level such as a large school of fish in the suppression range Zone (s), the range can be excluded from the suppression range Zone (s). . Thereby, there is no need to set an extra suppression exclusion range ExZone (s), and the range sidelobe suppression process can be simplified and speeded up. Moreover, even if such a very high signal level fish school exists in the range of the range side lobe, it can be left in the detection data (on the detection image) without being suppressed.

図12は抑圧範囲Zone(s)の第2設定フローを用いた場合の抑圧前と抑圧後の深度方向に沿ったパルス圧縮データの信号レベルを示す図(波形図)である。   FIG. 12 is a diagram (waveform diagram) showing signal levels of pulse compression data along the depth direction before and after suppression when the second setting flow of the suppression range Zone (s) is used.

図12に示すように、単にレンジサイドローブのメインローブ側の端点位置から浅い側の所定範囲を抑圧範囲Zone(s)に設定した場合に、当該抑圧範囲Zone(s)内に大物標が存在しても、当該大物標の信号レベルは抑圧されない。そして、当該大物標の範囲が抑圧範囲Zone(s)に含まれないので、抑圧演算の範囲が必要最小限に留められ、抑圧演算の高速化が可能になる。   As shown in FIG. 12, when the predetermined range shallower than the end position on the main lobe side of the range side lobe is set as the suppression range Zone (s), there is a large target in the suppression range Zone (s). Even so, the signal level of the large target is not suppressed. Since the range of the large target is not included in the suppression range Zone (s), the range of the suppression calculation is kept to a minimum and the speed of the suppression calculation can be increased.

なお、図12では、大物標(大魚群等)の浅い側については、特に図示していないが、この大物標の浅い側の範囲にも、同様にレンジサイドローブは発生する。このような範囲についても、上述の処理を適用することができ、適切なレンジサイドローブの抑圧処理を行うことができる。   In FIG. 12, the shallow side of the large target (large fish school or the like) is not particularly illustrated, but a range side lobe similarly occurs in the range on the shallow side of the large target. The above-described processing can be applied to such a range, and appropriate range side lobe suppression processing can be performed.

また、上述の説明では、抑圧値SS(i)の設定において、平均値MMF1を平均値MMF2で除算してオフセット値Moffを算出する例を示した。この方法では、平均値MMF2(抑圧範囲Zone(s)よりも浅い側の低レベルエコー平均値(外部環境ノイズの平均値))が、平均値MMF1(抑圧範囲Zone(s)の低レベルエコーの平均値)よりも小さい場合には、オフセット値Moffが適切な値に設定される。通常の海況では、このような関係になるので特に問題にはなりにくいが、次の処理を用いることで、より確実に適正なオフセット値Moffを設定することができる。   In the above description, the example in which the offset value Moff is calculated by dividing the average value MMF1 by the average value MMF2 in setting the suppression value SS (i). In this method, the average value MMF2 (low-level echo average value shallower than the suppression range Zone (s) (average value of external environmental noise)) is the average value MMF1 (low-level echo of the suppression range Zone (s)). If it is smaller than the average value), the offset value Moff is set to an appropriate value. In normal sea conditions, this relationship is not particularly problematic, but by using the following processing, an appropriate offset value Moff can be set more reliably.

図13は、抑圧値SS(i)の第2設定フローを示すフローチャートである。平均値MMF1,MMF2を算出するステップS601,S602は、図8と同じであるので説明は省略する。   FIG. 13 is a flowchart showing a second setting flow of the suppression value SS (i). Steps S601 and S602 for calculating the average values MMF1 and MMF2 are the same as those in FIG.

水中探知装置は、平均値MMF1が平均値MMF2よりも大きければ(S611:YES)、平均値MMF1を平均値MMF2で除算して、オフセット値Moff(=MMF1/MMF2)を算出する(S612)。   If the average value MMF1 is larger than the average value MMF2 (S611: YES), the underwater detection device divides the average value MMF1 by the average value MMF2 to calculate an offset value Moff (= MMF1 / MMF2) (S612).

水中探知装置は、除算によるオフセット値Moffを算出すると、当該オフセット値Moffを、予め設定した最大オフセット値Mmaxと比較する。水中探知装置は、オフセット値Moffが最大オフセット値Mmax以下であれば(S614:NO)、当該オフセット値Moffを、サイドローブ近似関数のオフセットとしてそのまま適用し、抑圧値SS(i)を設定する(S604)。   When the underwater detection device calculates the offset value Moff by division, the underwater detection device compares the offset value Moff with a preset maximum offset value Mmax. If the offset value Moff is equal to or less than the maximum offset value Mmax (S614: NO), the underwater detection device applies the offset value Moff as it is as an offset of the sidelobe approximation function, and sets the suppression value SS (i) ( S604).

水中探知装置は、オフセット値Moffが最大オフセット値Mmaxよりも大きければ(S614:YES)、オフセット値Moffを最大オフセット値Mmaxに設定する(S615)。そして、最大オフセット値Mmaxからなるオフセット値Moffを、サイドローブ近似関数のオフセットに適用し、抑圧値SS(i)を設定する(S604)。このように、除算によるオフセット値Moffが最大オフセット値Mmaxよりも大きくなる場合に、当該最大オフセット値Mmaxを適用することで、外部環境ノイズが極小さい場合に、オフセット値が不要に高くなりすぎることを防止できる。また、抑圧範囲Zone(s)内に物標が存在して平均値MMF1が大きくなっても、オフセット値Moffを最大オフセット値Mmaxで制限できるので、オフセット値が不要に高くなりすぎることを防止できる。これにより、適切な抑圧値SS(i)を設定することができる。   If the offset value Moff is larger than the maximum offset value Mmax (S614: YES), the underwater detection device sets the offset value Moff to the maximum offset value Mmax (S615). Then, the offset value Moff consisting of the maximum offset value Mmax is applied to the offset of the sidelobe approximation function, and the suppression value SS (i) is set (S604). As described above, when the offset value Moff by division becomes larger than the maximum offset value Mmax, the offset value becomes unnecessarily high when the external environmental noise is extremely small by applying the maximum offset value Mmax. Can be prevented. Further, even if a target exists in the suppression range Zone (s) and the average value MMF1 increases, the offset value Moff can be limited by the maximum offset value Mmax, so that the offset value can be prevented from becoming unnecessarily high. . Thereby, an appropriate suppression value SS (i) can be set.

水中探知装置は、平均値MMF1が平均値MMF2以下であれば(S611:NO)、オフセット値Moffを所定値Mcc(Mcc≧1)に設定する(S613)。この際、所定値Mccは、1に近い所定値に設定するとよい。そして、所定値Mccからなるオフセット値Moffを、サイドローブ近似関数のオフセットに適用し、抑圧値SS(i)を設定する(S604)。このように、平均値MMF1がMMF2よりも小さな場合にオフセット値Moffを所定値Mccに設定することで、外部環境ノイズが大きな場合であっても、オフセット値Moffが不要に高くなることを防止できる。これにより、適切な抑圧値SS(i)を設定することができる。   If the average value MMF1 is equal to or less than the average value MMF2 (S611: NO), the underwater detection device sets the offset value Moff to a predetermined value Mcc (Mcc ≧ 1) (S613). At this time, the predetermined value Mcc may be set to a predetermined value close to 1. Then, the offset value Moff consisting of the predetermined value Mcc is applied to the offset of the sidelobe approximation function to set the suppression value SS (i) (S604). Thus, by setting the offset value Moff to the predetermined value Mcc when the average value MMF1 is smaller than MMF2, it is possible to prevent the offset value Moff from becoming unnecessarily high even when the external environmental noise is large. . Thereby, an appropriate suppression value SS (i) can be set.

なお、上述の説明では、代表値として平均値を用いる例を示したが、中央値、最大値、最小値等の他の統計的算出値を、適宜用いてもよい。   In the above description, the average value is used as the representative value. However, other statistical calculation values such as the median value, the maximum value, and the minimum value may be used as appropriate.

10:超音波送受信装置、
20:送信部、
30:送受切替部、
40:AD変換部、
50:パルス圧縮部、
60:検波部、
70:レンジサイドローブ抑圧部、
71:抑圧範囲設定部、
72:抑圧除外範囲設定部、
73:抑圧値設定部、
74:抑圧演算部、
80:表示処理部、
100:送受波器、
901:海底、902:魚群
10: Ultrasonic transceiver
20: transmitter
30: Transmission / reception switching unit,
40: AD converter,
50: Pulse compression unit,
60: detector
70: Range side lobe suppression unit,
71: Suppression range setting unit,
72: suppression exclusion range setting section,
73: Suppression value setting unit,
74: Suppression calculation unit,
80: display processing unit,
100: transducer
901: Undersea, 902: School of fish

Claims (9)

周波数変調した超音波パルス信号の反射エコーから得られる受信信号をパルス圧縮してパルス圧縮信号を生成するパルス圧縮部と、
前記パルス圧縮信号に対してレンジサイドローブ抑圧処理を行って探知データを生成するレンジサイドローブ抑圧部と、を備えた、水中探知装置であって、
前記レンジサイドローブ抑圧部は、
パルス圧縮信号に基づいて抑圧範囲を決定する抑圧範囲設定部と、
前記抑圧範囲よりも深い側の所定範囲の複数の深度位置でのパルス圧縮信号の信号レベルと、前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とを用いて、除外範囲決定用の閾値を設定し、該除外範囲決定用の閾値と前記パルス圧縮信号の信号レベルとの比較結果によって抑圧除外範囲を決定する抑圧除外範囲設定部と、
前記抑圧範囲内の前記パルス圧縮信号の信号レベルに基づいて抑圧値を決定する抑圧値設定部と、
前記抑圧除外範囲を除外した前記抑圧範囲の前記パルス圧縮信号の信号レベルを前記抑圧値で抑圧する演算を行う抑圧演算部と、を備え、
前記抑圧値設定部は、
前記抑圧範囲内の複数位置の前記パルス圧縮信号の信号レベルにおける、レベルの最も低い側から所定個の信号レベルを抽出して、抽出された信号レベルから第1代表値を算出し、
前記抑圧範囲の外部の複数位置の前記パルス圧縮信号の信号レベルにおける、レベルの最も低い側から所定個の信号レベルを抽出して、抽出された信号レベルから第2代表値を算出し、
前記第1代表値を前記第2代表値で除算することでオフセット値を算出し、
前記オフセット値が最大オフセット値以下であれば、前記オフセット値と前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とから前記抑圧値を決定し、
前記オフセット値が前記最大オフセット値よりも大きければ、前記最大オフセット値と前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とから前記抑圧値を決定する
水中探知装置。
A pulse compression unit that generates a pulse-compressed signal by pulse-compressing a reception signal obtained from a reflected echo of a frequency-modulated ultrasonic pulse signal;
A range sidelobe suppression unit that generates detection data by performing range sidelobe suppression processing on the pulse compression signal, and an underwater detection device,
The range side lobe suppressor is
A suppression range setting unit that determines a suppression range based on a pulse compression signal;
A threshold for determining the exclusion range is set using the signal level of the pulse compression signal at a plurality of depth positions in the predetermined range deeper than the suppression range and the range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal. A suppression exclusion range setting unit that determines a suppression exclusion range based on a comparison result between the threshold for determining the exclusion range and the signal level of the pulse compression signal;
A suppression value setting unit that determines a suppression value based on a signal level of the pulse compression signal within the suppression range;
A suppression operation unit that performs an operation to suppress the signal level of the pulse compression signal in the suppression range excluding the suppression exclusion range with the suppression value,
The suppression value setting unit includes:
In the signal level of the pulse compression signal at a plurality of positions within the suppression range, a predetermined number of signal levels are extracted from the lowest level, and a first representative value is calculated from the extracted signal level,
In the signal level of the pulse compressed signal at a plurality of positions outside the suppression range, a predetermined number of signal levels are extracted from the lowest level, and a second representative value is calculated from the extracted signal level,
An offset value is calculated by dividing the first representative value by the second representative value,
If the offset value is less than or equal to the maximum offset value, the suppression value is determined from the offset value and a range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal,
If the offset value is larger than the maximum offset value, the suppression value is determined from the maximum offset value and a range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal ,
Underwater detection device.
請求項1に記載の水中探知装置であって、
前記抑圧範囲設定部は、
注目位置のパルス圧縮信号の信号レベルがメインローブの信号レベルに基づく第1閾値以上であり、前記注目位置よりも浅い側のパルス圧縮信号の信号レベルが前記第1閾値未満である場合に、前記注目位置を前記抑圧範囲の深い側の端点に設定し、
前記超音波パルス信号から前記抑圧範囲の深度範囲を設定する、水中探知装置。
The underwater detection device according to claim 1,
The suppression range setting unit includes:
When the signal level of the pulse compressed signal at the target position is equal to or higher than the first threshold based on the signal level of the main lobe, and the signal level of the pulse compressed signal on the shallower side than the target position is lower than the first threshold, Set the attention position to the end point on the deep side of the suppression range,
An underwater detection device that sets a depth range of the suppression range from the ultrasonic pulse signal.
請求項2に記載の水中探知装置であって、
前記抑圧範囲設定部は、
前記抑圧範囲内に、前記抑圧範囲の深い側の端点の信号レベルよりも高い信号レベルの位置を検出すると、該検出位置よりも深い側のみを前記抑圧範囲に設定する、水中探知装置。
The underwater detection device according to claim 2,
The suppression range setting unit includes:
An underwater detection device that, when detecting a position of a signal level higher than the signal level of an end point on the deeper side of the suppression range within the suppression range, sets only the side deeper than the detected position as the suppression range.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の水中探知装置であって、
前記抑圧除外範囲設定部は、
前記抑圧範囲よりも深い側の所定範囲の前記パルス圧縮信号の信号レベルの代表値から、前記除外範囲決定用の閾値を設定する、水中探知装置。
An underwater detection device according to any one of claims 1 to 3,
The suppression exclusion range setting unit
An underwater detection apparatus that sets a threshold for determining the exclusion range from a representative value of the signal level of the pulse compression signal in a predetermined range deeper than the suppression range.
請求項4に記載の水中探知装置であって、
前記抑圧除外範囲設定部は、
前記代表値として、前記抑圧範囲よりも深い側の所定範囲の前記パルス圧縮信号の信号レベルのうち、信号レベルが高い方の所定個数の信号レベルの平均値を用いる、水中探知装置。
The underwater detection device according to claim 4,
The suppression exclusion range setting unit
An underwater detection apparatus that uses, as the representative value, an average value of a predetermined number of signal levels having a higher signal level among signal levels of the pulse compression signal in a predetermined range deeper than the suppression range.
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の水中探知装置であって、
前記抑圧値設定部は、
前記オフセット値が1よりも小さい場合には、1以上の所定のオフセット値に設定する、水中探知装置。
An underwater detection device according to any one of claims 1 to 5 ,
The suppression value setting unit includes:
An underwater detection device that sets the offset value to a predetermined offset value of 1 or more when the offset value is smaller than 1.
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の水中探知装置であって、
前記レンジサイドローブ近似波形は、前記超音波パルス信号に基づく指数関数により設定される、水中探知装置。
The underwater detection device according to any one of claims 1 to 6 ,
The underwater detection device, wherein the range sidelobe approximate waveform is set by an exponential function based on the ultrasonic pulse signal.
周波数変調した超音波パルス信号の反射エコーから得られる受信信号をパルス圧縮してパルス圧縮信号を生成するパルス圧縮工程と、
前記パルス圧縮信号に対してレンジサイドローブ抑圧処理を行って探知データを生成するレンジサイドローブ抑圧工程と、を有する、水中探知方法であって、
前記レンジサイドローブ抑圧工程は、
パルス圧縮信号に基づいて抑圧範囲を決定する抑圧範囲設定工程と、
前記抑圧範囲よりも深い側の所定範囲の複数の深度位置でのパルス圧縮信号の信号レベルと、前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とを用いて、除外範囲決定用の閾値を設定し、該除外範囲決定用の閾値と前記パルス圧縮信号の信号レベルとの比較結果によって抑圧除外範囲を決定する抑圧除外範囲設定工程と、
前記抑圧範囲内の前記パルス圧縮信号の信号レベルに基づいて抑圧値を決定する抑圧値設定工程と、
前記抑圧除外範囲を除外した前記抑圧範囲の前記パルス圧縮信号の信号レベルを前記抑圧値で抑圧する演算を行う抑圧演算工程と、を有し、
前記抑圧値設定工程は、
前記抑圧範囲内の複数位置の前記パルス圧縮信号の信号レベルにおける、レベルの最も低い側から所定個の信号レベルを抽出して、抽出された信号レベルから第1代表値を算出し、
前記抑圧範囲の外部の複数位置の前記パルス圧縮信号の信号レベルにおける、レベルの最も低い側から所定個の信号レベルを抽出して、抽出された信号レベルから第2代表値を算出し、
前記第1代表値を前記第2代表値で除算することでオフセット値を算出し、
前記オフセット値が最大オフセット値以下であれば、前記オフセット値と前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とから前記抑圧値を決定し、
前記オフセット値が前記最大オフセット値よりも大きければ、前記最大オフセット値と前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とから前記抑圧値を決定する
中探知方法。
A pulse compression step of generating a pulse compression signal by pulse-compressing a reception signal obtained from a reflection echo of a frequency-modulated ultrasonic pulse signal;
A range side lobe suppression step of generating detection data by performing range side lobe suppression processing on the pulse compression signal, and an underwater detection method,
The range side lobe suppression step includes
A suppression range setting step for determining a suppression range based on the pulse compression signal;
A threshold for determining the exclusion range is set using the signal level of the pulse compression signal at a plurality of depth positions in the predetermined range deeper than the suppression range and the range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal. A suppression exclusion range setting step of determining a suppression exclusion range based on a comparison result between the threshold for determining the exclusion range and the signal level of the pulse compression signal;
A suppression value setting step of determining a suppression value based on a signal level of the pulse compression signal within the suppression range;
Have a, a suppression operation step for performing an operation for suppressing the signal level of the pulse compression signal of the suppression range excluding the suppression exclusion range in the suppression value,
The suppression value setting step includes:
In the signal level of the pulse compression signal at a plurality of positions within the suppression range, a predetermined number of signal levels are extracted from the lowest level, and a first representative value is calculated from the extracted signal level,
In the signal level of the pulse compressed signal at a plurality of positions outside the suppression range, a predetermined number of signal levels are extracted from the lowest level, and a second representative value is calculated from the extracted signal level,
An offset value is calculated by dividing the first representative value by the second representative value,
If the offset value is less than or equal to the maximum offset value, the suppression value is determined from the offset value and a range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal,
If the offset value is larger than the maximum offset value, the suppression value is determined from the maximum offset value and a range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal ,
Detection method in water.
周波数変調した超音波パルス信号の反射エコーから得られる受信信号をパルス圧縮してパルス圧縮信号を生成するパルス圧縮処理と、
前記パルス圧縮信号に対してレンジサイドローブ抑圧処理を行って探知データを生成するレンジサイドローブ抑圧処理と、をコンピュータに実行させるための水中探知プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記レンジサイドローブ抑圧処理として、
パルス圧縮信号に基づいて抑圧範囲を決定する抑圧範囲設定処理と、
前記抑圧範囲よりも深い側の所定範囲の複数の深度位置でのパルス圧縮信号の信号レベルと、前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とを用いて、除外範囲決定用の閾値を設定し、該除外範囲決定用の閾値と前記パルス圧縮信号の信号レベルとの比較結果によって抑圧除外範囲を決定する抑圧除外範囲設定処理と、
前記抑圧範囲内の前記パルス圧縮信号の信号レベルに基づいて抑圧値を決定する抑圧値設定処理と、
前記抑圧除外範囲を除外した前記抑圧範囲の前記パルス圧縮信号の信号レベルを前記抑圧値で抑圧する演算を行う抑圧演算処理と、を実行し、
前記抑圧値設定処理では、
前記抑圧範囲内の複数位置の前記パルス圧縮信号の信号レベルにおける、レベルの最も低い側から所定個の信号レベルを抽出して、抽出された信号レベルから第1代表値を算出し、
前記抑圧範囲の外部の複数位置の前記パルス圧縮信号の信号レベルにおける、レベルの最も低い側から所定個の信号レベルを抽出して、抽出された信号レベルから第2代表値を算出し、
前記第1代表値を前記第2代表値で除算することでオフセット値を算出し、
前記オフセット値が最大オフセット値以下であれば、前記オフセット値と前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とから前記抑圧値を決定し、
前記オフセット値が前記最大オフセット値よりも大きければ、前記最大オフセット値と前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形とから前記抑圧値を決定する、
中探知プログラム。
A pulse compression process for generating a pulse compression signal by pulse-compressing a reception signal obtained from a reflected echo of a frequency-modulated ultrasonic pulse signal;
An underwater detection program for causing a computer to perform range side lobe suppression processing for generating detection data by performing range side lobe suppression processing on the pulse compression signal,
The computer
As the range side lobe suppression processing,
A suppression range setting process for determining a suppression range based on a pulse compression signal;
A threshold for determining the exclusion range is set using the signal level of the pulse compression signal at a plurality of depth positions in the predetermined range deeper than the suppression range and the range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal. A suppression exclusion range setting process for determining a suppression exclusion range based on a comparison result between the exclusion range determination threshold value and the signal level of the pulse compression signal;
A suppression value setting process for determining a suppression value based on a signal level of the pulse compression signal within the suppression range;
Performing a suppression calculation process for performing a calculation to suppress the signal level of the pulse compression signal in the suppression range excluding the suppression exclusion range with the suppression value,
In the suppression value setting process,
In the signal level of the pulse compression signal at a plurality of positions within the suppression range, a predetermined number of signal levels are extracted from the lowest level, and a first representative value is calculated from the extracted signal level,
In the signal level of the pulse compressed signal at a plurality of positions outside the suppression range, a predetermined number of signal levels are extracted from the lowest level, and a second representative value is calculated from the extracted signal level,
An offset value is calculated by dividing the first representative value by the second representative value,
If the offset value is less than or equal to the maximum offset value, the suppression value is determined from the offset value and a range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal,
If the offset value is larger than the maximum offset value, the suppression value is determined from the maximum offset value and a range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal,
Water in the detection program.
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