JP6192946B2 - Underwater detection method and underwater detection device - Google Patents
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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方法及び水中探知装置に関する。 The present invention relates to an underwater detection method and an underwater detection device that transmit an ultrasonic pulse signal in water and generate 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
また、特許文献2には、海底によるレンジサイドローブ(レンジサイドローブについては、後述する)を抑圧するための水中探知装置が開示されている。この水中探知装置では、2つのピークホールド値(前方移動ピークホールド値及び後方移動ピークホールド値)に基づいて抑圧範囲(抑圧候補範囲)が決定される。そして、パルス圧縮信号における所定範囲の信号は、所定の値である第2閾値との比較に基づき、レンジサイドローブにあたる信号であると判定され、抑圧処理が行われる。
図17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. 17 is a diagram illustrating a time waveform (waveform along the depth direction) of a reception signal obtained by reflection on 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17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. 17, 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.
また、特許文献2のように、パルス圧縮信号における所定範囲の信号を、所定値である第2閾値との比較に基づき、レンジサイドローブにあたる信号であると判定すると、以下のような問題が生じる。
Further, as in
抑圧除外対象としたい物標(例えば底付きの魚)のエコーは、該物標の付近に存在する信号レベルが非常に高い物標(例えば海底)のレンジサイドローブに重なって表示される。このレンジサイドローブは、メインローブから深さ方向に離れるにつれて信号レベルが小さくなる。よって、特許文献2のように第2閾値を所定値とすると、抑圧除外対象としたいエコーが誤って抑圧されてしまうリスク、及び、抑圧したいレンジサイドローブが適切に抑圧されないリスクが生じる。
An echo of a target (for example, a fish with a bottom) to be excluded from suppression is displayed so as to overlap a range side lobe of a target (for example, the sea floor) having a very high signal level in the vicinity of the target. The signal level of the range side lobe decreases as it moves away from the main lobe in the depth direction. Therefore, when the second threshold is set to a predetermined value as in
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適切に抑圧することである。 An object of the present invention is to appropriately suppress a range side lobe caused by a target with a high signal level of an echo such as the seabed.
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る水中探知方法は、水中へ送信される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工程と、前記パルス圧縮信号におけるローカルピークの水中深度の深さ位置であるローカルピーク位置を複数、検出する工程と、各前記ローカルピーク位置を基準として設定された各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補となる抑圧候補範囲として設定する工程と、各前記抑圧候補範囲における前記パルス圧縮信号の各データ点のうち、信号レベルが、前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形に基づいて設定された抑圧除外判定閾値よりも小さいデータ点、の信号レベルを抑圧する工程と、各前記抑圧候補範囲における信号レベルが、前記抑圧除外判定閾値以上となる各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補外となる抑圧除外範囲として設定する工程と、を含み、前記信号レベルを抑圧する工程では、複数の前記抑圧候補範囲のうち前記抑圧除外範囲を除いた複数の抑圧範囲において、前記パルス圧縮信号の信号レベルが抑圧される。 To solve the above SL problem, underwater detection method according to an aspect of the invention, a pulse compression signal to pulse compression the received signal obtained from the reflected echo of the ultrasonic pulse signal frequency-modulated and transmitted into the water A step of generating, a step of detecting a plurality of local peak positions that are depth positions of the depth of the local peak in the pulse compression signal, and a range of each depth set based on each local peak position, and setting a suppression candidate range to be suppressed candidate sidelobes, among the data points of the pulse compression signal in each of said suppression candidate range, the signal level is based on the range side lobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal a step of suppressing the signal level of the small data points, than the set suppression exclusion determination threshold Te, put to each of said suppression candidate range Each of the depth ranges in which the signal level is equal to or higher than the suppression exclusion determination threshold is set as a suppression exclusion range that is outside the range sidelobe suppression candidate, and the step of suppressing the signal level includes a plurality of The signal level of the pulse compression signal is suppressed in a plurality of suppression ranges excluding the suppression exclusion range among the suppression candidate ranges.
なお、上述したローカルピークとは、パルス圧縮信号における局所的なピーク(極大点)である。具体的には、パルス圧縮信号のある点に注目したときに、当該点の信号レベルが、当該点よりも深さ方向に1つ浅い側の点及び1つ深い側の点の両方の信号レベルよりも高い場合、当該点をローカルピークと呼ぶ。 In addition, the local peak mentioned above is a local peak (maximum point) in a pulse compression signal. Specifically, when attention is paid to a certain point of the pulse compression signal, the signal level at the point is the signal level of both the point on the shallower side and the point on the deeper side than the point. If it is higher, the point is called a local peak.
好ましくは、前記水中探知方法は、前記抑圧候補範囲における信号レベルが、前記抑圧除外判定閾値以上となる深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補外となる抑圧除外範囲として設定する工程を更に含み、前記信号レベルを抑圧する工程では、前記抑圧候補範囲のうち前記抑圧除外範囲を除いた抑圧範囲において、前記パルス圧縮信号の信号レベルが抑圧される。 Good Mashiku, the underwater detection method, the signal level at the suppression candidate range, the depth range of said suppression exclusion determination threshold above, the step of setting the suppression exclusion range of the suppression candidates out of the range sidelobes Further, in the step of suppressing the signal level, the signal level of the pulse compression signal is suppressed in a suppression range excluding the suppression exclusion range in the suppression candidate range.
更に好ましくは、前記抑圧除外範囲を設定する工程では、該抑圧除外範囲が、前記抑圧除外判定閾値以上となる深さ範囲における最も浅い位置から更に浅い側に亘る所定範囲、及び該深さ範囲における最も深い位置から更に深い側に亘る所定範囲、の少なくともいずれか一方を含むように設定される。 Further preferably, the in the step of setting the suppression exclusion range, the suppression exclusion range is a predetermined range over a shallowest position further from the shallow side in the depth range of said suppression exclusion determination threshold value or higher, and the deep range Is set to include at least one of a predetermined range from the deepest position to the deeper side.
好ましくは、前記水中探知方法は、前記ローカルピーク位置が検出される深さ範囲であるローカルピーク位置検出範囲を設定する工程を更に含む。 Good Mashiku, the underwater detection method further comprises a step of setting the local peak position detection range the a depth range of the local peak position is detected.
更に好ましくは、前記水中探知方法は、前記パルス圧縮信号において、水中深度の浅い側から深い側へ向かう前後で信号レベルが基準位置検出閾値以上となる深さ位置である基準位置を検出する工程を更に含み、前記ローカルピーク位置検出範囲を設定する工程では、前記基準位置から該基準位置よりも深い側に亘る所定の深さ範囲が、前記ローカルピーク位置検出範囲として設定され、前記抑圧候補範囲を設定する工程では、前記ローカルピーク位置から該ローカルピーク位置よりも浅い側に亘る所定範囲が、前記抑圧候補範囲として設定される。 More preferably, the underwater detection method includes a step of detecting, in the pulse compression signal, a reference position that is a depth position at which the signal level is equal to or higher than a reference position detection threshold before and after the depth from the shallow side to the deep side. Further, in the step of setting the local peak position detection range, a predetermined depth range extending from the reference position to a side deeper than the reference position is set as the local peak position detection range, and the suppression candidate range is In the setting step, a predetermined range extending from the local peak position to a side shallower than the local peak position is set as the suppression candidate range.
更に好ましくは、前記水中探知方法は、前記パルス圧縮信号に基づいて前記基準位置検出閾値を設定する工程を更に含む。 In further preferably, the underwater detection method further comprises a step of setting the reference position detection threshold based on the pulse compressed signal.
更に好ましくは、前記基準位置検出閾値を設定する工程では、前記パルス圧縮信号に基づいて算出されたノイズレベルから所定レベル高いレベルが前記基準位置検出閾値として設定される。 Further preferably, in the step of setting the reference position detection threshold from the noise level calculated on the basis of the pulse compressed signal is a predetermined level higher level is set as the reference position detection threshold.
好ましくは、前記ローカルピーク位置を検出する工程では、複数の前記ローカルピーク位置が検出され、前記抑圧候補範囲を設定する工程では、複数の前記ローカルピーク位置のそれぞれに対応する複数の前記抑圧候補範囲が設定され、前記抑圧除外範囲を設定する工程では、複数の前記抑圧候補範囲のそれぞれに対応する複数の前記抑圧除外範囲が設定され、前記信号レベルを抑圧する工程では、複数の前記抑圧候補範囲のそれぞれに対応する複数の前記抑圧範囲のそれぞれについて、前記パルス圧縮信号の信号レベルが抑圧される。 Good Mashiku, in the step of detecting the local peak position, a plurality of the local peak position is detected, in the step of setting the suppression candidate range, a plurality of the suppression corresponding to each of the plurality of local peak position In the step of setting a candidate range and setting the suppression exclusion range, a plurality of suppression exclusion ranges corresponding to each of the plurality of suppression candidate ranges are set, and in the step of suppressing the signal level, the plurality of suppressions The signal level of the pulse compression signal is suppressed for each of the plurality of suppression ranges corresponding to each of the candidate ranges.
更に好ましくは、前記ローカルピーク位置を検出する工程では、水中深度の浅い側から深い側へ向かって複数の前記ローカルピーク位置が順に検出されるとともに、順に検出される複数の前記ローカルピーク位置のうち、所定のローカルピーク位置における信号レベルが、該所定のローカルピーク位置の直前に検出されたローカルピーク位置における信号レベル以下の場合、該所定のローカルピーク位置は検出されず、前記所定のローカルピーク位置における信号レベルが、該所定のローカルピーク位置の直前に検出されたローカルピーク位置における信号レベルよりも高い場合、該所定のローカルピーク位置は検出される。 Further preferably, in the step of detecting the local peak position, a plurality of the local peak position toward the shallower side of the water depth to the deep side is detected in order, a plurality of detected in the order of the local peak position If the signal level at the predetermined local peak position is equal to or lower than the signal level at the local peak position detected immediately before the predetermined local peak position, the predetermined local peak position is not detected and the predetermined local peak position is not detected. If the signal level at the position is higher than the signal level at the local peak position detected immediately before the predetermined local peak position, the predetermined local peak position is detected.
好ましくは、前記水中探知方法は、前記ローカルピーク位置を検出する工程で検出された前記ローカルピーク位置と、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に基づいて、前記抑圧除外判定閾値を設定する工程を更に含む。 Good Mashiku, the underwater detection method, the said local peak position detected in the step of detecting the local peak position, the based on the range side lobe approximate waveform of an ultrasonic pulse signal, the suppression exclusion determination threshold The method further includes the step of setting.
好ましくは、前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形は、深さ範囲の少なくとも一部において信号レベルが深い側から浅い側へ向かって減少する波形である。 Good Mashiku is range side lobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal is a waveform signal level decreases toward the deep side to the shallow side at least part of the depth range.
好ましくは、前記信号レベルを抑圧する工程では、前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号の信号レベルが、前記抑圧候補範囲における最も浅い側の深さ位置付近のノイズレベルと同程度となるように抑圧される。 Good Mashiku, in the step of suppressing the signal level, so that the signal level of the pulse compression signal within the suppression range is the noise level and the same level in the vicinity of the shallowest depth of the side position in the suppression candidate range Repressed.
更に好ましくは、前記水中探知方法は、前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号の信号レベルの上限値である抑圧限度値を算出する工程を更に含み、前記信号レベルを抑圧する工程では、前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号の信号レベルが前記抑圧限度値以上とならないように該信号レベルが抑圧される。 Further preferably, the underwater detection method, the includes within suppression range further step of calculating a suppression limits an upper limit value of the signal level of the pulse compression signal, in the step of suppressing the signal level, the suppression The signal level is suppressed so that the signal level of the pulse compression signal within the range does not exceed the suppression limit value.
更に好ましくは、前記信号レベルを抑圧する工程では、前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号のうち信号レベルが前記抑圧限度値以上の深さ位置のもののそれぞれについて、各深さ位置における信号レベルが所定値毎に除算されることにより該信号レベルが抑圧される。 Further preferably, in the step of suppressing the signal level for each signal level of the pulse compressed signal is one of a depth position of more than the suppression limit value within the suppression range, the signal level at each depth position The signal level is suppressed by dividing every predetermined value.
好ましくは、前記抑圧限度値を算出する工程では、前記抑圧候補範囲における最も浅い側の深さ位置を含む所定範囲のノイズレベルに基づいて前記抑圧限度値が算出される。 Good Mashiku, said the step of calculating a suppression limit value, the suppression limit value based on the noise level of a predetermined range including the depth position of the shallowest side in the suppression candidate range is calculated.
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る水中探知装置は、水中へ送信される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おけるローカルピークの水中深度の深さ位置であるローカルピーク位置を複数、検出するローカルピーク位置検出部と、各前記ローカルピーク位置を基準として設定された各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補となる抑圧候補範囲として設定する抑圧候補範囲設定部と、各前記抑圧候補範囲における前記パルス圧縮信号の各データ点のうち、信号レベルが前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形に基づいて設定された抑圧除外判定閾値よりも小さいデータ点、の信号レベルを抑圧する抑圧処理部と、各前記抑圧候補範囲における信号レベルが、前記抑圧除外判定閾値以上となる各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補外となる抑圧除外範囲として設定する抑圧除外範囲設定部と、を備え、前記抑圧処理部は、複数の前記抑圧候補範囲のうち前記抑圧除外範囲を除いた複数の抑圧範囲において、前記パルス圧縮信号の信号レベルを抑圧する。 To solve the above SL problem, underwater detection system according to an aspect of the invention, a pulse compression signal to pulse compression the received signal obtained from the reflected echo of the ultrasonic pulse signal frequency-modulated and transmitted into the water a pulse compression unit to be generated, a plurality of local peak positions the depth position of the water depth of the local peaks in the pulse compression signal, the local peak position detector for detecting the respective set of each said local peak position as a reference the depth range, and the suppression candidate range setting unit for setting a suppression candidate range to be suppressed candidate range sidelobes, among the data points of the pulse compression signal in each of said suppression candidate range, the signal level the ultrasonic pulse The signal level of the data point that is smaller than the suppression exclusion judgment threshold set based on the approximate range sidelobe waveform of the signal And suppression processing section which applies the signal level in each said suppression candidate range, the suppression exclusion determination each depth range equal to or larger than the threshold value, the range side lobe suppression exclusion range setting unit for setting a suppression exclusion range of the suppression candidates outside The suppression processing unit suppresses the signal level of the pulse compression signal in a plurality of suppression ranges excluding the suppression exclusion range among the plurality of suppression candidate ranges.
本発明によれば、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適切に抑圧できる。 According to the present invention, it is possible to appropriately suppress a range side lobe caused by a target having a high signal level of an echo such as the seabed.
本発明の実施形態に係る水中探知装置、及び水中探知方法について、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 and an underwater detection method according to an 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.
[構成]
図1は本発明の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。
[Constitution]
FIG. 1 is a configuration diagram of an
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り、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
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
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
送受波器100は、超音波パルス信号STxが海底901及び水中の魚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
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、受信信号に対して増幅処理を行う。
The
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
レンジサイドローブ抑圧部70は、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。
The range side
表示処理部80は、探知データに対してTVG処理を行い、該TVG処理後の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)に基づいた探知画像を、表示画面に表示する。
The
[レンジサイドローブ抑圧部の構成]
次に、レンジサイドローブ抑圧部70の具体的な構成について説明する。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。
[Configuration of Range Sidelobe Suppression Unit]
Next, a specific configuration of the range side
レンジサイドローブ抑圧部70は、基準位置検出部71と、ローカルピーク位置検出部としてのローカルピーク検出部72と、抑圧候補範囲設定部73と、抑圧除外範囲設定部74と、抑圧処理部75とを備えている。
The range
基準位置検出部71は、水中深度の浅い側から深い側へ向かう前後で、パルス圧縮データの信号レベルが基準位置検出閾値ThE1以上となる深さ位置である基準位置DREFを検出する。
The reference
ローカルピーク検出部72は、パルス圧縮信号におけるローカルピークの水中深度の深さ位置であるローカルピーク位置を検出する。本実施形態では、ローカルピーク検出部72は、前記基準位置DREFから深度の深い側に亘る所定の範囲において、パルス圧縮データのローカルピークのうち所定のローカルピークPX(X=A,B,…)を検出する。
The local
具体的には、ローカルピーク検出部72は、基準位置PREFから深度の深い側に向かって順にローカルピークPXを検出する。ローカルピーク検出部72は、所定のローカルピークの信号レベルが、該所定のローカルピークの直前に検出されたローカルピークの信号レベル以下の場合、該所定のローカルピークを検出しない。一方、ローカルピーク検出部72は、所定のローカルピークの信号レベルが、該所定のローカルピークの直前に検出されたローカルピークの信号レベルよりも高い場合、該所定のローカルピークPXを検出する。ローカルピーク検出部72は、ローカルピークPXとして、該ローカルピークPXの深さ位置であるローカルピーク位置DX(X=A,B,…)、及び該ローカルピークPXの信号レベルEX(X=A,B,…)を検出する。
Specifically, the local
抑圧候補範囲設定部73は、ローカルピーク位置DXを基準として設定された深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補となる抑圧候補範囲ZXとして設定する。本実施形態では、抑圧候補範囲設定部73は、ローカルピーク検出部72で検出されたローカルピーク位置DXを基準とし、該ローカルピーク位置DXよりも浅い側に亘る所定範囲を抑圧候補範囲ZX(X=A,B,…)として設定する。ここで用いられる所定範囲は、例えば、送信された超音波パルス信号から推定されたレンジサイドローブの波形に基づいて設定される。
The suppression candidate
抑圧除外範囲設定部74は、抑圧候補範囲ZXにおけるパルス圧縮データの信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2X(X=A,B,…)以上となる範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補外となる抑圧除外範囲EXZX(X=A,B,…)として設定する。本実施形態では、抑圧除外範囲設定部74は、抑圧候補範囲ZXにおける信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2X(X=A,B,…)以上となる範囲を、抑圧除外範囲EXZXとして設定する。抑圧除外範囲設定部74は、抑圧除外判定閾値ThE2Xを、ローカルピーク検出部72で検出されたローカルピークPXの信号レベルEXと、パルス圧縮データのレンジサイドローブ近似波形とに基づいて設定する。
The suppression exclusion
抑圧処理部75は、抑圧候補範囲ZXから抑圧除外範囲EXZXを除いた抑圧範囲ZX´(X=A,B,…)において、パルス圧縮データの信号レベルが抑圧限度値ELMTX以上とならないように該信号レベルを抑圧する。これにより、抑圧処理部75は、探知データを生成する。
[水中探知方法]
図3は、本実施形態に係る水中探知方法を説明するためのフローチャートである。以下では、水中探知方法での処理対象となるパルス圧縮データとして、図5及び図6で示す波形を用いて説明する。
[Underwater detection method]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the underwater detection method according to the present embodiment. Below, it demonstrates using the waveform shown in FIG.5 and FIG.6 as pulse compression data used as the process target by the underwater detection method.
水中探知装置10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(ステップS1)。水中探知装置10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(ステップS2)。水中探知装置10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(ステップS3)。
The
次に、ステップS4では、パルス圧縮データのローカルピークが検出される深さ範囲である、ローカルピーク検出範囲ZPが設定される。図4は、ステップS4における工程を詳細に示すフローチャートであって、ローカルピーク検出範囲ZPを設定する工程を示すフローチャートである。 Next, in step S4, the local peak of the pulse compression data is depth range to be detected, the local peak detection range Z P is set. Figure 4 is a flow chart illustrating the steps in step S4 in detail, is a flow chart showing the process of setting the local peak detection range Z P.
ステップS4では、基準位置検出部71が、基準位置検出閾値ThE1を設定する。具体的には、基準位置検出部71は、深さ方向について等間隔に分割された各深さ領域について、パルス圧縮データの平均値(ノイズレベル)を算出する(ステップS41)。次に、基準位置検出部71は、ステップS42で、平均値が算出された各領域のパルス圧縮データのうち、最も値が小さかった平均値を第1オフセット値EOFF1とする。そして、基準位置検出部71は、ステップS43で、第1オフセット値EOFF1から所定レベルΔE1高いレベルを基準位置検出閾値ThE1として設定する。
In step S4, the reference
本実施形態では、図5に示すように、等間隔に分割された各深さ領域のうち、最も深い側の領域の平均値が最小値となっている。よって、該領域の平均値が第1オフセット値EOFF1として設定され、該第1オフセット値EOFF1からΔE1高いレベルが、基準位置検出閾値ThE1として設定される。なお、本実施形態では、前記所定レベルΔE1を、メインローブのピークレベルと、レンジサイドローブのピークレベルのレベル差値としている。これにより、レンジサイドローブを適切に抑圧することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the average value of the deepest region among the depth regions divided at equal intervals is the minimum value. Therefore, the average value of the region is set as the first offset value E OFF1, and a level higher by ΔE1 than the first offset value E OFF1 is set as the reference position detection threshold ThE1. In the present embodiment, the predetermined level ΔE1 is a level difference value between the peak level of the main lobe and the peak level of the range side lobe. Thereby, a range side lobe can be suppressed appropriately.
次に、基準位置検出部71は、前記基準位置検出閾値ThE1を用いて基準位置DREFを検出する。図6は、図5における深さ方向の所定範囲を拡大して示す図であって、基準位置DREF、ローカルピーク検出範囲ZP及びローカルピークPA〜PCの検出について説明するための図である。また、図7は、図6の一部を拡大して示す図であって、基準位置DREFの検出について説明するための図である。
Next, the reference
基準位置検出部71は、ステップS44で、深さ方向のある注目点(n)の信号レベルE(n)と基準位置検出閾値ThE1と比較する。この注目点(n)の信号レベルE(n)が基準位置検出閾値ThE1以上の場合(ステップS45のYES)、ステップS46の工程が行われる。一方、注目点(n)の信号レベルE(n)が基準位置検出閾値ThE1よりも低い場合(ステップS45のNO)、対象となる注目点が1つ深い側へ移動し(ステップS48)、該注目点の信号レベルと基準位置検出閾値ThE1とが再び比較される(ステップS44)。そして、深い側へ移動していく注目点の信号レベルが基準位置検出閾値ThE1以上になるまで、S45、48及びS44のステップが繰り返される。
In step S44, the reference
なお、上記ステップS48の工程が行われる前に、ステップS51において、注目点(n)の深さ位置がパルス圧縮データの終端であるか否かが判断される。注目点(n)の深さ位置がパルス圧縮データの終端でない場合(ステップS51のNO)、注目点が1つ深い側へ移動する。一方、注目点(n)の深さ位置がパルス圧縮データの終端である場合(ステップS51のYES)、本フローは終了する。 Before the step S48 is performed, it is determined in step S51 whether or not the depth position of the point of interest (n) is the end of the pulse compression data. When the depth position of the point of interest (n) is not the end of the pulse compression data (NO in step S51), the point of interest moves to the deeper side. On the other hand, when the depth position of the attention point (n) is the end of the pulse compression data (YES in step S51), this flow ends.
注目点の信号レベルE(n)が基準位置検出閾値ThE1以上になると(ステップS45のYES)、基準位置検出部71は、ステップS46で、該注目点(n)よりも1つ浅い注目点n−1の信号レベルE(n−1)と基準位置検出閾値ThE1とを比較する。この信号レベルE(n−1)が基準位置検出閾値ThE1よりも低い場合(ステップS47のYES)、基準位置検出部71は、ステップS49で、信号レベルE(n)の深さ位置を基準位置DREFとして設定する(図7参照)。そして、ステップS50で、該基準位置DREFから深い側の所定範囲がローカルピーク検出範囲ZPとして設定される(図6参照)。
When the signal level E (n) of the attention point becomes equal to or higher than the reference position detection threshold ThE1 (YES in step S45), the reference
なお、ステップS47において、信号レベルE(n−1)が基準位置検出閾値ThE1以上の場合(ステップS47のNo)、注目点が1つ深い側へ移動され(ステップS48)、該注目点の信号レベルと基準位置検出閾値ThE1との比較が再び行われる(ステップS44)。 In step S47, when the signal level E (n-1) is equal to or higher than the reference position detection threshold ThE1 (No in step S47), the point of interest is moved to one deeper side (step S48), and the signal of the point of interest The level is compared with the reference position detection threshold ThE1 again (step S44).
次に、ステップS5では、上述のように設定されたローカルピーク検出範囲ZPにおいて、パルス圧縮データのローカルピークPX(ローカルピーク位置DX及び信号レベルEX)が検出される。具体的には、ローカルピーク検出部72は、ステップS5で、基準位置PREFから深度の深い側に向かって順にローカルピークを検出する。ここで、ローカルピーク検出部72は、所定のローカルピークの信号レベルが、該所定のローカルピークの直前に検出されたローカルピークの信号レベル以下の場合、該所定のローカルピークを検出しない。一方、ローカルピーク検出部72は、所定のローカルピークの信号レベルが、該所定のローカルピークの直前に検出されたローカルピークの信号レベルよりも高い場合、該所定のローカルピークPXを検出する。
Next, in step S5, the local peak P X (local peak position D X and signal level E X ) of the pulse compression data is detected in the local peak detection range Z P set as described above. Specifically, the local
ステップS5について、図6を用いて説明する。ローカルピーク検出部72は、ステップS5で、基準位置DREFから深度の深い側に向かって順にローカルピークを検出する。ローカルピーク検出部72は、最初のローカルピークPAについては、直前に検出されたローカルピークが存在しないため、ローカルピークPAを検出する。次に、ローカルピーク検出部72は、ローカルピークPBについては、該ローカルピークPBの信号レベルEBが、直前に検出されたローカルピークPAの信号レベルEAよりも高いため、該ローカルピークPBを検出する。一方、ローカルピーク検出部72は、ローカルピークPZについては、該ローカルピークPZの信号レベルが、直前に検出されたローカルピークPBの信号レベルEB以下であるため、該ローカルピークPZを検出しない。このようにして、本実施形態では、ローカルピーク検出部72は、図6に示す3つのローカルピークPA〜PCを検出する。
Step S5 will be described with reference to FIG. In step S5, the
次に、ステップS6では、抑圧候補範囲設定部73が、抑圧候補範囲ZXを設定する。本実施形態では、図8に示すように、抑圧候補範囲設定部73は、各ローカルピークPA〜PCから浅い側に亘る所定範囲を、それぞれ、抑圧候補範囲ZA〜ZCとして設定する。本実施形態では、前記所定範囲は、送信された超音波パルス信号から推定されたレンジサイドローブの波形に基づいて設定される。
Next, in step S6, suppression candidate
次に、ステップS7では、抑圧除外範囲設定部74が、抑圧除外範囲EXZXを設定する。具体的には、抑圧除外範囲設定部74は、抑圧除外判定閾値ThE2Xを設定し、抑圧候補範囲ZXにおけるパルス圧縮データの信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2X以上となる範囲を、抑圧除外範囲EXZXとして設定する。
Next, in step S7, the suppression exclusion
なお、本実施形態では、上述のように、抑圧候補範囲ZXにおけるパルス圧縮データの信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2X以上となる範囲を、抑圧除外範囲EXZXとして設定しているが、これに限らない。例えば、抑圧除外範囲EXZXに、抑圧除外判定閾値ThE2X以上となる範囲における最も浅い位置から更に浅い側に亘る所定範囲、及び該深さ範囲における最も深い位置から更に深い側に亘る所定範囲、の少なくともいずれか一方を含むようにしてもよい。こうすると、抑圧除外範囲EXZXを、抑圧除外判定閾値ThE2X以上となる範囲だけで設定する場合よりも広げることができる。従って、抑圧除外範囲EXZXに含まれる波形が急峻になりすぎるのを避けることができ、該波形を自然な形状にすることができる。 In the present embodiment, as described above, the range in which the signal level of the pulse compression data in the suppression candidate range Z X is suppressed negative determination threshold The2 X above, is set as the suppression exclusion ranges EXZ X, which Not limited to. For example, the suppression exclusion range EXZ X includes a predetermined range extending from the shallowest position to the shallower side in a range that is equal to or greater than the suppression exclusion determination threshold ThE2 X , and a predetermined range extending from the deepest position to the deeper side in the depth range. You may make it include at least any one of these. In this way, the suppression exclusion range EXZ X, can be widened than in the case of setting only to the extent that the suppression exclusion determination threshold The2 X above. Therefore, it is possible to avoid the waveform included in the suppression exclusion range EXZ X from becoming too steep, and to make the waveform natural.
本実施形態では、抑圧除外範囲設定部74は、ステップS7で、抑圧候補範囲ZAにおけるパルス圧縮データの信号レベルが、該抑圧候補範囲ZAに対応する抑圧除外判定閾値ThE2A以上となる範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補外となる抑圧除外範囲EXZAとして設定する。同様に、抑圧除外範囲設定部74は、ステップS7で、抑圧候補範囲ZB及びZBのそれぞれに対応する抑圧除外範囲EXZB及びEXZCを設定する。
Range in the present embodiment, the suppression exclusion
図9は、抑圧除外範囲の設定について説明するための図である。以下、抑圧候補範囲ZBに対応する抑圧除外範囲EXZBの設定について説明する。抑圧除外範囲設定部74は、ステップS7で、抑圧除外判定閾値ThE2Bを、ローカルピークPBの信号レベルEBと、パルス圧縮データのレンジサイドローブ近似波形とに基づいて設定する。
FIG. 9 is a diagram for explaining the setting of the suppression exclusion range. Hereinafter, the setting of the suppression exclusion range EXZ B corresponding to the suppression candidate range Z B will be described. Suppression exclusion
具体的には、抑圧除外範囲設定部74は、ローカルピークPBから信号レベルが所定レベルΔE2低い点を基準点とし、レンジサイドローブ近似波形のうち最も深い側の点が前記基準点に一致する波形を、抑圧除外判定閾値ThE2Bとして設定する。なお、本実施形態では、ΔE2を、上述したΔE1と同じ値に設定している。
Specifically, the suppression exclusion
本実施形態では、レンジサイドローブ近似波形として、図9に示すような波形を設定している。具体的には、レンジサイドローブ近似波形として、最も深い側の点Pt1から浅い側の所定の点Pt2に亘る範囲については一定値とし、点Pt2から更に浅い側の所定の点Pt3に亘る範囲については、深い側から浅い側に向かって信号レベルが漸減するような波形を設定している。具体的には、点Pt2から点Pt3にかけては、深度方向の位置を底とし、係数を適宜設定した指数関数が用いられる。 In the present embodiment, a waveform as shown in FIG. 9 is set as the range sidelobe approximate waveform. Specifically, as a range sidelobe approximate waveform, a range from the deepest point Pt 1 to a predetermined point Pt 2 on the shallow side is set to a constant value, and a predetermined point Pt 3 on the shallower side from the point Pt 2. In the range extending over, a waveform is set such that the signal level gradually decreases from the deep side to the shallow side. Specifically, from the point Pt 2 to the point Pt 3 , an exponential function with the position in the depth direction as the bottom and the coefficient set appropriately is used.
抑圧除外範囲設定部74は、ステップS7で、抑圧候補範囲ZBにおけるパルス圧縮データの各点の信号レベルと、抑圧除外判定閾値ThE2Bとを比較する。抑圧除外範囲設定部74は、各点の信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2B以上ならば、当該点を抑圧除外範囲EXZBに含める(図9参照)。
Suppression exclusion
そして、抑圧除外範囲設定部74は、抑圧候補範囲ZA及びZCについても、上述の場合と同様、抑圧候補範囲ZA及びZCのそれぞれに対応する抑圧除外範囲EXZA及びEXZCを設定する(図示省略)。
Then, the suppression exclusion
最後に、ステップS8で、レンジサイドローブの抑圧処理が行われる。ステップS8では、抑圧範囲ZX´におけるパルス圧縮信号の信号レベルが、抑圧候補範囲ZXにおける最も浅い側の深さ位置付近のノイズレベルと同程度となるように抑圧される。具体的には、ステップS8では、抑圧処理部75が、抑圧限度値ELMTXを設定する。そして、抑圧処理部75は、抑圧候補範囲ZXから抑圧除外範囲EXZXを除いた抑圧範囲ZX´におけるパルス圧縮データが抑圧限度値ELMTX以上とならないように、パルス圧縮データの信号レベルを抑圧する。
Finally, in step S8, range side lobe suppression processing is performed. In step S8, the signal level of the pulse compression signal in the suppression range Z X ′ is suppressed so as to be approximately the same as the noise level near the shallowest depth position in the suppression candidate range Z X. Specifically, in step S8, the
本実施形態では、抑圧処理部75は、ステップS8で、抑圧候補範囲ZAから抑圧除外範囲EXZAを除いた抑圧範囲ZA´に対応する抑圧限度値ELMTAを設定する。そして、抑圧処理部75は、パルス圧縮データが抑圧限度値ELMTA以上とならないように、パルス圧縮データの信号レベルを抑圧する。同様に、抑圧処理部75は、抑圧範囲ZB´及びZC´のそれぞれに対応する抑圧限度値ELMTB及びELMTCを設定し、パルス圧縮データが抑圧限度値ELMTB及びELMTC以上とならないように、パルス圧縮データの信号レベルを抑圧する。
In the present embodiment, in step S8, the
図10は、ステップS8における工程を詳細に示すフローチャートである。また、図11は、抑圧限度値ELMTXの設定について説明するための図である。以下、図10及び図11を用いて、3つの抑圧候補範囲のうちの1つ、具体的には抑圧候補範囲ZBを例として、該抑圧候補範囲ZBにおけるパルス圧縮データの抑圧について説明する。 FIG. 10 is a flowchart showing in detail the process in step S8. FIG. 11 is a diagram for explaining the setting of the suppression limit value ELMTX . Hereinafter, suppression of pulse compression data in the suppression candidate range Z B will be described using one of the three suppression candidate ranges, specifically, the suppression candidate range Z B as an example, with reference to FIGS. .
まず、抑圧処理部75は、抑圧限度値ELMTBを設定する。具体的には、抑圧処理部75は、抑圧候補範囲ZBにおける最も浅い側の端部を基準として、該端部から浅い側の所定深さ範囲と、該端部から深い側の所定深さ範囲とを、それぞれ、第1領域Z1及び第2領域Z2とする(図11参照)。そして、該第1領域Z1及び第2領域Z2の各領域について、パルス圧縮データの平均値(ノイズレベル)を算出し(ステップS81)、各平均値のうち低い方の平均値を第2オフセット値EOFF2とする。そして、抑圧処理部75は、ステップS82で、第2オフセット値EOFF2から所定レベル高い値を抑圧限度値ELMTBとして設定する。
First, the
次に、抑圧処理部75は、抑圧範囲ZB´における各点の信号レベルと、抑圧限度値ELMTBとを比較し、比較結果に基づいて各点の信号レベルを低減する。
Next, the
抑圧処理部75は、ステップS83で、注目点nの信号レベルE(n)と抑圧限度値ELMTBとを比較する。本実施形態では、最初にステップS83の処理が行われる際、抑圧範囲ZB´における最も深い側の点が注目点として設定される。抑圧処理部75は、当該信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTBよりも低い場合(ステップS84のNO)、その注目点nについて抑圧処理を行わず、注目点の深さ位置を1つ浅い側に移動する(ステップS86)。なお、抑圧範囲ZB´における最も浅い側の点を注目点として設定し、その点の信号レベルが抑圧限度値ELMTBよりも低い場合、注目点の深さ位置を1つ深い側に移動してもよい。
In step S83, the
一方、抑圧処理部75は、信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTB以上の場合(ステップS84のYES)、注目点nの信号レベルE(n)から所定値ΔE3を除算し、除算後の信号レベルE(n)を、注目点nの新たな信号レベルE(n)に設定する(ステップS85)。なお、本実施形態では、前記所定値ΔE3を、パルス圧縮データにおけるノイズのP−P値(Peak-to-Peak value)としている。
On the other hand, when the signal level E (n) is equal to or greater than the suppression limit value ELMTB (YES in step S84), the
その後、抑圧処理部75は、ステップS83に戻り、新たに設定された信号レベルE(n)と抑圧限度値ELMTBとを比較する。抑圧処理部75は、信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTBよりも低い場合(ステップS84のNO)、注目点の深さ位置を1つ浅い側に移動し(ステップS86)、信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTB以上の場合(ステップS84のYES)、再び信号レベルE(n)から所定値ΔE3を除算する。これにより、各点の信号レベルが抑圧限度値ELMTB以下となるまで、各点において上述のような除算処理が行われる。
After that, the
注目点が抑圧範囲ZB´の終点、具体的には、抑圧範囲ZB´における最も浅い側の点に到達すると(ステップS87のYES)、抑圧処理部75における抑圧処理が終了する。
When the point of interest reaches the end point of the suppression range Z B ′, specifically, the shallowest point in the suppression range Z B ′ (YES in step S87), the suppression processing in the
そして、抑圧処理部75は、上述のような抑圧処理を、抑圧範囲ZA´及びZC´についても行う。
The
図12は、抑圧処理前のパルス圧縮データと、抑圧処理が行われたパルス圧縮データである探知データとを示す図である。図12に示すように、上述のような抑圧処理を行う前のパルス圧縮データでは、底付きの魚のエコーが、海底のエコーのレンジサイドローブによってやや判別しにくくなっている。これに対して、上述のような抑圧処理を行うことにより、レンジサイドローブの信号レベルが低減されるため(図12の太線波形参照)、底付の魚のエコーを識別しやすくなる。 FIG. 12 is a diagram illustrating pulse compression data before suppression processing and detection data that is pulse compression data subjected to suppression processing. As shown in FIG. 12, in the pulse-compressed data before performing the suppression processing as described above, the echo of the fish with a bottom is somewhat difficult to discriminate due to the range side lobe of the echo at the bottom of the sea. On the other hand, since the signal level of the range side lobe is reduced by performing the suppression process as described above (see the thick line waveform in FIG. 12), it becomes easy to identify the echo of the fish with a bottom.
[効果]
以上のように、本実施形態に係る水中探知方法では、レンジサイドローブの抑圧候補となる抑圧候補範囲ZXにおいて、パルス圧縮信号の信号レベルが抑圧される。これにより、レンジサイドローブを抑圧できる。また、抑圧候補範囲ZXでは、超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形に基づいて設定された抑圧除外判定閾値ThE2Xよりも小さいデータ点の信号レベルが抑圧される。これにより、所望のエコーの信号レベルを維持しつつ、レンジサイドローブを抑圧できる。
[effect]
As described above, in the underwater detection method according to the present embodiment, the suppression candidate range Z X comprising the suppression candidate range side lobe, the signal level of the pulse compression signal is suppressed. Thereby, the range side lobe can be suppressed. Further, in the suppression candidate range Z X , the signal level of the data point smaller than the suppression exclusion determination threshold ThE2 X set based on the range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal is suppressed. Thereby, the range side lobe can be suppressed while maintaining the signal level of the desired echo.
従って、本実施形態の水中探知方法では、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適切に抑圧できる。 Therefore, in the underwater detection method of the present embodiment, range side lobes due to targets with high echo signal levels such as the seabed can be appropriately suppressed.
しかも、上記水中探知方法では、抑圧候補範囲ZXが、パルス圧縮信号のローカルピークPXを基準に設定される。こうすると、該ローカルピークPXを有するメインローブのレンジサイドローブを抑圧候補範囲ZX内に確実に含めることができるため、レンジサイドローブが抑圧候補範囲ZXから漏れてしまうことを防止できる。これにより、抑圧候補範囲ZXを適切に設定できる。 Moreover, in the above-described underwater detection method, the suppression candidate range Z X is set to the local peak P X of the pulse compressed signal to the reference. In this way, the range side lobe of the main lobe having the local peak P X can be surely included in the suppression candidate range Z X , so that the range side lobe can be prevented from leaking from the suppression candidate range Z X. This allows appropriately setting the suppression candidate range Z X.
また、上記水中探知方法では、超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形に基づいて設定された抑圧除外判定閾値ThE2X以上となる深さ範囲については、信号レベルが抑圧されない。これにより、例えば特許文献2に開示されるように、第2閾値(本実施形態に係る抑圧除外判定閾値ThE2Xに相当)が所定値で設定されている場合と比べると、所望のエコーが誤って抑圧範囲ZX´に含まれてしまうリスク、及び、本来不要であるレンジサイドローブが抑圧されずに残ってしまうリスクを低減できる。
Further, in the underwater detection method, for the depth range of the set suppression exclusion determination threshold The2 X or on the basis of the range side lobe approximate waveform of an ultrasonic pulse signal, the signal level is not suppressed. Thus, for example, as disclosed in
また、上記水中探知方法では、レンジサイドローブの抑圧処理が行われない範囲を抑圧除外範囲EXZXとして設定し、抑圧候補範囲ZXから抑圧除外範囲EXZXを除いた抑圧範囲ZX´において、パルス圧縮信号の信号レベルを抑圧している。これにより、レンジサイドローブを抑圧したい範囲を抑圧範囲ZX´として適切に絞った上で、該範囲についてレンジサイドローブの抑圧処理を行うことができる。 Further, in the above-described underwater detection method sets a range where suppression of the range side lobe is not performed as the suppression exclusion range EXZ X, suppression candidate range Z X suppression range excluding the suppression exclusion range EXZ X from Z X ', The signal level of the pulse compression signal is suppressed. As a result, the range in which the range side lobe is desired to be suppressed is appropriately narrowed down as the suppression range Z X ′, and the range side lobe suppression process can be performed on the range.
また、上記水中探知方法では、ローカルピークPXの深さ位置であるローカルピーク位置DXが検出されるローカルピーク検出範囲ZPが設定される。こうすると、レンジサイドローブを抑圧する必要がないローカルピーク(例えば極端に浅い深さ位置におけるローカルピーク等)を排除できるため、信号処理時間を短縮できる。 Further, in the above-described underwater detection method, the local peak detection range Z P of local peak position D X is the depth position of the local peak P X is detected is set. This eliminates local peaks that do not need to suppress the range side lobe (for example, local peaks at extremely shallow depth positions), thereby reducing signal processing time.
また、上記水中探知方法では、水中深度の浅い側から深い側へ向かう前後で信号レベルが基準位置検出閾値ThE1以上となる深さ位置である基準位置DREFが設定される。そして、該基準位置DREFよりも深い側に亘る所定の深さ範囲が、ローカルピーク検出範囲ZPとして設定される。これにより、所望の信号レベル以上のエコーのローカルピークPXを検出でき、更には、該ローカルピークPXに対応する所望の抑圧候補範囲ZXを設定できる。また、基準位置検出閾値ThE1以下のローカルピークについて信号処理を行う必要がなくなるため、信号処理時間を短縮できる。 In the underwater detection method, the reference position D REF is set that is a depth position at which the signal level is equal to or higher than the reference position detection threshold ThE1 before and after moving from the shallow side to the deep side. Then, a predetermined depth range over a deeper side than the reference position D REF is set as a local peak detection range Z P. Thus, it is possible to detect a local peak P X above desired signal levels of the echo, further, you can set the desired suppression candidate range Z X corresponding to the local peak P X. Further, since it is not necessary to perform signal processing for the local peak below the reference position detection threshold ThE1, the signal processing time can be shortened.
また、上記水中探知方法では、基準位置検出閾値ThE1が、パルス圧縮データに基づいて設定される。これにより、パルス圧縮データに基づいた適切な基準位置検出閾値ThE1を設定できる。 In the underwater detection method, the reference position detection threshold ThE1 is set based on the pulse compression data. Thereby, an appropriate reference position detection threshold ThE1 based on the pulse compression data can be set.
また、上記水中探知方法では、基準位置検出閾値ThE1が、パルス圧縮信号に基づいて算出された第1オフセット値EOFF1から所定レベルΔE1高いレベルに設定される。これにより、周囲の環境によって変化するノイズレベルに影響を受けることなく、基準位置検出閾値ThE1を適切に設定できる。 In the underwater detection method, the reference position detection threshold ThE1 is set to a level higher by a predetermined level ΔE1 than the first offset value E OFF1 calculated based on the pulse compression signal. As a result, the reference position detection threshold ThE1 can be appropriately set without being affected by the noise level that changes depending on the surrounding environment.
また、上記水中探知方法では、複数のローカルピークPA〜PCのそれぞれに対応する複数の抑圧範囲ZA´〜ZC´が設定され、各抑圧範囲ZA´〜ZC´について信号レベルが抑圧される。これにより、レンジサイドローブを抑圧したいエコーが複数ある場合であっても、これらのレンジサイドローブを適切に抑圧できる。 Further, in the underwater detection method, a plurality of suppression range corresponding to each of the plurality of local peaks P A ~P C Z A'~Z C ' is set, the suppression range Z A'~Z C' for the signal level Is suppressed. Thereby, even when there are a plurality of echoes whose range side lobes are to be suppressed, these range side lobes can be appropriately suppressed.
また、上記水中探知方法では、浅い側から深い側へ向かって信号レベルが大きくなるように、ローカルピークが検出される。 In the underwater detection method, the local peak is detected so that the signal level increases from the shallow side to the deep side.
例えば、海底付近の魚(海底よりもやや浅い側に位置する魚)のエコー付近に生じる、海底のレンジサイドローブを抑圧する場合、以下のようにレンジサイドローブを抑圧すればよい。具体的には、浅い側に位置する信号レベルの高い海底のエコーに起因するレンジサイドローブを抑圧すれば、深い側に位置する信号レベルの低い海底のエコーに起因するレンジサイドローブを抑圧しなくてもよい。従って、上述のようにローカルピークPXを検出することで、信号処理時間を短縮することができる。 For example, when suppressing the seaside range side lobe that occurs near the echo of a fish near the sea floor (a fish located slightly shallower than the sea floor), the range side lobe may be suppressed as follows. Specifically, if the range side lobe caused by the echo of the sea floor with a high signal level located on the shallow side is suppressed, the range side lobe caused by the echo of the sea floor with a low signal level located on the deep side is not suppressed. May be. Therefore, by detecting the local peak P X as described above, it is possible to shorten the signal processing time.
また、上記水中探知方法では、検出されたローカルピークPXの信号レベルEX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に基づいて、抑圧除外判定閾値ThE2Xが設定される。これにより、レンジサイドローブ近似波形を、信号レベル方向において適切にオフセットできるため、抑圧除外判定閾値ThE2Xをより適切に設定できる。 Further, in the above-described underwater detection method, a signal level E X of the detected local peaks P X, wherein on the basis of the range side lobe approximate waveform of an ultrasonic pulse signal, suppressing negative determination threshold The2 X is set. Thus, the range side lobe approximate waveform, it is possible to properly offset in the signal level direction, it can be set suppression exclusion determination threshold The2 X better.
また、上記水中探知方法では、前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形は、深さ範囲の少なくとも一部において信号レベルが深い側から浅い側へ向かって減少する波形である。レンジサイドローブは、図17に示すように、メインローブから離れるにつれて信号レベルが徐々に小さくなる。従って、レンジサイドローブ近似波形を、深さ範囲の少なくとも一部において信号レベルが深い側から浅い側へ向かって減少する波形とすることで、抑圧除外判定閾値ThE2Xを適切に設定することができる。 In the underwater detection method, the approximate range sidelobe waveform of the ultrasonic pulse signal is a waveform in which the signal level decreases from the deep side to the shallow side in at least a part of the depth range. As shown in FIG. 17, the signal level of the range side lobe gradually decreases with distance from the main lobe. Therefore, the suppression exclusion determination threshold ThE2 X can be appropriately set by setting the range sidelobe approximate waveform to a waveform in which the signal level decreases from the deep side to the shallow side in at least a part of the depth range. .
また、上記水中探知方法では、レンジサイドローブ近似波形として、深度方向の位置を底とし、係数を適宜設定した指数関数が用いられている。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)に近似した抑圧除外判定閾値ThE2Xを設定することができるため、より適切な抑圧除外判定閾値ThE2Xを設定できる。 In the underwater detection method, an exponential function is used as the range sidelobe approximate waveform with the position in the depth direction as the bottom and the coefficient set appropriately. By using such an exponential function, it is possible to set the suppression exclusion determination threshold ThE2 X that approximates the envelope (change tendency) of the signal level peak of the range sidelobe, and thus more appropriate suppression exclusion determination threshold ThE2 X can be set.
また、上記水中探知方法では、抑圧範囲ZX´におけるパルス圧縮信号の信号レベルが、抑圧候補範囲ZXにおける最も浅い側の深さ位置付近のノイズレベルと同程度となるように抑圧される。これにより、レンジサイドローブを、周囲のノイズレベルと同程度までに抑圧できるため、探知データを自然な波形にすることができる。 In the underwater detection method, the signal level of the pulse compression signal in the suppression range Z X ′ is suppressed so as to be approximately the same as the noise level near the shallowest depth position in the suppression candidate range Z X. As a result, the range side lobe can be suppressed to the same level as the surrounding noise level, so that the detection data can have a natural waveform.
また、上記水中探知方法では、抑圧限度値ELMTX以上とならないように抑圧範囲ZX´内のパルス圧縮データの信号レベルが抑圧される。これにより、抑圧除外範囲EXZX内のデータ(底付きの魚のエコー)を、抑圧範囲ZX´内のデータ(ノイズ)に対して突出させて表示できるため、底付きの魚のエコーを識別しやすくなる。 In the underwater detection method, the signal level of the pulse compression data within the suppression range Z X ′ is suppressed so as not to exceed the suppression limit value E LMTX . As a result, the data in the suppression exclusion range EXZ X (bottom fish echo) can be displayed so as to protrude from the data (noise) in the suppression range Z X ′, so that the bottom fish echo can be easily identified. Become.
また、上記水中探知方法では、抑圧範囲ZX´内におけるパルス圧縮データにおいて、各深さ位置における信号レベルが所定値毎に除算される。これにより、抑圧範囲ZX´内におけるデータを自然なノイズのような形状にできる。 In the underwater detection method, in the pulse compression data in the suppression range Z X ′, the signal level at each depth position is divided by a predetermined value. Thereby, the data in the suppression range Z X ′ can be shaped like a natural noise.
また、上記水中探知方法では、抑圧限度値ELMTXが、抑圧候補範囲ZXにおける最も浅い側の深さ位置を含む所定範囲のノイズレベルに基づいて算出される。これにより、抑圧範囲ZX´内における抑圧処理後のデータが、周囲のノイズレベルと比べて極端に高くなるのを抑制できる。従って、抑圧除外範囲EXZX内のデータ(底付きの魚のエコー)が、抑圧範囲ZX´内のデータ(ノイズ)によって見えにくくなるのを防止できる。 In the underwater detection method, the suppression limit value E LMTX is calculated based on the noise level in a predetermined range including the shallowest depth position in the suppression candidate range Z X. Accordingly, data after suppressing process in the suppression range Z X 'can be suppressed from becoming excessively higher than the ambient noise level. Therefore, it is possible to prevent the data in the suppression exclusion range EXZ X (bottom fish echo) from being obscured by the data (noise) in the suppression range Z X ′.
また、上記水中探知装置では、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適切に抑圧できるとともに、抑圧候補範囲ZXを適切に設定できる。 Further, in the above underwater detection system, together with the range side lobe due to the high target object of the echo signal level of the sea bottom or the like can be appropriately suppressed, it can be appropriately set the suppression candidate range Z X.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
(1)上記実施形態では、検出されたローカルピークPXが、浅い側から深い側へ向かって信号レベルが大きくなるように、該ローカルピークPXを検出しているが、この限りでなく、ローカルピーク検出範囲ZPにおける全てのローカルピークを検出してもよい。 (1) In the above embodiment, the detected local peaks P X is such that the signal level increases toward the shallow side to deep side, although detecting the local peak P X, but this shall, it may detect all local peaks in the local peak detection range Z P.
(2)上記実施形態では、ローカルピーク検出範囲ZPにおいてローカルピークPXを検出しているが、この限りでなく、パルス圧縮データにおける全てのローカルピークを検出してもよい。この場合、ローカルピーク検出範囲ZPの設定と基準位置DREFの設定とを省略することができる。 (2) In the above embodiment, it detects the local peak P X in the local peak detection range Z P, but this shall may detect all local peaks in the pulse compression data. In this case, it is possible to omit the setting of setting the reference position D REF local peak detection range Z P.
(3)上記実施形態では、基準位置検出閾値ThE1を、深さ方向において等間隔に分割された各領域の平均値のうち最小のものを第1オフセット値EOFF1とし、該第1オフセット値EOFF1から所定レベルΔE1高い値を基準位置検出閾値ThE1としているが、この限りでない。例えば、所定の深さ範囲において算出した平均値を第1オフセット値EOFF1としてもよく、また、パルス圧縮データにおける最小値を第1オフセット値EOFF1としてもよい。 (3) In the above embodiment, the reference position detection threshold ThE1 is set to the first offset value E OFF1 that is the smallest of the average values of the regions divided at equal intervals in the depth direction, and the first offset value E A value higher than the OFF1 by the predetermined level ΔE1 is set as the reference position detection threshold ThE1, but this is not restrictive. For example, the average value calculated at a predetermined depth range may be a first offset value E OFF1, also the minimum value in the pulse compressed data may be first offset value E OFF1.
(4)また、上記実施形態では、基準位置検出閾値ThE1をパルス圧縮データに基づいて設定しているが、この限りでなく、固定値であってもよい。 (4) In the above embodiment, the reference position detection threshold ThE1 is set based on the pulse compression data, but is not limited to this and may be a fixed value.
(5)また、上記実施形態では、抑圧候補範囲ZXを、ローカルピーク位置DXから浅い側に亘る所定範囲を抑圧候補範囲ZAとして設定しているが、この限りでなく、抑圧候補範囲ZXは、ローカルピーク位置DXに基づいて設定されていればよい。例えば、ローカルピーク位置DXから所定位置浅い位置を基準とし、該基準から浅い側へ亘る所定範囲を抑圧候補範囲としてもよく、更には、ローカルピーク位置DXから浅い側へ亘る所定範囲、及び深い側へ亘る所定範囲、の両方を、抑圧候補範囲としてもよい。 (5) Further, in the above embodiment, the suppression candidate range Z X is set as the suppression candidate range Z A as a predetermined range extending from the local peak position D X to the shallow side. Z X may be set based on the local peak position D X. For example, a position shallower than the local peak position D X by a predetermined position may be used as a reference, a predetermined range extending from the reference to the shallower side may be set as a suppression candidate range, and further, a predetermined range extending from the local peak position D X to the shallower side, and Both the predetermined range extending to the deep side may be set as the suppression candidate range.
(6)また、上記実施形態では、抑圧除外判定閾値ThE2Xを、深度方向の位置を底とし、係数を適宜設定した指数関数に基づいて設定しているが、この限りでなく、超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形に基づいていればよい。例えば、抑圧除外判定閾値ThE2Xは、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した関数に基づいて設定されていてもよい。具体的には、前記関数は、前記包絡線に近似させた一次関数であってもよく、更には、前記包絡線に近似させた階段状の関数であってもよい。また、例えば、抑圧除外判定閾値ThE2Xは、正弦波に基づいて設定されていてもよい。 (6) In the above embodiment, the suppression exclusion determination threshold The2 X, and a bottom position in the depth direction, but is set based on the exponential function to set the coefficient as appropriate, but this shall, ultrasonic pulses It may be based on the approximate range sidelobe waveform of the signal. For example, suppression exclusion determination threshold The2 X may be set based on a function that approximates the envelope of the peaks of the signal level of the range sidelobes along the depth direction. Specifically, the function may be a linear function approximated to the envelope, or may be a stepped function approximated to the envelope. Further, for example, suppression exclusion determination threshold The2 X may be set based on the sine wave.
(7)上記実施形態では、抑圧限度値ELMTXが、抑圧候補範囲ZXにおける最も浅い側の端部を基準とし、該端部から浅い側の所定範囲、及び該端部から深い側の所定範囲のそれぞれの平均値に基づいて算出しているが、この限りでない。例えば、抑圧限度値ELMTXを、前記端部を含む所定範囲、又はパルス圧縮データの全範囲の平均値に基づいて算出してもよい。 (7) In the above embodiment, the suppression limit value E LMTX is based on the shallowest end portion of the suppression candidate range Z X as a reference, a predetermined range on the shallow side from the end portion, and a predetermined range on the deep side from the end portion. Although it is calculated based on the average value of each range, this is not restrictive. For example, the suppression limit value E LMTX may be calculated based on an average value of a predetermined range including the end portion or the entire range of pulse compression data.
(8)上記実施形態では、抑圧範囲ZX´における抑圧限度値ELMTX以上の信号レベルの点を、ノイズのP−P値毎に除算して抑圧限度値ELMTX以上とならないように抑圧しているが、これに限らず、ノイズのP−P値以外の所定値毎に除算してもよい。 (8) In the embodiment described above, the signal level point equal to or higher than the suppression limit value E LMTX in the suppression range Z X ′ is divided by the noise PP value so as not to exceed the suppression limit value E LMTX. However, the present invention is not limited to this, and division may be performed for each predetermined value other than the noise P-P value.
(9)また、上記実施形態では、抑圧限度値ELMTXを設定し、抑圧範囲ZX´における各点の信号レベルが抑圧限度値ELMTX以上とならないように各点を抑圧しているが、この限りでない。例えば、抑圧候補となる各点が、所定レベル(ノイズレベル等)を基準とした、信号レベルが高い側の所定範囲と信号レベルが低い側の所定範囲との間に含まれるように設定してもよい。すなわち、抑圧限度値ELMTXを算出しなくても、抑圧範囲ZX´内におけるパルス圧縮データの信号レベルが、抑圧候補範囲ZXにおける最も浅い側の深さ位置付近のノイズレベルと同程度であれば、どのような抑圧手法であってもよい。 (9) In the above embodiment, the suppression limit value E LMTX is set, and each point is suppressed so that the signal level at each point in the suppression range Z X ′ does not exceed the suppression limit value E LMTX . This is not the case. For example, each point that is a candidate for suppression is set so as to be included between a predetermined range on the higher signal level and a predetermined range on the lower signal level with reference to a predetermined level (noise level, etc.) Also good. That is, even if the suppression limit value E LMTX is not calculated, the signal level of the pulse compression data in the suppression range Z X ′ is approximately the same as the noise level near the shallowest depth position in the suppression candidate range Z X. Any suppression method may be used.
(10)図13は、変形例に係る水中探知方法の動作を示すフローチャートである。本変形例に係る水中探知方法は、抑圧候補範囲におけるパルス圧縮信号の各データ点のうち、信号レベルが抑圧除外判定閾値よりも小さいデータ点について、該データ点の信号レベルが抑圧限度値以上とならないように抑圧される。 (10) FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the underwater detection method according to the modification. In the underwater detection method according to the present modification, among the data points of the pulse compression signal in the suppression candidate range, the data level of the data point is smaller than the suppression limit value for the data point whose signal level is smaller than the suppression exclusion determination threshold. It is suppressed so as not to become.
具体的には、本変形例に係る水中探知方法は、上記実施形態に係る水中探知方法と異なり、図13に示すように、抑圧除外範囲EXZXを設定するステップS7が省略されている。そして、上記実施形態のステップS7で行われていた抑圧除外判定閾値ThE2Xの設定が、ステップS9において単独で行われている。その後、詳しくは後述するが、上記実施形態とは異なるレンジサイドローブの抑圧処理が行われる。以下では、上記実施形態と異なる点について主に説明し、上記実施形態と同様のステップの説明については、図面において同一の符号を付すことで又は同一の符号を引用して説明することで、省略する。 Specifically, the underwater detection method according to the present modification differs from the underwater detection method according to the above embodiment, and step S7 for setting the suppression exclusion range EXZ X is omitted as shown in FIG. Then, the above-described embodiment the step S7 in done have suppression exclusion determination threshold The2 X settings have been carried out separately in a step S9. Thereafter, as will be described in detail later, range side lobe suppression processing different from that in the above embodiment is performed. In the following, differences from the above embodiment will be mainly described, and description of steps similar to those of the above embodiment will be omitted by giving the same reference numerals in the drawings or by quoting the same reference numerals. To do.
本変形例に係る水中探知方法では、抑圧候補範囲が設定されるまでのステップ、すなわち、ステップS1〜ステップS6までのステップについては、上記実施形態と同様に行われる。ステップS1〜ステップS6までのステップが行われることによって、パルス圧縮データにおいて、レンジサイドローブの抑圧候補となる抑圧候補範囲が設定される。 In the underwater detection method according to this modification, the steps until the suppression candidate range is set, that is, the steps from Step S1 to Step S6, are performed in the same manner as in the above embodiment. By performing steps S1 to S6, a suppression candidate range that is a range sidelobe suppression candidate is set in the pulse compression data.
次に、ステップS9において、抑圧除外判定閾値が設定される。抑圧除外判定閾値は、上記実施形態のステップS7の場合と同様、ローカルピークの信号レベルと、パルス圧縮データのレンジサイドローブ近似波形とに基づいて設定される。なお、本ステップS9は、ステップS6の前に行われてもよく、又はステップS6と並行して行われてもよい。 Next, in step S9, a suppression exclusion determination threshold is set. The suppression exclusion determination threshold is set based on the local peak signal level and the range sidelobe approximate waveform of the pulse compression data, as in step S7 of the above embodiment. In addition, this step S9 may be performed before step S6 or may be performed in parallel with step S6.
次に、ステップS10において、レンジサイドローブの抑圧処理が行われる。図14は、ステップS10における工程を詳細に示すフローチャートである。また、図15は、パルス圧縮データの一例を示す波形図であって、ステップS10の工程について説明するための図である。なお、図15に示すパルス圧縮データは、図6に示すものと同じである。すなわち、図15に示すパルス圧縮データについても、3つの抑圧候補範囲が設定され、各抑圧候補範囲についてレンジサイドローブの抑圧処理が行われる。以下、図14及び図15を用いて、3つの抑圧候補範囲のうちの1つ、具体的には抑圧候補範囲ZBを例として、該抑圧候補範囲ZBにおけるパルス圧縮データの抑圧について説明する。 Next, in step S10, range side lobe suppression processing is performed. FIG. 14 is a flowchart showing in detail the process in step S10. FIG. 15 is a waveform diagram showing an example of pulse compression data, and is a diagram for explaining the step S10. The pulse compression data shown in FIG. 15 is the same as that shown in FIG. That is, three suppression candidate ranges are set for the pulse compression data shown in FIG. 15, and range side lobe suppression processing is performed for each suppression candidate range. Hereinafter, with reference to FIGS. 14 and 15, suppression of pulse compression data in the suppression candidate range Z B will be described using one of the three suppression candidate ranges, specifically, the suppression candidate range Z B as an example. .
ステップS10は、上記実施形態のステップS8における各ステップ(図10参照)にいくつかのステップが追加されたものである。 Step S10 is obtained by adding several steps to each step (see FIG. 10) in step S8 of the above embodiment.
まず、ステップS10で、上記実施形態の場合と同様に第1領域Z1及び第2領域Z2が設定され、各領域について平均値が算出される(ステップS81)。その後、低い方の平均値が第2オフセット値EOFF2として設定され、該第2オフセット値EOFF2から所定レベル高い値が抑圧限度値ELMTBとして設定される(ステップS82)。 First, in step S10, the first region Z 1 and a second region Z 2 as in the case of the embodiment is set, the average value is calculated for each area (step S81). Thereafter, the lower the average value of is set as a second offset value E OFF2, predetermined level higher values from the second offset value E OFF2 is set as the suppression limit value E LMTB (step S82).
次に、ステップS11で、注目点nの信号レベルE(n)と抑圧除外判定閾値ThE2Bとが比較される。本実施形態では、最初にステップS11の処理が行われる際、抑圧候補範囲ZBにおける最も深い側の点が注目点として設定される。この注目点の信号レベルE(n)が抑圧除外判定閾値ThE2B以上の場合(ステップS12のYES)、この注目点は抑圧除外対象と判断されて抑圧処理は行われない。そして、注目点の深さ位置が1つ浅い側に移動する(ステップS86)。なお、抑圧候補範囲ZBにおける最も浅い側の点を注目点として設定し、その点の信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2B以上の場合、注目点の深さ位置を1つ深い側に移動してもよい。 Next, in step S11, the signal level E of the target point n (n) and the suppression exclusion determination threshold The2 B are compared. In the present embodiment, when the process of the first step S11 is performed, the point of the deepest side in the suppression candidate range Z B is set as a target point. When the signal level E of the target point (n) is equal to or greater than the suppression exclusion determination threshold The2 B (YES in step S12), the the target point is suppression processing is not performed is determined to suppress excluded. Then, the depth position of the attention point moves to the shallower side (step S86). When the shallowest point in the suppression candidate range Z B is set as the attention point, and the signal level at that point is equal to or greater than the suppression exclusion determination threshold ThE2 B , the depth position of the attention point is moved to the deeper side. May be.
信号レベルE(n)が抑圧除外判定閾値ThE2Bよりも低い場合(ステップS12のNO)、次に、ステップS83で、信号レベルE(n)と抑圧限度値ELMTBとが比較される。信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTBよりも低い場合(ステップS84のNO)、その注目点nについて抑圧処理は行われず、注目点の深さ位置が1つ浅い側に移動する。 When the signal level E (n) is lower than the suppression exclusion determination threshold The2 B (NO in step S12), the next in step S83, the signal level E (n) and the suppression limit value E LMTB are compared. When the signal level E (n) is lower than the suppression limit value E LMTB (NO in step S84), the suppression process is not performed for the attention point n, and the depth position of the attention point moves to one shallower side.
一方、信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTB以上の場合(ステップS84のYES)、この注目点について抑圧処理が行われる。具体的には、注目点nの信号レベルE(n)から所定値ΔE3が除算され、除算後の信号レベルE(n)が、注目点nの新たな信号レベルE(n)に設定される(ステップS85)。なお、本変形例でも、上記実施形態の場合と同等、所定値ΔE3を、パルス圧縮データにおけるノイズのP−P値としている。 On the other hand, when the signal level E (n) is equal to or greater than the suppression limit value ELMTB (YES in step S84), the suppression process is performed for this attention point. Specifically, a predetermined value ΔE3 is divided from the signal level E (n) at the point of interest n, and the signal level E (n) after the division is set to a new signal level E (n) at the point of interest n. (Step S85). In this modification as well, as in the case of the above embodiment, the predetermined value ΔE3 is set as the PP value of noise in the pulse compression data.
その後、ステップS83に戻り、新たに設定された信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTBと比較され、信号レベルE(n)がThE2Bよりも低い場合(ステップS84のNO)、注目点の深さ位置が1つ浅い側に移動し(ステップS86)、信号レベルE(n)が抑圧限度値ELMTB以上の場合(ステップS84のYES)、再び信号レベルE(n)から所定値ΔE3が除算される。これにより、当該点の信号レベルが抑圧限度値ELMTB以下となるまで上述のような抑圧処理(除算処理)が行われる。 Then, the process returns to step S83, the newly set signal level E (n) is compared with the suppression limit E LMTB, when the signal level E (n) is lower than The2 B (NO in step S84), the point of interest When the signal level E (n) is equal to or greater than the suppression limit value ELMTB (YES in step S84), the signal level E (n) is again set to the predetermined value ΔE3. Is divided. As a result, the above-described suppression processing (division processing) is performed until the signal level at the point becomes equal to or less than the suppression limit value ELMTB .
注目点が抑圧候補範囲ZBの終点、具体的には、抑圧候補範囲ZBにおける最も浅い側の点に到達すると(ステップS87のYES)、抑圧処理が終了する。上述のような抑圧処理は、抑圧候補範囲ZA及びZCについても同様に行われる。 The end point of the target point suppression candidate range Z B, specifically, when it reaches the shallowest side point in the suppression candidate range Z B (YES in step S87), the suppression process is terminated. The suppression process as described above is similarly performed for the suppression candidate ranges Z A and Z C.
各点の抑圧処理について、図15を用いて説明する。注目点がP1である場合、ステップS12において、点P1の信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2B以上であると判定される(ステップS12のYES)。よって、P1については、抑圧処理が行われない。 The suppression process at each point will be described with reference to FIG. When the target point is P 1, in step S12, the signal level of the point P 1 is determined to be suppressed exclusion determination threshold The2 B above (YES in step S12). Therefore, for the P 1, suppression processing is skipped.
注目点がP2である場合、ステップS12において、点P2の信号レベルが抑圧除外判定閾値ThE2Bよりも低いと判定され(ステップS12のNO)、ステップS83に進み、点P2の信号レベルが抑圧限度値ELMTBと比較される。その後、点P2の信号レベルが抑圧限度値ELMTBより低いと判定される(ステップS84のNO)。よって、P2についても、抑圧処理は行われない。 When the target point is P 2, in step S12, the signal level of the point P 2 is determined to be lower than the suppression exclusion determination threshold The2 B (NO in step S12), the process proceeds to step S83, the signal level of the point P 2 Is compared with the suppression limit ELMTB . Then, the signal level of the point P 2 is determined to be lower than the suppression limit E LMTB (NO in step S84). Thus, with respect to P 2, suppression processing is not performed.
注目点がP3である場合、点P3の信号レベルは、抑圧除外判定閾値ThE2Bよりも低いと判定され(ステップS12のNO)、その後、抑圧限度値ELMTB以上であると判定される(ステップS84のYES)。よって、点P3については、抑圧処理が行われる。具体的には、点P3については、該点P3の信号レベルEが抑圧限度値ELMTB以下になるまで、ΔE3での除算が繰り返し行われる。これにより、点P3の信号レベルを抑圧限度値ELMTB以下にできる。 When the attention point is P 3, it is determined that the signal level of the point P 3 is lower than the suppression exclusion determination threshold ThE2 B (NO in step S12), and then is determined to be equal to or higher than the suppression limit value E LMTB. (YES in step S84). Therefore, for the point P 3, the suppression process is performed. Specifically, for the point P 3, until the signal level E of the point P3 is less than the suppression limit E LMTB, performed repeatedly divide by Derutai3. This allows the signal level of the point P 3 below suppression limit E LMTB.
以上、本変形例のように、抑圧除外範囲及び抑圧範囲を設定せず、抑圧範囲において上述のような抑圧処理を行っても、上記実施形態の場合と同様、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適切に抑圧できる。 As described above, even if the above-described suppression processing is performed in the suppression range without setting the suppression exclusion range and the suppression range as in the present modification, the signal level of the echo of the seabed or the like is the same as in the above embodiment. Range side lobes due to high targets can be appropriately suppressed.
(11)図16は、変形例に係る水中探知方法の動作を示すフローチャートである。本変形例に係る水中探知方法は、図14に示すものと異なり、抑圧範囲内におけるパルス圧縮データの各点について、信号レベルが、抑圧除外判定閾値ThE2Bより低く、且つ抑圧限度値ELMTB以上である場合に、上述の場合と同様の抑圧処理を行う。こうしても、上述した変形例に係る水中探知方法の場合と同様、抑圧候補範囲におけるパルス圧縮信号の各データ点のうち、信号レベルが抑圧除外判定閾値よりも小さいデータ点について、該データ点の信号レベルが抑圧限度値以上とならないように抑圧できる。 (11) FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the underwater detection method according to the modification. The underwater detection method according to the present modification differs from that shown in FIG. 14 in that the signal level is lower than the suppression exclusion determination threshold ThE2 B and is equal to or greater than the suppression limit value E LMTB for each point of the pulse compression data within the suppression range. In this case, the same suppression process as that described above is performed. Even in this case, as in the case of the underwater detection method according to the above-described modification, among the data points of the pulse compression signal in the suppression candidate range, the signal of the data point for the data point whose signal level is smaller than the suppression exclusion determination threshold value. It can be suppressed so that the level does not exceed the suppression limit value.
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方法及び水中探知装置として広く適用することができるものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied as an underwater detection method and an underwater detection apparatus that transmit ultrasonic pulse signals in water and generate underwater detection data from echoes of fish schools or seabed echoes.
10 水中探知装置
50 パルス圧縮部
70 レンジサイドローブ抑圧部
72 ローカルピーク検出部(ローカルピーク位置検出部)
73 抑圧候補範囲設定部
74 抑圧除外範囲設定部
75 抑圧処理部
DX(DA,DB,DC) ローカルピーク位置
EXZX(EXZA,EXZB,EXZC) 抑圧除外範囲
PX(PA,PB,PC) ローカルピーク
ZX(ZA,ZB,ZC) 抑圧候補範囲
ZX´(ZA´,ZB´,ZC´) 抑圧範囲
DESCRIPTION OF
73 the suppression candidate range set 75
Claims (14)
前記パルス圧縮信号におけるローカルピークの水中深度の深さ位置であるローカルピーク位置を複数、検出する工程と、
各前記ローカルピーク位置を基準として設定された各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補となる抑圧候補範囲として設定する工程と、
各前記抑圧候補範囲における前記パルス圧縮信号の各データ点のうち、信号レベルが、前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形に基づいて設定された抑圧除外判定閾値よりも小さいデータ点、の信号レベルを抑圧する工程と、
各前記抑圧候補範囲における信号レベルが、前記抑圧除外判定閾値以上となる各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補外となる抑圧除外範囲として設定する工程と、
を含み、
前記信号レベルを抑圧する工程では、複数の前記抑圧候補範囲のうち前記抑圧除外範囲を除いた複数の抑圧範囲において、前記パルス圧縮信号の信号レベルが抑圧されることを特徴とする、水中探知方法。 A step of pulse-compressing a reception signal obtained from a reflected echo of a frequency-modulated ultrasonic pulse signal transmitted into water to generate a pulse-compressed signal;
Detecting a plurality of local peak positions that are depth positions of the depth of the local peak in the pulse compression signal; and
Setting each depth range set based on each local peak position as a suppression candidate range to be a range sidelobe suppression candidate; and
Among the data points of the pulse compression signal in each of said suppression candidate range, the signal level is, the ultrasonic pulse signal of the range side lobe is smaller than the suppression exclusion determination threshold set based on the approximate waveform data points, the signal A step of suppressing the level ;
Setting each depth range in which the signal level in each suppression candidate range is equal to or greater than the suppression exclusion determination threshold as a suppression exclusion range that is not a range sidelobe suppression candidate; and
Including
In the step of suppressing the signal level, the signal level of the pulse compression signal is suppressed in a plurality of suppression ranges excluding the suppression exclusion range among the plurality of suppression candidate ranges. .
前記抑圧除外範囲を設定する工程では、該抑圧除外範囲が、前記抑圧除外判定閾値以上となる深さ範囲における最も浅い位置から更に浅い側に亘る所定範囲、及び該深さ範囲における最も深い位置から更に深い側に亘る所定範囲、の少なくともいずれか一方を含むように設定されることを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to claim 1 ,
In the step of setting the suppression exclusion range, the suppression exclusion range is determined from the shallowest position in the depth range that is equal to or greater than the suppression exclusion determination threshold, the predetermined range from the shallowest side, and the deepest position in the depth range. An underwater detection method, characterized in that the underwater detection method is set to include at least one of a predetermined range over a deeper side.
前記ローカルピーク位置が検出される深さ範囲であるローカルピーク位置検出範囲を設定する工程を更に含むことを特徴とする、水中探知方法。 In the underwater detection method according to claim 1 or 2 ,
An underwater detection method, further comprising the step of setting a local peak position detection range that is a depth range in which the local peak position is detected.
前記パルス圧縮信号において、水中深度の浅い側から深い側へ向かう前後で信号レベルが基準位置検出閾値以上となる深さ位置である基準位置を検出する工程を更に含み、
前記ローカルピーク位置検出範囲を設定する工程では、前記基準位置から該基準位置よりも深い側に亘る所定の深さ範囲が、前記ローカルピーク位置検出範囲として設定され、
前記抑圧候補範囲を設定する工程では、前記ローカルピーク位置から該ローカルピーク位置よりも浅い側に亘る所定範囲が、前記抑圧候補範囲として設定される
ことを特徴とする、水中探知方法。 In the underwater detection method of Claim 3 ,
In the pulse compression signal, the method further includes a step of detecting a reference position that is a depth position at which the signal level is equal to or higher than a reference position detection threshold before and after moving from the shallow side to the deep side of the underwater depth,
In the step of setting the local peak position detection range, a predetermined depth range from the reference position to a deeper side than the reference position is set as the local peak position detection range,
The underwater detection method, wherein in the step of setting the suppression candidate range, a predetermined range extending from the local peak position to a side shallower than the local peak position is set as the suppression candidate range.
前記パルス圧縮信号に基づいて前記基準位置検出閾値を設定する工程を更に含むことを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to claim 4 ,
An underwater detection method, further comprising the step of setting the reference position detection threshold based on the pulse compression signal.
前記基準位置検出閾値を設定する工程では、前記パルス圧縮信号に基づいて算出されたノイズレベルから所定レベル高いレベルが前記基準位置検出閾値として設定されることを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to claim 5 ,
An underwater detection method, wherein in the step of setting the reference position detection threshold, a level higher than a noise level calculated based on the pulse compression signal by a predetermined level is set as the reference position detection threshold.
前記ローカルピーク位置を検出する工程では、水中深度の浅い側から深い側へ向かって複数の前記ローカルピーク位置が順に検出されるとともに、順に検出される複数の前記ローカルピーク位置のうち、所定のローカルピーク位置における信号レベルが、該所定のローカルピーク位置の直前に検出されたローカルピーク位置における信号レベル以下の場合、該所定のローカルピーク位置は検出されず、前記所定のローカルピーク位置における信号レベルが、該所定のローカルピーク位置の直前に検出されたローカルピーク位置における信号レベルよりも高い場合、該所定のローカルピーク位置は検出されることを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to any one of claims 1 to 6 ,
In the step of detecting the local peak position, a plurality of the local peak positions are detected in order from the shallow side of the underwater depth to the deep side, and a predetermined local peak among the plurality of local peak positions detected in order is detected. When the signal level at the peak position is equal to or lower than the signal level at the local peak position detected immediately before the predetermined local peak position, the predetermined local peak position is not detected, and the signal level at the predetermined local peak position is The underwater detection method, wherein the predetermined local peak position is detected when the signal level is higher than the signal level at the local peak position detected immediately before the predetermined local peak position.
前記ローカルピーク位置を検出する工程で検出された前記ローカルピーク位置における信号レベルと、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に基づいて、前記抑圧除外判定閾値を設定する工程を更に含むことを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to any one of claims 1 to 7 ,
The method further includes the step of setting the suppression exclusion determination threshold based on the signal level at the local peak position detected in the step of detecting the local peak position and the range sidelobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal. An underwater detection method characterized by
前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形は、深さ範囲の少なくとも一部において信号レベルが深い側から浅い側へ向かって減少する波形であることを特徴とする、水中探知方法。 In the underwater detection method according to any one of claims 1 to 8 ,
The range side lobe approximate waveform of the ultrasonic pulse signal is a waveform in which a signal level decreases from a deep side to a shallow side in at least a part of a depth range.
前記信号レベルを抑圧する工程では、前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号の信号レベルが、前記抑圧候補範囲における最も浅い側の深さ位置付近のノイズレベルと同程度となるように抑圧されることを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to any one of claims 1 to 9 ,
In the step of suppressing the signal level, the signal level of the pulse compression signal within the suppression range is suppressed to be approximately the same as the noise level near the shallowest depth position in the suppression candidate range. An underwater detection method characterized by
前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号の信号レベルの上限値である抑圧限度値を算出する工程を更に含み、
前記信号レベルを抑圧する工程では、前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号の信号レベルが前記抑圧限度値以上とならないように該信号レベルが抑圧されることを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to claim 10 ,
A step of calculating a suppression limit value that is an upper limit value of the signal level of the pulse compression signal within the suppression range;
In the underwater detection method, in the step of suppressing the signal level, the signal level is suppressed so that the signal level of the pulse compression signal within the suppression range does not exceed the suppression limit value.
前記信号レベルを抑圧する工程では、前記抑圧範囲内における前記パルス圧縮信号のうち信号レベルが前記抑圧限度値以上の深さ位置のもののそれぞれについて、各深さ位置における信号レベルが所定値毎に除算されることにより該信号レベルが抑圧されることを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to claim 11 ,
In the step of suppressing the signal level, the signal level at each depth position is divided by a predetermined value for each of the pulse compression signals within the suppression range whose signal level is a depth position equal to or greater than the suppression limit value. And the signal level is suppressed by the underwater detection method.
前記抑圧限度値を算出する工程では、前記抑圧候補範囲における最も浅い側の深さ位置を含む所定範囲のノイズレベルに基づいて前記抑圧限度値が算出されることを特徴とする、水中探知方法。 The underwater detection method according to claim 11 or 12 ,
In the underwater detection method, in the step of calculating the suppression limit value, the suppression limit value is calculated based on a noise level within a predetermined range including a shallowest depth position in the suppression candidate range.
前記パルス圧縮信号におけるローカルピークの水中深度の深さ位置であるローカルピーク位置を複数、検出するローカルピーク位置検出部と、
各前記ローカルピーク位置を基準として設定された各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補となる抑圧候補範囲として設定する抑圧候補範囲設定部と、
各前記抑圧候補範囲における前記パルス圧縮信号の各データ点のうち、信号レベルが前記超音波パルス信号のレンジサイドローブ近似波形に基づいて設定された抑圧除外判定閾値よりも小さいデータ点、の信号レベルを抑圧する抑圧処理部と、
各前記抑圧候補範囲における信号レベルが、前記抑圧除外判定閾値以上となる各深さ範囲を、レンジサイドローブの抑圧候補外となる抑圧除外範囲として設定する抑圧除外範囲設定部と、
を備え、
前記抑圧処理部は、複数の前記抑圧候補範囲のうち前記抑圧除外範囲を除いた複数の抑圧範囲において、前記パルス圧縮信号の信号レベルを抑圧することを特徴とする、水中探知装置。 A pulse compression unit that generates a pulse compression signal by pulse-compressing a reception signal obtained from a reflected echo of a frequency-modulated ultrasonic pulse signal transmitted into water;
A local peak position detector for detecting a plurality of local peak positions which are depth positions of the depth of the local peak in the pulse compression signal;
A suppression candidate range setting unit that sets each depth range set based on each local peak position as a suppression candidate range that becomes a suppression candidate for a range sidelobe;
Among the data points of the pulse compression signal in each of said suppression candidate range, the signal level is the ultrasonic pulse signal of the range side lobe approximates less data points than the suppression exclusion determination threshold set based on the waveform, the signal level of and the suppression processing unit to suppress,
A suppression exclusion range setting unit that sets each depth range in which the signal level in each suppression candidate range is equal to or greater than the suppression exclusion determination threshold as a suppression exclusion range that is not a range sidelobe suppression candidate;
With
The underwater detection device, wherein the suppression processing unit suppresses the signal level of the pulse compression signal in a plurality of suppression ranges excluding the suppression exclusion range among a plurality of suppression candidate ranges .
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