JP6280388B2 - 探知装置、魚群探知機、及び探知方法 - Google Patents

Description

本発明は、物標を探知する探知装置、物標としての魚群を探知する魚群探知機、及び物標を探知する探知方法に関する。

従来より、物標を検出し、検出された複数の物標を複数階級に区分するとともに階級毎の数量（度数）を導出可能な探知装置が知られている。例えば、特許文献１には、所定エリア内の魚を体長毎に区分してヒストグラム（度数分布）を作成する計量魚群探知機が開示されている（図５Ａ及び段落００３８等参照）。この計量魚群探知機では、段落００３８に開示されるように、画面上において任意の範囲を選択することにより、当該範囲内に含まれる魚の度数分布を作成することができる。

また、非特許文献１にも、上述した特許文献１と同様、画面上において任意の範囲を選択することにより、当該範囲内に含まれる魚の度数分布を作成可能である旨の内容が開示されている。

特開２００５−２４９３９８号公報

シムラッド（Simrad）、「シムラッド ES70 スプリットビーム魚群探知機」（Simrad ES70 Split beam fish finder）、［online］、［平成２６年１月２２日検索］、インターネット〈http://www.simrad.com/www/01/NOKBG0397.nsf/AllWeb/2D73F5D256CC123BC125763F004BC0B2/$file/337869aa_es70_data_sheet_splitbeam_english.pdf?OpenElement〉

ところで、上記特許文献１及び上記非特許文献１に開示される探知装置で表示される度数分布は、メモリに記憶された各魚に関する情報に基づいて生成されると考えられる。これらの情報としては、例えば、検出された各魚のピング（特許文献１の図５Ａの横軸における位置）、深さ位置（図５Ａの縦軸における位置）、魚のエコー強度に関する情報、等が挙げられる。すなわち、上記特許文献１及び非特許文献１に開示される探知装置では、度数分布を作成するために、上述した多くの情報をメモリに記憶しなければならず、多大な容量のメモリが必要となる。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、検出された複数の物標のサイズ毎の数量を、多大な容量のメモリを必要とすることなく推定することである。

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る探知装置は、対象物標を探知する探知装置であって、所定のタイミング毎に、送信波を送信する送信部と、前記送信波の反射波から受信信号を生成する受信部と、前記受信部で生成された前記受信信号から、前記対象物標に起因するエコー信号である対象エコー信号を検出する対象エコー信号検出部と、複数の前記対象物標のそれぞれに対応する各前記対象エコー信号から、各前記対象物標のサイズを算出するサイズ算出部と、前記サイズ算出部で算出された各前記サイズに基づき、前記対象物標の数量の指標となる度数指標値を、サイズ範囲毎に算出する度数指標値分布算出部と、を備え、前記度数指標値分布算出部は、所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を更新する第１更新部を有している。

（２）好ましくは、前記第１更新部は、前記所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を減少する。

（３）更に好ましくは、前記第１更新部は、前記所定時間が経過するごとに、各前記サイズ範囲における前記度数指標値に１未満の所定値を乗算する。

（４）好ましくは、前記第１更新部は、前記所定時間が経過するごとに、各前記サイズ範囲における前記度数指標値から、各前記度数指標値に応じた値を減算する。

（５）好ましくは、前記度数指標値分布算出部は、前記対象エコー信号検出部が前記対象物標を検出した場合に、該対象物標が含まれるサイズ範囲における前記度数指標値を更新する第２更新部、を更に備えている。

（６）更に好ましくは、前記第２更新部は、前記対象物標を検出した場合に、該対象物標が含まれるサイズ範囲における前記度数指標値を増加する。

（７）更に好ましくは、前記第２更新部は、前記対象物標を検出した場合に、該対象物標が含まれるサイズ範囲における前記度数指標値に、検出された前記対象物標の数に応じた値を加算する。

（８）好ましくは、前記送信部から前記送信波が送信される周期と、前記第１更新部が前記度数指標値を更新する周期とは、同じである。

（９）好ましくは、前記送信部は、所定のタイミング毎に前記送信波としての超音波又は電磁波を送信する。

（１０）好ましくは、前記対象物標としての魚を探知する、上述したいずれかの探知装置としての魚群探知機であって、前記送信部は、所定のタイミング毎に前記送信波としての超音波を送信し、前記サイズ算出部は、複数の前記魚のそれぞれに対応する各前記エコー対象信号から、各前記魚のサイズとしての体長を算出する体長算出部として設けられている。

（１１）また、上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る探知方法は、対象物標を探知する探知方法であって、所定のタイミング毎に、送信波を送信するステップと、前記送信波の反射波から受信信号を生成するステップと、前記受信信号を生成するステップで生成された前記受信信号から、前記対象物標に起因するエコー信号である対象エコー信号を検出するステップと、複数の前記対象物標のそれぞれに対応する各前記対象エコー信号から、各前記対象物標のサイズを算出するステップと、各前記対象物標のサイズを算出するステップで算出された各前記サイズに基づき、前記対象物標の数量の指標となる度数指標値を、サイズ範囲毎に算出するステップと、を含み、前記度数指標値を前記サイズ範囲毎に算出するステップは、所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を更新するステップを含み、前記度数指標値を更新するステップは、前記所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を減少する。

本発明によれば、検出された複数の物標のサイズ毎の数量を、多大な容量のメモリを必要とすることなく推定できる。

本発明の実施形態に係る魚群探知機の構成を示すブロック図である。 図１に示す魚群探知機の操作・表示装置に表示される表示画面の一例を模式的に示す図である。 操作・表示装置に表示される魚数指標値分布グラフの一例について説明するための図であって、図２における魚数指標値分布グラフを拡大して示す図である。 図１に示す魚群探知機の信号処理部の構成を示すブロック図である。 経過時間に対する魚数指標値の変化を説明するためのグラフであって、各時刻における表示画面と度数指標値（又は度数）とを対応させて示す図である。 図１に示す魚群探知機の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示す魚群探知機で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフであって、（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、魚の出現率を変化させた場合のグラフである。 図１に示す魚群探知機で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフであって、（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、カウント値及び乗算値を変化させた場合のグラフである。 変形例に係る魚群探知機の信号処理部の構成を示すブロック図である。 経過時間に対する魚数指標値の変化を説明するためのグラフであって、各時刻における表示画面と度数指標値（又は度数）とを対応させて示す図である。 経過時間に対する魚数指標値の変化を説明するためのグラフであって、各時刻における表示画面と度数指標値（又は度数）とを対応させて示す図である。 変形例に係る魚群探知機の動作を説明するためのフローチャートである。 変形例に係る魚群探知機で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフであって、（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、魚の出現率を変化させた場合のグラフである。 変形例に係る魚群探知機で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフであって、（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、カウント値及び減算値を変化させた場合のグラフである。 変形例に係る探知装置の構成を示すブロック図である。 魚を側方から視た模式図であって、魚体長及び魚体高を説明するための図である。

以下、本発明に係る探知装置としての魚群探知機１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る魚群探知機１の構成を示すブロック図である。

［全体構成］
魚群探知機１は、図１に示すように、送受波器２と、送受信装置３と、信号処理部１０と、操作・表示装置４（表示部）とを備えている。この魚群探知機１は、例えば、漁船などの船舶に備えられ、魚（対象物標）の探知に用いられる。

送受波器２は、電気信号を超音波に変換して、所定のタイミング毎に（すなわち、所定の周期で）水中へ超音波を送信するとともに、受信した超音波を電気信号に変換する。

送受信装置３は、送受切替部５と、送信部６と、受信部７とを備えている。送受切替部５は、送信時には、送信部６から送受波器２に送信信号が送られる接続に切り替える。また、送受切替部５は、受信時には、送受波器２によって超音波から変換された電気信号が送受波器２から受信部７に送られる接続に切り替える。

送信部６は、操作・表示装置４において設定された条件に基づいて生成した送信信号を、送受切替部５を介して送受波器２に対して出力する。

受信部７は、送受波器２が受信した信号を増幅し、増幅した受信信号をＡ／Ｄ変換する。その後、受信部７は、デジタル信号に変換された受信信号を、信号処理部１０に対して出力する。

信号処理部１０は、受信部７から出力される受信信号を処理し、物標の映像信号を生成する処理を行う。

また、信号処理部１０は、魚群探知機１が搭載された自船（移動体）を基準とした海中の所定エリア（対象エリア）内に存在する魚の匹数を示す指標である魚数指標値（度数指標値）を、魚の体長（サイズ）毎に区分したグラフであって、度数分布グラフに類似するグラフ（以下、魚数指標値分布グラフＤと称する場合もある）を生成する。信号処理部１０の構成については、詳しくは後述する。

図２は、図１に示す魚群探知機１の操作・表示装置４に表示される表示画面４ａの一例を模式的に示す図である。図２に示すように、操作・表示装置４は、信号処理部１０から出力された映像信号に応じた映像Ｐを表示画面４ａに表示する。ユーザは、当該表示画面４ａの映像Ｐを見て、自船下方における海中の状態（単体魚、魚群の有無等）を推測することができる。また、操作・表示装置４は、種々の入力キー等の入力手段を備えており、超音波の送受信、信号処理、又は映像表示に必要な種々の設定又は種々のパラメータ等を入力できるように構成されている。

そして、図２に示すように、操作・表示装置４の表示画面４ａには、信号処理部１０で生成された魚数指標値分布グラフＤが表示される。

図３は、操作・表示装置４に表示される魚数指標値分布グラフＤの一例について説明するための図であって、図２における魚数指標値分布グラフＤを拡大して示す図である。図３に示す例では、魚数指標値分布グラフＤの縦軸は、検出された魚の魚体長を示し、各魚体長範囲（図３の場合、４ｃｍ未満、４〜６ｃｍ、６〜７ｃｍ、…）毎に区分されている。また、魚数指標値分布グラフＤの横軸は、各魚体長範囲に含まれる魚の匹数を示す指標である魚数指標値を示す。また、魚数指標値分布グラフＤの右上には、表示画面４ａに表示されている魚の総数（図２及び図３の場合、３２３匹）が表示される。これらにより、ユーザは、表示画面４ａ内における魚の総数、及び各魚体長範囲に含まれる魚の匹数、を推定することができる。なお、図２及び図３に示す例では、各魚体長範囲の幅が異なっているが、これに限らず、各魚体長範囲の幅は、等間隔であってもよい。

［信号処理部の構成］
図４は、図１に示す魚群探知機１の信号処理部１０の構成を示すブロック図である。信号処理部１０は、図４に示すように、映像信号生成部１１と、魚エコー信号検出部１２（対象エコー信号検出部）と、魚体長算出部１３（サイズ算出部）と、魚数指標値分布グラフ算出部１４（度数指標値分布算出部）と、を備えている。

映像信号生成部１１は、受信部７から出力される受信信号を処理し、物標の映像信号を生成する。映像信号生成部１１で生成された映像信号は、操作・表示装置４に送信され、操作・表示装置４は、この映像信号に基づいて海中のエコー画像を表示する（図２参照）。

魚エコー信号検出部１２は、受信部７から出力される受信信号の中から、一般的な方法によって、魚に起因するエコー信号である魚エコー信号（対象エコー信号）を検出する。具体的には、例えば一例として、米国特許第７６６３９７４号明細書に開示されているように、魚エコー信号検出部１２は、送受波器２から送信された周波数の高いパルス波及び周波数の低いパルス波の反射波の強度に基づいて、魚エコー信号を検出する。

魚体長算出部１３は、魚エコー信号検出部１２で検出された魚エコー信号に基づき、一般的な方法によって、その魚の体長を算出する。具体的には、例えば一例として、米国特許第７６６３９７４号明細書に開示されているように、魚体長算出部１３は、魚エコー信号のエコー強度に基づいて魚の体長を算出する。

魚数指標値分布グラフ算出部１４は、魚数指標値分布グラフを算出するためのものである。魚数指標値分布グラフ算出部１４は、図４に示すように、魚数指標値分布グラフ記憶部１５と、魚数指標値増加部１６と、魚数指標値減少部１７と、を有している。

魚数指標値分布グラフ記憶部１５は、魚数指標値分布グラフを記憶するためのものである。魚数指標値分布グラフ記憶部１５は、初期状態では、各魚体長範囲において魚数指標値がゼロになった魚数指標値分布グラフを記憶している。そして、この魚数指標値分布グラフは、魚数指標値増加部１６及び魚数指標値減少部１７によって随時、更新される。

魚数指標値増加部１６は、魚エコー信号検出部１２が魚を検出した場合に、その魚が含まれる魚体長範囲における魚数指標値を更新する第２更新部として設けられている。魚数指標値増加部１６は、魚エコー信号検出部１２が魚を検出した後、その魚の魚体長が含まれる魚体長範囲の魚数指標値を増加する。

魚数指標値増加部１６には、１匹の魚が検出された場合に魚数指標値に加算されるカウント値が記憶されている。そして、魚数指標値増加部１６は、検出された魚の数に応じてカウント値を複数倍し、それを魚数指標値に加算する。具体的には、例えば一例として、カウント値として１が記憶されている場合、１匹の魚が検出されると魚数指標値に１が加算され、２匹の魚が検出されると魚数指標値に２が加算される。なお、このカウント値は、ユーザが操作・表示装置４を適宜、操作することで、変更することができる。具体的には、ユーザの操作によってカウント値を２へ変更することにより、１匹の魚が検出された場合には魚数指標値に２が加算され、２匹の魚が検出された場合には魚数指標値に４が加算される。

魚数指標値減少部１７は、所定時間が経過するごとに、各魚体長範囲における魚数指標値を更新する第１更新部として設けられている。魚数指標値減少部１７は、所定時間が経過するごとに、各魚体長範囲における魚数指標値を減少する。本実施形態では、魚数指標値減少部１７は、送受波器２が超音波を送信する周期と同じ周期で、魚数指標値を減少する。

魚数指標値減少部１７には、所定時間が経過するごとに、各魚体長範囲における魚数指標値に乗算される１未満の値（乗算値）が記憶されている。乗算値としては、例えば一例として、０．９９が挙げられる。なお、この乗算値は、ユーザが操作・表示装置４を適宜、操作することで、変更することができる。具体的には、ユーザの操作によって乗算値を０．９８、又は０．９７等に変更することができる。

図５は、１匹の魚が検出された場合における、経過時間に対する魚数指標値の変化を説明するためのグラフであって、各時刻における表示画面と度数指標値（又は度数）とを対応させて示す図である。図５では、ｔ＝ｔ_１の時に１匹の魚が検出され、時間経過とともにその魚が表示画面における左側へ徐々に移動していき、ｔ＝ｔ_ｎ＋１の時にその魚が画面から外れる場合の例を示している。

従来の魚群探知機では、検出された魚をモニタリングすることにより、図５の破線で示されるように、その魚が画面に表示されている間（ｔ＝ｔ_１〜ｔ_ｎの間）の度数は１になり、その魚が画面から外れると（ｔ＝ｔ_ｎ＋１の時）度数が０になる。

これに対して、本実施形態に係る魚群探知機１では、魚数指標値減少部１７が、所定時間が経過するごとに（具体的には、１ピング毎に）、乗算値（１未満）を魚数指標値に乗算して、該魚数指標値を更新する。すなわち、本実施形態に係る魚数指標値分布グラフ算出部１４では、画面に表示されている魚のモニタリングが行われず、経過時間毎に、魚数指標値が漸減する。

［ソナーの動作］
図６は、本実施形態に係る魚群探知機１の動作を説明するためのフローチャートである。以下では、図６を参照して、魚群探知機１の動作について説明する。

まず、ステップＳ１で、送信部６が、送受波器２を介してパルス波を水中へ向けて送信する。その後、送信されたパルス波の反射波が送受波器２を介して受信部７に受信され（ステップＳ２）、受信部７によって受信信号が生成される。

次に、ステップＳ３で、魚が検出された場合（すなわち、魚エコー信号検出部１２が、魚に起因するエコー信号と推定される魚エコー信号を検出した場合）、ステップＳ３のＹｅｓに進む。そして、魚数指標値増加部１６が、魚体長算出部１３によってその魚の体長が算出された後、魚数指標値分布グラフ記憶部１５に記憶されている魚数指標値分布グラフに対して、その魚の体長が含まれる魚体長範囲の魚数指標値に、カウント値を加算する（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３で、魚が検出されなかった場合（ステップＳ３のＮｏ）、魚数指標値分布グラフ記憶部１５に記憶されている魚数指標値分布グラフは、そのまま維持される（ステップＳ５）。

次に、ステップＳ６で、所定時間が経過したか否かが判断される。所定時間が経過していない場合（ステップＳ６のＮｏ）、ステップＳ３に戻って、再び魚の検出が行われる。一方、所定時間が経過した場合（ステップＳ６のＹｅｓ）、各魚体長範囲の魚数指標値に乗算値（本実施形態の場合、０．９９）を乗算する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ１に戻って、再びパルス波が送信され、当該パルス波の反射波の受信（ステップＳ２）、及び当該反射波から得られる受信信号に対する魚エコー信号の検出（ステップＳ３）が再び行われる。

そして、上述したステップが繰り返されることにより、表示画面４ａ内の魚の魚数指標値分布グラフが、随時、更新される。

本実施形態に係る魚群探知機１では、上述した魚群探知機１の構成及び動作から分かるように、表示画面上に表示される各魚のモニタリングを行うことなく、魚数指標値分布グラフが算出される。これにより、魚数指標値分布グラフを生成するために用いられるメモリの容量は、既知の度数分布グラフを生成するために用いられるメモリ容量よりも少なくて済む。従って、魚群探知機１によれば、所定エリア内に存在する魚の体長毎の数量を、多大なメモリを必要とすることなく推定できる。

［魚数指標値分布グラフの妥当性の検証］
ところで、所定エリア内に存在する魚の体長毎の数量を正確に算出しようとした場合、当該所定エリア内に存在する各魚をモニタリングすることにより、度数分布グラフを算出することが好ましい。しかし、この方法では、上述のように、各魚をモニタリングするために記憶容量が大きなメモリが必要となってしまう。

これに対して、上述した魚数指標値分布グラフは、魚群探知機１のメモリの記憶容量を少なくするために本願発明者によって考え出されたものであり、正確に魚の数量が算出される度数分布グラフとは完全に一致しない。以下では、上述した魚数指標値分布グラフの妥当性について、シミュレーション結果を用いて検証する。

図７は、魚群探知機１で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフである。具体的には、図７（Ａ）は、魚の出現率を０．０３とした場合のグラフであり、図７（Ｂ）は、魚の出現率を０．１０とした場合のグラフであり、図７（Ｃ）は、魚の出現率を０．３０とした場合のグラフである。図７の各グラフでは、魚数指標値分布グラフの時間変化を実線で示し、度数分布グラフの時間変化を破線で示している。なお、魚の出現率とは、各ピングで魚が検出される確率である。また、図７の各グラフでは、カウント値を１、乗算値を０．９９としてシミュレーションを行った。

図７に示すように、魚数指標値分布グラフの魚数指標値の時間変化は、魚の出現率を変化させた場合であっても、度数分布グラフの度数の時間変化と概ね一致する。これにより、魚数指標値分布グラフが、度数分布グラフに類似する妥当なグラフであることがわかる。

図８は、魚群探知機１で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフである。具体的には、図８（Ａ）は、カウント値を１、乗算値を０．９９とした場合のグラフ、図８（Ｂ）はカウント値を２、乗算値を０．９８とした場合のグラフ、図８（Ｃ）はカウント値を３、所定値を０．９７とした場合のグラフ、である。図８においても、図７の場合と同様、魚数指標値分布グラフの時間変化を実線で示し、度数分布グラフの時間変化を破線で示している。なお、図８の各グラフでは、魚の出現率を０．３０としてとしてシミュレーションを行っている。

図８に示すように、魚数指標値分布グラフの魚数指標値の時間変化は、カウント値及び乗算値を変化させた場合であっても、度数分布グラフの度数の時間変化と概ね一致する。また、図８によれば、カウント値が小さく乗算値が大きい場合（図８（Ａ）参照）、時間経過に対する魚数指標値の過度な増減を抑えることができるものの、魚数指標値分布グラフ生成直後の魚数指標値については、本来の魚数よりも少なく見積もる傾向が生じてしまう。一方、カウント値が大きく乗算値が小さい場合（図８（Ｃ）参照）、魚数指標値分布グラフ生成直後の魚数指標値を過少に見積もる傾向はなくなるものの、時間経過に対する魚数指標値の過度な増減が発生してしまう。このシミュレーション結果により、魚の出現率等の諸条件に応じて、適切なカウント値及び乗算値を設定することが好ましいことが確認できる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る魚群探知機１では、魚体長範囲毎の魚の匹数に類似する値である魚数指標値、の分布グラフＤが算出される。そして、上述のように、魚群探知機１では、所定の時間毎に更新される上記魚数指標値分布グラフＤが、各魚に関する情報（各魚の位置及びエコー強度等）を記憶することなく生成される。

従って、魚群探知機１では、検出された複数の魚の体長毎の匹数を、多大な容量のメモリを必要とすることなく推定することができる。

また、魚群探知機１では、魚数指標値減少部１７が、所定時間が経過するごとに、各魚体長範囲における魚数を減少する。こうすることで、上述したシミュレーション結果のように、実際の魚の度数分布に近い分布グラフＤを算出することができる。

また、魚群探知機１では、魚数指標値減少部１７が、所定時間が経過するごとに、各魚体長範囲における魚数に１未満の所定値を乗算する。これにより、比較的容易に、魚数指標値分布グラフＤを更新することができる。

また、魚群探知機１では、魚が検出された場合、魚数指標値増加部１６が、その魚が含まれる魚体長範囲における魚数指標値を更新する。こうすることで、上述したシミュレーション結果のように、実際の魚の度数分布により近い分布グラフＤを算出することができる。

また、魚群探知機１では、魚が検出された場合、魚数指標値増加部１６が、その魚が含まれる魚体長範囲における魚数指標値を増加する。これにより、より適切な魚数指標値分布グラフＤを算出することができる。

また、魚群探知機１では、魚が検出された場合、魚数指標値増加部１６が、その魚が含まれる魚体長範囲における魚数指標値に、検出された魚の数に応じた値を加算する。これにより、適切な魚数指標値分布グラフＤを、比較的容易に生成することができる。

また、魚群探知機１では、第１更新部としての魚数指標値減少部１７が、送受波器２が超音波を送信する周期と同じ周期で、魚数指標値を減少している。魚群探知機１では、送信波の１回の送信分が表示画面における１ピングに相当する。そして、本実施形態に係る魚群探知機１では、１ピング毎に魚数指標値を減少している。これにより、適切なタイミングで、魚数指標値を減少することができる。

また、魚群探知機１では、本発明に係る探知装置を魚群探知機に適用している。これにより、検出された魚の魚体長毎の分布を推測することができる。

また、魚群探知機１では、魚の出現率等の諸条件に応じて、ユーザが操作・表示装置４を適宜操作してカウント値及び乗算値を適切に設定することにより、より一層適切な魚数指標値分布グラフＤを生成することができる。

［変形例］
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。

（１）図９は、変形例に係る魚群探知機の信号処理部１０ａの構成を示すブロック図である。本変形例の信号処理部１０ａは、上記実施形態の信号処理部１０と比べて、魚数指標値分布グラフ算出部の構成が異なっている。本変形例の魚数指標値分布グラフ算出部１４ａは、魚数指標値分布グラフ記憶部１５と、魚数指標値増加部１６と、魚数指標値減少部１７ａと、魚数指標値読取部１８と、を備えている。

魚数指標値分布グラフ記憶部１５及び魚数指標値増加部１６は、上記実施形態の場合と同様に動作する。具体的には、魚数指標値分布グラフ記憶部１５は、初期状態において、各魚体長範囲において魚数指標値がゼロになった魚数指標値分布グラフを記憶している。そして、この魚数指標値分布グラフは、魚数指標値増加部１６及び魚数指標値減少部１７ａによって随時、更新される。また、魚数指標値増加部１６は、魚エコー信号検出部１２が魚を検出した後、魚体長算出部１３が算出したその魚の魚体長が含まれる魚体長範囲の魚数指標値に、検出された魚の数に応じた値を加算する。

魚数指標値読取部１８は、所定時間が経過するごとに、魚数指標値分布グラフ記憶部１５に記憶されている魚数指標値分布グラフの各魚体長範囲における魚数指標値を読み取る。魚数指標値読取部１８によって読み取られた各魚体長範囲における魚数指標値は、その都度、魚数指標値減少部１７ａに通知される。

魚数指標値減少部１７ａは、所定時間が経過するごとに、魚数指標値読取部１８で読み取られた各魚体長範囲における魚数指標値に応じた値を各魚数指標値から減算する。具体的には、魚数指標値減少部１７ａには、所定の減算値が記憶されている。この減算値としては、例えば一例として、表示画面４ａに表示されている総ピング数に応じた値が設定される。そして、魚数指標値減少部１７ａは、或る魚体長範囲の魚数指標値が０以上１未満の場合、記憶している前記減算値を魚数指標値から減算する。また、魚数指標値減少部１７ａは、或る魚体長範囲の魚数指標値が１以上２未満の場合、前記減算値を２倍した値を魚数指標値から減算し、或る魚体長範囲の魚数指標値が２以上３未満の場合、前記減算値を３倍した値を魚数指標値から減算する。魚数指標値がそれ以上の場合も、同様である。なお、前記減算値は、ユーザが操作・表示装置４を適宜、操作することで、変更することができる。

図１０は、１匹の魚が検出された場合における、経過時間に対する魚数指標値の変化を説明するためのグラフであって、各時刻における表示画面と度数指標値（又は度数）とを対応させて示す図である。図１０では、図５の場合と同様、ｔ＝ｔ_１の時に１匹の魚が検出され、ｔ＝ｔ_ｎ＋１の時にその魚が画面から外れる場合の例を示している。

図１０に示すように、本変形例に係る魚群探知機の魚数指標値分布グラフ算出部１４ａでは、魚数指標値減少部１７ａが、所定時間が経過するごとに（具体的には、１ピング毎に）、減算値（本実施形態の場合、１００分の１）を魚数指標値から減算して、該魚数指標値を更新する。すなわち、本実施形態に係る魚数指標値分布グラフ算出部１４ａでも、上記実施形態の場合と同様、画面に表示されている魚のモニタリングが行われず、経過時間毎に、魚数指標値が漸減する。

図１１は、異なるタイミングで２匹の魚Ａ，Ｂが検出された場合における、経過時間に対する魚数指標値の変化を説明するためのグラフであって、各時刻における表示画面と度数指標値（又は度数）とを対応させて示す図である。図１１では、ｔ＝ｔ_１の時に１匹目の魚Ａが検出され、ｔ＝ｔ_ｍの時に２匹目の魚Ｂが検出され、ｔ＝ｔ_ｎ＋１の時に魚Ａが画面から外れ、ｔ＝ｔ_ｐの時に２匹目の魚Ｂが画面から外れる場合の例を示している。

本変形例では、上述したように、魚数指標値が１以上２未満の場合、魚数指標値減少部１７ａは、前記減算値を２倍した値を魚数指標値から減算している。具体的に、図１１を参照して説明すると、魚Ｂが検出された直後（ｔ＝ｔ_ｍの時）に度数指標値が１以上２未満となるため、ｔ＝ｔ_ｍ以降、度数指標値が１未満となるまで、経過時間毎に、前記減算値を２倍した値が度数指標値から減算される。

［ソナーの動作］
図１２は、本変形例に係る魚群探知機の動作を説明するためのフローチャートである。以下では、図１２を参照して、本変形例に係る魚群探知機の動作について説明する。なお、図１２に示すフローチャートのステップＳ１からステップＳ６までは、上記実施形態の場合と同様である。簡単に説明すると、送信されたパルス波の反射波から生成された受信信号に対して魚の検出が行われ（ステップＳ１〜ステップＳ３）、魚が検出された場合には魚数指標値にカウント値が加算される一方（ステップＳ４）、魚が検出されない場合には魚数指標値がそのまま維持される（ステップＳ５）。ステップＳ３からステップＳ５までの工程は、所定時間が経過するまで（ステップＳ６がＮｏである限り）、繰り返される。

所定時間が経過すると（ステップＳ６のＹｅｓ）、ステップＳ８では、魚数指標値読取部１８が、魚数指標値分布グラフ記憶部１５に記憶されている魚数指標値分布グラフの各魚体長範囲における魚数指標値を読み取る。このように読み取られた各魚体長範囲における魚数指標値は、魚数指標値減少部１７ａに通知される。

ステップＳ９では、魚数指標値減少部１７ａが、各魚数指標値に応じた値を、各魚数指標値から減算して更新する。そして、ステップＳ１に戻って、再びパルス波の送受信が行われる。

［本変形例で生成される魚数指標値分布グラフの妥当性検討］
以下では、上記実施形態の場合と同様、本変形例で生成される魚数指標値分布グラフの妥当性について検証する。

図１３は、本変形例に係る魚群探知機で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフであって、図７に対応させて示すグラフである。図１３に示すように、上記実施形態の場合のシミュレーション結果と同様、本変形例に係る魚群探知機で生成された魚数指標値分布グラフの魚数指標値の時間変化は、魚の出現率を変化させた場合であっても、度数分布グラフの度数の時間変化と概ね一致する。これにより、本変形例に係る魚群探知機で生成された魚数指標値分布グラフが、度数分布グラフに類似する妥当なグラフであることがわかる。

図１４は、魚群探知機１で生成された魚数指標値分布グラフにおける魚数指標値の時間変化を、従来の魚群探知機で生成された度数分布グラフにおける度数（魚数）の時間変化とともに示すシミュレーショングラフである。具体的には、図１４（Ａ）は、カウント値を１、減算値を１／１００とした場合のグラフ、図１４（Ｂ）はカウント値を２、減算値を２／１００とした場合のグラフ、図１４（Ｃ）はカウント値を３、減算値を３／１００とした場合のグラフ、である。また、図１４に示すシミュレーションの条件として、上述のように、各魚体長範囲の魚数指標値に応じて決定される値が、減算値に乗算される。具体的には、魚数指標値が１未満の場合には減算値に１が乗算され、魚数指標値が１以上２未満の場合は減算値が２倍され、魚数指標値が２以上３未満の場合には減算値が３倍される。

図１４に示すように、魚数指標値分布グラフの魚数指標値の時間変化は、カウント値及び減算値を変化させた場合であっても、度数分布グラフの度数の時間変化と概ね一致する。また、図１４によれば、カウント値及び減算値が小さい場合（図１４（Ａ）参照）、時間経過に対する魚数指標値の過度な増減を抑えることができるものの、魚数指標値分布グラフ生成直後の魚数指標値については、本来の魚数よりも少なく見積もる傾向が生じてしまう。一方、カウント値及び減算値が大きい場合（図１４（Ｃ）参照）、魚数指標値分布グラフ生成直後の魚数指標値を過少に見積もる傾向はなくなるものの、時間経過に対する魚数指標値の過度な増減が発生してしまう。このシミュレーション結果により、上記実施形態の場合と同様、魚の出現率等の諸条件に応じて、適切なカウント値及び減算値を設定することが好ましいことが確認できる。

以上のように、本変形例に係る魚群探知機でも、上記実施形態に係る魚群探知機１の場合と同様、検出された複数の魚の体長毎の匹数を、多大な容量のメモリを必要とすることなく推定することができる。

また、本変形例に係る魚群探知機では、魚数指標値減少部１７が、所定時間が経過するごとに、魚数指標値読取部１８によって読み取られた値に応じた値を、各魚体長範囲における魚数指標値から減算する。これにより、比較的容易に、魚数指標値分布グラフＤを更新することができる。

また、本変形例に係る魚群探知機では、魚の出現率等の諸条件に応じて、ユーザが操作・表示装置４を適宜操作してカウント値及び減算値を適切に設定することにより、より一層適切な魚数指標値分布グラフＤを生成することができる。

（２）上記実施形態では、本発明を、探知装置としての魚群探知機に適用する例を挙げて説明したが、この限りでなく、その他の探知装置、例えばソナーに適用することもできる。

（３）図１５は、変形例に係る探知装置１ａの構成を示すブロック図である。上記実施形態では、送信波として超音波を用いた探知装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明は、送信波として超音波又は電磁波を用いた探知装置１ａに適用することもできる。この場合、送信部６ａ及び受信部７ａは、超音波又は電磁波を取り扱うことになる。また、本実施形態の信号処理部１０ｂでは、対象エコー信号検出部１２ａが、受信部７ａで生成された受信信号から、探知対象となる対象物標に起因する対象エコー信号を検出し、サイズ算出部１３ａが、複数の前記対象物標のそれぞれに対応する各対象エコー信号から、各対象物標のサイズ（長さ、面積、体積等）を算出する。そして、第１更新部１７ｂが、度数指標値分布算出部１４ｂで算出された度数指標値分布を、所定時間毎に更新する。このような構成であっても、上記実施形態の場合と同様、検出された複数の物標のサイズ毎の数量を、多大な容量のメモリを必要とすることなく推定できる。

（４）上記実施形態では、ユーザの操作により、カウント値、乗算値、及び減算値を変更可能であるが、これに限らず、製品出荷時に決定されたカウント値、乗算値、及び減算値に基づいて、魚数指標値分布グラフが生成されてもよい。

（５）上記実施形態では、図３に示すように、魚体長範囲毎の魚数指標値を表示しているが、これに限らず、魚数指標値の総数に対する魚体長範囲毎の度数指標値の割合を、魚体長範囲毎に、例えばパーセント（％）を用いて表示してもよい。

（６）上記実施形態では、魚数指標値分布グラフが生成されているが、これに限らず、各魚体長範囲における魚数を表としてまとめた魚数指標値分布表を生成し、これを表示画面に表示してもよい。

（７）上記実施形態では、サイズ算出部として魚体長算出部１３を設けたが、これに限らず、サイズ算出部として魚体高算出部を設けてもよい。魚体高算出部は、例えば一例として、魚エコー信号検出部で検出された魚エコー信号のエコーの長さに基づいて、魚の体高（図１６参照）を算出する。そして、本変形例に係る魚群探知機では、魚体高範囲毎に魚数指標値が算出される。更には、サイズ算出部として、魚体重算出部を設けてもよい。魚体重算出部は、例えば一例として、魚体長に基づいて魚体重を算出する。この場合、魚体重範囲毎に魚数指標値が算出される。

１ 魚群探知機（探知装置）
１ａ 探知装置
６，６ａ 送信部
７，７ａ 受信部
１２ 魚エコー信号検出部（対象エコー信号検出部）
１２ａ 対象エコー信号検出部
１３ 魚体長算出部（サイズ算出部）
１３ａ サイズ算出部
１４，１４ａ 魚数指標値分布グラフ算出部（度数指標値分布算出部）
１４ｂ 度数指標値分布算出部
１７，１７ａ 魚数指標値減少部（第１更新部）
１７ｂ 第１更新部

Claims (10)

1. 対象物標を探知する探知装置であって、
   所定のタイミング毎に、送信波を送信する送信部と、
   前記送信波の反射波から受信信号を生成する受信部と、
   前記受信部で生成された前記受信信号から、前記対象物標に起因するエコー信号である対象エコー信号を検出する対象エコー信号検出部と、
   複数の前記対象物標のそれぞれに対応する各前記対象エコー信号から、各前記対象物標のサイズを算出するサイズ算出部と、
   前記サイズ算出部で算出された各前記サイズに基づき、前記対象物標の数量の指標となる度数指標値を、サイズ範囲毎に算出する度数指標値分布算出部と、
   を備え、
   前記度数指標値分布算出部は、所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を更新する第１更新部を有し、
   前記第１更新部は、前記所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を減少することを特徴とする、探知装置。
2. 請求項１に記載の探知装置において、
   前記第１更新部は、前記所定時間が経過するごとに、各前記サイズ範囲における前記度数指標値に１未満の所定値を乗算することを特徴とする、探知装置。
3. 請求項１に記載の探知装置において、
   前記第１更新部は、前記所定時間が経過するごとに、各前記サイズ範囲における前記度数指標値から、各前記度数指標値に応じた値を減算することを特徴とする、探知装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の探知装置において、
   前記度数指標値分布算出部は、前記対象エコー信号検出部が前記対象物標を検出した場合に、該対象物標が含まれるサイズ範囲における前記度数指標値を更新する第２更新部、を更に備えていることを特徴とする、探知装置。
5. 請求項４に記載の探知装置において、
   前記第２更新部は、前記対象物標を検出した場合に、該対象物標が含まれるサイズ範囲における前記度数指標値を増加することを特徴とする、探知装置。
6. 請求項５に記載の探知装置において、
   前記第２更新部は、前記対象物標を検出した場合に、該対象物標が含まれるサイズ範囲における前記度数指標値に、検出された前記対象物標の数に応じた値を加算することを特徴とする、探知装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の探知装置において、
   前記送信部から前記送信波が送信される周期と、前記第１更新部が前記度数指標値を更新する周期とは、同じであることを特徴とする、探知装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の探知装置において、
   前記送信部は、所定のタイミング毎に前記送信波としての超音波又は電磁波を送信することを特徴とする、探知装置。
9. 前記対象物標としての魚を探知する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の探知装置としての魚群探知機であって、
   前記送信部は、所定のタイミング毎に前記送信波としての超音波を送信し、
   前記サイズ算出部は、複数の前記魚のそれぞれに対応する各前記エコー対象信号から、各前記魚のサイズとしての体長を算出する体長算出部として設けられていることを特徴とする、魚群探知機。
10. 対象物標を探知する探知方法であって、
    所定のタイミング毎に、送信波を送信するステップと、
    前記送信波の反射波から受信信号を生成するステップと、
    前記受信信号を生成するステップで生成された前記受信信号から、前記対象物標に起因するエコー信号である対象エコー信号を検出するステップと、
    複数の前記対象物標のそれぞれに対応する各前記対象エコー信号から、各前記対象物標のサイズを算出するステップと、
    各前記対象物標のサイズを算出するステップで算出された各前記サイズに基づき、前記対象物標の数量の指標となる度数指標値を、サイズ範囲毎に算出するステップと、
    を含み、
    前記度数指標値を前記サイズ範囲毎に算出するステップは、所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を更新するステップを含み、
    前記度数指標値を更新するステップは、前記所定時間が経過するごとに各前記サイズ範囲における前記度数指標値を減少することを特徴とする、探知方法。
    

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