JP6441735B2 - 水中探知装置 - Google Patents

Description

本発明は、水中の物標を探知する水中探知装置に関し、特に探知された物標のサイズを推定可能な水中探知装置に関する。

従来から知られている魚群探知機（水中探知装置）として、例えば非特許文献１〜３に開示されるように、魚（物標）の体長（サイズ）を推定する機能を有するものが知られている。一般的に、魚群探知機では、魚で反射して帰来する反射波から得られる受信信号に含まれるピーク波形が所定の条件を満たした場合に、そのピーク波形が単体魚に起因するものであるとして単体魚が検出される。具体的には、魚群探知機では、ピーク波形から得られる種々の情報（ピーク波形のピーク値、ピーク波形の形状、位相の安定度等）に基づき、単体魚が検出される。そして、魚群探知機では、検出された単体魚のピーク波形のピーク値がＴＳ（Target Strength）値とされ、当該ＴＳ値に基づき、魚体長が推定される。

Manuel Barange 他２名、「Empirical determination of in situ target strengths of three loosely aggregated pelagic fish species」、ICES Journal of Marine Science、International Council for the Exploration of the Sea、1996、53、P225-232 Kouichi SAWADA 他２名、「Conditions for the precise measurement of fish target strength in situ」、海洋音響学会誌、1993、２０巻、第２号、P73-79 Stephane Gauthier 他１名、「Diagnostic tools for unbiased in situ target strength estimation」、Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences、2001、58、P2149-2155

ところで、魚群が密集して魚の密度が高くなり或いは水深が深くなると、受信信号に含まれるピーク波形同士が相互に干渉し合い、単体魚と判定されたピーク波形のＴＳ値が全体的に大きくなる傾向にあるため、魚の体長が実際よりも大きめに推定されることが、一般的に知られている。しかしながら、上述した非特許文献１〜３には、これに対する解決案が何ら開示されていない。

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、物標のサイズを正確に推測することである。

（１）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、送信波を送波する送波部と、前記送信波の反射波から受信信号を生成する受信部と、前記受信信号から対象物標を検出する物標検出部と、所定エリア内における物標の密度指標値を推定する密度指標値推定部と、前記対象物標に対応する前記受信信号の強度の最大値である対象物標信号強度と、前記密度指標値とに基づいて、前記対象物標のサイズ指標値を算出するサイズ指標値算出部と、を備えている。

（２）好ましくは、前記密度指標値推定部は、前記密度指標値を複数のランクのいずれかに分類し、前記サイズ指標値算出部は、前記対象物標信号強度と前記ランクとに基づいて前記サイズ指標値を算出する。

（３）更に好ましくは、前記サイズ指標値算出部は、前記ランクが示す密度指標値の範囲が所定値以上の場合、その密度指標値が該ランクに分類された前記対象物標のサイズ指標値を補正する。

（４）更に好ましくは、前記サイズ指標値算出部は、前記ランクが示す密度指標値の範囲が所定値以上の場合、その密度指標値が該ランクに分類された前記対象物標のサイズ指標値が小さくなるように補正する。

（５）好ましくは、前記サイズ指標値算出部は、前記ランクが示す密度指標値の範囲が所定値以上の場合、その密度指標値が該ランクに分類された前記対象物標のサイズ指標値を算出しない。

（６）好ましくは、前記所定エリアは、前記物標検出部によって検出された前記対象物標を含むエリアである。

（７）好ましくは、前記密度指標値推定部は、前記所定エリア内における前記受信信号に含まれるピーク波形のピーク数に基づき前記密度指標値を推定する。

（８）好ましくは、前記密度指標値推定部は、前記所定エリア内における前記受信信号の強度の平均値に基づき前記密度指標値を推定する。

（９）好ましくは、前記密度指標値推定部は、検出された前記対象物標毎に前記密度指標値を推定し、前記サイズ指標値算出部は、各前記対象物標に対応する前記対象物標信号強度と、前記対象物標毎に推定された前記密度指標値とに基づいて、各前記対象物標のサイズ指標値を算出する。

（１０）好ましくは、前記水中探知装置は、前記サイズ指標値算出部によって算出された複数の前記対象物標に含まれる少なくとも２つの対象物標のそれぞれの前記サイズ指標値に基づき、サイズ毎に前記少なくとも２つの対象物標の度数を算出する度数分布算出部、を更に備えている。

（１１）好ましくは、前記水中探知装置は、魚群探知機であって、前記対象物標は、魚である。

本発明によれば、物標のサイズを正確に推測することができる。

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に示す送受波器によって形成される幅広ビーム及び幅狭ビームを模式的に示す図である。 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。 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。 受信信号の一例を示すグラフであって、低周波時の受信信号と高周波時の受信信号とを並べて表示する図である。 図４に示す比較判定部の動作を示すフローチャートである。 図４に示すヒストグラム生成部で生成されるヒストグラムの一例を、従来から知られている魚群探知機で生成されるヒストグラムとともに示す図である。 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。 変形例に係る魚群探知機の送受波器で受波される受信波から得られる受信信号の一例を示すグラフである。 図８に示す比較判定部の動作を示すフローチャートである。 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。 変形例に係る魚群探知機によって設定されるゲート範囲について説明するための図であって、図５に対応させて示す図である。 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。

図１は、本発明の実施形態に係る魚群探知機１（水中探知装置）の構成を示すブロック図である。以下では、本発明の実施形態に係る魚群探知機１について、図を参照して説明する。図１に示す魚群探知機１は、水中における探知領域内の魚の体長（サイズ）及び数を推定可能に構成されている。魚群探知機１は、例えば漁船等の船舶に装備される。なお、以下では、魚群探知機１の探知対象として魚を例に挙げて説明するが、その他の水生種を含め、水中に存在する全ての物体について探知対象に含めることができる。

［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とを備えている。

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、受波した超音波を電気信号に変換する。本実施形態の送受波器２からは、所定の周波数を有する超音波が、一定時間、所定のタイミング毎に送信される。

図２は、送受波器２によって形成される幅広ビームＢＭ_Ｌ及び幅狭ビームＢＭ_Ｈを模式的に示す図である。幅広ビームＢＭ_Ｌは、幅狭ビームＢＭ_Ｈよりもビーム幅が広い。なお、ビーム幅とは、超音波の強度が最大となる方向から３ｄＢ低くなる点の間の角度である。図２を参照して、幅広ビームＢＭ_Ｌのビーム幅はθ_Ｌと表され、幅狭ビームＢＭ_Ｈのビーム幅はθ_Ｈと表される。

本実施形態の送受波器２は、互いに異なる２種類の周波数（低周波数及び高周波数）のビームを形成可能である。すなわち、送受波器２では、低周波超音波を送波（又は受波）時に形成される幅広ビームＢＭ_Ｌと、高周波超音波を送波（又は受波）時に形成される幅狭ビームＢＭ_Ｈと、が交互に形成される。

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。本実施形態の送信部６は、上述したような所定の周波数を有する超音波が送受波器２から送波されるように、該超音波の基となる信号を送受波器２に出力する。

受信部７は、送受波器２から送られた電気信号を増幅し、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が搭載された自船を基準とした海中の所定範囲内に存在する魚の数を魚の体長毎に区分したヒストグラムを生成する。信号処理部１０の構成については、詳しくは後述する。

図３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３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（魚群の有無、自船に対する魚群の位置等）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。なお、図３で表示される表示画面４ａの縦軸は深度方向に対応している。また、図３で表示される表示画面４ａの横軸の数値の単位はピング（ｐｉｎｇ）であり、１ピングは、あるタイミングで送波された超音波１パルス分に対応している。

そして、図３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で生成されたヒストグラムＤが表示される。ヒストグラムＤでは、単体魚として検出された魚の匹数が、体長毎にパーセント表示される。また、図３に示す例では、ヒストグラムＤの右上の部分に、検出された魚の全数が表示されている。なお、ここでは、単体魚として検出された魚の匹数が体長毎にパーセント表示される例を挙げて説明したが、これに限らず、単体魚として検出された魚の匹数が体長毎に度数表示されてもよい。

［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、魚検出部１１（物標検出部）と、密度指標値推定部１２と、魚体長算出部１３（サイズ指標値算出部）と、ヒストグラム生成部１４（度数分布算出部）と、を有している。

魚検出部１１は、受信部７から出力された受信信号に基づき、物標としての魚を検出するように構成されている。やや詳しくは、魚検出部１１は、横軸を時間とし縦軸を振幅値とする座標上にプロットされた受信信号、に含まれるピーク波形が、魚に起因する波形であるか否かを判定することにより、魚を検出し、このピーク波形のピーク値（対象物標信号強度）を魚のターゲットストレングス値（ＴＳ値）とする。魚検出部１１は、例えば一例として、ピーク波形のピーク値、ピーク波形の立ち上がり部分の傾斜度合、ピーク波形の立ち下がり部分の傾斜度合、等を総合的に判断し、ピーク波形が魚に起因するものであるか否かを判定する。このように、複数のパラメータを総合的に判断することにより、魚の誤検出を避けることができる。なお、ここで説明した魚の検出手法は、よく用いられる手法であり、一般的に広く知られている手法であるため、詳細な説明を省略する。また、ここで説明した魚検出部１１の動作は、あくまで一例であり、その他の手法により魚を検出してもよい。

密度指標値推定部１２は、魚検出部１１によって検出された各魚を含む所定エリア内に存在する魚に起因すると思われるピークの数を、魚の密度指標値（魚の密度を指標する値）としてカウントし、そのカウント数に応じて、魚の密度を複数のランクに分類する。密度指標値推定部１２は、ピーク数カウント部１２ａと、比較判定部１２ｂと、を有している。

図５は、受信信号の一例を示すグラフであって、低周波時の受信信号Ｒ_Ｌと高周波時の受信信号Ｒ_Ｈとを並べて表示する図である。

ピーク数カウント部１２ａは、図５を参照して、魚として判定されたピーク波形Ｐａが得られた時刻ｔを含む所定のゲート範囲Ｇ（所定エリア）内におけるピーク波形の数をカウントする。ピーク数カウント部１２ａは、幅広ビーム送受波時に得られた受信信号Ｒ_Ｌに含まれるピーク波形の数Ｎ_Ｌ、及び幅狭ビーム送受波時に得られた受信信号Ｒ_Ｈに含まれるピーク波形の数Ｎ_Ｈ、のそれぞれをカウントする。図５に示す例の場合、Ｎ_Ｈ＝５、Ｎ_Ｌ＝１２、である。なお、ここで説明したピーク波形の数Ｎ_Ｌ及びＮ_Ｈが、それぞれ、密度指標値に相当する。また、ピーク数カウント部１２ａでカウントされるピーク波形には、魚検出部１１で検出された魚に起因するピーク波形（立ち上がり部分の傾斜度合等に基づき、比較的厳しい条件で検出されたピーク波形）だけでなく、一定レベル以上の極大値を有する全てのピーク波形が含まれる。

図６は、比較判定部１２ｂの動作を示すフローチャートである。比較判定部１２ｂは、ピーク数Ｎ_Ｌ，Ｎ_Ｈのそれぞれを、第１閾値Ｔｈｒ１及び第２閾値Ｔｈｒ２のそれぞれと比較し、その比較結果に基づき、魚検出部１１によって検出された各魚を中心とした所定エリア内における魚の密度のランクを算出する。具体的には、比較判定部１２ｂは、ピーク数Ｎ_Ｌと第１閾値Ｔｈｒ１とを比較し（ステップＳ１）、Ｎ_ＬがＴｈｒ１以下の場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、密度ランクを「低」とする（ステップＳ２）。

一方、比較判定部１２ｂは、Ｎ_ＬがＴｈｒ１を超過する場合（ステップＳ１のＮｏ）、次に、ピーク数Ｎ_Ｈと第２閾値Ｔｈｒ２とを比較する（ステップＳ３）。Ｎ_ＨがＴｈｒ２以下の場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、密度ランクを「中」とし（ステップＳ４）、Ｎ_ＨがＴｈｒ２を超過する場合（ステップＳ３のＮｏ）、密度ランクを「高」とする（ステップＳ５）。密度ランクが「低」の場合、密度推定対象となる魚の周辺の密度が比較的低いことが推測され、密度ランクが「中」の場合、その魚の周辺の密度が密度ランク「低」のときよりも高いことが推測され、密度ランクが「高」の場合、その魚の周辺の密度が密度ランク「中」のときよりも高いことが推測される。比較判定部１２ｂは、魚検出部１１によって検出された魚ごとに密度ランクを算出する。比較判定部１２ｂによって算出された密度ランク（低、中、高）は、検出された各魚に対応して、魚体長算出部１３に通知される。

魚体長算出部１３は、魚検出部１１で検出された魚のターゲットストレングス値（ＴＳ
値）と、密度指標値推定部１２によって推定された密度ランク（低、中、高）とに基づき、各魚の魚体長を算出する。やや詳しくは、魚体長算出部１３は、密度ランクが低の魚については、従来と同様の手法により、検出された各魚のＴＳ値（サイズ指標値）に基づいて魚体長を算出する。一方、魚体長算出部１３は、密度ランクが中又は高の魚については、検出された各魚のＴＳ値を以下で詳しく説明する補正式により補正した値（補正後ＴＳ値、サイズ指標値）に基づいて、従来と同様の手法により魚体長を算出する。魚体長算出部１３は、ＴＳ値又は補正後ＴＳ値を算出するサイズ指標値算出部として設けられている。

魚体長算出部１３は、密度推定対象となる魚の密度ランクが中の場合、以下の式（１）によりＴＳ値を補正して補正後ＴＳ値を導出する。

［数１］
ＴＳ_ＡＣ＝ＴＳ_ＢＣ−１０ｌｏｇ１０（Ｎ_Ｈ／Ｎ_Ｌ）−２０ｌｏｇ１０（θ_Ｌ／θ_Ｈ）＋α …（１）

また、魚体長算出部１３は、密度推定対象となる魚の密度ランクが高い場合、以下の式（２）によりＴＳ値を補正して補正後ＴＳ値を導出する。

［数２］
ＴＳ_ＡＣ＝ＴＳ_ＢＣ−１０ｌｏｇ１０（Ｎ_Ｈ／Ｎ_Ｌ）−２０ｌｏｇ１０（θ_Ｌ／θ_Ｈ）＋β …（２）

但し、上述した式（１）及び（２）において、ＴＳ_ＡＣは補正後ＴＳ値、ＴＳ_ＢＣは補正前のＴＳ値、α及びβはチューニング値（装置の動作環境等に応じて適宜決定される値）である。

図７は、ヒストグラム生成部１４で生成されるヒストグラムの一例（実線）を、従来から知られている魚群探知機で生成されるヒストグラムの一例（破線）とともに示す図である。ヒストグラム生成部１４は、魚体長算出部１３で算出された各魚の魚体長に基づいて、魚体長のヒストグラムを生成する。ヒストグラム生成部１４によって生成されたヒストグラムは、操作・表示装置４に表示される。

［ヒストグラム生成部で生成されるヒストグラムの妥当性について］
ところで、従来から知られている魚群探知機のディスプレイに表示されるヒストグラムにおいては、以下のような問題点があった。具体的には、魚群を構成する魚同士が密集して密度が高くなると、各魚から得られるピーク波形同士が干渉して、ＴＳ値（すなわち、魚体長）が実際よりも大きく推定される、という問題があった。そのようにして算出された各魚の魚体長に基づいてヒストグラムを生成すると、実際のヒストグラムよりもピークが右側（魚体長が大きい側）にずれる、という問題があった（図７参照）。すなわち、従来から知られている魚群探知機では、実際の魚群のヒストグラムと異なる特性を有するヒストグラムが生成されていた。

これに対して、本実施形態に係る魚群探知機１では、魚群の密度が比較的高い場合（具体的には、密度ランクが中及び高の場合）には受信信号のピーク値から得られたＴＳ値が小さくなる方向に補正され、その補正後のＴＳ値に基づいて算出された各魚の魚体長に基づいてヒストグラムが算出されている。こうすると、従来の魚群探知機と比べて、魚群密集時における各魚の魚体長が補正前のＴＳ値よりも小さくなるため、実際の魚群の分布に近いヒストグラムを生成することができる。

なお、本実施形態に係る魚群探知機１では、魚群の密度が比較的低い場合（具体的には、密度ランクが低の場合）には、従来の魚群探知機と同様にしてヒストグラムが生成される。すなわち、魚群探知機１では、魚群の密度が比較的低い場合には、ＴＳ値の補正が行われない。これは、魚群の密度が低い場合には、受信信号のピーク波形（魚に起因するピーク波形）同士がまばらで互いに干渉しにくい状況となっているため、ＴＳ値を補正する必要がないためである。

従って、本実施形態に係る魚群探知機１によれば、魚群の密度に関わらず各魚の魚体長を適切に算出できるため、適切な魚群のヒストグラムを生成することができる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る魚群探知機１では、魚のＴＳ値を、魚に起因するピーク波形のピーク値だけでなく、所定エリア内における魚の密度指標値（ピーク波形の数Ｎ_Ｌ及びＮ_Ｈ）にも基づいて算出している。このように、魚のＴＳ値と関連性が高い密度指標値を考慮にいれて魚のＴＳ値を算出（補正）することで、正確な魚体長を算出することができ、ひいては魚群のヒストグラムを適切に生成することができる。

従って、魚群探知機１では、物標（魚）のサイズ（体長）を正確に推測することができる。

また、魚群探知機１では、検出された魚毎に、各魚に対応する密度指標値（ピーク波形の数Ｎ_Ｌ及びＮ_Ｈ）を推定している。これにより、魚毎に推定された密度指標値に基づいて、各魚の体長をより正確に推測することができる。

また、魚群探知機１では、魚体長算出対象となる各魚を複数の密度ランク（低、中、高）に分類し、密度ランク毎に魚体長の算出方法を変えている。これにより、複数段階に分類された密度ランクのそれぞれに対応する魚の体長を、適切に決定することができる。

また、魚群探知機１では、密度ランクが中又は高にランク付けされた魚のＴＳ値を補正して補正後ＴＳ値を導出している。密度が比較的高い魚群中の魚のＴＳ値は、本来得られるべきＴＳ値と異なる値として観測されやすいので、このように魚のＴＳ値を補正することで、魚体長を適切に算出することができる。

また、魚群探知機１では、密度ランクが中又は高にランク付けされた魚のＴＳ値を補正して、補正後のＴＳ値が小さくなるようにしている。密度が比較的高い魚群中の魚のＴＳ値は、本来得られるべきＴＳ値よりも大きな値として観測されやすいので、このように魚のＴＳ値を補正することで、魚体長をより適切に算出することができる。

また、魚群探知機１では、魚群から得られた受信信号に含まれるピークの数に基づいて、密度指標値を算出している。これにより、正確な魚体長を得るために必要な魚群の密度の指標値を、比較的容易且つ適切に算出することができる。

また、魚群探知機１では、各魚において算出されたサイズ指標値としてのＴＳ値又は補正後ＴＳ値に基づき、魚体長毎に分類された魚群のヒストグラムが生成される。これにより、実際の魚体長分布に近い魚群のヒストグラムを生成することができる。

また、魚群探知機１では、密度指標値が算出されるゲート範囲Ｇ（所定エリア）を、密度推定対象となる魚が含まれるような範囲に設定している。これにより、密度推定対象となる魚周辺の密度指標値を適切に算出することができる。

また、魚群探知機１では、漁師等の漁業関係者にとって重要な情報である魚の体長を適切に算出することができる。

［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）上述した実施形態では、送受波器２から互いに異なる周波数を有する送信波が交互に送波される例を挙げて説明したが、この限りでない。具体的には、２つの送受波器を設け、各送受波器から、互いに異なる周波数を有する送信波が同時に送受波されてもよい。

（２）上述した実施形態では、互いに異なるビーム幅θ_Ｌ，θ_Ｈを有する２つのビームＢＭ_Ｌ，ＢＭ_Ｈの形成方法として、周波数が異なる２つのビームＢＭ_Ｌ，ＢＭ_Ｈを形成する例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、送波面の大きさが互いに異なる２つの送受波器を準備し、各送受波器で交互にビームを形成してもよい。この場合、送受波面が大きい方の送受波器からは、幅が狭いビームが形成され、送受波面が小さい方の送受波器からは、幅が広いビームが形成される。

（３）図８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。上述した実施形態では、送受波器２によって２つのビームを形成する例、すなわち、いわゆるデュアルビーム法を用いた例を挙げて説明したが、これに限らず、いわゆるシングルビーム法を利用した魚群探知機を構成してもよい。本変形例の信号処理部１０ａは、上述した信号処理部１０と比べて、密度指標値推定部の動作が大きく異なっている。以下では、密度指標値推定部１５の動作について主に説明し、その他の部分については説明を省略する。

図９は、本変形例の送受波器で受波される受信波から得られる受信信号Ｒの一例を示すグラフである。本変形例のピーク数カウント部１５ａは、図９を参照して、上述した実施形態の場合と同様、魚として判定されたピーク波形Ｐａが得られた時刻ｔを含む所定のゲート範囲Ｇ内におけるピーク波形の数をカウントする。ピーク数カウント部１５ａは、受信信号Ｒに含まれるピーク波形の数Ｎ（密度指標値）をカウントする。図９に示す例の場合、Ｎ＝１２である。

図１０は、図８に示す比較判定部１５ｂの動作を示すフローチャートである。比較判定部１５ｂは、ピーク数Ｎを閾値Ｔｈｒと比較し、その比較結果に基づき、魚検出部１１によって検出された各魚を中心とした所定エリア内における魚の密度のランクを算出する。具体的には、比較判定部１５ｂは、ピーク数Ｎと閾値Ｔｈｒとを比較し（ステップＳ６）、ＮがＴｈｒ以下の場合（ステップＳ６のＹｅｓ）には密度ランクを「低」とする（ステップＳ７）。一方、比較判定部１５ｂは、ＮがＴｈｒを超過する場合（ステップＳ６のＮｏ）には密度ランクを「高」とする（ステップＳ８）。

そして、本変形例に係る魚群探知機でも、上述した実施形態の場合と同様、密度ランクが「低」の場合には、ＴＳ値を補正せずに魚体長を算出する一方、密度ランクが「高」の場合には、補正したＴＳ値に基づいて魚体長を算出する。これにより、上述した実施形態の場合と同様、各魚の魚体長及びヒストグラムを適切に算出することができる。

なお、本変形例では、本発明を、シングルビーム法を利用した魚群探知機に適用する例を挙げて説明したが、これに限らず、その他の手法、例えばスプリットビーム法を利用した魚群探知機に適用することもできる。

（４）上述した実施形態の場合、密度ランクが中及び高の場合、補正したＴＳ値に基づいて各魚の魚体長を算出したが、これに限らない。具体的には、密度ランクが中及び高の場合、そのピーク波形を、魚体長算出対象から除外してもよい。これにより、正確な魚体長を算出しにくい状況下（魚群の密度が高い状況下）にある魚を魚体長算出対象から除外できるため、魚体長算出値の信頼性を高めることができる。或いは、これに限らず、密度ランクが中の場合には補正したＴＳ値に基づいて魚体長を算出し、密度ランクが高の場合にはそのピーク波形を魚体長算出対象から除外してもよい。

（５）上述した実施形態では、式（１）及び（２）を用いてＴＳ値を補正したが、これに限らず、その他の式を用いてもよい。また、ＴＳ値の補正を行う際、式（１）及び（２）、或いはその他の式を用いずとも、例えば一例として、密度ランクと補正値とが対応したルックアップテーブルを予め準備しておき、魚毎に決定された密度ランクに対応する補正値に基づいてＴＳ値を補正してもよい。

（６）図１１は、変形例に係る魚群探知機の信号処理部１０ｂの構成を示すブロック図である。上述した実施形態では、ヒストグラム生成部１４によってヒストグラムが生成されたが、これに限らず、ヒストグラム生成部１４が省略された構成であってもよい。本変形例の場合、例えば一例として、検出された魚の魚体長が、各魚のエコー像付近に表示される。

（７）上述した実施形態では、魚毎に密度指標値を推定したが、これに限らず、魚群全体の密度指標値を推定し、その密度指標値に基づいて、各魚の体長を算出してもよい。これにより、魚毎に密度指標値を算出するための演算を省略することができるため、信号処理部の演算負荷を軽減することができる。

（８）図１２は、変形例に係る魚群探知機によって設定されるゲート範囲Ｇについて説明するための図であって、図５に対応させて示す図である。上述した実施形態では、所定エリアとしてのゲート範囲Ｇを、密度推定対象となる魚を含む範囲として設定したが、これに限らず、図１２に示すように、該魚を含まない範囲をゲート範囲Ｇとして設定してもよい。

（９）図１３は、変形例に係る魚群探知機の信号処理部１０ｃの構成を示すブロック図である。本変形例の信号処理部１０ｃの密度指標値算出部１６は、平均レベル算出部１６ａ及び比較判定部１６ｂを有している。本変形例の密度指標値算出部１６では、上記実施形態の場合と異なり、検出された魚のピーク値と、平均レベル算出部１６ａによって算出されたゲート範囲Ｇ内における受信信号の強度の平均値との差分を、密度指標値として算出している。そして、本変形例では、比較判定部１６ｂが、前記差分と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて魚の密度ランクを算出している。このような手法であっても、上述した実施形態の場合と同様、魚群の密度の指標値を、比較的容易且つ適切に算出することができる。なお、この場合のＴＳ値は、例えば一例として、高周波時のゲート範囲Ｇ内における受信信号の平均値と低周波時のゲート範囲Ｇ内における受信信号の平均値とのレベル差に基づいて補正される。

上述した実施形態では、式（１）及び（２）に基づいてＴＳ値を補正したが、これに限らない。例えば一例として、高周波時のゲート範囲Ｇ内における受信信号の平均値と低周波時のゲート範囲Ｇ内における受信信号の平均値とのレベル差を用いてＴＳ値を補正してもよい。或いは、検出された魚のピーク値とゲート範囲Ｇ内における受信信号の強度の平均値との差分を用いて密度指標値を算出し、ゲート範囲Ｇ内における魚のピーク数を用いてＴＳ値を補正してもよい。

１ 魚群探知機（水中探知装置）
２ 送受波器（送波部）
７ 受信部
１１ 魚検出部（物標検出部）
１２，１５，１６ 密度指標値推定部
１３ 魚体長算出部（サイズ指標値算出部）

Claims (11)

1. 送信波を送波する送波部と、
   前記送信波の反射波から受信信号を生成する受信部と、
   前記受信信号から対象物標を検出する物標検出部と、
   所定エリア内における物標の密度指標値を推定する密度指標値推定部と、
   前記対象物標に対応する前記受信信号の強度の最大値である対象物標信号強度と、前記密度指標値とに基づいて、前記対象物標のサイズ指標値を算出するサイズ指標値算出部と、
   を備えていることを特徴とする、水中探知装置。
2. 請求項１に記載の水中探知装置において、
   前記密度指標値推定部は、前記密度指標値を複数のランクのいずれかに分類し、
   前記サイズ指標値算出部は、前記対象物標信号強度と前記ランクとに基づいて前記サイズ指標値を算出することを特徴とする、水中探知装置。
3. 請求項２に記載の水中探知装置において、
   前記サイズ指標値算出部は、前記ランクが示す密度指標値の範囲が所定値以上の場合、その密度指標値が該ランクに分類された前記対象物標のサイズ指標値を補正することを特徴とする、水中探知装置。
4. 請求項３に記載の水中探知装置において、
   前記サイズ指標値算出部は、前記ランクが示す密度指標値の範囲が所定値以上の場合、その密度指標値が該ランクに分類された前記対象物標のサイズ指標値が小さくなるように補正することを特徴とする、水中探知装置。
5. 請求項２に記載の水中探知装置において、
   前記サイズ指標値算出部は、前記ランクが示す密度指標値の範囲が所定値以上の場合、その密度指標値が該ランクに分類された前記対象物標のサイズ指標値を算出しないことを特徴とする、水中探知装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水中探知装置において、
   前記所定エリアは、前記物標検出部によって検出された前記対象物標を含むエリアであることを特徴とする、水中探知装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の水中探知装置において、
   前記密度指標値推定部は、前記所定エリア内における前記受信信号に含まれるピーク波形のピーク数に基づき前記密度指標値を推定することを特徴とする、水中探知装置。
8. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の水中探知装置において、
   前記密度指標値推定部は、前記所定エリア内における前記受信信号の強度の平均値に基づき前記密度指標値を推定することを特徴とする、水中探知装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水中探知装置において、
   前記密度指標値推定部は、検出された前記対象物標毎に前記密度指標値を推定し、
   前記サイズ指標値算出部は、各前記対象物標に対応する前記対象物標信号強度と、前記対象物標毎に推定された前記密度指標値とに基づいて、各前記対象物標のサイズ指標値を算出することを特徴とする、水中探知装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の水中探知装置において、
    前記サイズ指標値算出部によって算出された複数の前記対象物標に含まれる少なくとも２つの対象物標のそれぞれの前記サイズ指標値に基づき、サイズ毎に前記少なくとも２つの対象物標の度数を算出する度数分布算出部、を更に備えていることを特徴とする、水中探知装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の水中探知装置において、
    前記水中探知装置は、魚群探知機であって、
    前記対象物標は、魚であることを特徴とする、水中探知装置。

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