JP6548529B2 - 磁力計 - Google Patents
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Description
(1)いずれも移動体の近くの海域で収集された磁気雑音信号を周波数分析し、その結果をフィルタ特性に反映させる適応化処理を実施する。目標である孤立波形の長さは通常5〜15s程度であり、従って目標信号が存在するMAD帯域は0.06〜0.2Hzとなる。一方で、この周波数帯域の信号を分析するために必要な磁気信号を収集するためには、通常1.5分から3分掛かる。従って、磁気信号が収集されるまでは前処理フィルタの効果が得られない。
(2)磁気雑音信号を収集している海域と、実際に目標が存在する海域、すなわち探知処理を実施する海域とは通常異なるため、探知処理を実施する海域の磁気雑音スペクトルの特性を、前処理フィルタが正しく反映しているとは限らない。
(3)ノイズシェーピングの効果を得るためには、フィルタ次数が高次のものを使用することとなる。非特許文献1、2に示されているフィルタは、20次のフィルタである。このフィルタに目標信号である孤立波形が入力された場合、フィルタの応答遅延の影響を受けて、実際に探知処理に目標信号が渡される時点で遅延時間が発生する。この遅延時間はフィルタ次数に比例する。従って磁力計を搭載した移動体が目標の上空を通過してから自動探知結果が出力されるまでの遅延時間が大きくなる傾向がある。
(4)前処理フィルタの適応動作、すなわち磁気雑音スペクトルの分析に、非特許文献2に示される線形予測法を用いた場合、磁気雑音は通常非特許文献4のようにスペクトルパワーが低周波数側で大きく、高周波数側になるに従い下がる右肩下がりの特性を有している。そのため、磁気雑音スペクトル分析の結果、磁気雑音スペクトルの局所ピークを示す極点は、スペクトルパワーの大きい低周波数側に偏る結果となる。このため、高周波数側に存在する磁気雑音スペクトルの局所ピークが表れにくくなる。この結果を用いて前処理フィルタの適応化処理を行い、このフィルタを使って前処理を行った場合、高周波数側の磁気雑音スペクトルの局所ピークが消せずフラットにならず、結果的にS/Nが向上しないこととなる。
図1は本発明の実施の形態1に係る磁力計の運用形態を示す図である。図1には、海面1の上空を飛行する移動体である航空機2と、航空機2に搭載された磁力計3と、海底4に沈む船5とが示される。航空機2が海面1の上空を飛行することにより、磁力計3は、船5が作る磁界によって乱された地磁気の異常を検知し、船5の所在を捜索する。
図9は本発明の実施の形態2に係る磁力計の前処理部を中心に示す図である。実施の形態2の磁力計3では、実施の形態1の前処理部14の代わりに前処理部14Aが用いられる。前処理部14Aは、実施の形態1の前処理部14と同様に第1のフィルタ14−1、線形予測係数算出部14−2および第2のフィルタ14−3を備える。さらに前処理部14Aは、図1に示す航空機2から得られる機体情報に基づいて目標から発生される信号周波数帯を算出する第1の信号周波数帯計算部14−4と、航空機2から得られる機体情報に基づいて目標以外の磁気発生源から発生される信号周波数帯を算出する第2の信号周波数帯計算部14−5と、重畳周波数帯推定部14−6と、しきい値調整部14−7とを備える。
図15は本発明の実施の形態3に係る磁力計の前処理部を中心に示す図である。実施の形態3の磁力計3では、実施の形態1の前処理部14の代わりに前処理部14Cが用いられる。前処理部14Cは、実施の形態1の前処理部14と同様に第1のフィルタ14−1、線形予測係数算出部14−2および第2のフィルタ14−3を備える。さらに前処理部14Cは、LPCをLSFに変換するLPC/LSF変換部14−11と、LSFを用いて磁気雑音スペクトルの変化量を評価するスペクトル変化量評価部14−12と、スペクトル変化量評価部14−12で評価された磁気雑音スペクトルの変化量に応じて、線形予測係数算出部14−2の実行周期を制御する実行周期制御部14−13とを備える。すなわち図15に示す前処理部14Cは、実施の形態1の前処理部14に、磁気雑音スペクトルの状態に応じて第2のフィルタ14−3の更新周期を調整する機能を付加したものである。
Claims (6)
- 磁気雑音スペクトルのスペクトル傾斜を無くす補正を行い、第1の磁気雑音スペクトルとして出力する第1のフィルタと、
線形予測分析により、前記第1の磁気雑音スペクトルの線形予測係数を算出する線形予測係数算出部と、
前記第1の磁気雑音スペクトルと逆の特性を有し、前記線形予測係数に基づいて前記第1の磁気雑音スペクトルを反転した第2の磁気雑音スペクトルを出力する第2のフィルタと、
前記第2の磁気雑音スペクトルに含まれる磁気信号の孤立波形を検知して出力する目標自動探知処理部と、
を備える磁力計。 - 前記第2のフィルタは、時間軸で非対称の分析窓を有する請求項1に記載の磁力計。
- 前記線形予測係数に含まれる磁気信号の孤立波形と前記第2の磁気雑音スペクトルとが重畳する可能性のある重畳周波数帯を推定する重畳周波数帯推定部と、
前記目標自動探知処理部が目標自動探知処理で用いる探知しきい値を、推定された前記重畳周波数帯において調整するしきい値調整部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の磁力計。 - 前記線形予測係数に含まれる磁気信号の孤立波形と前記第2の磁気雑音スペクトルとが重畳する可能性のある重畳周波数帯を推定する重畳周波数帯推定部と、
前記線形予測係数を線スペクトル周波数に変換し、推定された前記重畳周波数帯において、変換後の前記線スペクトル周波数を調整することにより、前記線形予測係数算出部で算出された線形予測係数を補正して前記第2のフィルタへ出力する係数補正部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の磁力計。 - 前記線形予測係数を線スペクトル周波数に変換する変換部と、
変換後の前記線スペクトル周波数を用いて前記第1の磁気雑音スペクトルの変化量を評価するスペクトル変化量評価部と、
前記スペクトル変化量評価部で評価された前記第1の磁気雑音スペクトルの変化量に応じて、前記線形予測係数算出部の実行周期を制御する実行周期制御部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の磁力計。 - 前記線形予測係数を線スペクトル周波数に変換する変換部と、
変換後の前記線スペクトル周波数を用いて前記第1の磁気雑音スペクトルの変化量を評価するスペクトル変化量評価部と、
前記スペクトル変化量評価部で評価された前記第1の磁気雑音スペクトルの変化量に応じて、前記線スペクトル周波数の外挿処理を行い、外挿処理後の前記線スペクトル周波数を線形予測係数に変換する係数変換部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の磁力計。
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