JP6722521B2 - Underwater detection system - Google Patents

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Description

本発明は、物標を探知するための水中探知システムに関するものである。 The present invention relates to an underwater detection system for detecting a target.

例えば特許文献1には、超音波ビームを水中に送信して3次元領域をスキャンし、受信したエコーに基づいてスキャン領域内の水中情報(例えば魚群)を3次元画像として表示する水中探知装置(ソナー)が開示されている。特許文献1に開示されるソナーでは、所定の3次元領域に対して無指向性の送信ビームが形成される。一方、受信時には、ビーム幅が狭い受信ビームとしてのペンシルビームが形成され、その受信ビームが3次元領域内においてスキャンされる。また、これと同様のソナーは、特許文献2、特許文献3等にも開示されている。これらのソナーでも、ビーム幅が広い送信ビームが形成され、ビーム幅が狭い受信ビームが形成される。 For example, in Patent Document 1, an underwater detection device that transmits an ultrasonic beam into water to scan a three-dimensional area and displays underwater information (eg, a school of fish) in the scan area as a three-dimensional image based on the received echo ( Sonar) is disclosed. In the sonar disclosed in Patent Document 1, an omnidirectional transmission beam is formed in a predetermined three-dimensional area. On the other hand, at the time of reception, a pencil beam is formed as a reception beam having a narrow beam width, and the reception beam is scanned within the three-dimensional area. Further, sonar similar to this is also disclosed in Patent Document 2, Patent Document 3, and the like. These sonars also form a transmission beam with a wide beam width and a reception beam with a narrow beam width.

また、一般的なスキャニングソナーでは、鉛直方向のビーム幅が狭い送信波が自船を中心とした全方位に一度に送波された後、同じく鉛直方向のビーム幅が狭い受信ビームが自船を中心として回転させられる。これにより、ソナーが搭載された自船を基準とした所望のチルト角方向付近に存在する魚群を探知することができる。 Also, in a general scanning sonar, a transmitted wave with a narrow vertical beam width is transmitted once in all directions around the ship and then a received beam with a narrow vertical beam width Rotated as the center. As a result, it is possible to detect a school of fish existing in the vicinity of a desired tilt angle direction with respect to the own ship equipped with the sonar.

また、既知のスキャニングソナーでは、探知領域から得られた受信信号に基づいて生成された画像用信号を上方から視た水平面画像が表示されていた。 Further, in the known scanning sonar, a horizontal plane image in which the image signal generated based on the received signal obtained from the detection area is viewed from above is displayed.

特許第5089319号公報Patent No. 5089319 特開昭60−78372号公報JP, 60-78372, A 特許第2885989号公報Japanese Patent No. 2885989

ところで、上述した一般的なスキャニングソナーを用いて3次元的な広がりを持つ領域を探知しようとした場合、鉛直方向に狭いビーム幅を有するビームのチルト角を徐々に変化させることにより、3次元領域をスキャンすることが考えらえる。しかしそうすると、通常のスキャニングソナーと比べて演算負荷が極端に大きくなる。そうすると、装置が大型化し、製造コストも高くなってしまう。一方、装置を大型化することなく上述のように3次元領域をスキャンすることも考えられるが、そうすると、画像の更新周期が長くなるため、リアルタイムな情報を得にくい、という問題がある。 By the way, when an area having a three-dimensional spread is detected using the above-described general scanning sonar, the tilt angle of a beam having a narrow beam width in the vertical direction is gradually changed to obtain a three-dimensional area. Think of scanning. However, in that case, the calculation load becomes extremely large as compared with a normal scanning sonar. Then, the device becomes large and the manufacturing cost becomes high. On the other hand, it is conceivable to scan the three-dimensional area as described above without increasing the size of the apparatus, but this causes a problem that it becomes difficult to obtain real-time information because the image update cycle becomes long.

また、上述した既知のスキャニングソナーのように、画像用信号を上方から視た水平面画像だけでは、魚群が上下方向に重なって存在していた場合に、下側の魚群を見逃してしまう可能性がある。 Further, like the known scanning sonar described above, only the horizontal plane image of the image signal viewed from above may cause the fishes on the lower side to be overlooked if the fishes are vertically overlapped. is there.

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、システム全体のコストを抑えつつ、ユーザにとって利便性の高い水中探知システムを提供することである。 The present invention is intended to solve the above problems, and an object thereof is to provide an underwater detection system that is highly convenient for the user while suppressing the cost of the entire system.

また、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、魚群の探知漏れを防止可能な水中探知システムを提供することである。 Moreover, this invention is for solving the said subject, The objective is to provide the underwater detection system which can prevent the detection omission of a school of fish.

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システムは、複数の送受波素子を有する送受波器と、第1送信波及び該第1送信波よりも鉛直方向におけるビーム幅が広い第2送信波を送波する前記複数の送受波素子を駆動する送信回路部と、前記第1送信波の反射波に基づいて第1受信信号を生成し前記第2送信波の反射波に基づいて第2受信信号を生成する受信回路部と、前記第1送信波の基となる第1駆動信号を前記送信回路部に生成させる第1制御部と、前記受信回路部から出力された前記第1受信信号に基づいて第1画像を生成する第1画像生成部と、前記第2送信波の基となる第2駆動信号を前記送信回路部に生成させる第2制御部と、前記受信回路部から出力された前記第2受信信号に基づいて第2画像を生成する第2画像生成部と、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, an underwater detection system according to an aspect of the present invention has a transducer having a plurality of transducers, a first transmission wave, and a beam width in the vertical direction relative to the first transmission wave. A transmission circuit unit that drives the plurality of wave transmitting/receiving elements that transmit a wide second transmission wave, and a first reception signal that is generated based on a reflection wave of the first transmission wave to generate a reflection wave of the second transmission wave. A reception circuit section for generating a second reception signal based on the first transmission signal; a first control section for causing the transmission circuit section to generate a first drive signal which is a basis of the first transmission wave; A first image generation unit that generates a first image based on a first reception signal, a second control unit that causes the transmission circuit unit to generate a second drive signal that is a basis of the second transmission wave, and the reception circuit A second image generation unit that generates a second image based on the second received signal output from the unit.

また、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システムは、複数の送受波素子を有する送受波器と、3次元的領域に伝搬する3次元送信波を送波する前記複数の送受波素子を駆動する送信回路部と、前記3次元送信波の反射波に基づいて受信信号を生成する受信回路部と、前記受信信号に基づいて生成され、前記3次元的領域に含まれる各位置に対応して得られた、それぞれの3次元的な位置情報及びエコー強度情報を有する3次元領域画像用データ、を生成する3次元領域画像用データ生成部と、前記3次元領域画像用データの前記3次元的な位置よりも上方に位置する上側水平面に前記3次元領域画像用データが投影された上側水平面画像、及び前記3次元領域画像用データの前記3次元的な位置よりも下方に位置する下側水平面に前記3次元領域画像用データが投影された下側水平面画像、をそれぞれ生成する画像生成部と、を備えている。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, an underwater detection system according to an aspect of the present invention transmits and receives a three-dimensional transmission wave propagating in a three-dimensional region, with a transducer having a plurality of transmission and reception elements. A transmission circuit unit that drives a plurality of wave transmitting/receiving elements, a reception circuit unit that generates a reception signal based on a reflected wave of the three-dimensional transmission wave, and a reception circuit unit that is generated based on the reception signal and included in the three-dimensional region. A three-dimensional region image data generation unit that generates three-dimensional region image data having respective three-dimensional position information and echo intensity information obtained corresponding to each of the three positions, and the three-dimensional region image. Upper horizontal plane image in which the three-dimensional region image data is projected on the upper horizontal plane located above the three-dimensional position of the use data, and the three-dimensional position of the three-dimensional region image data. An image generation unit that generates a lower horizontal plane image in which the three-dimensional region image data is projected on a lower horizontal plane located below.

本発明によれば、システム全体のコストを抑えつつ、ユーザにとって利便性の高い水中探知システムを提供できる。また、本発明によれば、魚群の探知漏れを防止可能な水中探知システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an underwater detection system which is highly convenient for the user while suppressing the cost of the entire system. Further, according to the present invention, it is possible to provide an underwater detection system capable of preventing detection leakage of a school of fish.

本発明の実施形態に係る水中探知システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of an underwater detection system concerning an embodiment of the present invention. 送受波器から送波される第1送信波の送波範囲を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the transmission range of the 1st transmission wave transmitted from a wave transceiver. 送受波器から送波される第2送信波の送波範囲を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the transmission range of the 2nd transmission wave transmitted from a wave transceiver. 受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a receiver. 第1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。It is a figure which shows typically an example of the display screen displayed on a 1st display apparatus. 処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a processing apparatus. 上側水平面画像の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows an example of an upper side horizontal plane image typically. 下側水平面画像を生成する過程で生成される下方視水平面画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the downward horizontal plane image produced|generated in the process which produces|generates a lower side horizontal plane image. 下側水平面画像の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows an example of a lower horizontal plane image typically. 第2画像生成部が生成する上側水平面画像及び下側水平面画像の生成過程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the production|generation process of the upper side horizontal plane image and lower side horizontal plane image which a 2nd image generation part produces|generates. 水中探知システムの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining operation of an underwater detection system. 変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される3次元領域画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the three-dimensional area image displayed on the 2nd display device of the underwater detection system which concerns on a modification. 変形例に係る水中探知システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the underwater detection system which concerns on a modification. 変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される2つの3次元領域画像の一例を示す図であって、(A)は上側水平面画像を示す図、(B)は鉛直面画像を示す図である。It is a figure which shows an example of two three-dimensional area|region images displayed on the 2nd display device of the underwater detection system which concerns on a modification, (A) is a figure which shows an upper side horizontal image, (B) is a vertical surface image. FIG. 変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される上側水平面画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the upper side horizontal plane image displayed on the 2nd display device of the underwater detection system which concerns on a modification. 図15に示す上側水平面画像に対応して表示される鉛直面画像であって、(A)は後方視鉛直面画像、(B)は左方視鉛直面画像である。It is a vertical surface image displayed corresponding to the upper horizontal plane image shown in FIG. 15, (A) is a rear view vertical surface image, (B) is a left view vertical surface image. 変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される後方視鉛直面画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the rear view vertical surface image displayed on the 2nd display device of the underwater detection system which concerns on a modification. 図17に示す後方視鉛直面画像に対応して表示される上側水平面画像である。FIG. 18 is an upper horizontal plane image displayed in correspondence with the rear-view vertical plane image shown in FIG. 17. 図17に示す後方視鉛直面画像に対応して表示される下側水平面画像である。FIG. 18 is a lower horizontal plane image displayed corresponding to the rear-view vertical plane image shown in FIG. 17. 変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される上側水平面画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the upper side horizontal plane image displayed on the 2nd display device of the underwater detection system which concerns on a modification. 図20に示す上側水平面画像に対応して表示される鉛直面画像であって、(A)は後方視鉛直面画像、(B)は左方視鉛直面画像である。It is a vertical surface image displayed corresponding to the upper horizontal surface image shown in FIG. 20, (A) is a rear view vertical surface image, (B) is a left view vertical surface image. 変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される上側水平面画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the upper side horizontal plane image displayed on the 2nd display device of the underwater detection system which concerns on a modification. 図22に示す上側水平面画像に対応して表示される鉛直面画像であって、(A)は後方視鉛直面画像、(B)は左方視鉛直面画像である。It is a vertical surface image displayed corresponding to the upper horizontal plane image shown in FIG. 22, (A) is a rear view vertical surface image, (B) is a left view vertical surface image. 変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される下側水平面画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the lower horizontal plane image displayed on the 2nd display device of the underwater detection system which concerns on a modification. 図24に示す下側水平面画像に対応して表示される鉛直面画像であって、(A)は後方視鉛直面画像、(B)は左方視鉛直面画像である。It is a vertical surface image displayed corresponding to the lower side horizontal plane image shown in FIG. 24, (A) is a rear view vertical surface image, (B) is a left view vertical surface image. 実施形態に係る水中探知システムの他の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other operation example of the underwater detection system which concerns on embodiment.

以下、本発明の実施形態に係る水中探知システム1について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an underwater detection system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[水中探知システムの構成]
図1は、本発明の実施形態に係る水中探知システム1の構成を示すブロック図である。本実施形態の水中探知システム1は、例えば、漁船などの船舶に設けられている。以下では、水中探知システム1を備えている船舶を「自船」という。なお、図1では、受信機8及び処理装置5が有する構成要素のうちの一部のみを図示している。
[Underwater detection system configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an underwater detection system 1 according to the embodiment of the present invention. The underwater detection system 1 of the present embodiment is provided, for example, on a ship such as a fishing boat. Below, a ship equipped with the underwater detection system 1 is referred to as "own ship". Note that FIG. 1 illustrates only a part of the components included in the receiver 8 and the processing device 5.

図1に示すように、本実施形態に係る水中探知システム1は、スキャニングソナー10と、処理装置5と、第2表示装置6とを備えている。水中探知システム1は、一般的に知られているスキャニングソナー10に、処理装置5及び第2表示装置6が外付けされた構成となっている。 As shown in FIG. 1, the underwater detection system 1 according to the present embodiment includes a scanning sonar 10, a processing device 5, and a second display device 6. The underwater detection system 1 has a configuration in which a processing device 5 and a second display device 6 are externally attached to a generally known scanning sonar 10.

スキャニングソナー10は、送受波器2と、送受信装置3と、第1表示装置4とを備えている。 The scanning sonar 10 includes a wave transmitter/receiver 2, a transmission/reception device 3, and a first display device 4.

送受波器2は、超音波を送受信する機能を有し、自船の船底に取り付けられている。例えば一例として、送受波器2は、略円筒形状であって、その軸方向が鉛直方向に沿い、半径方向が水平方向に沿うように配置されている。 The transceiver 2 has a function of transmitting and receiving ultrasonic waves, and is attached to the bottom of the ship. For example, as an example, the wave transmitter/receiver 2 has a substantially cylindrical shape and is arranged such that its axial direction is along the vertical direction and its radial direction is along the horizontal direction.

詳細には、送受波器2は、略円筒形状の筐体と、この筐体の外周面に取り付けられた複数の送受波素子としての超音波振動子(図示省略)とを有している。超音波振動子は、超音波を水中に送信するとともに、エコーを受信し、このエコーを電気信号に変換して受信機8へ出力する。なお、本実施形態において、送受波器2は、筐体が円筒形の場合を示したが、形状は特に限定されるものではなく、例えば、球形等のように他の形状とすることもできる。 In detail, the wave transmitter/receiver 2 has a substantially cylindrical casing and ultrasonic transducers (not shown) as a plurality of transmitting/receiving elements attached to the outer peripheral surface of the casing. The ultrasonic transducer transmits ultrasonic waves into water, receives an echo, converts the echo into an electric signal, and outputs the electric signal to the receiver 8. Note that, in the present embodiment, the case where the housing of the wave transmitter/receiver 2 is a cylinder is shown, but the shape is not particularly limited, and may be another shape such as a sphere. ..

図2は、送受波器2から送波される第1送信波の送波範囲を模式的に示す図である。また、図3は、送受波器2から送波される第2送信波の送波範囲を模式的に示す図である。図2及び図3では、自船Sに搭載された送受波器2から送波される送信波の送波範囲が、ドットハッチングが施された箇所によって模式的に表されている。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the transmission range of the first transmission wave transmitted from the wave transmitter/receiver 2. Further, FIG. 3 is a diagram schematically showing a transmission range of the second transmission wave transmitted from the wave transmitter/receiver 2. 2 and 3, the transmission range of the transmission wave transmitted from the wave transmitter/receiver 2 mounted on the ship S is schematically represented by the dot-hatched portions.

本実施形態では、送受波器2からは、2種類の送信波、具体的には図2に示すような第1送信波、及び図3に示すような第2送信波が送波される。送受波器2は、自船を中心とする水平方向の全方位へ送信波を送波する。 In the present embodiment, the transmitter/receiver 2 transmits two types of transmission waves, specifically, a first transmission wave as shown in FIG. 2 and a second transmission wave as shown in FIG. The wave transmitter/receiver 2 transmits a transmission wave in all horizontal directions centering on the ship itself.

第1送信波は、鉛直方向におけるビーム幅θが比較的狭い送信波である。第1送信波のビーム幅θは、例えば一例として8度程度であるが、これに限らず、20度未満であればよい。第1送信波が送波される領域を、以下では2次元的領域Z1と称する。このように、第1送信波が送波される領域を2次元的領域Z1と称する理由は、以下の通りである。すなわち、第1送信波の鉛直方向におけるビーム幅θは、送受波器2で実現可能な最小の鉛直方向のビーム幅、或いはそれに近い値である。よって、第1送信波が送波される領域は、空間的な拡がりが比較的狭い領域であるため、本明細書では、その領域を、2次元的領域Z1と称する。 The first transmission wave is a transmission wave having a relatively narrow beam width θ 1 in the vertical direction. The beam width θ 1 of the first transmission wave is, for example, about 8 degrees, but is not limited to this and may be less than 20 degrees. The area in which the first transmission wave is transmitted is hereinafter referred to as a two-dimensional area Z1. The reason why the region in which the first transmission wave is transmitted is called the two-dimensional region Z1 is as follows. That is, the vertical beam width θ 1 of the first transmitted wave is the minimum vertical beam width that can be realized by the wave transmitter/receiver 2, or a value close thereto. Therefore, the region in which the first transmission wave is transmitted is a region in which the spatial expansion is relatively narrow, and therefore, in this specification, this region is referred to as a two-dimensional region Z1.

第2送信波は、鉛直方向におけるビーム幅θが第1送信波よりも広い送信波である。第2送信波のビーム幅θは、例えば一例として30度程度であるが、これに限らず、20度以上であればよい。第2送信波が送波される領域を、以下では3次元的領域Z2と称する。このように、第2送信波が送波される領域を3次元的領域Z2と称する理由は、以下の通りである。すなわち、第1送信波の鉛直方向におけるビーム幅θは、上述のように比較的狭いビーム幅であるのに対し、20度以上のビーム幅θを有する第2送信波は、第1送信波と比べて十分にビーム幅が広いと考えることができる。よって、本明細書では、このように十分にビーム幅が広い第2送信波が送波される3次元的な拡がりが比較的大きい領域を、3次元的領域Z2と称する。 The second transmission wave is a transmission wave whose beam width θ 2 in the vertical direction is wider than that of the first transmission wave. The beam width θ 2 of the second transmission wave is, for example, about 30 degrees, but is not limited to this and may be 20 degrees or more. The area in which the second transmission wave is transmitted is hereinafter referred to as a three-dimensional area Z2. The reason why the region in which the second transmission wave is transmitted is called the three-dimensional region Z2 is as follows. That is, the beam width θ 1 in the vertical direction of the first transmission wave is a relatively narrow beam width as described above, whereas the second transmission wave having a beam width θ 2 of 20 degrees or more is transmitted in the first transmission wave. It can be considered that the beam width is sufficiently wider than that of waves. Therefore, in this specification, a region having a relatively large three-dimensional spread in which the second transmission wave having a sufficiently wide beam width is transmitted is referred to as a three-dimensional region Z2.

送受波器2では、例えば一例として、第1送信波の送信及び該第1送信波の反射波の受信が行われる送受信が複数回行われた後、第2送信波の送信及び該第2送信波の反射波の受信が行われる送受信が1回、行われる。すなわち、本実施形態では、第2送信波が送波される頻度は、第1送信波が送波される頻度よりも少ない。 In the transceiver 2, for example, the transmission of the first transmission wave and the reception of the reflected wave of the first transmission wave are performed multiple times, and then, the transmission of the second transmission wave and the transmission of the second transmission wave are performed. Transmission/reception is performed once, in which reflected waves of waves are received. That is, in the present embodiment, the frequency of transmitting the second transmission wave is lower than the frequency of transmitting the first transmission wave.

送受信装置3は、送受切替部3aと、送信機7と、受信機8とを備えている。送受信装置3は、ハードウェア・プロセッサ9(例えば、CPU、FPGA等)、アナログ回路、及び不揮発性メモリ等のデバイスで構成される。ハードウェア・プロセッサ9は、以下で詳しく説明する第1制御部7b、直交検波部13、第1ビーム形成部14、フィルタ部15、及び第1画像生成部16として機能する。例えば、CPUが不揮発性メモリからプログラムを読み出して実行することにより、ハードウェア・プロセッサ9が、第1制御部7b、直交検波部13、第1ビーム形成部14、フィルタ部15、及び第1画像生成部16として機能する。 The transmission/reception device 3 includes a transmission/reception switching unit 3a, a transmitter 7, and a receiver 8. The transmission/reception device 3 is configured by devices such as a hardware processor 9 (for example, CPU, FPGA, etc.), an analog circuit, and a non-volatile memory. The hardware processor 9 functions as a first controller 7b, a quadrature detector 13, a first beam former 14, a filter 15, and a first image generator 16, which will be described in detail below. For example, when the CPU reads the program from the nonvolatile memory and executes the program, the hardware processor 9 causes the first control unit 7b, the quadrature detection unit 13, the first beam forming unit 14, the filter unit 15, and the first image. It functions as the generation unit 16.

送受切替部3aは、送受波器2に対する信号の送信と受信とを切り替えるためのものである。具体的には、送受切替部3aは、送受波器2を駆動させるための駆動信号を送受波器2へ送信するときは、送信機7が出力する駆動信号を送受波器2へ出力する。一方、送受切替部3aは、受信信号を送受波器2から受信するときは、送受波器2が受信した受信信号を受信機8へ出力する。 The transmission/reception switching unit 3a is for switching between transmission and reception of a signal to/from the wave transceiver 2. Specifically, when transmitting/receiving a drive signal for driving the wave transmitter/receiver 2 to the wave transmitter/receiver 2, the transmission/reception switching unit 3 a outputs the drive signal output from the transmitter 7 to the wave transmitter/receiver 2. On the other hand, the transmission/reception switching unit 3a outputs the reception signal received by the transceiver 2 to the receiver 8 when receiving the reception signal from the transceiver 2.

送信機7は、送受波器2から送波される送信波の基となる駆動信号を生成するためのものである。送信機7は、送信回路部7aと、第1制御部7bとを有している。 The transmitter 7 is for generating a drive signal which is a basis of the transmission wave transmitted from the wave transceiver 2. The transmitter 7 has a transmission circuit section 7a and a first control section 7b.

送信回路部7aは、第1制御部7b、及び詳しくは後述する処理装置5の第2制御部20によって制御されることにより、駆動信号を生成する。具体的には、送信回路部7aは、各超音波振動子に対応して設けられている送信回路(図示省略)を有し、各送信回路が第1制御部7bによって適宜、制御されることにより、第1駆動信号を生成する。第1駆動信号とは、送受波器2から送波される第1送信波(上述したような、鉛直方向におけるビーム幅が8度程度の送信波)の基となる信号である。また、送信回路部7aは、各送信回路が第2制御部20によって制御されることにより、第2駆動信号を生成する。第2駆動信号とは、送受波器2から送波される第2送信波(上述したような、鉛直方向におけるビーム幅が30度程度の送信波)の基となる信号である。 The transmission circuit unit 7a generates a drive signal by being controlled by the first control unit 7b and the second control unit 20 of the processing device 5, which will be described in detail later. Specifically, the transmission circuit unit 7a has a transmission circuit (not shown) provided corresponding to each ultrasonic transducer, and each transmission circuit is appropriately controlled by the first control unit 7b. Thus, the first drive signal is generated. The first drive signal is a signal that is a basis of the first transmission wave (transmission wave having a beam width in the vertical direction of about 8 degrees as described above) transmitted from the wave transceiver 2. Further, the transmission circuit unit 7a generates a second drive signal by controlling each transmission circuit by the second control unit 20. The second drive signal is a signal that is the basis of the second transmission wave (transmission wave having a beam width in the vertical direction of about 30 degrees as described above) transmitted from the wave transceiver 2.

第1制御部7bは、送信回路部7aが有する複数の送信回路のそれぞれを適宜、制御することにより、送信回路部7aに第1駆動信号を生成させる。 The first control unit 7b causes the transmission circuit unit 7a to generate the first drive signal by appropriately controlling each of the plurality of transmission circuits included in the transmission circuit unit 7a.

図4は、受信機8の構成を示すブロック図である。受信機8は、アナログ部11と、A/D変換部12と、直交検波部13と、第1ビーム形成部14と、フィルタ部15と、第1画像生成部16とを有している。アナログ部11及びA/D変換部12は、送信波の反射波に基づいて受信信号を生成する受信回路部として設けられている。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the receiver 8. The receiver 8 includes an analog unit 11, an A/D conversion unit 12, a quadrature detection unit 13, a first beam forming unit 14, a filter unit 15, and a first image generation unit 16. The analog section 11 and the A/D conversion section 12 are provided as a reception circuit section that generates a reception signal based on the reflected wave of the transmitted wave.

アナログ部11は、送受波器2からの電気信号を増幅するとともに、その帯域を制限することで不要な周波数成分を除去する。アナログ部11は、第1送信波の反射波から得られた電気信号、及び第2送信波の反射波から得られた電気信号、の双方に対して処理を行う。 The analog section 11 amplifies the electric signal from the wave transmitter/receiver 2 and removes unnecessary frequency components by limiting its band. The analog unit 11 processes both the electric signal obtained from the reflected wave of the first transmission wave and the electric signal obtained from the reflected wave of the second transmission wave.

A/D変換部12は、アナログ部11で生成された電気信号を、デジタル信号としての受信信号に変換する。A/D変換部12は、第1送信波の反射波から得られた電気信号を処理して第1受信信号を生成し、第2受信波の反射波から得られた電気信号を処理して第2受信信号を生成する。 The A/D converter 12 converts the electric signal generated by the analog unit 11 into a reception signal as a digital signal. The A/D converter 12 processes the electric signal obtained from the reflected wave of the first transmitted wave to generate the first received signal, and processes the electric signal obtained from the reflected wave of the second received wave. A second received signal is generated.

直交検波部13は、各超音波振動子から得られた第1受信信号及び第2受信信号に直交検波処理を適用して、I信号及びQ信号を生成する。これらの信号は、I信号を実部、Q信号を虚部とする複素信号として処理される。直交検波部13は、A/D変換部12から出力される受信信号が第1受信信号である場合、生成した複素信号を、第1複素信号として第1ビーム形成部14へ出力する。一方、直交検波部13は、A/D変換部12から出力される受信信号が第2受信信号である場合、生成した複素信号を、第2複素信号として処理装置5へ出力する。なお、直交検波部13から処理装置5への第2複素信号の出力は、それらの第2複素信号が、送受信装置3が有する記憶部(図示省略)に一旦記憶された後に行われてもよい。 The quadrature detection unit 13 applies quadrature detection processing to the first reception signal and the second reception signal obtained from each ultrasonic transducer to generate an I signal and a Q signal. These signals are processed as a complex signal having an I signal as a real part and a Q signal as an imaginary part. When the reception signal output from the A/D conversion unit 12 is the first reception signal, the quadrature detection unit 13 outputs the generated complex signal to the first beam forming unit 14 as the first complex signal. On the other hand, when the reception signal output from the A/D conversion unit 12 is the second reception signal, the quadrature detection unit 13 outputs the generated complex signal to the processing device 5 as the second complex signal. The output of the second complex signal from the quadrature detection unit 13 to the processing device 5 may be performed after the second complex signals are temporarily stored in the storage unit (not shown) included in the transmission/reception device 3. ..

なお、ここでは、直交検波部13で第2複素信号を生成した後、その第2複素信号を処理装置5へ出力する例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、A/D変換部12で生成された第2受信信号が処理装置5へ出力された後、処理装置5内で直交検波処理が行われてもよい。 Note that here, an example in which the quadrature detection unit 13 generates the second complex signal and then outputs the second complex signal to the processing device 5 has been described, but the present invention is not limited to this. Specifically, the quadrature detection processing may be performed in the processing device 5 after the second reception signal generated by the A/D conversion unit 12 is output to the processing device 5.

第1ビーム形成部14は、特定の複数の超音波振動子から得られた第1複素信号にビーム形成処理(具体的には、整相加算)を行って、特定の方向に鋭い指向性を有する単一の超音波振動子によって得られるものと等価な信号である第1ビーム信号を生成する。第1ビーム形成部14は、ビーム形成処理を行う対象となる超音波振動子の組合せを変えながらこの処理を繰り返し行うことによって、各方位に指向性を有する多数の第1ビーム信号を生成する。第1ビーム形成部14は、図2を参照して、鉛直方向に比較的狭いビーム幅θ(例えば一例として8度程度)を有する第1ビーム信号を生成する。 The first beam forming unit 14 performs a beam forming process (specifically, phasing addition) on the first complex signal obtained from a plurality of specific ultrasonic transducers to form a sharp directivity in a specific direction. A first beam signal, which is a signal equivalent to that obtained by a single ultrasonic transducer having the same, is generated. The first beam forming unit 14 repeatedly performs this process while changing the combination of ultrasonic transducers to be subjected to the beam forming process, thereby generating a large number of first beam signals having directivity in each direction. Referring to FIG. 2, the first beam forming unit 14 generates a first beam signal having a relatively narrow beam width θ 1 (for example, about 8 degrees) in the vertical direction.

フィルタ部15は、第1ビーム形成部14が形成した第1ビーム信号に、帯域制限フィルタ、或いはパルス圧縮フィルタの処理を施すことにより、後述する第1画像(2次元領域画像)を生成するための2次元画像用信号を生成する。 The filter unit 15 generates a first image (two-dimensional region image) described later by performing a band limiting filter or pulse compression filter process on the first beam signal formed by the first beam forming unit 14. 2D image signal is generated.

第1画像生成部16は、フィルタ部15で生成された2次元画像用信号の振幅(具体的には、複素信号の絶対値)に基づいて、自船周囲における物標の分布を示す2次元領域画像を生成する。具体的には、第1画像生成部16は、自船の送受波器2の位置を頂点とした円錐面上の分布を上方から視た画像(以下、水平モード画像H1と称する場合もある)、或いは、送受波器2を含む鉛直面上の分布を示す画像(以下、垂直モード画像V1と称する場合もある)、を生成する。なお、第1画像生成部16で生成される画像は、ビーム幅が比較的狭い第1送信波から得られる信号に基づいて生成される画像であり、空間的な拡がりのない2次元的な面状の領域から得られた画像である。なお、水平モード画像H1が得られる領域は、図2におけるドットハッチングが施された領域である。 The first image generation unit 16 is a two-dimensional image that indicates the distribution of targets around the ship based on the amplitude (specifically, the absolute value of the complex signal) of the two-dimensional image signal generated by the filter unit 15. Generate a region image. Specifically, the first image generation unit 16 is an image of the distribution on the conical surface with the position of the transducer 2 of its own ship as the apex viewed from above (hereinafter, also referred to as horizontal mode image H1). Alternatively, an image showing the distribution on the vertical plane including the wave transmitter/receiver 2 (hereinafter sometimes referred to as vertical mode image V1) is generated. The image generated by the first image generation unit 16 is an image generated based on a signal obtained from the first transmission wave having a relatively narrow beam width, and is a two-dimensional surface with no spatial expansion. It is an image obtained from the region of the shape. The area in which the horizontal mode image H1 is obtained is the dot-hatched area in FIG.

図5は、第1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。第1表示装置4の表示画面4aには、第1画像生成部16で生成された水平モード画像H1及び垂直モード画像V1が表示される。例えば一例として、本水中探知システム1が有するキーボード等の操作機器(図示省略)をユーザが適宜、操作することにより、第1表示装置4に、水平モード画像H1と垂直モード画像V1とを切り替えて表示したり、或いはこれらを同時に表示したりすることができる。図5では、自船Sを基準とした2時の方位に魚群が存在している例が図示されている。 FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the display screen 4 a displayed on the first display device 4. The horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1 generated by the first image generation unit 16 are displayed on the display screen 4a of the first display device 4. For example, as an example, the user appropriately operates an operation device (not shown) such as a keyboard included in the underwater detection system 1 to switch the horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1 to the first display device 4. They can be displayed, or they can be displayed simultaneously. In FIG. 5, an example is shown in which a school of fish is present at the 2 o'clock direction with respect to own ship S.

第1表示装置4では、エコー強度が高い信号が得られたエリアが高密度のドットハッチングが付されたエリアで示され、エコー強度が中程度の信号が得られたエリアが中密度のドットハッチングが付されたエリアで示され、エコー強度が低い信号が得られたエリアが低密度のドットハッチングが付されたエリアで示されている。以下では、高密度のドットハッチングが付されたエリアを高エコー強度エリアと称し、中密度のドットハッチングが付されたエリアを中エコー強度エリアと称し、低密度のドットハッチングが付されたエリアを低エコー強度エリアと称する。なお、実際の第1表示装置4では、高エコー強度エリアは赤色で示され、中エコー強度エリアは緑色で示され、低エコー強度エリアは青色で示されている。 In the first display device 4, an area where a signal with a high echo intensity is obtained is indicated by a high density dot hatching area, and an area where a signal with a moderate echo intensity is obtained is a medium density dot hatching. The area indicated by a black circle is shown, and the area where a signal having a low echo intensity is obtained is shown by a low density dot hatched area. In the following, the area with high density dot hatching is called the high echo intensity area, the area with medium density dot hatching is called the medium echo intensity area, and the area with low density dot hatching is This is called a low echo intensity area. In the actual first display device 4, the high echo intensity area is shown in red, the medium echo intensity area is shown in green, and the low echo intensity area is shown in blue.

処理装置5は、スキャニングソナー10の送受信装置3とケーブル等により接続された機器であって、例えば一例としてPC(パーソナルコンピュータ)で構成されている。処理装置5は、詳しくは後述するが、送受信装置3で処理された受信信号のうちの一部を処理するためのものである。 The processing device 5 is a device connected to the transmission/reception device 3 of the scanning sonar 10 by a cable or the like, and is configured by, for example, a PC (personal computer). The processing device 5, which will be described later in detail, is for processing a part of the reception signal processed by the transmission/reception device 3.

ところで、本実施形態に係る水中探知システム1は、スキャニングソナー10によって自船付近の2次元的領域Z1に含まれる物標が投影された画像(具体的には、水平モード画像H1及び垂直モード画像V1)を生成できるだけでなく、以下で詳しく説明する処理装置5によって、自船付近の3次元状の領域である3次元的領域Z2(図3参照)に含まれる物標が投影された画像をも生成することができる。本水中探知システム1では、操作機器(図示省略)を介したユーザからの所定指示がない限りは、スキャニングソナー10によって、2次元的領域Z1に含まれる物標が投影された画像が生成される。一方、本実施形態に係る水中探知システム1では、ユーザからの所定指示があった場合には、処理装置5及びスキャニングソナー10等が以下で説明するような動作を行うことにより、自船付近の3次元的領域Z2に含まれる物標が投影された画像が生成される。なお、ここで説明したユーザの所定指示とは、図3のドットハッチングで示されるような3次元的領域Z2に含まれる物標が投影された画像を生成させる指示である。以下では、この所定指示を、3次元領域画像生成指示と称する。 By the way, the underwater detection system 1 according to the present embodiment is an image (specifically, a horizontal mode image H1 and a vertical mode image) on which the target included in the two-dimensional area Z1 near the ship is projected by the scanning sonar 10. V1) is not only generated, but also an image in which a target included in a three-dimensional area Z2 (see FIG. 3), which is a three-dimensional area near the ship, is projected by the processing device 5 described in detail below. Can also be generated. In the present underwater detection system 1, an image in which a target included in the two-dimensional area Z1 is projected is generated by the scanning sonar 10 unless a user gives a predetermined instruction via an operating device (not shown). .. On the other hand, in the underwater detection system 1 according to the present embodiment, when there is a predetermined instruction from the user, the processing device 5, the scanning sonar 10, and the like perform the operations described below, so that An image in which the target included in the three-dimensional area Z2 is projected is generated. Note that the user's predetermined instruction described here is an instruction to generate an image in which the target included in the three-dimensional area Z2 as shown by the dot hatching in FIG. 3 is projected. Hereinafter, this predetermined instruction is referred to as a three-dimensional area image generation instruction.

図6は、処理装置5の構成を示すブロック図である。処理装置5は、第2制御部20と、第2ビーム形成部21と、フィルタ部22と、第2画像生成部23とを有している。 FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the processing device 5. The processing device 5 includes a second control unit 20, a second beam forming unit 21, a filter unit 22, and a second image generating unit 23.

第2制御部20は、ユーザによる3次元領域画像生成指示を受けて、送信回路部7aが有する複数の送信回路のそれぞれを適宜、制御することにより、送信回路部7aに第2駆動信号を生成させる。第2制御部20は、例えば送受波器2の形状が円筒形である場合には、鉛直方向のシェーディング係数の関数がシンク関数になるように、駆動信号の振幅と位相とを制御する。 The second control unit 20 receives the user's three-dimensional area image generation instruction and appropriately controls each of the plurality of transmission circuits included in the transmission circuit unit 7a to generate a second drive signal for the transmission circuit unit 7a. Let The second control unit 20 controls the amplitude and phase of the drive signal so that the function of the shading coefficient in the vertical direction becomes the sink function when the transducer 2 has a cylindrical shape, for example.

第2ビーム形成部21には、直交検波部13からの第2複素信号が入力される。第2ビーム形成部21は、特定の複数の超音波振動子から得られた第2複素信号にビーム形成処理(具体的には、整相加算)を行って、特定の方向に鋭い指向性を有する単一の超音波振動子によって得られるものと等価な信号である第2ビーム信号を生成する。第2ビーム形成部21は、ビーム形成処理を行う対象となる超音波振動子の組合せを変えながらこの処理を繰り返し行うことによって、各方位に指向性を有する多数の第2ビーム信号を生成する。第2ビーム形成部21は、第2送信波のビーム幅θよりも狭いビーム幅を有する第2ビーム信号を生成し、そのチルト角を徐々に変えることにより、第2送信波が送波された範囲をスキャンする。なお、これらのビーム信号に基づいて生成される各3次元領域画像用データ(詳しくは後述する)の位置情報は、第2送信波が送波されてから受波されるまでの時間から得られる送受波器2から反射対象までの距離、及び第2ビーム信号の方位、に基づいて算出される。 The second complex signal from the quadrature detection unit 13 is input to the second beam forming unit 21. The second beam forming unit 21 performs a beam forming process (specifically, phasing addition) on the second complex signal obtained from a plurality of specific ultrasonic transducers to form a sharp directivity in a specific direction. A second beam signal, which is a signal equivalent to that obtained by a single ultrasonic transducer having the same, is generated. The second beam forming unit 21 repeats this process while changing the combination of ultrasonic transducers to be subjected to the beam forming process, thereby generating a large number of second beam signals having directivity in each direction. The second beam forming unit 21 generates a second beam signal having a beam width narrower than the beam width θ 2 of the second transmission wave, and gradually changes the tilt angle to transmit the second transmission wave. To scan the area. The position information of each three-dimensional area image data (described in detail later) generated based on these beam signals is obtained from the time from the transmission of the second transmission wave to the reception thereof. It is calculated based on the distance from the transceiver 2 to the reflection target and the azimuth of the second beam signal.

フィルタ部22は、第2ビーム形成部が形成した第2ビーム信号に、帯域制限フィルタ、或いはパルス圧縮フィルタの処理を施すことにより、後述する第2画像(3次元領域画像)を生成するための3次元領域画像用データを生成する。この3次元領域画像用データは、3次元的領域Z2に含まれる各位置から得られた信号であって、各信号が得られた3次元的な位置及びエコー強度を情報として有している。 The filter unit 22 performs a band limiting filter or a pulse compression filter process on the second beam signal formed by the second beam forming unit to generate a second image (three-dimensional region image) described later. Data for a three-dimensional area image is generated. The data for the three-dimensional area image is a signal obtained from each position included in the three-dimensional area Z2, and has the three-dimensional position where each signal is obtained and the echo intensity as information.

第2画像生成部23は、フィルタ部22で生成された3次元領域画像用データの振幅(具体的には、複素信号の絶対値)に基づいて、自船周囲における物標の分布を示す画像を生成する。具体的には、第2画像生成部23は、3次元的領域Z2(図3参照)から得られる信号に基づいて、第2画像としての3次元領域画像を生成する。 The second image generation unit 23 is an image showing the distribution of targets around the ship based on the amplitude (specifically, the absolute value of the complex signal) of the three-dimensional region image data generated by the filter unit 22. To generate. Specifically, the second image generation unit 23 generates a three-dimensional area image as the second image based on the signal obtained from the three-dimensional area Z2 (see FIG. 3).

図7は、上側水平面画像H2の一例を模式的に示す図である。また、図8は、下側水平面画像H2を生成する過程で生成される下方視水平面画像H2’を模式的に示す図である。また、図9は、下側水平面画像H2の一例を模式的に示す図である。本実施形態では、第2画像生成部23は、3次元領域画像として、図7に一例として示す上側水平面画像H2、及び図9に一例として示す下側水平面画像H2、を生成する。 Figure 7 is a diagram schematically showing an example of an upper horizontal plane image H2 U. 8 is a diagram schematically showing a downward gaze horizontal image H2 L 'generated in the process of generating the lower horizontal image H2 L. 9 is a diagram schematically showing an example of the lower horizontal surface image H2 L. In this embodiment, the second image generating unit 23 as a three-dimensional region image to generate a lower horizontal plane image H2 L showing upper horizontal image H2 U, and in FIG. 9 as an example, shown as an example in FIG.

図10は、第2画像生成部23が生成する上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2の生成過程を模式的に示す図である。図10では、3次元直交座標にプロットされた3次元領域画像用データSgが所定平面(具体的には、上下前後方向に拡がる平面)で切断された断面が図示されている。図10に示す3次元領域画像用データSgは、上述した場合と同様、赤色で示された(図10では高密度のドットハッチングが付された)高エコー強度エリアSと、緑色で示された(図10では中密度のドットハッチングが付された)中エコー強度エリアSと、青色で示された(図10では低密度のドットハッチングが付された)低エコー強度エリアSと、で構成される。 FIG. 10 is a diagram schematically showing a generation process of the upper horizontal plane image H2 U and the lower horizontal plane image H2 L generated by the second image generation unit 23. FIG. 10 shows a cross section in which the three-dimensional region image data Sg plotted in the three-dimensional Cartesian coordinates is cut on a predetermined plane (specifically, a plane that extends in the vertical and longitudinal directions). Similar to the case described above, the three-dimensional region image data Sg shown in FIG. 10 is shown in red (high density dot hatching in FIG. 10) high echo intensity area S H and in green. A medium echo intensity area S M (shown with medium density dot hatching in FIG. 10) and a low echo intensity area S L shown in blue (shown with low density dot hatching in FIG. 10); Composed of.

上側水平面画像H2は、3次元領域画像用データSgが該3次元領域画像用データSgよりも上方に位置する上側水平面PHUに投影されることにより生成される。一方、下側水平面画像H2は、3次元領域画像用データSgが該3次元領域画像用データSgよりも下方に位置する下側水平面PHLに投影されることにより生成される。 The upper horizontal surface image H2 U is generated by the data Sg for a three-dimensional area image is projected to the upper horizontal plane P HU located above the data Sg for the 3-dimensional region image. Meanwhile, the lower horizontal surface image H2 L, is generated by data Sg for a three-dimensional area image is projected to the lower horizontal plane P HL which is located below the data Sg for the 3-dimensional region image.

より詳しくは、第2画像生成部23は、以下のようにして上側水平面画像H2を生成する。具体的には、第2画像生成部23は、図10を参照して、3次元領域画像用データSgを上方から視た場合において、最も手前側(上側)に見える色を上側水平面PHUに付すことにより、上側水平面画像H2を生成する。但し、本実施形態では、緑色及び青色で示されるエリアS,Sについて適当な透過度を設定することにより、手前側が青色で覆われている緑色のエリアSが上側水平面PHUに投影され、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアSが上側水平面PHUに投影される。なお、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアSについては、赤色とは別の色(例えば一例として黄土色)で表示される。これにより、図7に示すような上側水平面画像H2が生成される。 More specifically, the second image generator 23 generates an upper horizontal plane image H2 U as follows. Specifically, with reference to FIG. 10, the second image generation unit 23 sets the color that appears closest to the front side (upper side) to the upper horizontal plane PHU when the three-dimensional region image data Sg is viewed from above. by subjecting, to generate an upper horizontal plane image H2 U. However, in the present embodiment, area S M which are shown in green and blue, by setting an appropriate permeability for S L, green area S M of the front side is covered with blue projection in the upper horizontal plane P HU Then, the red area S H whose front side is covered with at least one of blue and green is projected onto the upper horizontal plane P HU . Incidentally, this side for the red area S H covered to either blue and green at least, is displayed in a different color than the red (e.g. ocher as an example). Thus, the upper horizontal image H2 U as shown in FIG. 7 is generated.

また、第2画像生成部23は、以下のようにして下側水平面画像H2を生成する。まず、第2画像生成部23は、下側水平面画像H2の基となる下方視水平面画像H2’を生成する。 The second image generator 23 generates a lower horizontal plane image H2 L as follows. First, the second image generator 23 generates a downward gaze horizontal image H2 L 'underlying the lower horizontal image H2 L.

具体的には、第2画像生成部23は、図10を参照して、3次元領域画像用データSgを下方から視た場合において、最も手前側(下側)に見える色を下側水平面PHLに付すことにより、下方視水平面画像H2’を生成する。但し、本実施形態では、上述した場合と同様、緑色及び青色で示されるエリアS,Sについて適当な透過度を設定することにより、手前側が青色で覆われている緑色のエリアSが下側水平面PHLに投影され、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアSが下側水平面PHLに投影される。なお、手前側が青色及び緑色の少なくともいずれか一方に覆われている赤色のエリアSについては、赤色とは別の色(例えば一例として黄土色)で表示される。これにより、図8に示すような下方視水平面画像H2’が生成される。 Specifically, with reference to FIG. 10, the second image generation unit 23, when viewing the three-dimensional area image data Sg from below, determines that the color that appears closest to the front side (lower side) is the lower horizontal plane P. by subjecting the HL, it generates a downward gaze horizontal image H2 L '. However, in the present embodiment, as in the case described above, the area S M which are shown in green and blue, by setting an appropriate permeability for S L, a green area S M of the front side is covered with blue The red area S H projected on the lower horizontal plane P HL and the front side being covered with at least one of blue and green is projected on the lower horizontal plane P HL . Incidentally, this side for the red area S H covered to either blue and green at least, is displayed in a different color than the red (e.g. ocher as an example). Thus, the downward gaze horizontal image H2 L 'as shown in FIG. 8 is generated.

そして、第2画像生成部23は、下方視水平面画像H2’に基づき、下側水平面画像H2を生成する。具体的には、第2画像生成部23は、図8を参照して、下方視水平面画像H2’における、自船Sに対応する位置を通り且つ前後方向に延びる前後軸Lに対して、下方視水平面画像H2’を鏡映させる。これにより、下側水平面画像H2が生成される。 The second image generating unit 23, based on the down gaze horizontal image H2 L ', to generate a lower horizontal plane image H2 L. Specifically, the second image generating unit 23, with reference to FIG. 8, in the lower view horizontal image H2 L ', with respect to the longitudinal axis L extending in the position as and longitudinal direction corresponding to the ship S, downward gaze horizontal image H2 L 'to the mirrored. Accordingly, the lower horizontal surface image H2 L is generated.

第2表示装置6には、第2画像生成部23によって生成された3次元領域画像が表示される。本実施形態の場合、第2表示装置6には、上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2が表示される。 The three-dimensional region image generated by the second image generation unit 23 is displayed on the second display device 6. In this embodiment, the second display unit 6, the upper horizontal image H2 U and the lower horizontal surface image H2 L is displayed.

[水中探知システムの動作]
図11は、水中探知システム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11を参照して、水中探知システム1が有するスキャニングソナー10及び処理装置5の動作を説明する。
[Operation of underwater detection system]
FIG. 11 is a flow chart for explaining the operation of the underwater detection system 1. Hereinafter, the operations of the scanning sonar 10 and the processing device 5 included in the underwater detection system 1 will be described with reference to FIG. 11.

まず、水中探知システム1が起動されると、スキャニングソナー10が通常動作を開始する(ステップS1)。スキャニングソナー10の通常動作とは、以下で説明するような一連の動作である。通常動作では、まず、送受波器2から狭いビーム幅θを有する第1送信波が送波され、その反射波が送受波器2によって受波される。送受波器2によって受波された反射波が、受信機8の各構成要素によって処理されることにより、水平モード画像H1及び垂直モード画像V1が生成される。第1表示装置4には、図5に示すように、これらの水平モード画像H1及び垂直モード画像V1が表示される。なお、垂直モード画像V1を生成するために送信される送信波は、鉛直方向におけるビーム幅が比較的広い送信波である。 First, when the underwater detection system 1 is activated, the scanning sonar 10 starts normal operation (step S1). The normal operation of the scanning sonar 10 is a series of operations described below. In normal operation, first, the transmitter/receiver 2 transmits the first transmitted wave having a narrow beam width θ 1 , and the reflected wave is received by the transmitter/receiver 2. The reflected wave received by the wave transmitter/receiver 2 is processed by each component of the receiver 8 to generate a horizontal mode image H1 and a vertical mode image V1. As shown in FIG. 5, the first display device 4 displays these horizontal mode image H1 and vertical mode image V1. The transmission wave transmitted to generate the vertical mode image V1 has a relatively wide beam width in the vertical direction.

上述のような通常動作中において、ユーザによる3次元領域画像生成指示がない場合(ステップS3のNo)、スキャニングソナー10は引き続き通常動作を行う。一方、ユーザによる3次元領域画像生成指示があった場合(ステップS3のYes)、水中探知システム1は、以下のステップS4からステップS6で示すように動作する。具体的には、ステップS2で3次元領域画像生成指示があると、第2制御部20が送信回路部7aに第2駆動信号を生成させる。そうすると、ステップS4では、送受波器2がその第2駆動信号に基づき第2送信波を送波する。第2送信波の反射波は、送受波器2によって受波された後、アナログ部11、A/D変換部12、及び直交検波部13によって処理され、第2複素信号が生成される(ステップS5)。これらの第2複素信号は、生成される毎に、或いは記憶部(図示省略)に一旦記憶された後にまとめて、処理装置5の第2ビーム形成部21に転送される(ステップS6)。 During the normal operation as described above, if the user does not give a three-dimensional area image generation instruction (No in step S3), the scanning sonar 10 continues the normal operation. On the other hand, when there is a three-dimensional area image generation instruction from the user (Yes in step S3), the underwater detection system 1 operates as shown in steps S4 to S6 below. Specifically, when there is a three-dimensional area image generation instruction in step S2, the second control unit 20 causes the transmission circuit unit 7a to generate the second drive signal. Then, in step S4, the wave transmitter/receiver 2 transmits the second transmission wave based on the second drive signal. The reflected wave of the second transmission wave is received by the transmitter/receiver 2, and then processed by the analog section 11, the A/D conversion section 12, and the quadrature detection section 13 to generate a second complex signal (step S5). These second complex signals are transferred to the second beam forming unit 21 of the processing device 5 each time they are generated or after being temporarily stored in the storage unit (not shown) (step S6).

なお、ステップS6において、第2複素信号が処理装置5へ転送される時間の少なくとも一部と、通常動作中における第1画像が生成される時間の少なくとも一部とは、重なっている。本実施形態では、第2複素信号の転送処理と通常動作とが並行して行われる。当該第2複素信号の転送処理を行う間にスキャニングソナー10が通常動作を行うことにより、通常動作時に生成される画像(具体的には、水平モード画像H1及び垂直モード画像V1)の更新レートをほとんど低下させることなく、3次元領域画像を生成するためのデータの転送処理を行うことができる。 In step S6, at least part of the time during which the second complex signal is transferred to the processing device 5 and at least part of the time during which the first image is generated during normal operation overlap. In the present embodiment, the transfer process of the second complex signal and the normal operation are performed in parallel. By performing the normal operation of the scanning sonar 10 during the transfer process of the second complex signal, the update rate of the images (specifically, the horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1) generated during the normal operation is set. Data transfer processing for generating a three-dimensional region image can be performed with almost no deterioration.

ステップS7では、第2複素信号を受けた処理装置5が、該第2複素信号の処理を行う。具体的には、ステップS7では、第2ビーム形成部21によって第2複素信号から第2ビーム信号が生成され、フィルタ部22によってその第2ビーム信号に対してフィルタ処理が施された3次元領域画像用データSgが生成される。そして、その3次元領域画像用データSgに基づいて、上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2が生成される。このように生成された上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2は、第2表示装置6に表示される(ステップS8)。その後、ユーザによる3次元領域画像生成の停止指示がない場合(ステップS9のNo)、3次元領域画像の生成が引き続き行われる。一方、ユーザによる3次元領域画像生成の停止指示があった場合(ステップS9のYes)、3次元領域画像の生成が停止される。なお、第2画像(上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2)が生成される時間の少なくとも一部と、通常動作中における第1画像が生成される時間の少なくとも一部とは、重なっている。これにより、各画像を並行して生成できるため、各画像の更新レートの低下を防止できる。 In step S7, the processing device 5, which has received the second complex signal, processes the second complex signal. Specifically, in step S7, the second beam forming unit 21 generates a second beam signal from the second complex signal, and the filter unit 22 filters the second beam signal to obtain a three-dimensional region. Image data Sg is generated. Then, based on the 3 for dimensional area image data Sg, the upper horizontal image H2 U and the lower horizontal surface image H2 L is generated. The thus generated above the horizontal plane images H2 U and the lower horizontal surface image H2 L is displayed on the second display unit 6 (step S8). After that, if there is no instruction to stop the generation of the three-dimensional region image by the user (No in step S9), the generation of the three-dimensional region image is continued. On the other hand, when the user gives an instruction to stop the generation of the three-dimensional area image (Yes in step S9), the generation of the three-dimensional area image is stopped. Incidentally, at least part of the time that the second image (the upper horizontal image H2 U and the lower horizontal surface image H2 L) is generated, and at least part of the time when the first image during the normal operation is generated, overlaps ing. As a result, each image can be generated in parallel, so that it is possible to prevent the update rate of each image from decreasing.

ところで、従来より、超音波ビームを水中に送信して3次元的領域をスキャンし、受信したエコーに基づいてスキャン領域内の水中情報(例えば魚群)を3次元画像として表示する水中探知装置(例えばソナー)が開示されている。特許文献1に開示されるソナーでは、所定の3次元的領域に対して無指向性の送信ビームが形成される。一方、受信時には、ビーム幅が狭い受信ビームとしてのペンシルビームが形成され、その受信ビームが3次元的領域内においてスキャンされる。 By the way, conventionally, an underwater detection apparatus (for example, an underwater detection apparatus that transmits an ultrasonic beam into water to scan a three-dimensional area and displays underwater information (for example, a school of fish) in the scan area as a three-dimensional image based on the received echo. Sonar) is disclosed. In the sonar disclosed in Patent Document 1, an omnidirectional transmission beam is formed in a predetermined three-dimensional area. On the other hand, at the time of reception, a pencil beam is formed as a reception beam having a narrow beam width, and the reception beam is scanned within the three-dimensional area.

また、一般的なスキャニングソナーでは、鉛直方向のビーム幅が狭い送信波が自船を中心とした全方位に一度に送波された後、同じく鉛直方向のビーム幅が狭い受信ビームが自船を中心として回転させられる。これにより、ソナーが搭載された自船を基準とした所望のチルト角方向付近に存在する魚群を探知することができる。 Also, in a general scanning sonar, a transmitted wave with a narrow vertical beam width is transmitted once in all directions around the ship and then a received beam with a narrow vertical beam width Rotated as the center. As a result, it is possible to detect a school of fish existing in the vicinity of a desired tilt angle direction with respect to the own ship equipped with the sonar.

上述した一般的なスキャニングソナーを用いて3次元的な広がりを持つ領域を探知しようとした場合、鉛直方向に狭いビーム幅を有するビームのチルト角を徐々に変化させることにより、3次元的領域をスキャンすることが考えらえる。しかしそうすると、通常のスキャニングソナーと比べて演算負荷が極端に大きくなる。そうすると、装置が大型化し、製造コストも高くなってしまう。一方、装置を大型化することなく上述のように3次元領域をスキャンすることも考えられるが、そうすると、画像の更新周期が長くなるため、リアルタイムな情報を得にくい、という問題がある。 When trying to detect a region having a three-dimensional spread using the above-described general scanning sonar, the tilt angle of a beam having a narrow beam width in the vertical direction is gradually changed to form a three-dimensional region. Consider scanning. However, in that case, the calculation load becomes extremely large as compared with a normal scanning sonar. Then, the device becomes large and the manufacturing cost becomes high. On the other hand, it is conceivable to scan the three-dimensional area as described above without increasing the size of the apparatus, but this causes a problem that it becomes difficult to obtain real-time information because the image update cycle becomes long.

[効果]
この点につき、本実施形態に係る水中探知システム1では、鉛直方向において比較的狭いビーム幅θを有する第1送信波の反射波から得られた第1受信信号に基づいて、従来のスキャニングソナーと同程度の更新速度で水平モード画像H1及び垂直モード画像V1を生成することができる。しかも、水中探知システム1では、第1送信波のビーム幅θよりもビーム幅θが広い第2送信波の反射波から得られた第2受信信号に基づいて、3次元的領域Z2に含まれる物標の画像H2,H2をも得ることができる。こうすると、従来と同等の更新速度で水平モード画像H1及び垂直モード画像V1を得つつ、3次元的領域Z2に含まれる物標の分布についても把握することができる。
[effect]
With respect to this point, in the underwater detection system 1 according to the present embodiment, based on the first reception signal obtained from the reflected wave of the first transmission wave having the beam width θ 1 which is relatively narrow in the vertical direction, the conventional scanning sonar is used. It is possible to generate the horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1 at the same update speed as. Moreover, in the underwater detection system 1, based on the second received signal obtained from the reflected wave of the second transmitted wave whose beam width θ 2 is wider than the beam width θ 1 of the first transmitted wave, the three-dimensional area Z2 is generated. image H2 U of target object that contains, can also be obtained H2 L. By doing so, it is possible to grasp the distribution of the targets included in the three-dimensional area Z2 while obtaining the horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1 at the same update speed as the conventional one.

従って、水中探知システム1によれば、システム全体のコストを抑えつつ、ユーザにとって利便性の高い水中探知システムを提供することができる。 Therefore, according to the underwater detection system 1, it is possible to provide an underwater detection system that is highly convenient for the user while suppressing the cost of the entire system.

また、水中探知システム1によれば、第1送信波の反射波から得られた第1受信信号に基づいて2次元領域画像(本実施形態の場合、水平モード画像H1及び垂直モード画像V1)が生成される一方、第1送信波とはビーム幅が異なる第2送信波の反射波から得られた第2受信信号に基づいて3次元領域画像(本実施形態の場合、上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2)が生成される。 Further, according to the underwater detection system 1, a two-dimensional area image (in the present embodiment, the horizontal mode image H1 and the vertical mode image V1) is generated based on the first reception signal obtained from the reflected wave of the first transmission wave. while that is generated from the first transmission wave when the 3-dimensional area image (the embodiment based on the second received signal obtained from the reflected wave of the second transmission wave beam width is different, the upper horizontal image H2 U and A lower horizontal plane image H2 L ) is generated.

水中探知システムにおいて、物標を探知できるエリアは送信波のビーム幅に依存するため、水中探知システム1のようにビーム幅が広い送信波を用いて物標探知を行えば、3次元的な広がりを持つ空間に含まれる物標を探知できる。そして、その3次元空間で探知された物標を3次元領域画像に投影させることができる。よって、水中探知システム1によれば、それぞれが異なるビーム幅を有する各送信波に対応する各受信信号に基づいて、異なる特性を有するエコー画像を生成することができる。具体的には、狭いビーム幅θを有する第1送信波によって得られた2次元領域画像によれば、空間的な拡がりのない2次元的な領域(本実施形態の場合、2次元的領域Z1)から物標を探知できる。これにより、物標の位置を正確に把握できる。一方、広いビーム幅θを有する第2送信波によって得られた3次元領域画像によれば、空間的な拡がりを有する3次元的な領域(本実施形態の場合、3次元的領域Z2)から物標を探知できる。これにより、広範囲な空間において物標を探知できる。すなわち、水中探知システム1によれば、例えばユーザが3次元領域画像を確認して所望の魚群の位置を大まかに把握した後、2次元領域画像を確認してその魚群のより正確な位置を把握することなどが可能となるため、利便性に優れた水中探知システムを提供することができる。 In the underwater detection system, the area in which the target can be detected depends on the beam width of the transmitted wave. Therefore, if the target wave is detected using the transmitted wave with a wide beam width as in the underwater detection system 1, three-dimensional spread will occur. The target included in the space with can be detected. Then, the target detected in the three-dimensional space can be projected on the three-dimensional area image. Therefore, according to the underwater detection system 1, it is possible to generate an echo image having different characteristics based on each reception signal corresponding to each transmission wave having a different beam width. Specifically, according to the two-dimensional region image obtained by the first transmission wave having the narrow beam width θ 1 , a two-dimensional region without spatial expansion (in the case of the present embodiment, the two-dimensional region) The target can be detected from Z1). Thereby, the position of the target can be accurately grasped. On the other hand, according to the three-dimensional region image obtained by the second transmission wave having the wide beam width θ 2 , the three-dimensional region having the spatial expansion (in the present embodiment, the three-dimensional region Z2) Can detect the target. Thereby, the target can be detected in a wide space. That is, according to the underwater detection system 1, for example, the user roughly confirms the position of a desired school of fish by confirming the three-dimensional region image, and then confirms the two-dimensional region image to grasp a more accurate position of the school of fish. Therefore, it is possible to provide an underwater detection system with excellent convenience.

また、水中探知システム1によれば、第1送信波のビーム幅が20度未満(具体的には、約8度)に設定される一方、第2送信波のビーム幅が20度以上(具体的には、約30度)に設定される。これにより、第1送信波によって探知される2次元的領域、及び第2送信波によって探知される3次元的領域を設定することができる。 Further, according to the underwater detection system 1, the beam width of the first transmission wave is set to less than 20 degrees (specifically, about 8 degrees), while the beam width of the second transmission wave is 20 degrees or more (specifically, Specifically, it is set to about 30 degrees). Thereby, the two-dimensional area detected by the first transmission wave and the three-dimensional area detected by the second transmission wave can be set.

また、水中探知システム1によれば、従来から知られているスキャニングソナー10に、PC等で構成された処理装置5を接続することにより、容易に3次元的領域から得られた信号に基づく画像(3次元領域画像)を生成することが可能になる。すなわち、水中探知システム1によれば、大幅な設備の変更を伴うことなく、低コストで、3次元領域画像を生成可能な水中探知システムを提供できる。 Further, according to the underwater detection system 1, an image based on a signal obtained from a three-dimensional area can be easily obtained by connecting the processing device 5 composed of a PC or the like to the conventionally known scanning sonar 10. It becomes possible to generate (three-dimensional region image). That is, according to the underwater detection system 1, it is possible to provide an underwater detection system capable of generating a three-dimensional region image at low cost without requiring a large change in equipment.

また、水中探知システム1では、スキャニングソナー10から処理装置5へ受信信号が転送されている間、スキャニングソナー10が通常動作を行う。これにより、通常動作時に生成される2次元領域画像の更新レートをほとんど低下させることなく、3次元領域画像を生成するためのデータの転送処理を行うことができる。 Further, in the underwater detection system 1, the scanning sonar 10 performs a normal operation while the reception signal is being transferred from the scanning sonar 10 to the processing device 5. As a result, the data transfer process for generating the three-dimensional region image can be performed with almost no decrease in the update rate of the two-dimensional region image generated during the normal operation.

また、水中探知システム1では、2次元的領域Z1から得られたエコー信号に基づく2次元領域画像が第1表示装置4に表示される一方、3次元領域画像が第2表示装置6に表示される。これにより、ユーザは、各領域Z1,Z2から得られた画像を視認することができる。 In the underwater detection system 1, the two-dimensional area image based on the echo signal obtained from the two-dimensional area Z1 is displayed on the first display device 4, while the three-dimensional area image is displayed on the second display device 6. It As a result, the user can visually recognize the images obtained from the areas Z1 and Z2.

また、水中探知システム1では、処理装置5がPC(パーソナルコンピュータ)で構成されている。これにより、比較的安価に処理装置5を構成することができる。 In the underwater detection system 1, the processing device 5 is composed of a PC (personal computer). As a result, the processing device 5 can be constructed at a relatively low cost.

また、水中探知システム1では、第2送信波が送波される頻度は、第1送信波が送波される頻度よりも少ない。これにより、スキャニングソナー10の更新レートを大きく低下させることなく、3次元領域画像を生成することができる。 In the underwater detection system 1, the frequency of transmitting the second transmission wave is lower than the frequency of transmitting the first transmission wave. This makes it possible to generate a three-dimensional region image without significantly reducing the update rate of the scanning sonar 10.

また、水中探知システム1では、第1画像は、第1送信波が送波される2次元的領域Z1に含まれる物標のエコーに基づいて得られる画像であり、第2画像は、第2送信波が送波される3次元的領域Z2に含まれる物標のエコーに基づいて得られる画像である。これにより、水中探知システム1では、3次元的なボリュームの少ない2次元的領域Z1から得られたエコーに基づく第1画像と、3次元的領域Z2から得られたエコーに基づく第2画像とを得られるため、利便性に優れた水中探知システムを提供できる。 In the underwater detection system 1, the first image is an image obtained based on the echo of the target included in the two-dimensional area Z1 in which the first transmission wave is transmitted, and the second image is the second image. It is an image obtained based on the echo of the target included in the three-dimensional area Z2 in which the transmission wave is transmitted. As a result, in the underwater detection system 1, the first image based on the echo obtained from the two-dimensional area Z1 with a small three-dimensional volume and the second image based on the echo obtained from the three-dimensional area Z2 are displayed. As a result, an underwater detection system with excellent convenience can be provided.

ところで、従来の水中探知システムの表示装置では、探知領域から得られた受信信号に基づいて生成された画像用信号を上方から視た水平面画像が表示されていた。しかしこの場合、魚群が上下方向に重なって存在していた場合に、下側の魚群を見逃してしまう可能性がある。 By the way, in a display device of a conventional underwater detection system, a horizontal plane image in which an image signal generated based on a received signal obtained from a detection area is viewed from above is displayed. However, in this case, when the schools of fish are vertically overlapped, there is a possibility of overlooking the school of fish on the lower side.

この点につき、水中探知システム1では、鉛直方向に魚群が重なって位置している場合であっても、上側の魚群の位置については上側水平面画像H2で把握でき、且つ下側の魚群の位置については下側水平面画像H2で把握できる。具体的には、図7及び図9を参照して、図7におけるエコー像A、及び図9におけるエコー像Cはともに魚群からのエコーである。本水中探知システム1のように、上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2を表示装置に表示することで、上下方向に重なる2つの魚群をともに把握することができる。すなわち、水中探知システム1によれば、魚群の探知漏れを防止できる。なお、図7におけるエコー像Bは、自船の航跡を示すエコー像である。 In this regard, the water detection system 1, even when they are located overlap fish in the vertical direction, the position of the upper fish can be grasped by the upper horizontal plane image H2 U, and the position of the fish in the lower It can be grasped in the lower horizontal plane image H2 L for. Specifically, referring to FIGS. 7 and 9, echo image A in FIG. 7 and echo image C in FIG. 9 are both echoes from the school of fish. As the underwater detection system 1, by displaying the upper horizontal image H2 U and the lower horizontal surface image H2 L on the display device, it is possible to both grasp the two fish overlapping in the vertical direction. That is, according to the underwater detection system 1, it is possible to prevent omission of detection of a school of fish. The echo image B in FIG. 7 is an echo image showing the track of the ship.

ところで、3次元領域画像用データSgを単に下方から視た下方視水平面画像H2’では、その画像において、自船右舷側の魚群が画面上における左側に表示され、自船左舷側の魚群が画面上における右側に表示される。そうすると、ユーザがこの画像を見た場合、魚群の位置を直感的に把握しにくくなる。具体的には、下方視水平面画像H2’を示す図8におけるエコー像Cは、実際には自船の左舷側に位置しているが、下方視水平面画像H2’では右側に位置することになる。 Incidentally, just in downward gaze horizontal image H2 L 'viewed from below the data Sg for a three-dimensional area image, in the image, fish of the ship starboard side is displayed on the left side on the screen, fish of the ship port side It is displayed on the right side of the screen. Then, when the user looks at this image, it becomes difficult to intuitively grasp the position of the school of fish. Specifically, downward gaze horizontal image H2 L 'echo image C in FIG. 8 showing a is actually located on the port side of the ship, downward gaze horizontal image H2 L' be located on the right in become.

この点につき、水中探知システム1では、上述のような下方視水平面画像H2’を鏡映させることにより、下側水平面画像H2を生成している。こうすると、自船右舷側の魚群が画面上における右側に表示され、自船左舷側の魚群が画面上における左側に表示される。これにより、ユーザが魚群の位置を直感的に把握しやすくなる。 In this regard, the water detection system 1, by causing imaged downward gaze horizontal image H2 L 'a mirror as described above, and generates the lower horizontal image H2 L. In this way, the fish group on the starboard side of the own ship is displayed on the right side on the screen, and the fish group on the port side of the own ship is displayed on the left side on the screen. This makes it easier for the user to intuitively understand the position of the school of fish.

[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。
[Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

(1)図12は、変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される3次元領域画像の一例を示す図である。上述した実施形態では、3次元領域画像として、上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2の双方を第2表示装置6に表示したが、これに限らず、上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2のいずれか一方だけであってもよい。或いは、3次元領域画像として、図12に示すような斜視画像H2を表示してもよい。斜視画像H2とは、3次元領域画像用データSgを、鉛直面及び水平面の双方に交差する傾斜面に投影して得られた画像である。すなわち、斜視画像H2とは、3次元領域画像用データSgを斜め方向から視た画像である。このように、斜視画像H2を第2表示装置6に表示することで、魚群の位置をより直感的に把握しやすくなる。なお、斜視画像H2は、3次元領域画像用データSgを斜め上方から視た画像であってもよく、又は、3次元領域画像用データSgを斜め下方から視た画像であってもよい。 (1) FIG. 12 is a diagram showing an example of a three-dimensional area image displayed on the second display device of the underwater detection system according to the modification. In the above embodiment, as the three-dimensional area image has been displayed both upper horizontal image H2 U and the lower horizontal surface image H2 L on the second display unit 6 is not limited thereto, the upper horizontal image H2 U and the lower it may be only one of the horizontal image H2 L. Alternatively, a three-dimensional area image may be displayed perspective image H2 T as shown in FIG. 12. The perspective image H2 T, data Sg for a three-dimensional area image, an image obtained by projecting the inclined surface intersecting with both the vertical surface and the horizontal surface. That is, the perspective image H2 T, an image viewing the data Sg for a three-dimensional area image from an oblique direction. In this way, by displaying the perspective image H2 T on the second display device 6 becomes easy to grasp the position of the fish more intuitive. The perspective image H2 T may be an image of the three-dimensional area image data Sg viewed obliquely from above, or may be an image of the three-dimensional area image data Sg viewed obliquely from below.

(2)図13は、変形例に係る水中探知システム1aの構成を示すブロック図である。上記実施形態では、従来から知られているスキャニングソナー10とは別体のPC等で構成された処理装置5をスキャニングソナー10と接続することにより水中探知システム1を構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、図13に示すように、上記実施形態に係る水中探知システム1で説明した処理装置5が有する各構成要素を、スキャニングソナー10a内に組み込んだ構成としてもよい。図13に示す送受信装置3bは、送信機7cに第2制御部20が組み込まれ、受信機8aに第2画像生成部23が組み込まれた構成を有している。なお、図13での図示は省略しているが、上記実施形態における第2ビーム形成部21及びフィルタ部22は、受信機8aに組み込まれている。また、水中探知システム1aでは、2次元領域画像及び3次元領域画像が、第1表示装置4に表示される。 (2) FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the underwater detection system 1a according to the modification. In the above embodiment, an example in which the underwater detection system 1 is configured by connecting the processing device 5 configured by a PC or the like, which is separate from the conventionally known scanning sonar 10, to the scanning sonar 10 has been described. However, it is not limited to this. Specifically, as shown in FIG. 13, each component included in the processing device 5 described in the underwater detection system 1 according to the above-described embodiment may be incorporated in the scanning sonar 10a. The transmitter/receiver 3b shown in FIG. 13 has a configuration in which the second controller 20 is incorporated in the transmitter 7c and the second image generator 23 is incorporated in the receiver 8a. Although not shown in FIG. 13, the second beam forming unit 21 and the filter unit 22 in the above embodiment are incorporated in the receiver 8a. In the underwater detection system 1 a, the two-dimensional area image and the three-dimensional area image are displayed on the first display device 4.

以上のように、本変形例に係る水中探知システム1aによれば、上記実施形態に係る水中探知システム1で必要であったPC等で構成された処理装置5が不要となり、この処理装置5を構成する各構成要素をスキャニングソナー10a中に組み込むことができる。これにより、水中探知システムを小型化することができる。 As described above, according to the underwater detection system 1a according to the present modified example, the processing device 5 configured by the PC or the like, which is required in the underwater detection system 1 according to the above-described embodiment, is unnecessary, and the processing device 5 is Each constituent element can be incorporated into the scanning sonar 10a. As a result, the underwater detection system can be downsized.

(3)図14は、変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される2つの3次元領域画像の一例を示す図であって、図14(A)は上側水平面画像H2を示す図、図14(B)は鉛直面画像V2を示す図である。 (3) FIG. 14 is a diagram showing an example of a two dimensional area image displayed on the second display device of the underwater detection system according to a modification, FIG. 14 (A) is the upper horizontal plane image H2 U FIG. 14B is a diagram showing the vertical plane image V2.

本変形例の第2表示装置には、上側水平面画像H2及び後方視鉛直面画像V2が表示される。後方視鉛直面画像V2は、3次元領域画像用データSgが、該3次元領域画像用データSgよりも後方に位置していて上下左右方向に拡がる鉛直面に投影されることにより生成される画像である。 The second display device of the present modification, the upper horizontal image H2 U and rear Minamari face image V2 B is displayed. Rear Minamari face image V2 B, the data Sg for a three-dimensional area image is generated by being projected on a vertical plane extending in the vertical and horizontal directions are positioned behind the data Sg for the three-dimensional area image It is an image.

そして、本変形例に係る水中探知システムでは、図14(A)を参照して、ユーザが、第2表示装置に表示された上側水平面画像H2における任意の1点(例えば図14(A)における点P1)をマウス等の操作機器を用いて選択すると、双方の画像H2,V2にカーソルが表示される。具体的には、上側水平面画像H2には、ユーザによって選択された点P1を通過する上側水平面十字カーソルCS1(第1マーク)が表示されるとともに、後方視鉛直面画像V2には、点P1に対応する位置を通過し画面上において上下方向に延びる垂直カーソルCSBH(第2マーク)が表示される。上側水平面十字カーソルCS1は、画面上において上下方向に延びる垂直バーBvと、左右方向に延びる水平バーBhとで構成されている。 Then, in the underwater detection system according to this modified example, with reference to FIG. 14 (A), the user, an arbitrary point in the upper horizontal plane image H2 U displayed on the second display device (e.g., FIG. 14 (A) When the point P1) is selected using the operation device such as a mouse in both the image H2 U, cursor V2 B is displayed. Specifically, on the upper horizontal surface image H2 U, together with the upper horizontal surface cross cursor CS1 passing point P1 selected by the user (first mark) is displayed at the rear Minamari face image V2 B is the point A vertical cursor CS BH (second mark) that passes through the position corresponding to P1 and extends vertically on the screen is displayed. The upper horizontal cross cursor CS1 is composed of a vertical bar Bv extending vertically on the screen and a horizontal bar Bh extending horizontally.

以上のように、本変形例によれば、3次元領域画像用データSgに基づいて、上側水平面画像H2及び鉛直面画像V2が生成されるため、それらを対応付けて視認することにより、所望の魚群の水中における位置を把握することができる。 As described above, according to this modification, based on the three-dimensional area image data Sg, since the upper horizontal image H2 U and a vertical plane image V2 is produced, by viewing them in association with each other, the desired It is possible to grasp the position of the school of fish in water.

また、本変形例によれば、ユーザによって選択された点P1を通過する十字カーソルCS1が上側水平面画像H2に表示されるとともに、その点P1に対応する位置を通過する垂直カーソルCSBHが後方視鉛直面画像V2に表示される。これにより、それらのカーソルを基準として、所望の魚群の位置を正確に把握することができる。 Further, according to the present modification, along with cross cursor CS1 passing point P1 selected by the user is displayed on the upper horizontal surface image H2 U, the vertical cursor CS BH which passes through a position corresponding to the point P1 behind It is displayed in the vertical plane image V2 B viewing. Thereby, the position of the desired school of fish can be accurately grasped with reference to those cursors.

(4)図15は、変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される上側水平面画像H2の一例を示す図である。また、図16は、図15に示す上側水平面画像H2に対応して表示される鉛直面画像V2であって、図16(A)は後方視鉛直面画像V2、図16(B)は左方視鉛直面画像V2である。 (4) Figure 15 is a diagram showing an example of an upper horizontal plane image H2 U which is displayed on the second display device of the underwater detection system according to a modification. Further, FIG. 16, there a vertical plane image V2 that is displayed corresponding to the upper horizontal surface image H2 U shown in FIG. 15, FIG. 16 (A) is the rear Minamari face image V2 B, FIG. 16 (B) is It is a left-view vertical plane image V2 L.

本変形例の第2表示装置には、上側水平面画像H2、後方視鉛直面画像V2、及び左方視鉛直面画像V2が表示される。左方視鉛直面画像V2は、3次元領域画像用データSgが、該3次元領域画像用データSgよりも左方(左舷側)に位置していて上下前後方向に拡がる鉛直面に投影されることにより生成される。 The second display device of the present modification, the upper horizontal image H2 U, rear Minamari face image V2 B, and leftward Minamari face image V2 L is displayed. In the left-view vertical plane image V2 L , the three-dimensional region image data Sg is projected on the vertical plane that is located on the left side (port side) of the three-dimensional region image data Sg and extends in the vertical and longitudinal directions. It is generated by

そして、本変形例に係る水中探知システムでは、図15を参照して、ユーザが、第2表示装置に表示された上側水平面画像H2における任意の1点(例えば図15における点P2)をマウス等の操作機器を用いて選択すると、上述した3つ全ての画像H2,V2,V2にカーソルが表示される。具体的には、上側水平面画像H2には、ユーザによって選択された点P2を通過する上側水平面十字カーソルCS1(第1マーク)が表示される。また、後方視鉛直面画像V2及び左方視鉛直面画像V2には、それぞれ、点P2に対応する位置を通過し画面上において上下方向に延びる垂直カーソルCSBH,CSLH(第2マーク)が表示される。 Then, in the underwater detection system according to the present modification, with reference to FIG. 15, the user refers to an arbitrary one point (for example, point P2 in FIG. 15) in the upper horizontal plane image H2 U displayed on the second display device by the mouse. selecting with the operating device etc., all images H2 U three described above, V2 B, cursor is displayed at V2 L. Specifically, on the upper horizontal surface image H2 U, the upper horizontal cross cursor CS1 (first mark) which passes through the point P2 is selected by the user is displayed. Further, in the backward-view vertical plane image V2 B and the left-side vertical plane image V2 L , vertical cursors CS BH and CS LH (second mark) that pass through the position corresponding to the point P2 and extend in the vertical direction on the screen, respectively. ) Is displayed.

以上のように、本変形例によれば、3次元領域画像用データSgに基づいて、上側水平面画像H2、後方視鉛直面画像V2、及び左方視鉛直面画像V2が生成されるため、それらを対応付けて視認することにより、所望の魚群の水中における位置をより正確に把握することができる。 As described above, according to this modification, on the basis of the data Sg for a three-dimensional area image, the upper horizontal image H2 U, rear Minamari face image V2 B, and leftward Minamari face image V2 L is generated Therefore, by visually recognizing them in association with each other, it is possible to more accurately grasp the position of the desired school of fish in water.

また、本変形例によれば、ユーザによって選択された点P2を通過する十字カーソルCS1が上側水平面画像H2に表示されるとともに、その点P2に対応する位置を通過する垂直カーソルCSBH,CSLHが後方視鉛直面画像V2及び左方視鉛直面画像V2に表示される。これにより、それらのカーソルを基準として、所望の魚群の位置をより正確に把握することができる。 Further, according to the present modification, along with cross cursor CS1 passing point P2 selected by the user is displayed on the upper horizontal surface image H2 U, the vertical cursor CS BH which passes through a position corresponding to the point P2, CS LH is displayed on the rear Minamari face image V2 B and leftward Minamari face image V2 L. Thereby, the position of the desired school of fish can be more accurately grasped with reference to those cursors.

(5)図17は、変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される後方視鉛直面画像V2の一例を示す図である。また、図18は、図17に示す後方視鉛直面画像V2に対応して表示される上側水平面画像H2である。また、図19は、図17に示す後方視鉛直面画像V2に対応して表示される下側水平面画像H2である。 (5) Figure 17 is a diagram showing an example of a rear Minamari face image V2 B to be displayed on the second display device of the underwater detection system according to a modification. Further, FIG. 18 is an upper horizontal plane image H2 U to be displayed corresponding to the rear Minamari face image V2 B shown in FIG. 17. Further, FIG. 19 is a lower horizontal plane image H2 L displayed corresponding to the backward-view vertical plane image V2 B shown in FIG.

本変形例では、ユーザが、魚群を探知したい所望の深さ範囲を入力すると、その深さ範囲を示す深さ範囲目盛Rが後方視鉛直面画像V2に表示されるとともに、上側水平面画像H2及び下側水平面画像H2については、その深さ範囲に含まれるエコー像のみが表示される。こうすると、ユーザが探知したい深さ範囲以外に存在する魚群、或いは不要なエコー像(例えば図7における航跡に起因するエコー像B)を表示画面から除外することができるため、所望の魚群のエコー像については確実に表示しつつ、表示不要なエコー像を画面上から削除することができる。 In this modification, when the user inputs a desired depth range desired to be detected fish school, with its depth depth range scale R indicating a range is displayed on the rear Minamari face image V2 B, upper horizontal plane image H2 the U and the lower horizontal surface image H2 L, only echo image included in the depth range is displayed. By doing so, it is possible to exclude a group of fish existing outside the depth range that the user wants to detect, or an unnecessary echo image (for example, the echo image B due to the track in FIG. 7) from the display screen, and thus an echo of the desired group of fish. It is possible to delete the unnecessary echo image from the screen while surely displaying the image.

(6)図20は、変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される上側水平面画像H2の一例を示す図である。また、図21は、図20に示す上側水平面画像H2に対応して表示される鉛直面画像V2であって、図21(A)は後方視鉛直面画像V2、図21(B)は左方視鉛直面画像V2である。 (6) FIG. 20 is a diagram showing an example of an upper horizontal plane image H2 U which is displayed on the second display device of the underwater detection system according to a modification. Further, FIG. 21, there a vertical plane image V2 that is displayed corresponding to the upper horizontal surface image H2 U shown in FIG. 20, FIG. 21 (A) is the rear Minamari face image V2 B, FIG. 21 (B) is It is a left-view vertical plane image V2 L.

本変形例では、ユーザが、魚群を探知したい所望の方位範囲を入力すると、その方位範囲を示す直線L1及び直線L2が上側水平面画像H2に表示されるとともに、後方視鉛直面画像V2及び左方視鉛直面画像V2については、その方位範囲に含まれるエコー像のみが表示される。こうすると、ユーザが探知したい方位範囲以外に存在する魚群を表示画面から除外することができるため、所望の魚群のエコー像については確実に表示しつつ、表示不要なエコー像を画面上から削除することができる。 In this modification, when the user inputs a desired azimuth range desired to be detected fish, together with the straight line L1 and the straight line L2 shows the azimuth range is displayed on the upper horizontal surface image H2 U, rear Minamari face image V2 B and For the left-view vertical plane image V2 L , only the echo image included in the azimuth range is displayed. By doing this, it is possible to exclude from the display screen a school of fish that exists outside the azimuth range that the user wants to detect, so that the echo image of the desired school of fish can be displayed reliably while deleting the unnecessary echo image from the screen. be able to.

(7)上述した実施形態では、自船を基準とした所定の距離範囲までに含まれるエコー像を表示する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ユーザが、魚群を探知したい所望の距離範囲を入力すると、その距離範囲に含まれるエコー像のみが各3次元領域画像に表示されるような水中探知システムを構成してもよい。 (7) In the above-described embodiment, an example in which an echo image included within a predetermined distance range with respect to the own ship is displayed has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, when the user inputs a desired distance range in which the fish school is desired to be detected, the underwater detection system may be configured such that only the echo image included in the distance range is displayed in each three-dimensional area image.

(8)上述した実施形態及び変形例では、各画像での着色をエコーレベルに対応させて表示したが、これに限らない。具体的には、図示は省略するが、各画像での着色を深度に対応させてもよい。こうすると、例えば水平面画像と斜視画像とを表示することで、各魚群の深度を容易に把握できる。 (8) In the above-described embodiment and modification, the coloring in each image is displayed in correspondence with the echo level, but the present invention is not limited to this. Specifically, although not shown, coloring in each image may correspond to depth. In this case, the depth of each school of fish can be easily grasped by displaying, for example, a horizontal plane image and a perspective image.

(9)上述した実施形態では、自船を基準とした所定の距離範囲までに含まれる受信信号の全てを対象として信号処理を行う例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、例えばユーザが、予め、魚群を探知したい距離範囲、方位範囲、深度範囲等を入力し、それらの範囲に含まれるエコー信号のみを信号処理の対象としてもよい。これにより、ユーザが必要としない範囲から得られたエコー信号の信号処理を省略することができるため、送受信装置にかかる演算負荷を小さくすることができる。 (9) In the above-described embodiment, an example in which signal processing is performed on all received signals included in a predetermined distance range with respect to the own ship has been described, but the present invention is not limited to this. Specifically, for example, the user may previously input a distance range, an azimuth range, a depth range, and the like at which a fish school is desired to be detected, and only echo signals included in these ranges may be subjected to signal processing. As a result, the signal processing of the echo signal obtained from the range not required by the user can be omitted, and the calculation load on the transmission/reception device can be reduced.

(10)図22は、変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される上側水平面画像H2の一例を示す図である。また、図23は、図22に示す上側水平面画像H2に対応して表示される鉛直面画像V2であって、図23(A)は後方視鉛直面画像V2、図23(B)は左方視鉛直面画像V2、である。また、図24は、本変形例に係る水中探知システムの第2表示装置に表示される下側水平面画像H2の一例を示す図である。また、図25は、図24に示す下側水平面画像H2に対応して表示される鉛直面画像V2であって、図25(A)は後方視鉛直面画像V2、図25(B)は左方視鉛直面画像V2、である。 (10) FIG. 22 is a diagram showing an example of an upper horizontal plane image H2 U which is displayed on the second display device of the underwater detection system according to a modification. Further, FIG. 23, there a vertical plane image V2 that is displayed corresponding to the upper horizontal surface image H2 U shown in FIG. 22, FIG. 23 (A) is the rear Minamari face image V2 B, FIG. 23 (B) is It is a left-view vertical plane image V2 L. In addition, FIG. 24 is a diagram showing an example of a lower horizontal plane image H2 L displayed on the second display device of the underwater detection system according to the present modification. Further, FIG. 25, there a vertical plane image V2 that is displayed corresponding to the lower horizontal surface image H2 L shown in FIG. 24, FIG. 25 (A) is the rear Minamari face image V2 B, FIG. 25 (B) Is a left-view vertical plane image V2 L.

本変形例では、ユーザが、いずれかの3次元領域画像において、その位置を同定したい魚群のエコー像をマウスカーソル等でクリックした場合、他の3次元領域画像においてその位置が表示される。例えば、図22及び図23を参照して、ユーザが、図22に示す上側水平面画像H2の点P3の位置をクリックすると、該上側水平面画像H2の点P3を中心とする上側水平面十字カーソルCS1(第1マーク)が表示される。この上側水平面十字カーソルCS1は、画面上において上下方向に延びる垂直バーBvと、左右方向に延びる水平バーBhとで構成されている。このとき、図23(A)に示す後方視鉛直面画像V2における点P3に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする後方視鉛直面十字カーソルCS2(第2マーク)が表示され、且つ、図23(B)に示す左方視鉛直面画像V2における点P3に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする左方視鉛直面十字カーソルCS3(第2マーク)が表示される。これにより、各3次元領域画像に表示される魚群の対応関係をより容易に把握することができる。なお、点P3の深さ位置としては、選択された点P3が含まれるエコー強度範囲(図22に示す例の場合、クロスハッチングで示されるエコー強度範囲)における最も上方側の深さ位置が選択される。 In this modification, when the user clicks on the echo image of the fish school whose position is to be identified in any of the three-dimensional region images with the mouse cursor or the like, the position is displayed in another three-dimensional region image. For example, with reference to FIGS. 22 and 23, when the user clicks the position of the upper horizontal plane image H2 point U P3 shown in FIG. 22, the upper horizontal crosshair centered on the point P3 of the upper horizontal surface image H2 U CS1 (first mark) is displayed. The upper horizontal cross cursor CS1 is composed of a vertical bar Bv extending vertically on the screen and a horizontal bar Bh extending horizontally. At this time, the coordinate position corresponding to the point P3 in the rear Minamari face image V2 B shown in FIG. 23 (A), rear Minamari faced cross cursor CS2 centered the coordinate position (second mark) is displayed, and, the coordinate position corresponding to the point P3 in the left Minamari face image V2 L shown in FIG. 23 (B), the left Minamari face crosshairs CS3 centered the coordinate position (second mark) is displayed It This makes it possible to more easily understand the correspondence relationship between the fish schools displayed in each three-dimensional area image. As the depth position of the point P3, the depth position on the uppermost side in the echo intensity range (the echo intensity range indicated by cross hatching in the example shown in FIG. 22) including the selected point P3 is selected. To be done.

同様に、図24及び図25を参照して、ユーザが、図24に示す下側水平面画像H2の点P4の位置をクリックすると、該下側水平面画像H2の点P4を中心とする下側水平面十字カーソルCS4(第1マーク)が表示される。このとき、図25(A)に示す後方視鉛直面画像V2における、点P4に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする後方視鉛直面十字カーソルCS2(第2マーク)が表示され、且つ、図25(B)に示す左方視鉛直面画像V2における、点P4に対応する座標位置に、該座標位置を中心とする左方視鉛直面十字カーソルCS3(第2マーク)が表示される。なお、点P4の深さ位置としては、選択された点P4が含まれるエコー強度範囲(図24に示す例の場合、クロスハッチングで示されるエコー強度範囲)における最も下方側の深さ位置が選択される。 Similarly, with reference to FIGS. 24 and 25, when the user clicks the position of point P4 of the lower horizontal plane image H2 L shown in FIG. 24, the lower point centered on point P4 of the lower horizontal plane image H2 L is displayed. The horizontal cross cursor CS4 (first mark) is displayed. At this time, in the rear Minamari face image V2 B shown in FIG. 25 (A), the coordinate position corresponding to the point P4, the rear Minamari faced cross cursor CS2 centered the coordinate position (second mark) is displayed In addition, at the coordinate position corresponding to the point P4 in the left-view vertical plane image V2 L shown in FIG. 25B, the left-view vertical crosshair cursor CS3 (second mark) centered on the coordinate position is displayed. Is displayed. As the depth position of the point P4, the lowest depth position in the echo intensity range including the selected point P4 (echo intensity range indicated by cross hatching in the example shown in FIG. 24) is selected. To be done.

なお、ここでは、上側水平面画像H2又は下側水平面画像H2においてある位置が選択された場合、後方視鉛直面画像V2及び左方視鉛直面画像V2における、前記選択された位置に対応する位置に各十字カーソルCS2,CS3が表示される例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、複数の3次元領域画像のうちのいずれかにおいてある位置が選択された場合、他の3次元領域画像における、前記選択された位置に対応する位置に、第2十字カーソルが表示されてもよい。 In addition, here, when a certain position is selected in the upper horizontal plane image H2 U or the lower horizontal plane image H2 L, it is located at the selected position in the rear-view vertical plane image V2 B and the left-side vertical plane image V2 L. The example in which the cross cursors CS2 and CS3 are displayed at the corresponding positions has been described, but the present invention is not limited to this. Specifically, when a position is selected in any of the plurality of three-dimensional region images, the second cross cursor is displayed at a position corresponding to the selected position in the other three-dimensional region image. May be done.

また、ここでは、第1マーク及び第2マークが十字カーソルである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば一例として、第1マーク及び第2マークは、○印或いは×印等であってもよい。 In addition, here, an example in which the first mark and the second mark are cross cursors has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as an example, the first mark and the second mark may be circles or crosses.

(11)図26は、上記実施形態に係る水中探知システム1の他の動作例を示すフローチャートである。上述した実施形態では、図11を参照して、ユーザによる3次元領域画像生成の停止指示があるまで、3次元領域画像の生成が引き続き行われる例を挙げて説明したが、これに限らない。具体的には、図26のフローチャートに示すように、一旦3次元領域画像が生成された後、次にユーザから新たに3次元領域画像生成指示があるまで、その3次元領域画像を更新しないようにしてもよい。或いは、3次元領域画像の更新周期をユーザが指定できるようにしてもよい。 (11) FIG. 26 is a flowchart showing another operation example of the underwater detection system 1 according to the above embodiment. In the above-described embodiment, an example in which the three-dimensional region image is continuously generated until the user gives a stop instruction to generate the three-dimensional region image has been described with reference to FIG. Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 26, after the three-dimensional region image is once generated, the three-dimensional region image is not updated until the user newly gives a three-dimensional region image generation instruction. You may Alternatively, the user may be allowed to specify the update cycle of the three-dimensional area image.

(12)上述した実施形態に係る水中探知システム1に、自船のロール角及びピッチ角を検出可能なセンサを設け、処理装置5が、それらのセンサによって検出されたロール角及びピッチ角に応じた座標変換が施された座標上に3次元領域画像を表示してもよい。これにより、船体動揺の影響を受けることなく、魚群の空間分布を正しく把握できる。 (12) The underwater detection system 1 according to the above-described embodiment is provided with sensors capable of detecting the roll angle and the pitch angle of the ship, and the processing device 5 responds to the roll angle and the pitch angle detected by those sensors. The three-dimensional area image may be displayed on the coordinates subjected to the coordinate conversion. As a result, the spatial distribution of the school of fish can be correctly grasped without being affected by the motion of the ship.

(13)上述した実施形態に係る水中探知システム1では、垂直モード画像V1を生成するための送信波として、鉛直方向に比較的広いビーム幅を有する送信波を用いた。この送信波は、垂直モード画像V1を生成するために送波される送信波である。しかし、この送信波を送信せずとも、垂直モード画像V1を生成するための送信波として、3次元領域画像を生成するために送波された第2送信波を用いてもよい。第2送信波は、鉛直方向におけるビーム幅が比較的広い送信波であるため、垂直モード画像V1を生成するための送信波としても流用することができる。このように、3次元領域画像を生成するための第2送信波を、垂直モード画像生成用の送信波として流用することにより、垂直モード画像V1を生成するためだけに送波された送信波を送波する必要がなくなる。これにより、スキャニングソナーの通常動作時における画像の更新レートの低下を抑制しつつ、3次元領域画像を表示できる。 (13) In the underwater detection system 1 according to the above-described embodiment, a transmission wave having a relatively wide beam width in the vertical direction is used as the transmission wave for generating the vertical mode image V1. This transmission wave is a transmission wave that is transmitted to generate the vertical mode image V1. However, instead of transmitting this transmission wave, the second transmission wave transmitted to generate the three-dimensional region image may be used as the transmission wave to generate the vertical mode image V1. Since the second transmission wave is a transmission wave having a relatively wide beam width in the vertical direction, it can also be used as a transmission wave for generating the vertical mode image V1. By thus diverting the second transmission wave for generating the three-dimensional region image as the transmission wave for generating the vertical mode image, the transmission wave transmitted only for generating the vertical mode image V1 is generated. Eliminates the need to transmit. This makes it possible to display a three-dimensional area image while suppressing a decrease in the image update rate during normal operation of the scanning sonar.

本発明は、物標を探知する水中探知システムとして広く適用することができるものである。 The present invention can be widely applied as an underwater detection system for detecting a target.

1,1a 水中探知システム
2 送受波器
7a 送信回路部
7b 第1制御部
8,8a 受信機(受信回路部)
16 第1画像生成部
20 第2制御部
23 第2画像生成部
1,1a Underwater detection system 2 Transducer/receiver 7a Transmission circuit section 7b First control section 8,8a Receiver (reception circuit section)
16 1st image generation part 20 2nd control part 23 2nd image generation part

Claims (12)

複数の送受波素子を有する送受波器と、
第1送信波、及び該第1送信波よりも鉛直方向におけるビーム幅が広い第2送信波を送波する前記複数の送受波素子を駆動する送信回路部と、
前記第1送信波の反射波に基づいて第1受信信号を生成し、前記第2送信波の反射波に基づいて第2受信信号を生成する受信回路部と、
前記第1送信波の基となる第1駆動信号を前記送信回路部に生成させる第1制御部と、
前記受信回路部から出力された前記第1受信信号に基づいて第1画像を生成する第1画像生成部と、
前記第2送信波の基となる第2駆動信号を前記送信回路部に生成させる第2制御部と、
前記受信回路部から出力された前記第2受信信号に基づいて第2画像を生成する第2画像生成部と、
を備え
前記第1画像は、前記第1送信波が送波される領域から得られた前記第1受信信号に基づいて生成された2次元領域画像であり、
前記第2画像は、前記第2送信波が送波される領域である3次元的領域から得られた前記第2受信信号に基づいて生成された3次元領域画像であり、
前記3次元領域画像は、前記第2受信信号に基づいて生成され、前記3次元的領域に含まれる各位置から得られた、それぞれの3次元的な位置情報及びエコー強度情報を有する3次元領域画像用データ、が鉛直面に投影された鉛直面画像、及び前記3次元領域画像用データが水平面に投影された水平面画像、の少なくとも一方であることを特徴とする、水中探知システム。
A transducer having a plurality of transducer elements,
A transmission circuit unit for driving the plurality of transmitting/receiving elements for transmitting a first transmission wave and a second transmission wave having a beam width wider in the vertical direction than the first transmission wave;
A reception circuit unit that generates a first reception signal based on a reflected wave of the first transmission wave and a second reception signal based on a reflected wave of the second transmission wave;
A first control unit that causes the transmission circuit unit to generate a first drive signal that is a basis of the first transmission wave;
A first image generation unit that generates a first image based on the first reception signal output from the reception circuit unit;
A second control unit that causes the transmission circuit unit to generate a second drive signal that is a basis of the second transmission wave;
A second image generation unit that generates a second image based on the second reception signal output from the reception circuit unit;
Equipped with
The first image is a two-dimensional region image generated based on the first reception signal obtained from a region in which the first transmission wave is transmitted,
The second image is a three-dimensional region image generated based on the second reception signal obtained from a three-dimensional region that is a region in which the second transmission wave is transmitted,
The three-dimensional area image is generated based on the second received signal and has three-dimensional position information and echo intensity information obtained from each position included in the three-dimensional area. An underwater detection system, wherein the image data is at least one of a vertical plane image projected on a vertical plane and the three-dimensional area image data is a horizontal plane image projected on a horizontal plane .
請求項1に記載の水中探知システムにおいて、
前記第1送信波の前記鉛直方向におけるビーム幅は、20度未満であり、
前記第2送信波の前記鉛直方向におけるビーム幅は、20度以上であることを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to claim 1,
The beam width in the vertical direction of the first transmission wave is less than 20 degrees,
An underwater detection system, wherein the beam width of the second transmission wave in the vertical direction is 20 degrees or more.
請求項1又は請求項2に記載の水中探知システムにおいて、
前記送信回路部、前記受信回路部、前記第1制御部、及び前記第1画像生成部を有するスキャニングソナーと、
前記第2制御部及び前記第2画像生成部を有する処理装置と、
を更に備え、
前記処理装置は、前記スキャニングソナーとは別体に設けられていることを特徴とする、水中探知システム。
In the underwater detection system according to claim 1 or 2,
A scanning sonar including the transmission circuit unit, the reception circuit unit, the first control unit, and the first image generation unit;
A processing device having the second controller and the second image generator;
Further equipped with,
The underwater detection system, wherein the processing device is provided separately from the scanning sonar.
請求項3に記載の水中探知システムにおいて、
前記処理装置へ前記第2受信信号が転送される時間の少なくとも一部と、前記第1画像が生成される時間の少なくとも一部とが重なっていることを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to claim 3,
The underwater detection system, wherein at least a part of a time when the second reception signal is transferred to the processing device and at least a part of a time when the first image is generated overlap with each other.
請求項3又は請求項4に記載の水中探知システムにおいて、
前記スキャニングソナーは、前記第1画像が表示される第1表示装置を更に有し、
前記第2画像が表示される第2表示装置を更に備えていることを特徴とする、水中探知システム。
In the underwater detection system according to claim 3 or 4,
The scanning sonar further includes a first display device on which the first image is displayed,
The underwater detection system, further comprising a second display device for displaying the second image.
請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の水中探知システムにおいて、
前記処理装置は、パーソナルコンピュータであることを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to any one of claims 3 to 5,
The underwater detection system, wherein the processing device is a personal computer.
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システムにおいて、
前記第1画像が生成される時間の少なくとも一部と、前記第2画像が生成される時間の少なくとも一部とが重なっていることを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to any one of claims 1 to 6,
The underwater detection system, wherein at least a part of a time when the first image is generated and at least a part of a time when the second image is generated overlap each other.
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の水中探知システムにおいて、
前記第2送信波が送波される頻度は、前記第1送信波が送波される頻度よりも少ないことを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to any one of claims 1 to 7,
The underwater detection system is characterized in that the frequency of transmitting the second transmission wave is lower than the frequency of transmitting the first transmission wave.
請求項に記載の水中探知システムにおいて、
前記3次元領域画像には、
前記3次元領域画像用データを、該3次元領域画像用データの前記3次元的な位置よりも上方に位置する上側水平面に投影させた前記水平面画像としての上側水平面画像と、
前記3次元領域画像用データを、該3次元領域画像用データの前記3次元的な位置よりも下方に位置する下側水平面に投影させた前記水平面画像としての下側水平面画像と、
が含まれていることを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to claim 1 ,
In the three-dimensional area image,
An upper horizontal plane image as the horizontal plane image obtained by projecting the three-dimensional area image data onto an upper horizontal plane located above the three-dimensional position of the three-dimensional area image data;
A lower horizontal plane image as the horizontal plane image obtained by projecting the three-dimensional region image data onto a lower horizontal plane located below the three-dimensional position of the three-dimensional region image data;
The underwater detection system is characterized by including.
請求項に記載の水中探知システムにおいて、
前記下側水平面画像は、前記3次元領域画像用データを前記下側水平面に投影させた前記水平面画像を、該下側水平面の面内方向に延びる所定軸に対して鏡映させた画像であることを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to claim 9 ,
The lower horizontal plane image is an image in which the horizontal plane image obtained by projecting the three-dimensional region image data onto the lower horizontal plane is mirrored with respect to a predetermined axis extending in the in-plane direction of the lower horizontal plane. An underwater detection system characterized by
請求項に記載の水中探知システムにおいて、
前記3次元領域画像には、
前記鉛直面画像と、前記水平面画像と、前記3次元領域画像用データが前記鉛直面及び前記水平面の双方に交差する傾斜面に投影された斜視画像と、のうちの少なくとも2つが含まれることを特徴とする、水中探知システム。
The underwater detection system according to claim 1 ,
In the three-dimensional area image,
At least two of the vertical plane image, the horizontal plane image, and a perspective image in which the three-dimensional region image data is projected on an inclined plane intersecting both the vertical plane and the horizontal plane are included. A feature of the underwater detection system.
請求項11に記載の水中探知システムにおいて、
前記鉛直面画像、前記水平面画像、及び前記斜視画像のうちのいずれか1つにおける所定位置がユーザによって選択されることにより、選択された画像における該所定位置に第1マークが表示されるとともに、前記鉛直面画像、前記水平面画像、及び前記斜視画像のうちの前記第1マークが表示された画像以外の少なくともいずれかの画像には、前記所定位置に対応する位置に第2マークが表示されることを特徴とする、水中探知システム
The underwater detection system according to claim 11 ,
By selecting a predetermined position in any one of the vertical plane image, the horizontal plane image, and the perspective image by the user, the first mark is displayed at the predetermined position in the selected image, A second mark is displayed at a position corresponding to the predetermined position in at least one of the vertical plane image, the horizontal plane image, and the perspective image other than the image in which the first mark is displayed. characterized in that, underwater detection system.
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