JP7269784B2 - 水中探知装置、水中探知方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、水中に超音波を送信し、そのエコーに基づいて、魚群や海底等の状態を探知画像として表示する水中探知装置、水中探知方法およびプログラムに関する。

従来、水中に超音波を送信し、そのエコーに基づいて、魚群や海底等の状態を探知画像として表示する水中探知装置が知られている。この種の水中探知装置では、たとえば、エコーに基づく受信信号のレベルに応じて、探知画像が階調表示される。

以下の特許文献１には、自船からの距離が同じ位置で且つ自船を中心とする所定方位角範囲内の複数の受信信号レベルから平均値を算出する平均レベル算出部と、この距離に対応する平均値と予め設定した閾値との大小を比較し、比較結果に基づいて、受信信号に対するゲインを設定するゲイン設定部と、設定されたゲインを受信信号に乗算処理を行う乗算器と、を備えた水中探知装置が記載されている。

この水中探知装置では、平均値が閾値以上であれば、閾値を平均値で除算した値に基づいてゲインが設定される。この場合、ゲインは１より小さくなるため、レベルが抑制された受信信号により、当該距離位置の探知画像が生成される。また、平均値が閾値未満であれば、ゲインが１に設定される。この場合、レベルが未調整の受信信号により、当該距離位置の探知画像が生成される。

この処理方法では、海底残響等のノイズの影響により平均値が高い場合は、受信信号のレベルが抑制される。また、ノイズがなく平均値が低い場合は、受信信号のレベル調整は行われず、そのままのレベルに維持される。このように、この処理方法では、受信信号に対するノイズの影響を加味して受信信号のレベルが調整されるため、探知画像において、海底や沈船、魚群等の領域が、エコーレベルに応じて適切に表示され得る。

特開２０１２－１８０３６号公報

上記特許文献１に記載の水中探知装置では、同じ距離位置の受信信号のレベルが、全ての方位において、一律に調整される。このため、所定の俯角で傘状に広がるビームで超音波を送波する方式の水中探知装置のように、全周（全ての方位）に亘って海底との距離が略一定となり得る場合は、海底付近の受信信号に対して海底残響等のノイズの影響を抑制でき、海底の画像を適正に表示させ得る。これにより、使用者は、海底付近の状況を、より的確に把握できる。

しかしながら、所定の俯角で扇形状に広がるビームにより超音波を送波する方式の水中探知装置では、ビーム方位ごとに海底までの距離が相違する。このため、上記特許文献１の構成がこの方式の水中探知装置に適用された場合、海底からの受信信号に対してゲイン調整が適正に行われにくい。このため、海底付近の画像をエコーレベルに応じて適正に表示させることが困難である。

また、上記のように傘状のビームで超音波を送波する方式の水中探知装置においても、海底が傾斜している場合や、海底に岩礁や沈船等が存在する場合は、海底との距離が全周（全ての方位）において必ずしも一定とならない。このような場合も、上記特許文献１の構成では、海底付近の画像をエコーレベルに応じて適正に表示できないことが起こり得る。

かかる課題に鑑み、本発明は、海底付近からのエコーに基づく受信信号に対して適切にゲイン調整を行うことにより、海底付近の探知画像をエコーレベルに応じてより適正に表示させることが可能な水中探知装置、水中探知方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は水中探知装置に関する。この態様に係る水中探知装置は、送受波器で方位ごとに受信された受信信号に基づく参照値を算出する参照値算出部と、前記参照値が予め設定された海底閾値を超える最小距離を参照距離として前記方位ごとに取得し、前記参照距離に基づいて前記方位ごとに海底付近までの推定距離を算出する推定距離算出部と、前記推定距離以遠から受信された前記受信信号に対して信号レベルを調整するためのゲインを設定するゲイン設定部と、前記ゲインが乗算された前記受信信号に基づいて前記受信信号のレベルに対応した探知画像のデータを生成する探知画像データ生成部と、を備える。

本発明の第２の態様は、水中探知方法に関する。この態様に係る水中探知方法は、送受波器で方位ごと受信された受信信号に基づく参照値を算出し、前記参照値が予め設定された海底閾値を超える最小距離を参照距離として前記方位ごとに取得し、前記参照距離に基づいて前記方位ごとに海底付近までの推定距離を算出し、前記推定距離以遠から受信された前記受信信号に対して信号レベルを調整するためのゲインを設定し、前記ゲインを乗算した前記受信信号に基づいて前記受信信号のレベルに対応して探知画像のデータを生成する。

本発明の第３の態様は、プログラムに関する。この態様に係るプログラムは、水中探知装置の処理部に、送受波器で方位ごとに受信された受信信号に基づく参照値を算出する機能と、前記参照値が予め設定された海底閾値を超える最小距離を参照距離として前記方位ごとに取得する機能と、前記参照距離に基づいて前記方位ごとに海底付近までの推定距離を算出する機能と、前記推定距離以遠から受信された前記受信信号に対して信号レベルを調整するためのゲインを設定する機能と、前記ゲインが乗算された前記受信信号に基づいて前記受信信号のレベルに対応した探知画像のデータを生成する機能と、を実行させる。

上記態様によれば、受信信号に対して、方位ごとに、ゲインが調整されるため、方位ごとに海底までの距離が異なる場合であっても、海底以遠の各方位の受信信号に対して適切にゲインを適用できる。よって、海底付近の探知画像をエコーレベルに応じてより適正に表示させることができる。

以上のとおり、本発明によれば、海底付近からのエコーに基づく受信信号に対して適切にゲイン調整を行うことにより、海底付近の探知画像をエコーレベルに応じてより適正に表示させることが可能な水中探知装置、水中探知方法およびプログラムを提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態１に係る、水中探知装置の使用形態を示す図である。 図２は、実施形態１に係る、水中探知装置の構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態１に係る、データ処理部の構成を示すブロック図である。 図４は、実施形態１に係る、平均値の算出方法を模式的に示す概念図である。 図５は、実施形態１に係る、推定距離の設定処理を示すフローチャートである。 図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）および図６（ｄ）は、それぞれ、実施形態１に係る、推定距離の設定工程における処理を概念的に示す図である。 図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）および図７（ｄ）は、それぞれ、実施形態１に係る、推定距離の設定工程における処理を概念的に示す図である。 図８は、実施形態１に係る、ゲインの設定処理を示すフローチャートである。 図９（ａ）は、実施形態１に係る、探知画像の一例を模式的に示す図である。図９（ｂ）は、比較例に係る、探知画像の一例を模式的に示す図である。 図１０は、実施形態２に係る、水中探知装置の使用形態を示す図である。 図１１は、実施形態２に係る、データ処理部の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態には、漁船等の船体に設置される水中探知装置に本発明を適用した例が示されている。但し、以下の実施形態は、本発明の一実施形態あって、本発明は、以下の実施形態に何ら制限されるものではない。

＜実施形態１＞
図１に示すように、本実施形態では、船体１の船底に送受波器１０が設置され、送受波器１０から水中に超音波が送波される。送波された超音波のエコーを、送受波器１０で受信することにより、水中の探知画像が生成される。本実施形態では、扇型の形状で、超音波のビーム２が送波される。扇型の中心角は、たとえば１８０°程度である。

船体１の操舵室等に設置された制御ユニットに対する操作により、送受波器１０の向きが水平方向および鉛直方向に変更可能である。送受波器１０の向きを鉛直方向に変えることにより、ビーム２の俯角Ａ１が、０～９０°の範囲で変更され得る。また、送受波器の向きを水平方向に変えることにより、ビーム２の中心方位が３６０°の範囲で変更され得る。エコーに基づき生成された水中の探知画像は、船の操舵室等に設置された表示器に表示される。これにより、使用者は、所望の方向における海底３の状態や、魚群４の位置等を確認できる。

図２は、水中探知装置５の構成を示すブロック図である。

水中探知装置５は、送受波器１０と、送受切替器２０と、制御ユニット３０と、表示器４０とを備える。制御ユニット３０は、操舵室等に設置される。制御ユニット３０は、送信制御部３１と、受信ビーム形成部３２と、データ処理部３３とを備える。水中探知装置５から表示器４０が省略されてもよい。この場合、データ処理部３３で生成された探知画像データは、外部の表示装置に送信され、この表示装置によって探知画像が表示される。

送受波器１０は、円筒形の外形形状からなる筐体を備える。図１に示したように、送受波器１０は、水中探知装置５が装備された船体１の船底の略中央位置に設置される。送受波器１０は、円筒の延びる方向が鉛直方向に沿い、円周面に直交する方向が水平方向に沿うように設置される。上記のように、送受波器１０は、鉛直方向および水平方向に向きが変更可能である。なお、筐体の外形形状は、円筒形以外の他の形状であってもよい。

円筒形の筐体の円周面には、鉛直方向に長い複数の超音波振動子が円周方向に並ぶように配置されている。超音波振動子は、たとえば、円周方向に２４０°の角度範囲に所定のピッチで配置される。超音波振動子は、送信制御信号に基づいて水中へ超音波パルスを送波する。超音波振動子は、送波された超音波パルスが魚群等の対象物で反射された反射波（エコー）を受波して、電気信号に変換する。これにより、受波信号が生成される。

送受切替器２０は、送受波器１０に接続されている。送受切替器２０は、送信制御部３１からの送信制御信号を送受波器１０の各超音波振動子へ出力し、送受波器１０の各超音波振動子からの受波信号を受信ビーム形成部３２へ出力する。

送信制御部３１は、送受波器１０に配置された複数の超音波振動子から発せられる超音波パルスにより、送信ビーム（図１のビーム２）が形成されるように、各超音波振動子に与える送信制御信号を設定する。

受信ビーム形成部３２は、各超音波振動子からの受波信号のゲインを調整し、調整後の受波信号を位相合成することで、所定の方位に最大感度を有するビーム化された受信信号（受信ビーム信号）ＥＢ（ｔ）を生成する。このとき、受信ビーム形成部３２は、自船を中心とする半周方向に対して所定の方位角ピッチで配列された複数の受信信号ＥＢ（ｔ）を形成する。各受信信号ＥＢ（ｔ）は、時間軸上でレベルが変化する信号であり、この時間軸上の位置が、自船（送受波器１０）からの距離位置に相当する。

データ処理部３３は、受信ビーム形成部３２から逐次入力される各方位の受信信号ＥＢ（ｔ）を処理して、探知画像データを生成し、生成した探知画像データを表示器４０に出力する。表示器４０は、受信した探知画像データに基づく探知画像を表示させる。ここで、探知画像は、送受波器１０が向けられた方向を中心とする半周の範囲において、各方位の受信信号のレベルの分布を階調表示するよう構成される。

図３は、データ処理部３３の構成を示すブロック図である。

図３には、データ処理部３３により実行される機能ブロックが示されている。すなわち、データ処理部３３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理回路とメモリ（記憶媒体）とを備え、メモリに保持されたプログラムによって、図３に示す各部の機能を実行する。

データ処理部３３は、ＴＶＧ処理部１０１と、参照値算出部１０２と、ゲイン閾値設定部１０３と、ゲイン設定部１０４と、乗算器１０５と、探知画像データ生成部１０６とを備える。

ＴＶＧ処理部１０１は、受信信号ＥＢ（ｔ）に対して、時間軸上の位置に応じて増幅率を所定パターンで増加させる増幅処理を行う。この処理により、超音波パルスおよび反射エコーの水中での距離減衰が補正され得る。ＴＶＧ処理がなされた受信信号ＥＢｃ（ｔ）は、参照値算出部１０２および乗算器１０５へ出力される。

参照値算出部１０２は、ＴＶＧ処理部１０１から入力される各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）から、方位ごとに参照値Ａｖ（ｔ）を算出する。具体的には、参照値算出部１０２は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）の方位を中心とする所定の方位幅と当該方位における所定の距離幅とにより抽出される受信信号の平均値を参照値Ａｖ（ｔ）として算出する。ここで、距離幅は、上記のように、受信信号ＥＢｃ（ｔ）の時間軸上の幅に対応する。また、距離とは、受信信号ＥＢｃ（ｔ）の時間軸上の位置を、送受波器１０からの距離に換算したものである。

たとえば、図４に示すように、方位Ｄ０の受信信号ＥＢｃ（ｔ）については、当該方位Ｄ０の受信信号ＥＢｃ（ｔ）と、当該方位Ｄ０に近接する方位（図４において破線矢印で示される方位）の受信信号ＥＢｃ（ｔ）のうち、領域Ｒ０に含まれる信号部分が抽出され、抽出された信号部分の平均値が参照値Ａｖ（ｔ）として算出される。ここで、領域Ｒ０は、方位Ｄ０を中心とする所定の方位幅Δθと、当該方位Ｄ０における所定の距離幅ΔＤとにより規定される領域である。

参照値算出部１０２は、図４に示すΔＤの範囲を距離方向にずらしながら、方位Ｄ０の受信信号ＥＢｃ（ｔ）について、各距離位置の参照値Ａｖ（ｔ）を算出する。また、参照値算出部１０２は、他の方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）についても、同様の処理により、各距離位置の参照値Ａｖ（ｔ）を算出する。

図３に戻り、ゲイン閾値設定部１０３は、ゲイン閾値Ｔｈをゲイン設定部１０４へ与える。ゲイン閾値Ｔｈは、基本的には予め設定された値である。ゲイン閾値Ｔｈは、たとえば、上記探知画像の階調表示における最高階調を設定する下限の受信信号レベルに基づいて設定される。具体的には、ゲイン閾値Ｔｈは、最高階調を設定する下限の受信信号レベルよりも所定値（たとえば２階調分等）だけ低いレベルに設定される。

ゲイン設定部１０４は、参照値Ａｖ（ｔ）とゲイン閾値Ｔｈとを比較する。参照値Ａｖ（ｔ）がゲイン閾値Ｔｈ以上である場合、ゲイン設定部１０４は、ゲインＧ（ｔ）を次の式にて算出する。

Ｇ（ｔ）＝Ｔｈ／Ａｖ（ｔ） …（１）

この処理により、ゲインＧ（ｔ）は“１”以下になる。

一方、参照値Ａｖ（ｔ）がゲイン閾値Ｔｈ未満の場合、ゲイン設定部１０４は、ゲインＧ（ｔ）を定数Ｃｏ（たとえば、“１”）に設定する。

こうして設定されたゲインＧ（ｔ）は、乗算器１０５へ出力される。

乗算器１０５は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）にゲインＧ（ｔ）を乗算し、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）を出力する。すなわち、乗算器１０５は、ＤＤ（ｔ）＝Ｇ（ｔ）・ＥＢｃ（ｔ）の演算処理を行い、演算結果を出力する。この乗算は、各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対して、距離位置ごとに行われる。

探知画像データ生成部１０６は、既知の方法を用いて、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）の信号レベルに応じて階調表示を行うための表示色を画素ごとに決定した探知画像データを生成し、表示器４０へ出力する。これにより、表示器４０に、ゲイン補正された受信信号ＥＢｃ（ｔ）に基づく探知画像が表示される。

ここで、ゲイン設定部１０４は、海底付近より以遠の距離範囲に対して上述のゲイン調整を行うように構成されている。すなわち、データ処理部３３は、さらに、受信信号ＥＢｃ（ｔ）に基づいて方位ごとに海底付近までの推定距離を算出する推定距離算出部１１０を備えている。そして、ゲイン設定部１０４は、推定距離算出部１１０により方位ごとに算出された推定距離以上に遠い範囲に対して当該方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に上述の処理に基づくゲインＧ（ｔ）を設定する。なお、ゲイン設定部１０４は、推定距離より近い範囲に対しては、参照値Ａｖ（ｔ）がゲイン閾値Ｔｈ未満の場合と同様、定数Ｃｏ（たとえば、“１”）に設定されたゲインＧ（ｔ）を設定する。

したがって、海底以遠の範囲に対しては、上記のようにゲイン閾値Ｔｈとの大小により設定されたゲインＧ（ｔ）が各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に乗算され、海底より近い範囲に対しては、定数Ｃｏが各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に乗算される。これにより、海底残響等のノイズの影響を抑制しつつ、海底付近より近い範囲に存在する魚群の感度が抑えられて魚群を探知できなくなることが回避され得る。

次に、推定距離算出部１１０の構成について説明する。

図３に示すように、推定距離算出部１１０は、参照距離取得部１１１と、海底閾値設定部１１２と、距離換算部１１３と、平均距離算出部１１４と、サンプル除去部１１５と、距離設定部１１６と、推定距離設定部１１７と、を備える。参照値算出部１０２で算出された参照値Ａｖ（ｔ）が、方位ごとに、参照距離取得部１１１に入力される。推定距離算出部１１０は、参照距離取得部１１１以降の各部の処理により、参照値Ａｖ（ｔ）に基づいて、方位ごとに海底付近までの距離の推定値（推定距離）を算出し、算出した推定距離をゲイン設定部１０４に出力する。

図５は、推定距離算出部１１０の各部により実行される処理を示すフローチャートである。図６（ａ）～図７（ｄ）は、図５のフローチャートにより実行される各工程の処理を概念的に示す図である。

まず、参照値算出部１０２から入力される参照値Ａｖ（ｔ）に基づき、参照距離取得部１１１により、方位ごとに、参照距離Ｒｄ０が取得される（Ｓ１１）。ここで、参照距離Ｒｄ０は、各方位において、参照値Ａｖ（ｔ）が所定の海底閾値Ｔｈ０を超える最小距離である。海底閾値Ｔｈ０は、海底のエコーレベルに基づいて、海底閾値設定部１１２により設定される。たとえば、海底閾値設定部１１２は、海底からのエコーにより取得され得る参照値Ａｖ（ｔ）の範囲の下限値に、海底閾値Ｔｈ０を設定する。したがって、参照距離Ｒｄ０は、各方位における海底までの距離に略等しい値となる。

図６（ａ）は、参照距離取得部１１１により行われる処理を概念的に示している。図６（ａ）には、受信信号ＥＢｃ（ｔ）の各方位が、破線の矢印で示されている。便宜上、図６（ａ）には、９つの方位が破線の矢印で示されているが、実際は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）が取得される方位が、さらに細かく細分化されている。たとえば、１２８個の方位からそれぞれ受信信号ＥＢｃ（ｔ）が取得される。Ｄｓは、探知範囲の中心方位である。すなわち、図１に示した扇型のビーム２の中心方向が中心方位Ｄｓである。

Ｅ０は、海底からのエコーを示し、Ｆ０は、魚群からのエコーを示している。黒丸は、各方位において、参照値Ａｖ（ｔ）が海底閾値Ｔｈ０を超える最小距離位置Ｐ０を示している。図６（ａ）には、受信信号ＥＢｃ（ｔ）が取得される全ての方位に対して黒丸（最小距離位置Ｐ０）が示されておらず、便宜上、破線で示された９方位とその間の数個の方位にについて、黒丸（最小距離位置Ｐ０）が示されている。参照距離Ｒｄ０は、船底の中心位置（送受波器１０の設置位置）から各方位の距離位置Ｐ０までの距離である。海底の手前に魚群が存在する方位では、魚群までの距離が参照距離Ｒｄ０として取得される。

次に、距離換算部１１３により、参照距離Ｒｄ０の中心方位Ｄｓの成分が、換算距離Ｒｄ１として取得される（Ｓ１２）。図６（ｂ）は、距離換算部１１３により行われる処理を概念的に示している。参照値Ａｖ（ｔ）が海底閾値Ｔｈ０を超える最小距離位置Ｐ０に対して、それぞれ、換算距離Ｒｄ１が取得される。これにより、各方位における海底までの距離が同一方向に正規化される。

そして、平均距離算出部１１４により、中心方位から時計方向および反時計方向に同じ角度範囲（±θ１）に含まれる方位の換算距離Ｒｄ１について、平均距離Ａｖ１が取得される（Ｓ１３）。図６（ｃ）は、平均距離算出部１１４により行われる処理を概念的に示している。ここで、±θ１は、たとえば、±４５°に設定される。±θ１は、これに限られるものではなく、全ての換算距離Ｒｄ１を対象に平均距離Ａｖ１が取得されてもよい。

さらに、サンプル除去部１１５により、平均距離Ａｖ１に１より小さい係数が乗算されて除外閾値Ｔｈ１が設定される（Ｓ１４）。ここで、係数は、たとえば、０．８～０．９程度に設定される。除外閾値Ｔｈ１は、海底よりも近い距離にある物体からのエコーに基づく換算距離Ｒｄ１を除外するための閾値である。図６（ｄ）は、サンプル除去部１１５により行われる除外閾値Ｔｈ１の設定処理を概念的に示している。図６（ｄ）に示すように、除外閾値Ｔｈ１は、平均距離Ａｖ１よりもやや小さく設定される。これにより、海底からのエコーに基づく換算距離Ｒｄ１は、大半が除外閾値Ｔｈ１以上となり、海底より手前の魚群からのエコーに基づく換算距離Ｒｄ１は、除外閾値Ｔｈ１より小さくなる。

その後、サンプル除去部１１５は、換算距離Ｒｄ１が除外閾値Ｔｈ１よりも小さい距離位置Ｐ０を、海底までの推定距離を取得するためのサンプルから除外する（Ｓ１５）。図７（ａ）は、ステップＳ１５におけるサンプル除去部１１５の処理を概念的に示している。ここでは、魚群のエコーＦ０から取得された換算距離Ｒｄ１が除外閾値Ｔｈ１より小さいため、魚群のエコーＦ０に基づく距離位置Ｐ０およびその換算距離Ｒｄ１が、海底までの推定距離を取得するためのサンプルから除外される。

そして、除外されずに残ったサンプルの換算距離Ｒｄ１を用いて、距離設定部１１６により、各方位の換算距離Ｒｄ２が再設定される（Ｓ１６）。図７（ｂ）は、ステップＳ１６における距離設定部１１６の処理を概念的に示している。ここでは、方位Ｄ１、Ｄ２に対する換算距離Ｒｄ２の再設定処理が示されている。具体的には、距離設定部１１６は、方位Ｄ１、Ｄ２を中心に所定の角度範囲θ２を設定し、この角度範囲θ２に含まれる全ての距離位置Ｐ０の換算距離Ｒｄ１を参照する。そして、距離設定部１１６は、参照した換算距離Ｒｄ１のうち最小の換算距離Ｒｄ１を、方位Ｄ１、Ｄ２の換算距離Ｒｄ２に再設定する。距離設定部１１６は、その他の方位に対しても同様の処理により、換算距離Ｒｄ２を再設定する。これにより、魚群を横切る方位に対しても、海底までの換算距離Ｒｄ２が再設定される。

こうして各方位に再設定された換算距離Ｒｄ２に基づいて、推定距離設定部１１７により、海底付近までの推定距離Ｄｅ１が方位ごとに取得される。まず、推定距離設定部１１７は、各方位の換算距離Ｒｄ２を、自船位置からの距離Ｒｄ３に変換する（Ｓ１７）。図７（ｃ）は、ステップＳ１７の処理を概念的に示している。ここでは、方位Ｄ１、Ｄ２に対する距離Ｒｄ３の変換処理が示されている。先のステップＳ１６において、角度範囲θ２に含まれる距離位置Ｐ０１、Ｐ０２の換算距離Ｒｄ１が、方位Ｄ１、Ｄ２の換算距離Ｒｄ２に設定されている。推定距離設定部１１７は、こうして設定された換算距離Ｒｄ２を方位Ｄ１、Ｄ２における自船位置からの距離Ｒｄ３に変換する。推定距離設定部１１７は、その他の方位に対しても同様の処理により、距離Ｒｄ３を再設定する。

次に、推定距離設定部１１７は、各方位の距離Ｒｄ３に１より小さい係数を乗算して推定距離Ｄｅ１を設定する（Ｓ１８）。ここで、係数は、たとえば、０．８～０．９程度に設定される。図７（ｄ）は、ステップＳ１８における推定距離設定部１１７の処理を概念的に示している。図７（ｄ）に示すように、推定距離Ｄｅ１は、距離Ｒｄ３よりもやや小さくなる。推定距離設定部１１７は、その他の方位に対しても同様の処理により、推定距離Ｄｅ１を設定する。

推定距離設定部１１７は、こうして設定した推定距離Ｄｅ１を方位ごとに一時記憶する（Ｓ１９）。推定距離設定部１１７は、記憶した推定距離Ｄｅ１を、次回の受信信号ＥＢ（ｔ）の処理タイミングにおいて、ゲイン設定部１０４に供給する。ゲイン設定部１０４は、供給された各方位の推定距離Ｄｅ１に基づいて、各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に適用すべきゲインＧ（ｔ）を設定する。

図８は、ゲインＧ（ｔ）の設定処理を示すフローチャートである。図８の処理は、方位ごとに行われる。

ゲイン設定部１０４は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）の距離範囲ごとに（Ｓ２１）、受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対するゲインＧ（ｔ）の適用を切り替える（Ｓ２２、Ｓ２３）。すなわち、ゲイン設定部１０４は、推定距離設定部１１７から供給される当該方位の推定距離Ｄｅ１以上の距離範囲に対しては（Ｓ２１：ＹＥＳ）、上述のように、参照値Ａｖ（ｔ）とゲイン閾値Ｔｈとの比較結果に基づいてゲインＧ（ｔ）を設定し（Ｓ２２）、推定距離Ｄｅ１未満の距離範囲に対しては、ゲインＧ（ｔ）を定数Ｃｏ（たとえば、“１”）に設定する（Ｓ２３）。

こうして設定されたゲインＧ（ｔ）が、乗算器１０５により、受信信号ＥＢｃ（ｔ）に乗算されて、探知画像用信号ＤＤ（ｔ）が生成される（Ｓ２４）。生成された探知画像用信号ＤＤ（ｔ）は、随時、探知画像データ生成部１０６に出力される。ゲイン設定部１０４は、各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対して、ステップＳ２１～Ｓ２４の処理を実行し、各方位の画像用信号ＤＤ（ｔ）を、探知画像データ生成部１０６に出力する。

図８の処理により、全ての方位の探知画像用信号ＤＤ（ｔ）が探知画像データ生成部１０６に出力されると、探知画像データ生成部１０６によって、方位と距離に対する受信信号ＥＢ（ｔ）の信号レベルの分布を階調表示する探知画像のデータが生成される。生成された探知画像データは、随時、表示器４０に送信される。これにより、表示器４０に探知画像が表示される。

図９（ａ）は、上記処理によりゲイン調整がなされた場合の探知画像を模式的に示す図である。図９（ｂ）は、ゲイン調整がなされなかった場合の探知画像を模式的に示す図である。

図９（ｂ）に示すように、ゲイン調整がなされなかった場合、海底付近に海底残響等のノイズが生じていると、このノイズの影響により、海底Ｂ１０の領域の階調は、全領域が最高階調の表示色（たとえば赤色）で一様に塗り潰される。この場合、海底Ｂ１０に沈船ＳＳ１０が存在したとしても、沈船ＳＳ１０の表示色も最高階調となるため、使用者は、探知画像により、海底Ｂ１０に存在する沈船ＳＳ１０を確認することができない。

これに対し、上記処理によりゲイン調整がなされた場合は、海底以遠の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対して信号レベルを抑制するゲインが適用されるため、図９（ａ）に示すように、海底Ｂ１０と沈船ＳＳ１０の領域の階調が低減される。これにより、探知画像には、海底Ｂ１０と沈船ＳＳ１０との間のエコーレベルの差異に応じて、海底Ｂ１０と沈船ＳＳ１０の各領域に階調色が割り当てられる。このため、使用者は、探知画像を参照することにより、海底Ｂ１０と沈船ＳＳ１０とを明確に区別して視認でき、海底Ｂ１０上の沈船ＳＳ１０の存在を確認することができる。

なお、上記処理では、海底付近よりも近い距離範囲の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対し、ゲインＧ（ｔ）が“１”に設定され、この距離範囲には、ゲイン調整が行われないため、海底前方の魚群Ｆ１０の表示色は、魚群Ｆ１０のエコーに基づく本来の階調に維持される。したがって、使用者は、海底Ｂ１０の状況とともに、その前方の魚群の状況も、明確に把握することができる。

＜実施形態１の効果＞
実施形態１によれば、以下の効果が奏され得る。

受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対して、方位ごとに、ゲインＧ（ｔ）が調整されるため、方位ごとに海底までの距離が異なる場合であっても、海底以遠の各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対して適切にゲインＧ（ｔ）を適用できる。よって、海底付近の探知画像をエコーレベルに応じてより適正に表示させることができる。

図５および図６（ａ）～図７（ｄ）に示したように、推定距離算出部１１０は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）に基づく参照値Ａｖ（ｔ）が海底のエコーレベルに基づいて設定された海底閾値Ｔｈ０を超える最小距離を参照距離Ｒｄ０として方位ごとに取得し、取得した参照距離Ｒｄ０に基づいて、方位ごとに、推定距離Ｄｅ１を取得する。これにより、海底付近までの推定距離Ｄｅ１を適切に取得できる。

推定距離算出部１１０は、図４に示した領域Ｒ０ごとに算出された受信信号ＥＢｃ（ｔ）の平均値を参照値Ａｖ（ｔ）として用いて、参照距離Ｒｄ０を取得する。このように、所定の広さの領域Ｒ０に含まれる受信信号ＥＢｃ（ｔ）の平均値を参照値Ａｖ（ｔ）として用いることにより、各距離位置における突発的なノイズの影響を抑制できる。よって、参照距離Ｒｄ０をより安定的に取得でき、結果、各方位の推定距離Ｄｅ１をより正確に取得できる。

図１に示したように、本実施形態では、所定の俯角で扇形状に広がるビーム２により超音波が送波される。そして、推定距離算出部１１０は、図５および図６（ａ）～図７（ｄ）に示したように、扇形の中心方向（中心方位Ｄｓ）における参照距離Ｒｄ０の成分を換算距離Ｒｄ１として取得し、各方位の換算距離Ｒｄ１に基づいて海底よりも近い距離にある物体からのエコーに基づく換算距離Ｒｄ１を除外するための除外閾値Ｔｈ１を設定し、除外閾値Ｔｈ１よりも大きい換算距離Ｒｄ１に基づいて各方位の推定距離Ｄｅ１を取得する。ここで、推定距離算出部１１０は、除外閾値Ｔｈ１よりも小さい換算距離Ｒｄ１に対応する方位の推定距離Ｄｅ１を、除外閾値Ｔｈ１以上の換算距離Ｒｄ１に基づいて設定する。これにより、所定の方位に魚群等が存在しても、当該方位の推定距離Ｄｅ１を、除外閾値Ｔｈ１以上の換算距離Ｒｄ１により取得できる。よって、全方位において、海底付近までの推定距離Ｄｅ１を取得することができる。

ゲイン設定部１０４は、図４に示した領域Ｒ０ごとに算出された受信信号ＥＢｃ（ｔ）の参照値Ａｖ（ｔ）と、予め設定されたゲイン閾値Ｔｈとの比較結果に基づいて、受信信号ＥＢｃ（ｔ）に適用されるゲインＧ（ｔ）を設定する。このように、所定の広さの領域Ｒ０に含まれる受信信号ＥＢｃ（ｔ）の参照値Ａｖ（ｔ）を、各距離位置の受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルの指標として用いることにより、各距離位置における突発的なノイズの影響を抑制できる。よって、各距離位置における受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルをより安定的に検出でき、各距離位置に適正なゲインＧ（ｔ）を設定できる。

ゲイン設定部１０４は、参照値Ａｖ（ｔ）がゲイン閾値Ｔｈ以上である場合は、ゲイン閾値Ｔｈを参照値Ａｖ（ｔ）で除算した値に基づいてゲインＧ（ｔ）を設定し、参照値Ａｖ（ｔ）がゲイン閾値Ｔｈ未満である場合は、ゲインＧ（ｔ）を“１”に設定する。これにより、海底残響等のノイズの影響により参照値Ａｖ（ｔ）が高い場合は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルが抑制され、ノイズがなく参照値Ａｖ（ｔ）が低い場合は、受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベル調整は行われず、そのままのレベルに維持される。このように、受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対するノイズの影響を加味して受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルを調整することにより、探知画像において、海底や沈船、魚群等の領域を、エコーレベルに応じた適切な階調で表示させることができる。

ここで、ゲイン閾値は、階調表示の最高階調を設定する下限のレベルよりも低い値に設定される。これにより、所定の距離位置において受信信号ＥＢｃ（ｔ）がノイズの影響を受けている場合に、当該距離位置の受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルを抑制可能なゲインＧ（ｔ）が設定されやすくなる。よって、エコーレベルに応じた適切な階調で探知画像を表示させることができる。

図８に示すように、ゲイン設定部１０４は、海底付近までの推定距離Ｄｅ１以上の距離範囲に対しては、参照値Ａｖ（ｔ）とゲイン閾値Ｔｈとの比較結果に基づいてゲインＧ（ｔ）を設定し（Ｓ２２）、推定距離Ｄｅ１未満の距離範囲に対しては、ゲインＧ（ｔ）を“１”に設定する（Ｓ２３）。これにより、海底以遠の距離範囲については海底残響等のノイズの影響が抑制された探知画像を表示でき、海底より近い距離範囲については、エコーレベルに応じた階調で、探知画像を表示できる。よって、使用者は、海底の状況を適切に把握でき、また、海底より近い位置に存在する魚群を適切に把握できる。

図３に示したように、推定距離算出部１１０、ゲイン設定部１０４および探知画像データ生成部１０６は、ＴＶＧ処理部１０１による増幅処理後の受信信号ＥＢｃ（ｔ）を用いてそれぞれの処理を行う。ここで、ＴＶＧ処理部１０１は、受信信号ＥＢ（ｔ）に対し、超音波の距離減衰を補正する処理を行うことにより、受信信号ＥＢｃ（ｔ）を生成する。これにより、各部の処理において距離減衰による誤差を抑制でき、各部の処理を適切に行うことができる。また、このようにＴＶＧ処理が行われると、海底残響等のノイズによって、海底付近より以遠の距離範囲における受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルが高くなり易い。これに対し、本実施形態では、上記のように、海底付近より以遠の距離範囲において、受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルが抑制される。このため、海底付近の探知画像を、エコーレベルに応じた階調で適切に表示させることができる。

＜実施形態２＞
図１に示したように、上記実施形態１では、所定の俯角で扇形状に広がるビーム２により超音波が送波された。これに対し、実施形態２では、所定の俯角で傘状に広がるビームにより超音波が送波される。

すなわち、図１０に示すように、実施形態２では、船体１の船底に送受波器１１が設置され、送受波器１１から所定の俯角で傘状に水中に超音波が送波される。送波された超音波のエコーを、送受波器１１で受信することにより、水中の探知画像が生成される。実施形態２では、傘状に広がる形状のビーム２により、超音波が海底３に向かって送波される。

上記実施形態１と同様、送受波器１１は、円筒形の外形形状からなる筐体を備える。図１０に示したように、送受波器１１は、水中探知装置５が装備された船体１の船底の略中央位置に設置される。送受波器１１は、円筒の延びる方向が鉛直方向に沿い、円周面に直交する方向が水平方向に沿うように設置される。筐体の外形形状は、円筒形以外の他の形状であってもよい。

円筒形の筐体の円周面には、複数の超音波振動子が所定パターンで配列されている。本実施形態では、超音波振動子の配置パターンが、上記実施形態１と異なっている。具体的には、複数の超音波振動子は、円筒の延びる方向を第１軸方向とし、円周方向を第２軸方向として、２次元状に配置されている。超音波振動子は、送信制御信号に基づいて水中へ超音波パルスを送波する。超音波振動子は、送波された超音波パルスが魚群等の対象物で反射された反射波（エコー）を受波して、電気信号に変換する。これにより、受波信号が生成される。

水中探知装置５の構成は、送受波器１１の構成を除いて、図２の構成と略同様である。受信ビーム形成部３２は、各超音波振動子から入力される受波信号のゲインを調整して位相合成することにより、所定の方位方向で且つ所定の俯角方向に最大感度を有するビーム化された受信信号（受信ビーム信号）ＥＢ（ｔ）を生成する。この際、受信ビーム形成部３２は、自船を中心とする全周方向に対して所定の方位角ピッチで配列された複数の受信信号ＥＢ（ｔ）を形成する。これら複数の受信信号ＥＢ（ｔ）の俯角は同じに設定されている。各受信信号ＥＢ（ｔ）は、時間軸上でレベルが変化する信号であり、この時間軸上の位置が、自船からの距離位置に相当する。

図１１は、実施形態２に係るデータ処理部３３の構成を示すブロック図である。

実施形態２では、推定距離算出部１１０により、所定の俯角の全周において、方位ごとに、海底までの推定距離Ｄｅ１が取得される。推定距離Ｄｅ１の取得方法は、上記実施形態１と略同様である。ただし、実施形態２では、上記のように傘状の形状でビーム２が所定の俯角で送波されるため、各方位において取得される参照距離Ｒｄ０の方向は自船位置を中心とした方向に揃っている。このため、実施形態２では、参照距離Ｒｄ０を中心方位の成分に変換する必要がない。したがって、実施形態２では、図３の距離換算部１１３が省略されている。

図１１のその他のブロックにおける処理は、図３の対応するブロックの処理と同様である。上記実施形態１では、扇型の半周に亘って受信信号ＥＢｃ（ｔ）の方位が設定されていたが、実施形態２では、傘型の全周に亘って受信信号ＥＢｃ（ｔ）の方位が設定される。全周の各方位に対して、参照値算出部１０２により、参照値Ａｖ（ｔ）が算出される。参照値Ａｖ（ｔ）の算出方法は、上記実施形態１と同様である。

推定距離算出部１１０は、全周の方位ごとに、参照値Ａｖ（ｔ）が海底閾値Ｔｈ０を超える最小距離である参照距離Ｒｄ０を取得し、取得した参照距離Ｒｄ０に基づいて平均距離Ａｖ１を取得し、取得したＡＶ１をもとに除外閾値Ｔｈ１を設定する。そして、推定距離算出部１１０は、除外閾値Ｔｈ１よりも大きい参照距離Ｒｄ０に基づいて、各方位の距離Ｒｄ３を取得し、取得した距離Ｒｄ３に１より小さい係数を乗算して、各方位の推定距離Ｄｅ１を設定する。これらの処理は、推定距離算出部１１０を構成する参照距離取得部１１１、海底閾値設定部１１２、平均距離算出部１１４、サンプル除去部１１５、距離設定部１１６および推定距離設定部１１７により、上記実施形態と同様に行われる。

こうして、所定の俯角において方位ごとに取得された推定距離Ｄｅ１に基づいて、ゲイン設定部１０４により、各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に適用されるゲインＧ（ｔ）が設定される。ゲインＧ（ｔ）の設定処理は、上記実施形態１で示した図８のフローチャートと同様である。設定されたゲインＧ（ｔ）と受信信号ＥＢｃ（ｔ）とが乗算器１０５で乗算されて、各方位の探知画像用信号ＤＤ（ｔ）が生成され、生成された探知画像用信号ＤＤ（ｔ）が探知画像データ生成部１０６に出力される。これにより、表示器４０に探知画像が表示される。

実施形態２によれば、受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対して、方位ごとに、ゲインＧ（ｔ）が調整されるため、海底の傾斜、岩礁や沈船等の存在により方位ごとに海底までの距離が異なる場合であっても、海底以遠の各方位の受信信号ＥＢｃ（ｔ）に対して適切にゲインＧ（ｔ）を適用できる。よって、海底付近の探知画像をエコーレベルに応じて適正に表示させることができる。

＜変更例＞
上記実施形態１では、図７（ｂ）、図７（ｃ）を参照して説明したように、除外閾値Ｔｈ１以上の換算距離Ｒｄ１を用いて各方位の換算距離Ｒｄ２が再設定されたが、換算距離Ｒｄ１が除外閾値Ｔｈ１以上である方位については、換算距離Ｒｄ２を再設定することなく、換算距離Ｒｄ１に基づいて、当該方位に沿った距離Ｒｄ３を取得してもよい。この場合、換算距離Ｒｄ１が除外閾値Ｔｈ１未満である方位については、たとえば、当該方位に近い他の方位の換算距離Ｒｄ１（除外閾値Ｔｈ１以上のもの）から当該方位の換算距離を補間し、補間した換算距離に基づいて、当該方位に沿った距離Ｒｄ３を取得すればよい。この場合、他の方位の換算距離Ｒｄ１のうち、最も当該方位に近い方位の換算距離Ｒｄ１を当該方位の換算距離として補間してもよく、あるいは、当該方位を挟む２つの他の方位の換算距離Ｒｄ１の平均値や線形補間値を、当該方位の換算距離として補間してもよい。補間の方法は、適宜変更可能である。上記実施形態２についても、同様の変更が可能である。

また、上記実施形態１、２では、図４に示した方法により取得した参照値Ａｖ（ｔ）を用いて、ゲインＧ（ｔ）の設定処理と推定距離Ｄｅ１の取得処理が行われたが、他の方法で取得された参照値が、これらの取得に用いられてもよい。たとえば、各距離位置に対して、図４の距離幅ΔＤを設定することなく、方位幅Δθのみを設定して、参照値Ａｖ（ｔ）を取得する範囲を規定し、方位幅Δθに含まれる各方位の同一距離位置の受信信号ＥＢｃ（ｔ）から参照値Ａｖ（ｔ）が算出されてもよい。

また、必ずしも、ゲインＧ（ｔ）の設定処理と推定距離Ｄｅ１の取得処理に用いられる参照値Ａｖ（ｔ）が平均値でなくてもよく、たとえば、各距離位置の受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベル値が参照値Ａｖ（ｔ）として用いられてもよい。ただし、各距離位置における突発的なノイズの影響を抑制するためには、ある程度の広がりのある範囲から抽出された受信信号ＥＢｃ（ｔ）を用いて、参照値Ａｖ（ｔ）を設定することが好ましい。ここで、参照値Ａｖ（ｔ）は、必ずしも平均値ではなくてもよく、たとえば、参照値Ａｖ（ｔ）を取得する方位と、残りの方位との間で受信信号ＥＢｃ（ｔ）に所定の重み付けを設定し、重み付けが適用された受信信号ＥＢｃ（ｔ）を用いて、参照値Ａｖ（ｔ）が取得されてもよい。

また、上記実施形態１、２では、参照値Ａｖ（ｔ）がゲイン閾値Ｔｈ以上である場合、ゲイン閾値Ｔｈを参照値Ａｖ（ｔ）で除算した値がゲインＧ（ｔ）に設定されたが、ゲインＧ（ｔ）の設定方法はこれに限られるものではない。たとえば、参照値Ａｖ（ｔ）とゲイン閾値Ｔｈの差分に応じて受信信号ＥＢｃ（ｔ）を低減させるようにゲインＧ（ｔ）が設定されてもよく、あるいは、参照値Ａｖ（ｔ）がゲイン閾値Ｔｈ以上である場合に、受信信号ＥＢｃ（ｔ）を低減させるための固定値が、参照値Ａｖ（ｔ）とゲイン閾値Ｔｈ（ｔ）の大小関係に拘わらず、ゲインＧ（ｔ）に設定されてもよい。ただし、上記実施形態１、２のように、ゲイン閾値Ｔｈを参照値Ａｖ（ｔ）で除算した値をゲインＧ（ｔ）に設定すると、受信信号ＥＢｃ（ｔ）のレベルに応じて円滑に、受信信号ＥＢｃ（ｔ）を低減させることができる。

また、上記実施形態１では、図５のステップＳ１４において、平均距離Ａｖ１に１より小さい係数が乗算されて除外閾値Ｔｈ１が設定されたが、ここで乗算される係数は、上記実施形態１において例示した係数に限られるものではない。また、係数を乗算する方法に代えて、平均距離Ａｖ１から所定の固定値を減算することにより、除外閾値Ｔｈ１が設定されてもよい。除外閾値Ｔｈ１は、海底付近よりも近い位置に存在する魚群からのエコーに基づく換算距離Ｒｄ１を、海底までの推定距離Ｄｅ１の設定対象から除外できる限りにおいて、適宜変更可能である。この点は、上記実施形態２においても同様である。

また、上記実施形態１では、図５のステップＳ１８において、各方位の距離Ｒｄ３に１より小さい係数を乗算して推定距離Ｄｅ１が設定されたが、ここで乗算される係数は、上記実施形態１において例示した係数に限られるものではない。また、係数を乗算する方法に代えて、距離Ｒｄ３から所定の固定値を減算することにより、推定距離Ｄｅ１が設定されてもよい。推定距離Ｄｅ１の設定方法は、推定距離Ｄｅ１より以遠に海底残響等のノイズが生じ得る範囲を含み得る限りにおいて、適宜変更可能である。この点は、上記実施形態２においても同様である。

この他、探知画像の表示方法は、上記実施形態１、２に示された方法に限られるものではない。また、ＴＶＧ処理が適用されない受信信号ＥＢ（ｔ）に対して、上記実施形態１、２の処理が行われてもよい。本発明は、シングルビームを機械的に回転させる方式の水中探知装置にも適用され得る。

本発明の実施形態は、特許請求の範囲に記載の範囲で適宜種々の変更可能である。

２ ビーム
５ 水中探知装置
３２ 受信ビーム形成部
１０１ ＴＶＧ処理部
１０２ 参照値算出部
１０３ ゲイン閾値設定部
１０４ ゲイン設定部
１０６ 探知画像データ生成部
１１０ 推定距離算出部
Ｄｅ１ 推定距離
Ｒｄ０ 参照距離
Ｒｄ１ 換算距離
Ｔｈ１ 除外閾値

Claims (15)

1. 送受波器で方位ごとに受信された受信信号に基づく参照値を算出する参照値算出部と、
   前記参照値が予め設定された海底閾値を超える最小距離を参照距離として前記方位ごとに取得し、前記参照距離に基づいて前記方位ごとに海底付近までの推定距離を算出する推定距離算出部と、
   前記推定距離以遠から受信された前記受信信号に対して信号レベルを調整するためのゲインを設定するゲイン設定部と、
   前記ゲインが乗算された前記受信信号に基づいて前記受信信号のレベルに対応した探知画像データを生成する探知画像データ生成部と、を備える、
   ことを特徴とする水中探知装置。
2. 請求項１に記載の水中探知装置において、
   前記参照値算出部は、前記推定距離を取得する方位を中心とする所定の方位幅と、当該方位における所定の距離幅とにより抽出される前記受信信号の平均値を参照値として算出する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
3. 請求項１または２に記載の水中探知装置において、
   所定の俯角で扇形状に広がるビームにより前記送受波器から超音波が送波され、
   前記推定距離算出部は、
   前記扇形の中心方向における前記参照距離の成分を換算距離として取得し、
   前記各方位の前記換算距離に基づいて除外閾値を設定し、
   前記除外閾値よりも大きい前記換算距離に基づいて前記各方位の推定距離を取得する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
4. 請求項３に記載の水中探知装置において、
   前記推定距離算出部は、前記除外閾値よりも小さい前記換算距離に対応する方位の前記推定距離を、前記除外閾値よりも大きい前記換算距離に基づいて設定する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
5. 請求項１または２に記載の水中探知装置において、
   所定の俯角で傘状に広がるビームにより前記送受波器から超音波が送波され、
   前記推定距離算出部は、
   前記各方位の前記参照距離に基づいて除外閾値を設定し、
   前記除外閾値よりも大きい前記参照距離に基づいて前記各方位の推定距離を取得する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
6. 請求項５に記載の水中探知装置において、
   前記推定距離算出部は、前記除外閾値よりも小さい前記参照距離に対応する方位の前記推定距離を、前記除外閾値よりも大きい前記参照距離に基づいて設定する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
7. 請求項１ないし６の何れか一項に記載の水中探知装置において、
   前記ゲイン設定部は、前記方位ごとに、当該方位を中心とする所定の方位幅と当該方位における所定の距離幅とにより抽出される前記受信信号の平均値と、予め設定されたゲイン閾値との比較結果に基づいて、前記受信信号に乗算される前記ゲインを設定する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
8. 請求項７に記載の水中探知装置において、
   前記ゲイン設定部は、前記平均値が前記ゲイン閾値以上である場合、前記ゲイン閾値を前記平均値で除算した値に基づいて前記ゲインを設定する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
9. 請求項７または８に記載の水中探知装置において、
   前記ゲイン設定部は、前記平均値が前記ゲイン閾値未満であれば、前記ゲインを１に設定する、
   ことを特徴とする水中探知装置。
10. 請求項７ないし９の何れか一項に記載の水中探知装置において、
    前記探知画像は、前記受信信号のレベルを階調表示し、
    前記ゲイン閾値は、前記階調表示の最高階調を設定する下限のレベルよりも低い値に設定される、
    ことを特徴とする水中探知装置。
11. 請求項１ないし１０の何れか一項に記載の水中探知装置において、
    前記ゲイン設定部は、前記推定距離未満の範囲の前記受信信号に対して乗算されるゲインを１に設定する、
    ことを特徴とする水中探知装置。
12. 請求項１ないし１１の何れか一項に記載の水中探知装置において、
    前記受信信号に対して、距離に応じて増幅率を変化させる増幅処理を行うＴＶＧ処理部を備え、
    前記推定距離算出部、前記ゲイン設定部および前記探知画像データ生成部は、前記ＴＶＧ処理部による増幅処理後の受信信号を用いる、
    ことを特徴とする水中探知装置。
13. 請求項１ないし１２の何れか一項に記載の水中探知装置において、
    前記受信信号は、前記送受波器に備えられた複数の超音波振動子による受波信号を位相合成することにより所定方位に主たる感度が設定された信号からなる、
    ことを特徴とする水中探知装置。
14. 送受波器で方位ごとに受信された受信信号に基づく参照値を算出し、
    前記参照値が予め設定された海底閾値を超える最小距離を参照距離として前記方位ごとに取得し、
    前記参照距離に基づいて前記方位ごとに海底付近までの推定距離を算出し、
    前記推定距離以遠から受信された前記受信信号に対して信号レベルを調整するためのゲインを設定し、
    前記ゲインを乗算した前記受信信号に基づいて前記受信信号のレベルに対応した探知画像データを生成する、
    ことを特徴とする水中探知方法。
15. 水中探知装置の処理部に、
    送受波器で方位ごとに受信された受信信号に基づく参照値を算出する機能と、
    前記参照値が予め設定された海底閾値を超える最小距離を参照距離として前記方位ごとに取得する機能と、
    前記参照距離に基づいて前記方位ごとに海底付近までの推定距離を算出する機能と、
    前記推定距離以遠から受信された前記受信信号に対して信号レベルを調整するためのゲインを設定する機能と、
    前記ゲインが乗算された前記受信信号に基づいて前記受信信号のレベルに対応した探知画像データを生成する機能と、を実行させるプログラム。

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