JPH02297088A - 水中物体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水中物体撮像装置に関する。

［従来の技術］ 水中物体の撮像方法としては、従来、例えば固定された
送信器により送信波信号を送波したのち、撮像物体から
の反射波信号を固定された受信器にて受信して撮像物体
の像の再生処理を行うものが知られている。しかしなが
ら、この方式では、送・受信器の開口長の制約により再
生像の分解能に制約が生じる。開口長を大きくすれば像
の質は良くなるが、実際には開口長にハード上の長さの
制限があり良い像は得られにくい。なお、開口とは受信
素子の配列格子の面積を意味し、開口長とはその代表長
を意味する。

そこで、第９図に示す如く、送・受信器２２゜２３を１
つの航走体２１に乗せて航走体２１の運動を利用して水
中物体２４からの反射波を受信し像再生処理を行なうも
のも知られているが、この方式では前記のものより像の
質が良くなるが未だ不十分である。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の如く、従来は、送・受信器の開口長の制約により
、再生像の分解能に制約があり、良質の像が再生できな
いという問題点があった。

本発明の課題は、上記従来の問題点を解消し、ハードウ
ェア上の制約をうける送・受信器を用いる場合でも、分
解能の極めて高い良質な像を得ることができる水中物体
撮像装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明による水中物体撮像装置は、送信器にて送信波を
送り、水中物体からの反射波を受信器にて受信して水中
物体の像再生を行なう水中物体撮像装置において、前記
送信器を有する航走体と前記受信器を有する航走体とを
互いに分離し、前記２つの航走体の運動を利用して前記
反射波を逐時受信し、各時点で得られる前記反射波を合
成処理して前記水中物体を撮像するようにしてなること
を特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、ハード上の制約（例えば送・受信器の
開口長の制約など）を受ける送・受信器において、航走
体の送信器より送信波を送り、水中物体からの反射波を
航走体の受信器にて受信し、水中物体の像再生処理を行
なうこと、即ち、送信器を有する航走体を受信器を有す
る航走体がら分離して、上記２つの航走体の運動を利用
し、反射波を逐次受信し、各時点の反射波を合成処理ｌ
〜で、等測的に長い開口長で像を撮像したものと同様な
効果が得られるようにして、分解能の高い良質な像を得
ることができる。

［実施例］ 本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図で、１は航走
体、２は送信器、３は受信器、５は航走体を示す。

第１図において、送信器２を有する航走体５を、受信器
３を有する航走体１から分離して、一定の走行方式に従
って航走させる方式をとる。走行方式としてはいろいろ
なパターンが考えられる。

第２図は本発明の一実施例における走行方式の例であり
、第２図（Ａ）は航走体５と航走体１とを平行（航走面
が平行）に航走させる方法である。

この応用例として第２図（Ｂ）に示すように航走体５が
航走面上をジグザグに動くパターンも考えられる。

第３図は本発明の一実施例における走行方式の他の例と
しである一定の同一軌道上（円軌道、だ円軌道）を旋回
させる方式である。

第２図、第３図で図示されているように、本発明におい
ては、航走体５の送信器２より送信波を送り、航走体１
と航走体５との間に存在する物体４からの反射波を航走
体１の受信器３にて受信して像再生処理を行うようにな
されている。

第４図は、本発明の一実施例における像再生処理の一方
法を説明するための図であり、航走体５の送信器２から
送信波を発射して物体４に照射し、その反射波を航走体
１の受信器３にて受信する。

次に、この受信信号からのホログラムを計算器のメモリ
上につくる。作られたホログラムはファーストフーリエ
変換等を利用した像再生アルゴリズムによって結像され
物体の像（再生像）を得る。

像再生アルゴリズムとしては本発明ではホログラム作成
→ホログラムの結像という処理を行った。

以下詳細について説明する。

第５図において、撮像物体の目標面（ｘ、ｙ）の音場分
布をＴ　（ｘ、ｙ）とすれば、ホログラムＨ（ξζ）は に−２π／λ （ξζ）：受波面（受音器を有する面）の座標λ：音波
の波長、ｊ：虚数記号 Ｚｏ　：目標面と受波面との距離 「：音波の伝搬路長 撮像物体と受音器との距離によって上記（１）式中のｒ
は、 ■近距離音波として近似する方法 と ■遠距離音波として近似する方法 ｒ＜　ｒ、ならば近距離音場、ｒ＞ｒ、ならば遠距離音
場である。（近似した方が像再生に要する演算時間が１
割程度短縮できる）。

（１）式において近距離音場の場合にホログラムＨ（ξ
ζ）を作る変換（Ｔ　（ｘ、ｙ）→Ｈ（ξζ））として
フレネル変換を用い、遠距離音場の場合にホログラムＨ
（ξζ）を作る変換としてフーリエ変換（別名フラウン
ホーファ変換）を用いる。本処理では各時点で得られた
ホログラムＨｉを合成して合成ホログラムを作る。

Ｈｔ　−Σ　Ｈｉ ・・・（４） 近距離音場の場合は逆フレネル変換 ・・・（５） 遠距離音場の場合は逆フーリエ変換 ・・・（６） により再生像Ｔ−（ｘ−、ｙ−）を得る。

（ｘ、ｙ−）：像再生座標系 第６図は前記の実施例による像再生の効果を示す図であ
る。第６図（Ａ）は従来の方式により水中物体を撮像し
た場合、第６図（Ｂ）は本発明による撮像方式により従
来方式と同一の送受信器を用いて水中物体を撮像した場
合の像再生の効果である。

第６図（Ｃ）は撮像状態を示す。物体は受信器より５０
０ｍの位置にあり、完全に像が再生されれば第６図中の
ａ、ｂ、ｃ、ｄを結んだ線として再生像が得られる。第
６図より、従来方式では良い像が得られにくい場合でも
、本発明による撮像方式では質の良い再生像が得られる
のがわかる。

なお、第６図におけるｃ、ｄは像再生面における目標物
の位置をわかりやすく説明するために参考のため設けら
れたものである。

撮像図から撮像物体の端の点（ｃ、ｄ）を特定するひと
つの手法としては、強度工　（グラフの縦軸）の域値設
定■いを設けて、Ｉ＞ＩＡとなる点が求まればその点の
位置座標をｃ、ｄと判断する。

第６図と第７図に示すように、従来の撮像法ではＩＡを
大きくしないと、点が多く出てしまい、ｃ、ｄの特定は
難しい。また高い■い値にするとｃ、ｄの距離が狭くな
り、正確な像の把握が難しい。本発明による撮像装置に
よれば物体の再制度が良くなるため、Ｃ，ｄの正確な特
定を行なうことができる。

第８図は前記他の実施例による像再生の効果を示す図で
ある。本方式では一定の円軌道を送信器２を有する航走
体５と受信器３を有する航走体１が旋回する方式であり
、この場合、水中物体の３次元再生像を得ることができ
る。

上記実施例の他の航走体１を静止させて航走体５のみを
航走させる方式もしくは逆に航走体５を静止させて航走
体１のみ航走させる方式も考えられる。２つの航走体の
走行方式にはいろいろな方法が考えられるので、その時
々の状態、目的に合わせて水中物体の像を得ることがで
きる。また、例えば、受信器を有する航走体を定位置保
持させる必要がある場合は、送信器を有する航走体の運
動を利用して受信器側の航走体のまわりの情報を得るこ
とができ、送信器を有する航走体を海中に静止させて受
信器側の運動を利用することによっても、質の高い像を
得ることができる。

［発明の効果］ 本発明による水中物体撮像装置によれば、送信器を有す
る航走を、受信器を存する航走体から分離して、上記２
つの航走体を一定走行パターンに基づいた航走Ｉをさせ
ることにより、分解能の高い質の良い水中物体像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図およ
び第３図は、それぞれ本発明の一実施例における走行方
式の６例を示す図、第４図は本発明の一実施例における
像再生処理を説明するための図、第５図は本発明におけ
る像再生アルゴリズムを説明するための図、第６図およ
び第７図はそれぞれ本発明の一実施例における像再生の
効果を説明するための図、第８図は本発明の他の実施例
における像再生の効果を説明するための図、第９図は従
来例を示す図である。 ・・・航走体、 ２・・・送信器、 ３・・・受信器、 ４・・・水 中物体、 ５・・・航走体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信器にて送信波を送り、水中物体からの反射波を受信
   器にて受信して水中物体の像再生を行なう水中物体撮像
   装置において、前記送信器を有する航走体と前記受信器
   を有する航走体とを互いに分離し、前記２つの航走体の
   運動を利用して前記反射波を逐次受信し、各時点で得ら
   れる前記反射波を合成処理して前記水中物体を撮像する
   ようにしてなることを特徴とする水中物体撮像装置。