JPH023473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、水中探知情報を最新のものから順に
古いものへと経時的表示を行うCRT等の表示装
置を備えた水中探知表示装置において、表示面上
に現わされた海底線の傾斜を計測し、表示する機
能を備えた装置に関する。 把握の容易性から探知情報を経時表示する水中
探知表示装置が近年多く利用されているが、これ
は古い情報をも同時に観察することができるから
である。すなわち、古い情報は学術的、海中資源
探査やトロール漁業時において、魚群、海底形状
の再確認の上で極めて有用であり、この手助けと
して表示面内には海底信号等の表示と共に通常経
時情報としての分時マークが表示される。 しかしながら、船速は海流等の諸外部状況によ
り又は人為的により一定ではなく変化するもので
あるから、上記分時マークを参考にしても経時方
向の実際長を知ることは出来ず、従つて表示上か
らは海底線の傾斜を把握することは出来ない。 本発明は、上記に鑑みてなされたもので、探知
用パルスの送波周期毎の自船の移動量を検出して
水平方向の距離と深度変化分より海底線の実際の
傾斜を算出表示する装置を提供するものである。 以下、図面を用いて本発明を説明する。 第１図は表示画像の一例を示すもので、図中Ｂ
は海底線、Ｆは魚群を示す。又はL₁，L₂，L₃は
例えば5゜毎の傾斜線を示すカーソルで、後述する
如くして、表示上特定位置に描かれる。Ｓは傾斜
線を示す。尚、説明の便宜上、深度方向をＸ軸方
向と呼び、経時方向をＹ軸方向と呼ぶ。 第２図は本発明の一実施例を示す回路図で、図
中１は超音波パルスを水中に送受波する送受波器
である。上記送波は後述するＸ軸カウンタ２より
送出される復帰パルスが送信トリガとして機能す
ることにより行われる。そして、受波信号はすな
わち帰束反射波は増幅検波回路３で増幅検波され
た後、Ａ−Ｄ変換回路４及び後述するゲート４２
を経てメモリ５に記憶される。上記メモリn₀（列）
×m₀（行）の記憶番地を有する。従つて、このメ
モリ５の書込番地を形成するＸ軸カウンタ２は計
数容量がm₀、Ｙ軸カウンタ６は計数容量がn₀に
設定してある。探知レンジ切換回路７は観察を希
望する探知レンジに切換えるもので、この切換に
より分周回路８は所定の分周比でクロツクパルス
９からの比較的高速周波のクロツクパルス列を分
周する。例えば、探知レンジがＲ（ｍ）に切換え
られた場合、水中音速度を1500ｍとすると
750m₀／Ｒ（Hz）の分周パルスが送出されるよう
に探知レンジ毎の分周比が予め設定されている。
このようにして得られた750m₀／Ｒ（Hz）の分周
パルスはＸ軸カウンタ２に送入される。Ｘ軸カウ
ンタ２は上記分周パルスを０乃至m₀−１まで加
算計数し、計数値がm₀−１から０に復帰する毎
に復帰パルスを送出する。Ｙ軸カウンタ６はＸ軸
カウンタ２からの上記復帰パルスをn₀−１乃至０
まで減算計数し、計数値が０になると次の復帰パ
ルスでn₀−１に変化する如くなされている。この
上記両計数値が切換回路１０を介してメモリ５に
送入される結果、Ａ−Ｄ変換された受信信号は両
計数値が指定する番地に書込まれる。従つて、Ｘ
軸カウンタ２の計数値が０乃至m₀−１まで変化
する間にメモリ５にはＲ（ｍ）に相当する深度方
向一列分の受信信号が書込まれる。更に、Ｙ軸カ
ウンタ６の計数値がn₀−１乃至０まで変化するこ
とによりメモリ５の全ての番地に受信信号が書込
まれることとなる。 上記記憶信号の表示器１１への読出表示は縦方
向掃引により実行される。尚、表示器１１はメモ
リ５に対応する表示画素を有するものとする。そ
して、第１図を参照して説明すれば、先ず０列目
のＸ軸方向０乃至m₀−１行までの掃引が行われ、
次に１列目のＸ軸方向０乃至m₀−１行までとい
う如く行われ、左端n₀−１列目が終了すると０列
目に復帰する。１２は上記深度方向の表示読出の
ための番地指定を行うＸ軸カウンタで、前記クロ
ツクパルス発生回路９からのパルス列を０乃至
m₀−１まで加算計数することにより上記読出番
地が形成される。そして、計数値がm₀−１から
０に復帰する毎に復帰パルスが送出され、この復
帰パルスがＸ軸偏向回路１３に送入されて表示器
１１上で深度方向の掃引を実行させると共にＹ軸
カウンタ１４に送入されている。Ｙ軸カウンタ１
４は上記復帰パルスを０乃至n₀−１まで加算計数
し、その出力計数値は後述する如くメモリ５の経
時方向の読出番地を指定する基本計数値として働
く、又、上記計数値がn₀−１から０に変化する毎
にＹ軸偏向回路１５にパルスを送出して表示器１
１上で経時方向の掃引を実行させる。さて、読出
番地の指定において、Ｘ軸カウンタ１２の出力計
数値は切換回路１０を経て直接読出番地として作
用するが、Ｙ軸カウンタ１４の出力計数値は加算
回路１６を経て形成される数値が読出番地として
作用することとなる。従つて、最新の受信信号が
記憶されている列から順に古い列方向に指定が行
われる。尚、切換回路１０の切換えはクロツクパ
ルス発生回路９からの、例えば波形率1/2のパル
スにより行われ、該切換と同期してメモリ５の書
込、読出状態も切換制御される。以上、読出され
た記憶信号はROM１７送入される。ROM１７
は入力信号に対して予め定めた色信号が送出され
るようになされており、更に三原色のＤ−Ａ変換
回路１８乃至２０で各々アナログ信号に変換され
て表示器１１の赤、緑、青色の輝度端子へ導かれ
る。 次に、カーソルL₁，L₂，L₃の表示器１１上へ
の表示について説明する。 本実施例においてはカーソルL₁（後述する如く
傾斜角5゜に相当）をＸ軸方向ｄ画素目に、カーソ
ルL₂（同様に傾斜角0゜に相当）をｄ＋ｅ画素目に
及びカーソルL₃（同様に傾斜角−5゜に相当）をｄ
＋2e画素目に描かれるものとする。 上記カーソルは数値発生回路２１乃至２３、比
較回路２４乃至２６及びOR回路２７により描か
れる。数値発生回路２１は値ｄを、数値発生回路
２２は値ｄ＋ｅをそして数値発生回路２３は値ｄ
＋2eの如く一定の階差ｅを有する値をそれぞれ送
出し、各々比較回路２４，２５，２６に導かれて
いる。比較回路２４，２５，２６には信号読出の
ためのＸ軸カウンタ１２からの計数値が送入され
ており、従つて比較回路２４は当該計数値がｄに
一致したとき一致パルスを送出し、同様にして比
較回路２５，２６はＸ軸カウンタ１２の計数値が
ｄ＋ｅ、ｄ＋2eに一致したときそれぞれ一致パル
スを送出する。このようにして得られた３個の一
致パルスはROM１７に導かれ、所定の処理、例
えばＹ軸カウンタ１４の出力値が偶数時のみ出力
して点線状に及び特別の色彩を付されて表示器１
１上に表示される。この結果、表示器１１上のＸ
軸方向ｄ、ｄ＋ｅ、ｄ＋2e画素目にカーソルL₁，
L₂，L₃が描かれる。尚、カーソル表示の別の方
法として、例えばメモリ５と等しい列番地を有す
るRAMの例えばｏ行、ｅ行、2e行目にカーソル
のための信号を予め書込んでおき、これをメモリ
５の読出と同期（但し、行方向にはｄ行分ずらす
必要がある）して読出しても良く、又ROMを用
いてカーソルを書込んでおき、これをメモリ５の
読出と同期させて読出す方法でも良い。 さて、２８は、例えば魚群信号等と海底信号の
レベル差に着目して一定レベル以上の信号をスラ
イス検出し、パルス整形して出力するようになさ
れた海底判別回路である。該海底判別回路２８で
検出された海底パルスはその瞬間におけるＸ軸カ
ウンタ２の出力計数値としてラツチ回路２９でラ
ツチされる。すなわち、ラツチ値は海底深度に対
応する行番地を示す。 上記行番地情報とＹ軸カウンタ６の列番地情報
は一組として入力バツフア３０に検出毎に一旦取
込まれる。そして、取込まれたデータはRAM３
６に導かれて順次記憶される。 入力バツフア３０は上記一組のデータ以外、傾
斜線Ｓを求めるために最小限要求されるデータが
取込まれる。すなわち、３１はレンジ切換回路７
からのレンジ情報より行方向一番地分に相当する
深度Ｒ／m₀を換算するROMで、上記Ｒ／m₀が
入力バツフア３０に導かれる。又、３２は、例え
ば超音波のドツプラー効果を利用した速度計を備
える航程計で、ある基準位置からの航程量が送波
毎に若しくは送波間隔毎の航程量が順次ラツチ回
路３３にラツチされ入力バツフア３０に導かれ
る。以上のようにして、入力バツフア３０にはＹ
軸カウンタ６からの列番地、当該列番地における
海底深度に対応するラツチ回路２９からの行番
地、ROM３１からの行方向１番地分に相当する
深度、ROM３３からの航程量の各データが導か
れており、係る各種データに基づいてCPU３４、
ROM３５により予め定められた演算が施こされ
る。上記CPU３５は、例えば送波毎（Ｘ軸カウ
ンタ２からの復帰パルスの送入時）に演算プログ
ラムを開始制御するようになされており、演算式
はROM３５に予めプログラムされている。尚、
３６はROM３５、CPU３４による演算途中の結
果等を一旦蓄えるため及び前述の入力バツフア３
０からの各種データを蓄えるために用いられる
RAMである。 表１にRAM３６に蓄えられた各種データの一
例を示す。

【表】

【表】 上記表１において、Ｙ＝ｎのとき最新データが
記憶される。 さて、海底線の傾斜は種々の方法により求める
ことができる。例えば、隣接する数点の各種デー
タに基づいて勾配を決定する方法もその一例であ
り、更に精度的には最小二乗法による勾配近似も
考えられる。以下に示す方法は傾斜の急激な変化
に対して比較的正確に傾斜を求めることのできる
方法で最小二乗法を直線に適用したものである。
これを第１図を参照して簡単に説明する。 勾配を求める位置は常に表示器上のＯ列画素目
（最新の探知情報が表示される画素列）である。 上記０列目を基準にして、まずその直線の列の
計３列分における各種データに基づいて海底線の
二乗誤差の最小となる最近似直線 ｙ＝ax＋ｂ を求め、これより傾斜角θを θ＝tan^-1(a) より求める。 第３図は、表１のデータから傾斜角θを求めた
一例を示す特性図である。 なお、ここでは３列分のデータを用いたが、２
列、４列あるいは５列以上でもよい。また、最近
似直線の代りに２次あるいはそれ以上の最近似曲
線を用いてもよい。求められたＯ列目の傾斜角θ
は出力バツフア３７から送出されて乗算回路３８
で数値発生回路３９から送出される値ｅ／５と乗
算され、更に減算回路４０で数値発生回路２２か
らの値ｄ＋ｅより減算されて一次変換式ｄ＋（１
−θ／５）×ｅを得る。そして、この変換値が比
較回路４１で書込のためのＸ軸カウンタ２の出力
計数値と比較され、両数値が一致した時一致パル
スが送出される如くなされている。該一致パルス
はゲート４２を介してメモリ５内の最新の探知信
号が書込まれる番地に書込まれる。このため、例
えばθ＝5゜のときは傾斜線Ｓはｄ行目（カーソル
L₂）に表示され、θ＝0゜でｄ＋ｅ行目（カーソル
L₂）、θ＝−5゜でｄ＋2e行目（カーソルL₃）に表
示されることとなる。 以上説明した如く、本発明によれば海底線Ｂの
各位置の実際の傾斜が海底と対応して表示されて
いるから、単に海底信号を見て傾斜を誤つて予
測、認識するという不都合を解消することができ
る。尚、この実施例では傾斜線Ｓを一旦メモリ５
に記載させているが、メモリ５と同様なメモリを
用意して比較回路４１の一致出力を記憶するよう
にしてもよい。この場合、前述したカーソル表示
のためのRAMを用いる場合は、そのカーソル表
示RAMと同一構成を有するRAMに、例えば
（１−θ／５）ｅに該当する番地へ書き込み、メ
モリ５と同期的に読出してもよい。 又、一度表示された傾斜線Ｓを別の演算処理方
法で求めて表示したい場合においては、前述の如
くメモリRAMへの書込方式では不可能となる。
このため、減算回路出力を直接ROM１７に導く
方法が考えられる。すなわち、出力バツフア３７
を加算回路１６の出力値を同期して該当列毎の傾
斜線信号を送出するように制御する構成とすれば
良い。 更に、傾斜線表示のためには一般に座標的役割
を果たすもの（本実施例ではカーソルL₁，L₂，
L₃）が要求されるため、減算回路４０の出力値
に応じて一定の順序で色彩を異ならすようにする
ROM等に導き、この出力値に応じた色彩を表示
器上の所定行番地に線状に示すことも考えられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した際の表示例を示す図
で、第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第
３図は特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水中に超音波パルスを繰り返し送波し、帰来
   反射波を行及び列番地指定用書き込み手段に基づ
   いて一旦記憶し、更に行及び列番地指定用読み出
   し手段に基づいて読み出し、表示器上に新しい探
   知信号から古い探知信号の順に列方向に経時的に
   表示する水中探知表示装置において、 帰来反射波中より海底信号を検出する検出回路
   と、 自船の航程量を検出する航程計と、 上記検出回路出力時における行番地指定用書き
   込み手段の指定行番地をそのときの列番地と共に
   一組として及び探知レンジ情報、送波毎の航程量
   の各種情報を順次送波周期で取組む取込手段と、 過去複数送波分における上記各種情報に基づい
   て水平方向の距離と深度変化分より最新の探知海
   底位置の実際の傾斜角を演算する演算手段と、 該演算手段出力に対応した行番地値を与える変
   換手段と、 該変換手段出力と前記行番地指定用書込手段出
   力との一致出力を前記反射波のための記憶手段若
   しくは該記憶手段と対応する別の記憶手段に記憶
   する記憶手段と、 該記憶信号を前記行列番地指定用読出手段によ
   り読出して前記帰来反射波を表示する表示器へ導
   く手段とを具備してなる水中探知表示装置におけ
   る海底傾斜表示装置。