JPH0338711Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、水中探知用ソーナにより探知され
た特定方向（方位、テイルト角により決定され
る）の水中探知信号を船の進行方向及び深度方向
を基準とする表示器上に経時的に表示する装置に
関する。

水中探知用ソーナの種類としては所定のテイル
ト角方向の全周を傘状に探知するもの、所定の角
度巾を扇状に探知するもの、又所定方向にペンシ
ルビームを送波して探知するもの等が一般的で、
これらの探知信号の表示形態は方位認識の容易性
から主としてPPI方式が採用されている。ところ
で、連続的に得られた探知信号を経時的に表示す
ると魚群や海底状態の認識が容易になるという特
徴に鑑みて上記ソーナの探知信号の内の所望する
方向からの探知信号について前記経時的表示を併
記させ、PPI方式の不足機能を経時的表示により
補なう技術がある（特願昭56−157196号（特公昭
62−037348号））。すなわち、上記技術はラスタ走
査を行わす表示器上においてPPI方式の他に船の
進行方向（Ｙ軸）及び深度方向（Ｘ軸）を基準と
する経時的表示方式を採用したものである。

ところが、係る経時的表示においては、探知方
向が一般に斜め下方向であるにも拘らずその探知
信号をＸ軸方向に表示するから、その表示画像の
みからは探知方向情報は何等得られない。

この考案は上記に鑑みてなされたもので、上記
探知方向をＸ−Ｙ平面に投影した場合に得られる
角度情報に基づいて経時的表示を行わす装置を提
供するものである。

以下、図面を参照して説明する。

第１図は探知方向のＸ−Ｙ平面への投影を説明
するための図である。尚、便宜上、深度方向をＸ
軸、船の進行方向をＹ軸、船の横方向をＺ軸と称
する。今、経時的表示を所望する信号の探知方向
が船首方向（Ｙ軸）から水平方向にθ、垂直方向
にで決定されるOP方向であるものとするとき、
Ｘ−Ｙ平面への投影による点Ｓの座標（ｘ，ｙ）
は、 ｘ＝rsin …(1) ｙ＝rcos・cosθ …(2) 但し、ｒはOPの距離 次に、第２図は上記探知方向の信号を、後述の
メモリの各番地へ書込む際の形態を示すもので、
同図イは自船より前方側の探知表示を行わす場
合、ロは後方側の探知表示を行わす場合である。

上記メモリはＸ−Ｙ平面上の実際点（ｘ，ｙ）
に番地が対応しており、Ｙ軸方向にｎ列、Ｘ軸方
向にｍ行の記憶容量を有している。

さて、第２図イの場合、送波毎の探知信号の書
込線は点ａを始点、点ｂを終点とする直線として
表わす。そして、点ａの列番地をYaとする。又、
点ｂに対応する実際位置を（x_b，y_b）及び距離を
r_bとすると、x_b＝X_Dであるから、前記(1)式は、 r_b＝X_D／sin …(3) (3)式を(2)式に代入して、 y_b＝X′_D／tancosθ …(4) 更に、Yaは Ya／y_b＝（ｎ−１）／Y_D …(5) の関係を有するから、(4)，(5)式より Ya＝X_D／Y_Dcosθ／tan（ｎ−１） …(6) 但し、X_D、Y_Dはメモリに書込まれる深度及び
進行距離の範囲の実際値である。

と表わせ、この結果書込線のため番地〔Ｘ，Ｙ〕
は、 Ｙ＝−Ya／ｍ−１Ｘ＋Ya＝−（ｎ−１）／（ｍ−１）
X_D／Y_Dcosθ／tanＸ＋X_D／Y_Dcosθ／tan（ｎ−１）
…(7) となる。

第２図ロの場合も書込線の始点をＣ、終点をｄ
とする直線として表わされ、このとき点ｄの列番
地をYdとおく（但し、説明の便宜上、Yd＝Ya
としておく）と、書込線のための番地〔Ｘ，Ｙ〕
は Ｙ＝Ya／ｍ−１Ｘ＝−（ｎ−１）／（ｍ−１）X_D／Y_D
cosθ／tanＸ…(8) と表わされる。

第３図はこの考案の一実施例を示す回路図で、
図中、１は水中探知用ソーナ本体である。２は後
述するごとく探知信号を所定時間間隔でピークホ
ールドするホールド回路である。このホールド回
路２にはペンシルビームの送波に基づく場合はそ
の探知信号が直接時系列的に送入され、又広範囲
探知の内の所望方向の探知信号のみの場合は前述
の出願（特願昭56−157196（特公昭62−037348
号））に係る発明に示す如く方位ゲート信号に基
づいて取り出された当該所望方向の信号のみが間
欠的に送入されることとなる。本実施例ではホー
ルド回路２に送入される探知信号として、前述し
た方位角θ、テイルト角からの受信信号とす
る。そして、ホールド回路２から送出された信号
は次段のバツフアメモリ３，４に一旦書込まれ
る。このバツフアメモリ３，４はｍ（行）×１（列）
の記憶容量を有している。そして、この記憶内容
はｍ（行）×ｎ（列）の記憶容量を有する主メモリ
５に移され、更に読出されてＸ−Ｙラスタ走査を
行う表示器６上に表示される。尚、上記表示器６
はソーナ本体１内の表示器を併用しても良いし、
又独立に設けても良い。

上記方位角θ、テイルト角情報は水中探知ソ
ーナ１の送受信部若しくは制御部（図示せず）か
らインターフェイス７に導かれる。これは上記ソ
ーナ本体１がペンシルビーム送波方式の場合であ
つて、前述の傘状又は扇状の送波方式にあつては
テイルト角のみソーナ本体１側から導かれ、方
位角θは操作者が、例えば方位設定器（図示せ
ず）等により任意に設定できるようになされてい
る。この設定角θは同時にソーナ本体１側にも導
かれ、探知信号取り出しのための前記方位ゲート
の形成に使用される。更に、上記扇状送波方式に
あつては扇形の中心方向θ₀，θ₀方位におけるテイ
ルト角₀及び上記設定方位θより、そのθ方向
におけるテイルト角はtan^-1cos（θ−θ₀）tan₀
と表わせることから、インターフェイス７に導か
れる情報としては方位角θ及びテイルト角とな
る。従つて、テイルト角を前記の如く演算する
演算回路がインターフェイス７の前段に必要とさ
れ若しくは後述する中央演算処理装置８（以下、
CPUという）により演算されることとなる。尚、
このときのソーナ本体１からの探知信号の取り出
しのための方位ゲートは、例えば（θ−θ₀）に基
づいて形成される。又、船に装備された航法計器
又は超音波を用いた船速計９からの船速データも
同様にインターフェイス７に導かれる。１０，１
１は主メモリ５への探知信号書込時の深度X_D、
進行距離Y_Dなる記憶域を設定するための設定回
路で、設定値X_D，Y_Dは同様にインターフェイス
７に導かれる。このように、インターフェイス７
に導かれる各種データはCPU８に送り込まれて
予め定められた前記(7)式及び(8)式、その他後述の
演算プログラムに基づいて種々の演算処理を施こ
され、再びインターフェイス７を介してその結果
を要求する各回路へ送出される。

上記において、以下説明する。

(1) バツフアメモリ３，４への書込 ホールド回路２におけるホールド動作は所定周
期のパルスによりなされ、このホールドパルスは
ソーナ本体１側から送入される。すなわち、ペン
シルビーム送波方式の場合はソーナ本体１内での
探知信号のサンプリング周期と同一若しくは一般
に任意でよく、逆に方位ゲートにより信号が取り
出される場合は方位ゲートの発生と同期させなけ
ればならない。而して方位ゲートの発生期間内の
取り出し信号はホールド回路２によりホールドパ
ルスの１周期間ホールドされるから、あたかも当
該方位からの探知信号の如く連続して得られる。

さて、１２は予め定められた基準周囲Ｔでクロ
ツクパルスを送出するクロツクパルス発生回路
で、このクロツクパルスは分周回路１３に送入さ
れる。ところで、Ｘ軸方向においては探知信号の
取り込みは水中音速をvcとすれば2r_b／vc、すな
わち、2X_D／vcsin毎になされればよい。従つ
て、分周回路１３において、基準周期Ｔのクロツ
クパルスを2X_D／Tvcsin分周すれば分周出力と
して周期2X_D／vcsinの分周パルスを得ることが
できる。すなわち、CPU８は上記演算を実行し
てその結果値を分周回路１３に導き分周比として
機能させる。そして分周パルスは書込カウンタ１
４に送入されて計数され、バツフアメモリ３，４
の書込番地として用いられる。書込カウンタ１４
は０乃至ｍ−１まで計数動作を行い、ソーナ本体
１からの送信トリガパルスにより最終計数値ｍ−
１が０にリケツトされる如くなされている。又、
上記送信トリガパルスはフリツプフロツプ（以
下、F.Fという）１５にも送入され、出力側を交
互に高，低レベルに変化させる。この交互の高低
レベルの変化により切換回路１６及び１７が切換
えられる。例えば図示の如く、書込カウンタ１４
の計数値がバツフアメモリ４に送入されている
時、すなわちホールド回路２の出力信号がバツフ
アメモリ４へ書込まれている時は、バツフアメモ
リ３側が主メモリ５に接続される如く切換えが行
われている。このようにして、バツフアメモリ
３，４には深度X_Dまでの探知信号がX_D／ｍ毎に
サンプリングされて書込まれている。

(2) バツフアメモリ３，４からの読出及び主メモ
リ５への書込 バツフアメモリ３，４からの読出と主メモリ５
への書込はＸ軸カウンタ１８により同期して行わ
れる。そこで、先ず読出について説明する。

１９は分周回路１３からの分周パルス周期より
も予め短かく設定された周期でクロツクパルスを
送出するクロツクパルス発生回路で、このクロツ
クパルスはＸ軸カウンタ１８で計数されて、図示
の如くF.F１５により切換回路１６を経てバツフ
アメモリ３に送入され、バツフアメモリ３の読出
番地を指定する。尚、この間信号の書込はバツフ
アメモリ４に行われている。Ｘ軸カウンタ１８は
０乃至ｍ−１までの計数動作を連続して行うカウ
ンタで、後述の分周回路２０からの分周パルスに
より強制的に０にリセツトされる如くなされてい
る。又、計数値がｍ−１に一致する毎に一致パル
スを送出している。この一致パルスの機能に関し
ては後で詳述する。

次に主メモリ５への書込について説明する。

Ｙ軸方向においては探知信号の書込みは番地１
列につき１送波の探知信号とすると船速計９の検
出値ｖのときY_D／（ｎ−１）ｖ毎になされれば
よい。従つて、分周回路２０において、基準周期
ＴのクロツクパルスをY_D／（ｎ−１）vT分周す
れば分周出力として周期Y_D／（ｎ−１）ｖの分
周パルスを得ることができる。すなわち、CPU
８は上記演算を実行してその結果値を分周回路２
０に導き分周比として機能させる。このような動
作を行わすための分周回路２０及び１３として、
例えば任意に初期値設定可能なダウンカウンタ
で、計数値が０に一致する毎に一致パルス（分周
パルス）が送出される方式のものが考えられる。
尚、Ｄ−Ａ変換回路２１、F.F２２、切換回路２
３，２４，２５及び消去信号発生回路２６から成
る消去回路部の動作については後述するものと
し、今、説明の便宜上切換回路２４，２５は共に
図示の状態にあるものとする。

主メモリ５への書込みのためのＸ軸方向の書込
番地はＸ軸カウンタ１８からの計数値がそのまま
用いられる。しかしながら、この書込は(7)式若し
くは(8)式に基づいてなされなければならない。そ
こで、Ｘ軸カウンタ１８の出力計数値Ｘは切換回
路２４を介して乗算回路２７へ送入される。この
乗算回路２７はCPU８で演算され、インターフ
エイス７から送出された値−（ｎ−１）X_Dcosθ／
（ｍ−１）Y_Dtanを前記値Ｘと乗算して(7)式の第
１項若しくは(8)式を求める。更に、２８は乗算回
路２７の出力値と後述するインターフェイス７か
らの送出値及びＹ軸カウンタ２９の計数値を加算
する加算回路である。上記インターフェイス７か
らの送出値とは、cosθ≧０、すなわち、前方側探
知の場合は(7)式の第２項の値であり、cosθ＜０、
すなわち後方側探知の場合は０（なぜなら、(8)式
は第１項のみ）をいい、CPU８により演算され
る。又、Ｙ軸カウンタ２９はｎ−１乃至０までを
計数する減算カウンタで、分周回路２０からの分
周パルス送出毎にその計数値が１ずつ減算され
る。そして、計数値０の次はｎ−１に変化する如
くなされている。従つて、主メモリ５に書込むた
めの書込番地は分周回路２０からの分周パルス送
出毎に書込列（正確には列ではなく、(7)式又は(8)
式で表わされる斜直線）が列方向に１番地分ずつ
Ｙ軸方向と反対の方向に移動される。そして、加
算回路２８の計数容量をｎとすれば、主メモリ５
に書込まれる探知信号としては(7)式又は(8)式で表
わされる斜直線のｎ個分となる（第４図参照）。
更に、より明確化のために説明すれば、上記ｎ個
分の斜直線において、その内の１本の斜直線の書
込はｎ回前の分周パルス（分周回路２０からの）
により指定された斜直線上の記憶内容を更新しつ
つ新たな書込がなされる。

このようにして、分周パルスｎ回分に基づく所
定の探知信号が主メモリ５に書込まれる訳である
が、この書込動作のみでは信号を前記Ｘ−Ｙラス
タ走査の表示器６上に表示した際に下記の欠点を
生ずる。すなわち、第２図により説明すれば、同
図イの場合、今、最新の分周パルスによる書込が
斜直線a′b′上でなされたとすると、表示は点b′に
対応するＹ番地目からＹ軸方向に順次行われる。
しかし、図中、斜線で示す部分の記憶内容は最も
古い時間帯に含まれる信号であるにも拘らず、表
示面上の最前列に現われることとなる。このため
最新信号からの表示を実現するためには係る斜線
部分の記憶内容を予め又は読出時に消去する必要
が生ずる。

これは、次のように書込時にて行う。

斜直線a′b′上を点a′から書込を開始し、点b′で
終了すると同時にこの点b′に対応するＹ番地の値
にてＸを０乃至ｍ−１まで変化させ、この期間レ
ベル０の消去信号を書込ます。このような斜直線
の書込とＸ軸方向の消去動作を順次繰り返すこと
により斜線部内を無信号とすることができる。

同様にロの場合は斜直線c′d′上に書込みがなさ
れると同時に点c′に対応するＹ番地の値にてＸを
０乃至ｍ−１まで変化させ、この期間レベル０の
消去信号を書込ます。この動作を繰り返す結果、
斜線部内を無信号にすることができる。

以下、この点につき回路上で説明する。

２１はインターフェイス７からのcosθ≧０のと
き１、cosθ＜０のとき０なる値を高ベル、低レベ
ルの信号に変化するＤ−Ａ変換回路で、このＤ−
Ａ変換回路２１によりcosθ≧０のときは切換回路
２３は値（ｍ−１）側に接続され、cosθ＜０のと
きは値０側に接続される。上記値ｍ−１及び０は
予め数値発生器（図示せず）等により送出されて
いる。２２は分周回路２０からの分周パルスによ
り高レベルに変化せしめられ、Ｘ軸カウンタ１８
からの前述の一致パルスにより低レベルに変化せ
しめられるF.Fで、切換回路２４を駆動し、高レ
ベル期間中はＸ軸カウンタ１８と乗算回路２７を
接続させ、低レベル期間中は切換回路２３と乗算
回路２７を接続する如くなられている。従つて、
分周パルスが送出された直後からはＸ軸カウンタ
１８の計数値が乗算回路２７へ導かれるから前述
したような書込が行われる。そして、この書込が
終了すると、すなわちＸ軸カウンタ１８の計数値
がｍ−１に一致するとF.F２２は低レベルを送出
し、切換回路２４を切換える。そして、値（ｍ−
１）又は０の一方を乗算回路２７に導く。この結
果、次の分周パルスの発生までのＹ軸カウンタ２
９の計数値が変化しない期間、加算回路２８は一
定のＹ番地を指定するから、主メモリ５の書込番
地（実際には消去のための指定番地）としては、
Ｙ列目のＸ番地０乃至ｍ−１までとなる。この指
定はＸ軸カウンタ１８が次にｍ−１に一致した時
点で停止する構成としても良く、本実施例の如く
次の分周パルスの送出までの間行わせても良い
が、いずれにしてもＸ軸カウンタ１８の計数速
度、すなわちクロツクパルス発生回路１９のクロ
ツクパルス周期は分周回路２０の分周パルス１周
期間に常時少くとも書込のためのｍ個と消去のた
めのｍ個の計2m個発生する如く予め周期が設定
されている。切換回路２５は切換回路２４と連動
して切換わり、F.F２２が低レベル期間中に消去
信号発生回路２６からのレベル０の消去信号を主
メモリ５に導く。係る回路構成において （） 第２図イの場合（cosθ≧０） 分周回路２０からの分周パルスにより、F.F２
２は高レベル出力を送出し切換回路２４，２５を
図示（第３図）の如く切換える。この状態で、Ｘ
軸カウンタ１８は出力計数値を０乃至ｍ−１まで
変化させ、この結果Ｘ軸カウンタ１８と加算回路
２８の出力値により指定される書込番地にバツフ
アメモリ３又は４の一方からの信号が主メモリ５
に書込まれる。この書込位置を今、斜直線a′b′と
する。

Ｘ軸カウンタ１８の計数値がｍ−１に一致する
と一致パルスによりF.F２２は低レベルに変化さ
れ切換回路２４，２５を逆に切換える。又、cosθ
≧０より切換回路２３は値（ｍ−１）を通過さ
せ、更に切換回路２４を介して乗算回路２７に導
く。すなわち、加算回路２８は点b′に対応するＹ
番地を指定する。係る状態でＸ軸カウンタ１８が
出力計数値を０乃至ｍ−１まで変化させることに
より上記Ｙ番地の１列分が指定される。そして、
この指定された１列分にレベル０の消去信号が書
込まれることにより、当該番地内の記憶内容が消
去される。

係る動作は次に分周パルスが送出されてF.F２
２が高レベルを送出すると共にＸ軸カウンタ１８
の計数値が０にリセツトされるまで継続する。そ
して、分周パルス毎に係る動作を繰り返すことに
より斜線部分の記憶内容を消去した状態にするこ
とができる。

（） 第２図ロの場合（cosθ＜０） 基本的な動作は前述と同様であるが、消去すべ
きＹ番地の１列分が点d′の対応するＹ番地ではな
く点c′の対応するＹ番地であるという点で相違す
る。従つて、乗算回路２７には値０が導かれるこ
ととなり、これにより点c′に対応するＹ番地の指
定がなされる。

以上、（），（）の消去動作を実行すること
により表示の際の前記不具合を解消することがで
きる。

(3) 主メモリ５からの読出及び表示 主メモリ５の記憶内容の表示器６への読出表示
は縦方向掃引により実行される。すなわち、先ず
表示器６の右端列のＸ方向０乃至ｍ−１行までの
掃引が行われ、次にその左側列という如く行わ
れ、ｎ列分の掃引が行われると復び右端列に復帰
する。

さて、３０は上記縦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、クロツクパルス発生
回路３１から送出される予め定められた周期パル
スを０乃至ｍ−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、上記計数値ｍ
−１は垂直同期パルス発生回路３２からのＸ軸方
向一掃引毎に送出される同期パルスにより０にリ
セツトせしめられる。上記同期パルスはＸ軸偏向
回路３３に送入されて表示器６上で前記Ｘ軸方向
の掃引を実行させると共にＹ軸カウンタ３４に送
入される。Ｙ軸カウンタ３４は上記同期パルスを
０乃至ｎ−１まで加算計数し、この出力計数値は
後述する如く主メモリ５のＹ軸方向の読出番地を
指定する基本計数値として働く。又、上記計数値
がｎ−１から０にリセツトされる毎にＹ軸偏向回
路３５へパルスを送出して表示器６上で経時方向
の掃引が実行される。上記Ｙ軸カウンタ３４の出
力数値は加算回路３６を介し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。加算回路３
６の他の入力端にはＹ軸カウンタ２９の出力計数
値が導入される結果、記憶内容の読出は最新の探
知信号より順次古い方向に行われることになる。
尚、加算回路３６の計数容量はｎとする。このよ
うにして得られたＸ軸カウンタ３０及び加算回路
３６からの出力数値が切換回路３７を介して主メ
モリ５に導かれることにより読出が行われる。上
記切換回路３６の切換はクロツクパルス発生回路
３１からの波形率1/2のクロツクパルスの半周期
毎になされる。

以上説明した如く、この考案によれば表示画像
内に探知方向情報が含まれているから、画像の認
識、更には実際の水中状況の把握に極めて便利で
ある。

尚、表示器６がソーナ本体１の表示器（図示せ
ず）である場合には、 (1) 読出表示のための回路と併用し、ソーナ本来
の探知信号と本考案に基づく探知信号とを所定
の表示列で切換えて表示器６へ導く方式、又は (2) 読出表示回路を個々に設けて、例えばソーナ
本体１側の読出表示回路内（図示せず）で列番
地の指定を（ｎ＋１）列目から行わす如き方式 により併記が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、探知方向のＸ−Ｙ平面への投影を説
明するための幾何学図である。第２図及び第４図
は、探知信号の主メモリ５への書込状態を説明す
るための図である。第３図は、この考案の一実施
例を示す回路図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 水中探知ソーナ装置から、探知方位θ、テイル
   ト角の探知信号を抽出して経時的表示する水中
   探知信号の経時表示装置において、 ｍ個の容量を有する第１及び第２の記憶回路
   と、 上記抽出探知信号を第１，第２の記憶回路に送
   波毎に交互に切換えて導く第１の切換手段と、 上記第１，第２の記憶回路への信号の記憶を表
   示深度をｍ等分して記憶する記憶制御手段と、 ｍ行ｎ列の容量を有する主メモリと、 第１又は第２の記憶回路の非記憶動作にある記
   憶回路の記憶内容を上記主メモリに導く手段と、 表示のための深度X_D及び進行距離Y_Dを設定す
   る設定器と、 船速ｖを計る船速計と、 上記第１又は第２の記憶回路から主メモリへの
   書込みのための番地を行方向にＸ、列方向にＹと
   するとき、 Ｙ＝−（ｎ−１）X_Dcosθ／（ｍ−１）Y_DtanＸ＋ｋ
   …(1) 但し、 Ｘ＝０，１，２， …ｍ−１ ｋ＝０，１，２， …ｎ−１ の勾配を有して書込みを行わし、且つ(1)式のｋが
   Y_D／（ｎ−１）ｖ周期で変化する書込番号指定
   手段と、 上記主メモリの記憶内容を消去する消去信号発
   生回路と、 上記(1)式に基づく主メモリへの書込の前後いず
   れか一方の一定時間主メモリと上記消去信号発生
   回路とを切換接続する第２の切換手段と、 上記切換接続状態の一定時間内において、 cosθ≧０のときは前記(1)式のＸに（ｍ−１）を
   代入して決定される列番地の１列分に上記消去信
   号を書込み、 cosθ＜０のときは前記(1)式のＸに０を代入して
   決定される列番地の１列分に上記消去信号を書込
   む消去信号書込回路と、 主メモリの記憶内容をＸ−Ｙラスタ走査方式で
   読出す読出回路と、 該読出された信号を上記読出回路と同期するＸ
   −Ｙラスタ走査で対応して表示する表示器とを具
   備して成る水中探知信号の経時表示装置。