JPH05142345A - 超音波による海底面探査装置 - Google Patents
超音波による海底面探査装置Info
- Publication number
- JPH05142345A JPH05142345A JP30932191A JP30932191A JPH05142345A JP H05142345 A JPH05142345 A JP H05142345A JP 30932191 A JP30932191 A JP 30932191A JP 30932191 A JP30932191 A JP 30932191A JP H05142345 A JPH05142345 A JP H05142345A
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- Japan
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- turning
- reception
- echo
- range
- angle
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- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 俯角に影響されず、雑音信号を効率よく除去
できる海底面探査装置を提供する。 【構成】 超音波を送受波器１から発射してエコーを受
信するまでの所定時間、ゲート回路４を介してエコーの
受信を抑圧して雑音を除去し、海底面の凹凸状態を表示
部９にグラフィック表示する海底面探査装置であって、
前記所定時間を探査方向の俯角の大きさに反比例させる
演算制御部を有する。
できる海底面探査装置を提供する。 【構成】 超音波を送受波器１から発射してエコーを受
信するまでの所定時間、ゲート回路４を介してエコーの
受信を抑圧して雑音を除去し、海底面の凹凸状態を表示
部９にグラフィック表示する海底面探査装置であって、
前記所定時間を探査方向の俯角の大きさに反比例させる
演算制御部を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波を発射してからエ
コーを受信するまでの所定時間、エコーの受信を抑圧し
て雑音を除去し、海底面の凹凸状態をグラフィック表示
する海底面探査装置に関する。
コーを受信するまでの所定時間、エコーの受信を抑圧し
て雑音を除去し、海底面の凹凸状態をグラフィック表示
する海底面探査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】海底面探査装置とは、海底面の水深を測
定し、凹凸状態をグラフィック表示する装置である。
定し、凹凸状態をグラフィック表示する装置である。
【０００３】この装置は、超音波を海底に向けて発射
し、エコーである反射信号を捕らえ測定される。超音波
は送受波器より発射されるが、送受波器は直下から順次
チルト信号によって俯角φを制御する俯角制御部と左右
に旋回制御する旋回制御部によって駆動される。水深を
求めるには、超音波を発射したときの入射角すなわちチ
ルト角θ＝９０°−αと超音波が往復する時間から計算
によって求める。
し、エコーである反射信号を捕らえ測定される。超音波
は送受波器より発射されるが、送受波器は直下から順次
チルト信号によって俯角φを制御する俯角制御部と左右
に旋回制御する旋回制御部によって駆動される。水深を
求めるには、超音波を発射したときの入射角すなわちチ
ルト角θ＝９０°−αと超音波が往復する時間から計算
によって求める。
【０００４】従来は、例えば浚渫船でこの装置を使用す
る場合、図４に示すように上から見ると扇状の範囲を測
定し、凹凸状態を色分けで表示していた。測定の仕方
は、直下から例えば１°ステップでチルト角を変えて水
深を測定し、水深が所定範囲内で有れば緑色、所定範囲
より浅ければ赤、所定範囲より深ければ青と言うように
色分けして例えば６０°までの１ラインを測定する。そ
こでチルト角をもとの直下まで戻し、続いて旋回角度を
例えば３°変えて次の測定に移る。このような動作を繰
り返し、旋回角度を例えば０°から１８０°変えて扇状
の範囲を測定し、浚渫部の水深が規定の範囲掘削されて
いるかを判断している。
る場合、図４に示すように上から見ると扇状の範囲を測
定し、凹凸状態を色分けで表示していた。測定の仕方
は、直下から例えば１°ステップでチルト角を変えて水
深を測定し、水深が所定範囲内で有れば緑色、所定範囲
より浅ければ赤、所定範囲より深ければ青と言うように
色分けして例えば６０°までの１ラインを測定する。そ
こでチルト角をもとの直下まで戻し、続いて旋回角度を
例えば３°変えて次の測定に移る。このような動作を繰
り返し、旋回角度を例えば０°から１８０°変えて扇状
の範囲を測定し、浚渫部の水深が規定の範囲掘削されて
いるかを判断している。
【０００５】このような装置における受信信号Ｓａに
は、図５に示すように、目的とする海底信号ＳＢの他に
水中の泡や汚れからの雑音信号Ｎ１、Ｎ２や送信パルス
信号Ｔが含まれる。
は、図５に示すように、目的とする海底信号ＳＢの他に
水中の泡や汚れからの雑音信号Ｎ１、Ｎ２や送信パルス
信号Ｔが含まれる。
【０００６】従って、これまではゲート回路を作り、一
定時間のゲート信号Ｓｂによって不要信号を取り除き出
力信号Ｓｃを得て測定に利用していた。このようにする
理由は、計測は、送信パルスから海底信号までの信号を
測定して求めるが、海底信号より手前に雑音信号である
雑エコー（泡や汚れからの反射波）があってこれを誤っ
て海底反射波として受信すると、正しい計測が出来ない
からである。雑エコーを出来るだけ受信しないようにす
るには、海底直前までこのゲート信号を発生させておく
必要がある。
定時間のゲート信号Ｓｂによって不要信号を取り除き出
力信号Ｓｃを得て測定に利用していた。このようにする
理由は、計測は、送信パルスから海底信号までの信号を
測定して求めるが、海底信号より手前に雑音信号である
雑エコー（泡や汚れからの反射波）があってこれを誤っ
て海底反射波として受信すると、正しい計測が出来ない
からである。雑エコーを出来るだけ受信しないようにす
るには、海底直前までこのゲート信号を発生させておく
必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の海底面
探査装置は、ゲート信号を出力している時間幅を一定と
しているので、例えば図６（Ａ）の受信信号ａ，ｂ，ｃ
のようにチルト角θを大きくしてゆくと、受信するまで
の時間は、図６（Ｂ）に示すように、出力信号ｄ，ｅ，
ｆとなる。するとゲート信号ｇを超える時間が増加する
ので雑エコーが取り込む範囲も広くなる。従って、従来
のように一定の時間幅のゲート信号ｇでは、気泡や泡等
の雑エコーで誤動作しやすい欠点がある。
探査装置は、ゲート信号を出力している時間幅を一定と
しているので、例えば図６（Ａ）の受信信号ａ，ｂ，ｃ
のようにチルト角θを大きくしてゆくと、受信するまで
の時間は、図６（Ｂ）に示すように、出力信号ｄ，ｅ，
ｆとなる。するとゲート信号ｇを超える時間が増加する
ので雑エコーが取り込む範囲も広くなる。従って、従来
のように一定の時間幅のゲート信号ｇでは、気泡や泡等
の雑エコーで誤動作しやすい欠点がある。
【０００８】本発明は上記欠点に鑑み、チルト角の変化
に影響されず、雑音信号を効率よく除去できる海底面探
査装置を提供することを目的とする。
に影響されず、雑音信号を効率よく除去できる海底面探
査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の海底面探査装置
は、海底に超音波を発射し、反射されてくるエコーを受
信して海底面を探査する際に、超音波を発射してからエ
コーを受信するまでの所定時間、エコーの受信を抑圧し
て雑音を除去し、海底面の凹凸状態をグラフィック表示
する海底面探査装置であって、前記所定時間を探査方向
の俯角の大きさの余弦に反比例して決定する演算制御部
を有する。
は、海底に超音波を発射し、反射されてくるエコーを受
信して海底面を探査する際に、超音波を発射してからエ
コーを受信するまでの所定時間、エコーの受信を抑圧し
て雑音を除去し、海底面の凹凸状態をグラフィック表示
する海底面探査装置であって、前記所定時間を探査方向
の俯角の大きさの余弦に反比例して決定する演算制御部
を有する。
【００１０】また前記演算制御部は、前記所定時間ｔg
を決定するのに式 ｔg ＝２｛（Ｄp −Ｄg ）／cos θ｝／Ｃ ただしＤp ＝測定深度 Ｄg ＝受信を抑圧する深度 θ ＝９０°−α α ＝俯角 Ｃ ＝海中における音速 によるのが好ましい。
を決定するのに式 ｔg ＝２｛（Ｄp −Ｄg ）／cos θ｝／Ｃ ただしＤp ＝測定深度 Ｄg ＝受信を抑圧する深度 θ ＝９０°−α α ＝俯角 Ｃ ＝海中における音速 によるのが好ましい。
【００１１】
【作用】演算制御部は、超音波を発射してからエコー受
信を抑圧する時間を、探査方向の俯角の大きさの余弦に
反比例して決定するしたがって、抑圧する時間が海底面
に沿うように伸縮される。
信を抑圧する時間を、探査方向の俯角の大きさの余弦に
反比例して決定するしたがって、抑圧する時間が海底面
に沿うように伸縮される。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の海底面探査装置の一実施例
を示すブロック図、図２は図１の実施例の動作を示すタ
イムチャート、図３は海中の探査状態を示す図である。
て説明する。図１は本発明の海底面探査装置の一実施例
を示すブロック図、図２は図１の実施例の動作を示すタ
イムチャート、図３は海中の探査状態を示す図である。
【００１３】送受波器１は、チルト角θ（チルト角θ＝
９０°−俯角α）を直下方向の０°から水平方向である
９０°まで変化し、左右に−９０°から＋９０°まで１
８０°の範囲で旋回可能とされており、超音波の送受信
を行う。送信部２は送信指令に基づいて、送信パルスを
生成して送受波器１に供給する。受信部３は、送受波器
１が受信したエコーを受信信号としてゲート回路４に出
力する。送受波器駆動部５（以降、駆動部５と記す）
は、チルト指令および旋回指令に基づいて、送受波器１
を駆動してチルト角θおよび旋回角φを所定の範囲およ
びピッチで変化させる。キーボード８からは、浚渫によ
って一定深度に仕上げられる計画深度ＤP、エコーを受
信しようとする受信範囲Ｄg 、変化させる旋回範囲、チ
ルト範囲および旋回ピッチ、チルトピッチ並びに海中の
音速Ｃ等が入力される。受信範囲Ｄ g の値はできるだけ
小さい方が良いが、掘削深度が深い場合に問題となるの
で、計画深度ＤP から現在の海底面を含む程度でなるべ
く小さくするのが良い。通常０．５ｍ〜１ｍが適当であ
る。
９０°−俯角α）を直下方向の０°から水平方向である
９０°まで変化し、左右に−９０°から＋９０°まで１
８０°の範囲で旋回可能とされており、超音波の送受信
を行う。送信部２は送信指令に基づいて、送信パルスを
生成して送受波器１に供給する。受信部３は、送受波器
１が受信したエコーを受信信号としてゲート回路４に出
力する。送受波器駆動部５（以降、駆動部５と記す）
は、チルト指令および旋回指令に基づいて、送受波器１
を駆動してチルト角θおよび旋回角φを所定の範囲およ
びピッチで変化させる。キーボード８からは、浚渫によ
って一定深度に仕上げられる計画深度ＤP、エコーを受
信しようとする受信範囲Ｄg 、変化させる旋回範囲、チ
ルト範囲および旋回ピッチ、チルトピッチ並びに海中の
音速Ｃ等が入力される。受信範囲Ｄ g の値はできるだけ
小さい方が良いが、掘削深度が深い場合に問題となるの
で、計画深度ＤP から現在の海底面を含む程度でなるべ
く小さくするのが良い。通常０．５ｍ〜１ｍが適当であ
る。
【００１４】演算制御部６は、キーボード８からの各デ
ータに基づき、駆動部５にチルト指令および旋回指令を
出力し、式（１）に基づいてゲート時間ｔg を算出す
る。
ータに基づき、駆動部５にチルト指令および旋回指令を
出力し、式（１）に基づいてゲート時間ｔg を算出す
る。
【００１５】 ｔg ＝２｛（Ｄp −Ｄg ）／cos θ｝／Ｃ ・・・・ （１） 算出したゲート時間ｔg に基づき、演算制御部６はゲー
ト回路４にゲート信号を出力する。演算制御部６は、水
深計測部７から距離に関するデータを入力すると、対応
するチルト角θおよび旋回角φに関連して探査画像を表
示部９に表示させる。ゲート回路４は、受信部３から受
けた受信信号を、ゲート信号がアクティブの間は入力せ
ず、ゲート信号がインアクティブになると入力し、水深
計測部７に出力する。水深計測部７は、超音波が発射さ
れてからそのエコーが受信されるまで時間から距離を求
める。
ト回路４にゲート信号を出力する。演算制御部６は、水
深計測部７から距離に関するデータを入力すると、対応
するチルト角θおよび旋回角φに関連して探査画像を表
示部９に表示させる。ゲート回路４は、受信部３から受
けた受信信号を、ゲート信号がアクティブの間は入力せ
ず、ゲート信号がインアクティブになると入力し、水深
計測部７に出力する。水深計測部７は、超音波が発射さ
れてからそのエコーが受信されるまで時間から距離を求
める。
【００１６】次に本実施例の抑圧動作について図２を参
照して説明する。信号ｄ，ｅ，ｆは図６（Ｂ）の信号
ｄ，ｅ，ｆと同一である。時刻ｔ1 に超音波が発射さ
れ、各チルト角θ1 ，θ2 ，θ3 における信号ｄ，ｅ，
ｆで示されるように、海底面エコーがそれぞれ時刻ｔ
3 ，ｔ5 ，ｔ7 に受信される。この際、受信がゲート回
路４によって抑圧される時間幅は、ゲート信号ｔg1，ｔ
g2，ｔg3で示されるように、時刻ｔ1 ，ｔ2 間、時刻ｔ
1 ，ｔ4 間、時刻ｔ1 ，ｔ6間となる。すなわちチルト
角θが大きくなるに従って、ゲート回路４によって受信
抑圧される時間幅は大きくなる。
照して説明する。信号ｄ，ｅ，ｆは図６（Ｂ）の信号
ｄ，ｅ，ｆと同一である。時刻ｔ1 に超音波が発射さ
れ、各チルト角θ1 ，θ2 ，θ3 における信号ｄ，ｅ，
ｆで示されるように、海底面エコーがそれぞれ時刻ｔ
3 ，ｔ5 ，ｔ7 に受信される。この際、受信がゲート回
路４によって抑圧される時間幅は、ゲート信号ｔg1，ｔ
g2，ｔg3で示されるように、時刻ｔ1 ，ｔ2 間、時刻ｔ
1 ，ｔ4 間、時刻ｔ1 ，ｔ6間となる。すなわちチルト
角θが大きくなるに従って、ゲート回路４によって受信
抑圧される時間幅は大きくなる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、探査方向
の俯角の変化に伴い変化する海底面まで距離に対応し
て、エコーの受信を抑圧する時間幅を変化させることに
より、海底面に到るまでの途中における気泡や汚れの影
響を受けにくくなり、特に浚渫現場に於てはより安定し
た海底面探査が可能となる効果がある。
の俯角の変化に伴い変化する海底面まで距離に対応し
て、エコーの受信を抑圧する時間幅を変化させることに
より、海底面に到るまでの途中における気泡や汚れの影
響を受けにくくなり、特に浚渫現場に於てはより安定し
た海底面探査が可能となる効果がある。
【図１】本発明の海底面探査装置の一実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】図１の実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。
る。
【図３】海中の探査状態を示す図である。
【図４】従来例による画面表示を示す図である。
【図５】従来例の動作を示す波形図である。
【図６】（Ａ）は従来例を示す図である。（Ｂ）は
（Ａ）の従来例の動作を示す波形図である。
（Ａ）の従来例の動作を示す波形図である。
１ 送受波器 ２ 送信部 ３ 受信部 ４ ゲート部 ５ 送受波器駆動部 ６ 演算制御部 ７ 水深計測部 ８ キーボード ９ 表示部
Claims (2)
- 【請求項１】 海底に超音波を発射し、反射されてくる
エコーを受信して海底面を探査する際に、超音波を発射
してからエコーを受信するまでの所定時間、エコーの受
信を抑圧して雑音を除去し、海底面の凹凸状態をグラフ
ィック表示する海底面探査装置において、 前記所定時間を探査方向の俯角の大きさの余弦に反比例
して決定する演算制御部を有することを特徴とする海底
面探査装置。 - 【請求項２】 前記演算制御部は、前記所定時間ｔg を
決定するのに式 ｔg ＝２｛（Ｄp −Ｄg ）／cos θ｝／Ｃ ただしＤp ＝測定深度 Ｄg ＝受信を抑圧する深度 θ ＝９０°−α α ＝俯角 Ｃ ＝海中における音速 による請求項１記載の海底面探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30932191A JPH05142345A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 超音波による海底面探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30932191A JPH05142345A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 超音波による海底面探査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142345A true JPH05142345A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17991612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30932191A Pending JPH05142345A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 超音波による海底面探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142345A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102183756A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-09-14 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 基于底跟踪的saa和dpca联合运动补偿方法 |
| KR101272559B1 (ko) * | 2011-12-16 | 2013-06-10 | 소나테크 주식회사 | 지능형 소나 시스템 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146590A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Radar device |
| JPH0282185A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-22 | Furuno Electric Co Ltd | 界面検出走査測定方法 |
| JPH03195972A (ja) * | 1989-12-26 | 1991-08-27 | Marine Instr Co Ltd | 超音波送受信方式 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30932191A patent/JPH05142345A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146590A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Radar device |
| JPH0282185A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-22 | Furuno Electric Co Ltd | 界面検出走査測定方法 |
| JPH03195972A (ja) * | 1989-12-26 | 1991-08-27 | Marine Instr Co Ltd | 超音波送受信方式 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102183756A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-09-14 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 基于底跟踪的saa和dpca联合运动补偿方法 |
| KR101272559B1 (ko) * | 2011-12-16 | 2013-06-10 | 소나테크 주식회사 | 지능형 소나 시스템 |
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