JPH08179029A - 音源運動解析装置 - Google Patents
音源運動解析装置Info
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- JPH08179029A JPH08179029A JP6326016A JP32601694A JPH08179029A JP H08179029 A JPH08179029 A JP H08179029A JP 6326016 A JP6326016 A JP 6326016A JP 32601694 A JP32601694 A JP 32601694A JP H08179029 A JPH08179029 A JP H08179029A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 １回の実測値にしたがって音源の速度、針
路、位置を測定する。 【構成】 全ての未知数の値を乱数計算により仮定し設
定する。それらを基にレプリカの測定値を計算する。各
受波器の実測値とレプリカの測定値の誤差を計算する。
誤差の変化を評価し誤差が減少した場合には、その設定
値を受け入れる。さらに、誤差が増加した場合でも許容
値以下ならその設定値を受け入れる。また、受け入れる
べき設定値がない場合には、前回の設定値を受け入れ
る。受け入れられた測定値を基に再び乱数により設定値
の更新を行い、誤差が極めて小さくなるまで処理を繰り
返す。これにより、実測値との誤差を最小にする最適な
全ての未知数の値が推定される。 【効果】 音源が等速直線運動以外で移動している場合
でも解析可能。
路、位置を測定する。 【構成】 全ての未知数の値を乱数計算により仮定し設
定する。それらを基にレプリカの測定値を計算する。各
受波器の実測値とレプリカの測定値の誤差を計算する。
誤差の変化を評価し誤差が減少した場合には、その設定
値を受け入れる。さらに、誤差が増加した場合でも許容
値以下ならその設定値を受け入れる。また、受け入れる
べき設定値がない場合には、前回の設定値を受け入れ
る。受け入れられた測定値を基に再び乱数により設定値
の更新を行い、誤差が極めて小さくなるまで処理を繰り
返す。これにより、実測値との誤差を最小にする最適な
全ての未知数の値が推定される。 【効果】 音源が等速直線運動以外で移動している場合
でも解析可能。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水中音響探査に利用す
る。本発明は水中を移動する物体の速度、針路、位置測
定に利用する。特に、１回の実測により測定する技術に
関する。
る。本発明は水中を移動する物体の速度、針路、位置測
定に利用する。特に、１回の実測により測定する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から知られている音源運動解析装置
は、水中を移動中の音源の位置、針路、速力を解析する
ために、特開平２−６６４８１号公報に示されるよう
に、３個の受波器で時系列的に３回分以上の音源信号の
測定を行い、その測定値を用いて音源の針路、速力、音
源と各受波器との相対方位を未知数として含む連立方程
式を解く技術を用いていた。
は、水中を移動中の音源の位置、針路、速力を解析する
ために、特開平２−６６４８１号公報に示されるよう
に、３個の受波器で時系列的に３回分以上の音源信号の
測定を行い、その測定値を用いて音源の針路、速力、音
源と各受波器との相対方位を未知数として含む連立方程
式を解く技術を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の運動解析装置で
は、複数の未知数を求めるために未知数以上の次数の連
立方程式を立てる必要があり、時系列的に３回以上の測
定を要した。
は、複数の未知数を求めるために未知数以上の次数の連
立方程式を立てる必要があり、時系列的に３回以上の測
定を要した。
【０００４】また、この方程式においては、測定の間、
音源が等速直線運動を行っていることを前提としている
ため、速度あるいは針路が変化している音源の運動解析
は困難であった。
音源が等速直線運動を行っていることを前提としている
ため、速度あるいは針路が変化している音源の運動解析
は困難であった。
【０００５】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、１回の実測値にしたがって音源の速度、針路、
位置を測定することができる音源運動解析装置を提供す
ることを目的とする。本発明は、音源が等速直線運動以
外で移動している場合でも解析可能な音源運動解析装置
を提供することを目的とする。
であり、１回の実測値にしたがって音源の速度、針路、
位置を測定することができる音源運動解析装置を提供す
ることを目的とする。本発明は、音源が等速直線運動以
外で移動している場合でも解析可能な音源運動解析装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、水中を移動中
の音源の位置、針路、速力を時系列的に１回だけの音源
信号の測定で解析できることを特徴とする。本発明の運
動解析装置は、未知数を求めるために、未知数以上の次
数の連立方程式を立てて解析する技術を用いず、未知数
を仮定して求まるレプリカの測定値と実測値の誤差計算
により未知数を推定する技術を用いている。すなわち、
本発明は、水中の一つの音源から到来する音波を受信す
る複数の位置に配置された受波器と、この受波器を介し
て観測されたドップラ周波数にしたがって前記音源の位
置を解析する手段とを備えた音源運動解析装置である。
の音源の位置、針路、速力を時系列的に１回だけの音源
信号の測定で解析できることを特徴とする。本発明の運
動解析装置は、未知数を求めるために、未知数以上の次
数の連立方程式を立てて解析する技術を用いず、未知数
を仮定して求まるレプリカの測定値と実測値の誤差計算
により未知数を推定する技術を用いている。すなわち、
本発明は、水中の一つの音源から到来する音波を受信す
る複数の位置に配置された受波器と、この受波器を介し
て観測されたドップラ周波数にしたがって前記音源の位
置を解析する手段とを備えた音源運動解析装置である。
【０００７】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記解析する手段は、未知数に対応するパラメータの値を
乱数を用いて設定するパラメータ設定部と、この設定さ
れた乱数値を入力しドップラ周波数のレプリカドップラ
周波数を演算するレプリカ計算部と、前記受波器により
実測されたドップラ周波数とこのレプリカドップラ周波
数とを入力しその誤差を計算する誤差計算部と、この誤
差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計算
終了判定部と、この誤差と前記誤差計算部から前回出力
された誤差とを比較しその差が許容値以下のとき前記パ
ラメータの値を前記パラメータ設定部に再入力する誤差
変化評価部と、この差が許容値以上のとき前記誤差変化
評価部の出力が入力されこの差の増加分を許容値と比較
してその結果が許容値以下のとき前記パラメータの値を
前記パラメータ設定部に再入力する誤差再評価部と、こ
の増加分が許容値以上のとき前回のパラメータの値を前
記パラメータ設定部に再入力するパラメータ後退部とを
備え、前記解析する手段は、前記計算終了判定部が計算
終了を判定するまで前記パラメータ設定部に再入力され
た前記パラメータの値と新たな乱数値にしたがって前記
未知数に対応するパラメータを更新して繰り返し解析す
るところにある。
記解析する手段は、未知数に対応するパラメータの値を
乱数を用いて設定するパラメータ設定部と、この設定さ
れた乱数値を入力しドップラ周波数のレプリカドップラ
周波数を演算するレプリカ計算部と、前記受波器により
実測されたドップラ周波数とこのレプリカドップラ周波
数とを入力しその誤差を計算する誤差計算部と、この誤
差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計算
終了判定部と、この誤差と前記誤差計算部から前回出力
された誤差とを比較しその差が許容値以下のとき前記パ
ラメータの値を前記パラメータ設定部に再入力する誤差
変化評価部と、この差が許容値以上のとき前記誤差変化
評価部の出力が入力されこの差の増加分を許容値と比較
してその結果が許容値以下のとき前記パラメータの値を
前記パラメータ設定部に再入力する誤差再評価部と、こ
の増加分が許容値以上のとき前回のパラメータの値を前
記パラメータ設定部に再入力するパラメータ後退部とを
備え、前記解析する手段は、前記計算終了判定部が計算
終了を判定するまで前記パラメータ設定部に再入力され
た前記パラメータの値と新たな乱数値にしたがって前記
未知数に対応するパラメータを更新して繰り返し解析す
るところにある。
【０００８】前記受波器を３個備え、前記音源の針路Ａ
ｈ、速力Ｓ、発振周波数Ｆ、前記受波器の前記針路Ａｈ
に対する相対方位をそれぞれＡ１、Ａ２、Ａ３、水中音
速をｓｗとし前記レプリカドップラ周波数をＦ１、Ｆ
２、Ｆ３とすると、 Ｆ１＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ１−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ２＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ２−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ３＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ３−Ａｈ））〕
×Ｆ であることが望ましい。
ｈ、速力Ｓ、発振周波数Ｆ、前記受波器の前記針路Ａｈ
に対する相対方位をそれぞれＡ１、Ａ２、Ａ３、水中音
速をｓｗとし前記レプリカドップラ周波数をＦ１、Ｆ
２、Ｆ３とすると、 Ｆ１＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ１−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ２＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ２−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ３＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ３−Ａｈ））〕
×Ｆ であることが望ましい。
【０００９】前記パラメータ設定部は、パラメータセッ
トの更新値＝１ループ前の設定値（または初期値）±乱
数計算値にしたがってパラメータを更新することが望ま
しい。
トの更新値＝１ループ前の設定値（または初期値）±乱
数計算値にしたがってパラメータを更新することが望ま
しい。
【００１０】
【作用】全ての未知数の値を乱数計算により仮定し設定
する。それらを基にレプリカの測定値を計算する。各受
波器の実測値とレプリカの測定値の誤差を計算する。誤
差の変化を評価し誤差が減少した場合設定値を受け入れ
る。さらに、誤差が増加した場合でも基準以下なら設定
値を受け入れる。受け入れられた測定値を基に再び乱数
により設定値の更新を行い、誤差が極めて小さくなるま
で処理を繰り返す。これにより、実測値との誤差を最小
にする最適な全ての未知数の値が推定される。
する。それらを基にレプリカの測定値を計算する。各受
波器の実測値とレプリカの測定値の誤差を計算する。誤
差の変化を評価し誤差が減少した場合設定値を受け入れ
る。さらに、誤差が増加した場合でも基準以下なら設定
値を受け入れる。受け入れられた測定値を基に再び乱数
により設定値の更新を行い、誤差が極めて小さくなるま
で処理を繰り返す。これにより、実測値との誤差を最小
にする最適な全ての未知数の値が推定される。
【００１１】
【実施例】本発明実施例の構成を図１および図２を参照
して説明する。図１は本発明実施例装置のブロック構成
図である。図２は本発明実施例における音源と受波器と
の位置関係を示す図である。
して説明する。図１は本発明実施例装置のブロック構成
図である。図２は本発明実施例における音源と受波器と
の位置関係を示す図である。
【００１２】本発明は、水中の一つの音源２０から到来
する音波を受信する３つの位置に配置された受波器１１
〜１３と、この受波器１１〜１３を介して観測されたド
ップラ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３にしたがって音源２０の
位置を解析する手段としての解析部１とを備えた音源運
動解析装置である。
する音波を受信する３つの位置に配置された受波器１１
〜１３と、この受波器１１〜１３を介して観測されたド
ップラ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３にしたがって音源２０の
位置を解析する手段としての解析部１とを備えた音源運
動解析装置である。
【００１３】ここで、本発明の特徴とするところは、解
析部１は、未知数に対応するパラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、
Ａ１、Ａ２、Ａ３の値を乱数を用いて設定するパラメー
タ設定部２と、この設定された乱数値を入力しドップラ
周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のレプリカドップラ周波数Ｆ
１、Ｆ２、Ｆ３を演算するレプリカ計算部３と、受波器
１１〜１３により実測されたドップラ周波数ｆ１、ｆ
２、ｆ３とこのレプリカドップラ周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３とを入力しその誤差を計算する誤差計算部４と、この
誤差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計
算終了判定部５と、この誤差と誤差計算部４から前回出
力された誤差とを比較しその差が許容値以下のときパラ
メータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値をパラメー
タ設定部２に再入力する誤差変化評価部６と、この差が
許容値以上のとき誤差変化評価部６の出力が入力されこ
の差の増加分を許容値と比較してその結果が許容値以下
のときパラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値
をパラメータ設定部２に再入力する誤差再評価部７と、
この増加分が許容値以上のとき前回のパラメータＦ-1、
Ａｈ-1、Ｓ-1、Ａ１-1、Ａ２-1、Ａ３-1の値をパラメー
タ設定部２に再入力するパラメータ後退部８とを備え、
この解析部１は、計算終了判定部５が計算終了を判定す
るまでパラメータ設定部２に再入力されたパラメータ
Ｆ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３またはＦ-1、Ａｈ-1、
Ｓ-1、Ａ１-1、Ａ２-1、Ａ３-1の値と新たな乱数値にし
たがって前記未知数に対応するパラメータを更新して繰
り返し解析するところにある。
析部１は、未知数に対応するパラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、
Ａ１、Ａ２、Ａ３の値を乱数を用いて設定するパラメー
タ設定部２と、この設定された乱数値を入力しドップラ
周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のレプリカドップラ周波数Ｆ
１、Ｆ２、Ｆ３を演算するレプリカ計算部３と、受波器
１１〜１３により実測されたドップラ周波数ｆ１、ｆ
２、ｆ３とこのレプリカドップラ周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３とを入力しその誤差を計算する誤差計算部４と、この
誤差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計
算終了判定部５と、この誤差と誤差計算部４から前回出
力された誤差とを比較しその差が許容値以下のときパラ
メータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値をパラメー
タ設定部２に再入力する誤差変化評価部６と、この差が
許容値以上のとき誤差変化評価部６の出力が入力されこ
の差の増加分を許容値と比較してその結果が許容値以下
のときパラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値
をパラメータ設定部２に再入力する誤差再評価部７と、
この増加分が許容値以上のとき前回のパラメータＦ-1、
Ａｈ-1、Ｓ-1、Ａ１-1、Ａ２-1、Ａ３-1の値をパラメー
タ設定部２に再入力するパラメータ後退部８とを備え、
この解析部１は、計算終了判定部５が計算終了を判定す
るまでパラメータ設定部２に再入力されたパラメータ
Ｆ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３またはＦ-1、Ａｈ-1、
Ｓ-1、Ａ１-1、Ａ２-1、Ａ３-1の値と新たな乱数値にし
たがって前記未知数に対応するパラメータを更新して繰
り返し解析するところにある。
【００１４】次に、本発明実施例の動作を説明する。水
中を針路ａｈ、速力ｓで周波数ｆの音響信号を放射しな
がら移動する音源を、３つの受波器１１〜１３で観測す
る。受波器１１と音源の相対方位をａ１、受波器１１で
測定される実測ドップラ周波数をｆ１、受波器１２と音
源の相対方位をａ２、受波器１２で測定される実測ドッ
プラ周波数をｆ２、受波器１３と音源の相対方位をａ
３、受波器１３で測定される実測ドップラ周波数をｆ３
とする。また、海中音速はｓｗである。
中を針路ａｈ、速力ｓで周波数ｆの音響信号を放射しな
がら移動する音源を、３つの受波器１１〜１３で観測す
る。受波器１１と音源の相対方位をａ１、受波器１１で
測定される実測ドップラ周波数をｆ１、受波器１２と音
源の相対方位をａ２、受波器１２で測定される実測ドッ
プラ周波数をｆ２、受波器１３と音源の相対方位をａ
３、受波器１３で測定される実測ドップラ周波数をｆ３
とする。また、海中音速はｓｗである。
【００１５】図１において、音源運動解析装置の解析部
１は、パラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値
から計算したレプリカドップラ周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３
と実測データとしてのドップラ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３
の誤差を評価しながら、パラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ
１、Ａ２、Ａ３の値を順次変更して処理を繰り返し実行
するパラメータ推定器である。
１は、パラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値
から計算したレプリカドップラ周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３
と実測データとしてのドップラ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３
の誤差を評価しながら、パラメータＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ
１、Ａ２、Ａ３の値を順次変更して処理を繰り返し実行
するパラメータ推定器である。
【００１６】パラメータ設定部２は、運動解析における
未知数ａｈ、ｓ、ｆ、ａ１、ａ２、ａ３に対応したパラ
メータＡｈ、Ｓ、Ｆ、Ａ１、Ａ２、Ａ３のセットを乱数
計算により設定する。この設定において、第１回目の設
定では、パラメータの予想値としてオペレータによりあ
らかじめ入力された初期値を基に、第２回目以降の設定
では、誤差評価によってループを戻って来たパラメータ
セットの値を基に設定値の更新が行われる。すなわち、
パラメータセットの更新値＝１ループ前の設定値（また
は初期値）±乱数計算値となり、レプリカ計算部３で
は、パラメータセットの設定値を基に受波器１１〜１３
のレプリカドップラ周波数Ｆ１〜Ｆ３が計算される。計
算式は、 Ｆ１＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ１−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ２＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ２−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ３＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ３−Ａｈ））〕
×Ｆ となる。誤差計算部４では、レプリカドップラ周波数Ｆ
１〜Ｆ３が入力され、このベクトル（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３）と受波器１１〜１３で測定された音源信号から得ら
れた実測ドップラ周波数ｆ１〜ｆ３のベクトル（ｆ１、
ｆ２、ｆ３）の誤差σが計算される。誤差計算部４では
繰り返し処理において、レプリカドップラ周波数Ｆ１、
Ｆ２、Ｆ３は毎回入力されて更新されるが、実測ドップ
ラ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３は１回分の測定により得られ
た最初の入力値が使われ続ける。計算式は、 σ＝Σk （Ｆｋ−ｆｋ） （ただし、ｋ＝１、２、３） となる。計算終了判定部５では、誤差σの評価を行い、
誤差σが終了基準値より大きければ繰り返し処理が継続
され、誤差変化評価部６にσが入力される。
未知数ａｈ、ｓ、ｆ、ａ１、ａ２、ａ３に対応したパラ
メータＡｈ、Ｓ、Ｆ、Ａ１、Ａ２、Ａ３のセットを乱数
計算により設定する。この設定において、第１回目の設
定では、パラメータの予想値としてオペレータによりあ
らかじめ入力された初期値を基に、第２回目以降の設定
では、誤差評価によってループを戻って来たパラメータ
セットの値を基に設定値の更新が行われる。すなわち、
パラメータセットの更新値＝１ループ前の設定値（また
は初期値）±乱数計算値となり、レプリカ計算部３で
は、パラメータセットの設定値を基に受波器１１〜１３
のレプリカドップラ周波数Ｆ１〜Ｆ３が計算される。計
算式は、 Ｆ１＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ１−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ２＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ２−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ３＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ３−Ａｈ））〕
×Ｆ となる。誤差計算部４では、レプリカドップラ周波数Ｆ
１〜Ｆ３が入力され、このベクトル（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３）と受波器１１〜１３で測定された音源信号から得ら
れた実測ドップラ周波数ｆ１〜ｆ３のベクトル（ｆ１、
ｆ２、ｆ３）の誤差σが計算される。誤差計算部４では
繰り返し処理において、レプリカドップラ周波数Ｆ１、
Ｆ２、Ｆ３は毎回入力されて更新されるが、実測ドップ
ラ周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３は１回分の測定により得られ
た最初の入力値が使われ続ける。計算式は、 σ＝Σk （Ｆｋ−ｆｋ） （ただし、ｋ＝１、２、３） となる。計算終了判定部５では、誤差σの評価を行い、
誤差σが終了基準値より大きければ繰り返し処理が継続
され、誤差変化評価部６にσが入力される。
【００１７】誤差変化評価部６では、前回のループで入
力したσと新たに入力したσの変化Δσを計算し、誤差
が減少した場合に、パラメータ設定部２で設定したパラ
メータセットの設定値を受け入れ、再びその値をパラメ
ータ設定部２に入力する。誤差が増加した場合には、誤
差再評価部７にΔσを入力する。すなわち、 誤差減少 Δσ＝σn-1 −σn ＜０→パラメータセット
の設定値受け入れ 誤差増大 Δσ＝σn-1 −σn ≧０→誤差再評価部７に
Δσ入力 となる。誤差再評価部７では、増大誤差Δσを評価し、
Δσが増加許容値以下の場合には、パラメータ測定部２
で設定したパラメータセットの設定値を受け入れ、再び
その値をパラメータ設定部２に入力する。
力したσと新たに入力したσの変化Δσを計算し、誤差
が減少した場合に、パラメータ設定部２で設定したパラ
メータセットの設定値を受け入れ、再びその値をパラメ
ータ設定部２に入力する。誤差が増加した場合には、誤
差再評価部７にΔσを入力する。すなわち、 誤差減少 Δσ＝σn-1 −σn ＜０→パラメータセット
の設定値受け入れ 誤差増大 Δσ＝σn-1 −σn ≧０→誤差再評価部７に
Δσ入力 となる。誤差再評価部７では、増大誤差Δσを評価し、
Δσが増加許容値以下の場合には、パラメータ測定部２
で設定したパラメータセットの設定値を受け入れ、再び
その値をパラメータ設定部２に入力する。
【００１８】増大誤差Δσが増加許容値より大きい場合
には、パラメータ後退部８でパラメータセットの設定値
が１回前のループの設定値に戻されてパラメータ設定部
２に入力される。すなわち、 Δσ≦増加許容値 → パラメータセットの設定値受け
入れ Δσ＞増加許容値 → パラメータ後退部８でパラメー
タセットの設定値変更（後退） となる。パラメータ設定部２では、受け入れられたパラ
メータセットの設定値または１回前のループの設定値に
戻されたパラメータセットの設定値を入力し、この設定
値を基に乱数計算によりパラメータセットを更新し処理
を繰り返す。
には、パラメータ後退部８でパラメータセットの設定値
が１回前のループの設定値に戻されてパラメータ設定部
２に入力される。すなわち、 Δσ≦増加許容値 → パラメータセットの設定値受け
入れ Δσ＞増加許容値 → パラメータ後退部８でパラメー
タセットの設定値変更（後退） となる。パラメータ設定部２では、受け入れられたパラ
メータセットの設定値または１回前のループの設定値に
戻されたパラメータセットの設定値を入力し、この設定
値を基に乱数計算によりパラメータセットを更新し処理
を繰り返す。
【００１９】計算終了判定部５で、 σ≦終了基準値 となると、繰り返し処理が終了し、出力部９にそのとき
のパラメータＦ０、Ａｈ０、Ｓ０、Ａ１０、Ａ２０、Ａ
３０のセットが、未知数ｆ、ａｈ、ｓ、ａ１、ａ２、ａ
３の最適パラメータセットとして推定され出力される。
また、出力部９では、各々の受波器位置と、Ａ１０、Ａ
２０、Ａ３０から音源位置（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）を計算
する。
のパラメータＦ０、Ａｈ０、Ｓ０、Ａ１０、Ａ２０、Ａ
３０のセットが、未知数ｆ、ａｈ、ｓ、ａ１、ａ２、ａ
３の最適パラメータセットとして推定され出力される。
また、出力部９では、各々の受波器位置と、Ａ１０、Ａ
２０、Ａ３０から音源位置（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）を計算
する。
【００２０】なお、図３は誤差の変化の例を示した図で
あるが、この図で見られるように、誤差再評価部７で誤
差が増加した場合でも増加許容値より小さければ設定値
を受け入れることにより、極所的な誤差減少点に留まる
ことなく、全体的な誤差最小点に近付くことができ、精
度の良い推定が可能となる。
あるが、この図で見られるように、誤差再評価部７で誤
差が増加した場合でも増加許容値より小さければ設定値
を受け入れることにより、極所的な誤差減少点に留まる
ことなく、全体的な誤差最小点に近付くことができ、精
度の良い推定が可能となる。
【００２１】このように、受波器１１〜１３で測定した
音響信号より得られた実測ドップラ周波数ｆ１、ｆ２、
ｆ３と、運動解析における未知数をパラメータＦ、Ａ
ｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３として計算したレプリカドッ
プラ周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の誤差計算およびパラメー
タＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の変更を繰り返し行
い、誤差を減少させるパラメータＦ０、Ａｈ０、Ｓ０、
Ａ１０、Ａ２０、Ａ３０を推定することにより運動解析
を行っているため、音響信号の測定を時系列的に１回実
施するだけで運動解析が可能となる。また、時系列的に
１回だけの測定データから音源の運動および位置が求ま
るため、音源が等速直線運動以外で移動している場合で
も解析可能である。
音響信号より得られた実測ドップラ周波数ｆ１、ｆ２、
ｆ３と、運動解析における未知数をパラメータＦ、Ａ
ｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３として計算したレプリカドッ
プラ周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の誤差計算およびパラメー
タＦ、Ａｈ、Ｓ、Ａ１、Ａ２、Ａ３の変更を繰り返し行
い、誤差を減少させるパラメータＦ０、Ａｈ０、Ｓ０、
Ａ１０、Ａ２０、Ａ３０を推定することにより運動解析
を行っているため、音響信号の測定を時系列的に１回実
施するだけで運動解析が可能となる。また、時系列的に
１回だけの測定データから音源の運動および位置が求ま
るため、音源が等速直線運動以外で移動している場合で
も解析可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１回の実測値にしたがって音源の速度、針路、位置を測
定することができる。これにより、音源が等速直線運動
以外で移動している場合でも解析可能である。
１回の実測値にしたがって音源の速度、針路、位置を測
定することができる。これにより、音源が等速直線運動
以外で移動している場合でも解析可能である。
【図１】本発明実施例装置のブロック構成図。
【図２】本発明実施例における音源と受波器との位置関
係を示す図。
係を示す図。
【図３】誤差の変化の例を示した図。
１ 解析部 ２ パラメータ設定部 ３ レプリカ計算部 ４ 誤差計算部 ５ 計算終了判定部 ６ 誤差変化評価部 ７ 誤差再評価部 ８ パラメータ後退部 ９ 出力部 １１〜１３ 受波器 ２０ 音源
Claims (3)
- 【請求項１】 水中の一つの音源から到来する音波を受
信する複数の位置に配置された受波器と、この受波器を
介して観測されたドップラ周波数にしたがって前記音源
の位置を解析する手段とを備えた音源運動解析装置にお
いて、 前記解析する手段は、未知数に対応するパラメータの値
を乱数を用いて設定するパラメータ設定部と、この設定
された乱数値を入力しドップラ周波数のレプリカドップ
ラ周波数を演算するレプリカ計算部と、前記受波器によ
り実測されたドップラ周波数とこのレプリカドップラ周
波数とを入力しその誤差を計算する誤差計算部と、この
誤差を閾値と比較することにより計算終了を判定する計
算終了判定部と、この誤差と前記誤差計算部から前回出
力された誤差とを比較しその差が許容値以下のとき前記
パラメータの値を前記パラメータ設定部に再入力する誤
差変化評価部と、この差が許容値以上のとき前記誤差変
化評価部の出力が入力されこの差の増加分を許容値と比
較してその結果が許容値以下のとき前記パラメータの値
を前記パラメータ設定部に再入力する誤差再評価部と、
この増加分が許容値以上のとき前回のパラメータの値を
前記パラメータ設定部に再入力するパラメータ後退部と
を備え、 前記解析する手段は、前記計算終了判定部が計算終了を
判定するまで前記パラメータ設定部に再入力された前記
パラメータの値と新たな乱数値にしたがって前記未知数
に対応するパラメータを更新して繰り返し解析すること
を特徴とする音源運動解析装置。 - 【請求項２】 前記受波器を３個備え、 前記音源の針路Ａｈ、速力Ｓ、発振周波数Ｆ、前記受波
器の前記針路Ａｈに対する相対方位をそれぞれＡ１、Ａ
２、Ａ３、水中音速をｓｗとし前記レプリカドップラ周
波数をＦ１、Ｆ２、Ｆ３とすると、 Ｆ１＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ１−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ２＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ２−Ａｈ））〕
×Ｆ Ｆ３＝〔ｓｗ／（ｓｗ＋Ｓ・ｃｏｓ（Ａ３−Ａｈ））〕
×Ｆ である請求項１記載の音源運動解析装置。 - 【請求項３】 前記パラメータ設定部は、パラメータセ
ットの更新値＝１ループ前の設定値（または初期値）±
乱数計算値にしたがってパラメータを更新する請求項１
記載の音源運動解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326016A JP2616730B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 音源運動解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326016A JP2616730B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 音源運動解析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179029A true JPH08179029A (ja) | 1996-07-12 |
| JP2616730B2 JP2616730B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=18183159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6326016A Expired - Fee Related JP2616730B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 音源運動解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616730B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10133704A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-05-22 | Hitachi Ltd | 状態推定装置 |
| JP2016156809A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-09-01 | 株式会社リコー | 相対方位角の計算方法と装置、ならびに相対位置特定方法 |
| JP6681641B1 (ja) * | 2019-09-27 | 2020-04-15 | 本多電子株式会社 | 超音波検知装置及び方法、超音波検知プログラム |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6326016A patent/JP2616730B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10133704A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-05-22 | Hitachi Ltd | 状態推定装置 |
| JP2016156809A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-09-01 | 株式会社リコー | 相対方位角の計算方法と装置、ならびに相対位置特定方法 |
| JP6681641B1 (ja) * | 2019-09-27 | 2020-04-15 | 本多電子株式会社 | 超音波検知装置及び方法、超音波検知プログラム |
| WO2021059474A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 本多電子株式会社 | 超音波検知装置及び方法、超音波検知プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616730B2 (ja) | 1997-06-04 |
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