JPH08271629A - 超音波藻計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の超音波計測装置で藻場の反射映像を記
録すると、海・湖底からの反射映像と藻からの反射映像
とが連続して一体となって記録され、藻が繁茂している
のか否かの判別が容易でない。この問題を解決する。 【構成】 反射信号レベルが、藻の茎の部分＜藻の葉の
部分＜海・湖底、の順になり、且つ、反射信号レベルが
一番弱い藻の茎の部分が中間に位置することに着目し、
反射信号レベルのレベル差を拡大してから藻の葉の部分
の反射信号レベルから下のレベルを０レベルに設定して
反射映像を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して海底
や湖底に繁茂する藻の映像を出力する超音波藻計測装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】沿岸開発に伴う海洋環境調査（アセスメ
ント調査，モニタリング調査等）や漁場造成、ダム，湖
沼，河川における環境調査においては、海底や湖底に繁
茂する藻の状態を計測する必要がある。これまで、海・
湖底に繁茂する藻を専門に計測する装置は特になく、魚
群探知機や水深を測定するための測深機として使用され
る超音波計測装置が便宜的に使用されている。図５は、
このような超音波計測装置の構成の概略を示す図であ
り、図において、１は送信パルス信号を出力する送信回
路、２は送受波器で、送信パルス信号を受けて超音波パ
ルスを海・湖底に向けて送信し、藻や海・湖底からの反
射音波を受波して受信信号に変換する。３は受信信号を
所定のレベルまで増幅する前置増幅回路、４は前置増幅
回路からの出力信号を包絡線検波する検波回路、８は検
波回路からの出力を記録紙やＣＲＴ上にカラーまたは濃
淡で記録する記録器である。

【０００３】図６（Ａ）は海・湖底に藻が付着している
様子を示す図、図６（Ｂ）は藻が生えた海・湖底からの
反射エコーを示す図、図６（Ｃ）は記録器８から出力さ
れる藻が繁茂した海・湖底の探索記録である。海・湖底
に繁茂する藻は、図６（Ａ）に示すように、一般的に海
・湖底から茎が伸び、その茎の上に葉が拡がった状態に
あり、従ってここからの反射エコーは、図６（Ｂ）に示
すように、海・湖底からの反射エコーと藻の茎の部分か
らの反射エコーと藻の葉の部分からの反射エコーが、連
続して受波される。その結果、記録器８に記録される藻
が繁茂した海・湖底の探索記録は、図６（Ｃ）に示すよ
うに、海・湖底からの反射信号と藻からの反射信号とが
重なって一体となって表示されてしまうため、この探索
記録を見ただけでは藻が繁茂している海・湖底か、藻の
ない海・湖底かの判別が容易でない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の超
音波計測装置における藻の計測では、記録結果に海・湖
底映像と藻の映像とが連続して一体となって記録されて
しまうため、藻と海・湖底との判別が容易でなく、この
ことが海底や湖底の調査や解析を行う上での障害となっ
ていた。

【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、簡単な構成で藻と海・湖底とを明確
に分離して記録できる超音波藻計測装置を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる超音波藻
計測装置は、反射信号レベルが、藻の茎の部分＜藻の葉
の部分＜海・湖底、の順になり、且つ、反射信号レベル
の一番弱い藻の茎の部分が中間に位置することに着目
し、反射信号レベルのレベル差を拡大してから藻の葉の
部分の反射信号レベル以下のレベルを０レベルに設定
し、藻が繁茂した海・湖底からの反射映像に、藻と海・
湖底との間に０レベルの分離帯を形成して反射映像を出
力する手段を備えたことを特徴とする。

【０００７】また、具体的な装置構成としては、超音波
パルスを送受波し藻および海・湖底からの反射波を受波
して受信信号を出力する送受波器と、受信信号を包絡線
検波する検波回路と、上記検波回路の出力を乗算し藻か
らの反射信号レベルと海・湖底からの反射信号レベルと
のレベル差を拡大する乗算回路と、上記乗算回路からの
出力に対してスレショールドレベルを設定し、藻と海・
湖底からの反射信号との間に０レベルの分離帯を形成す
るスレショールドレベル設定回路と、上記スレショール
ドレベル設定回路を経た反射信号を、藻からの反射信号
と海・湖底からの反射信号とが記録器で区別して記録で
きるレベルまで増幅する増幅回路と、上記増幅回路から
出力される藻からの反射信号と海・湖底からの反射信号
とを色または濃淡の相違で映像記録する記録器とを備え
た構成を特徴とする。

【０００８】さらに、乗算回路で行うレベル差の拡大
は、検波回路からの出力をｎ倍またはｎ乗（ｎは任意の
実数）して行うことを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の原理について説明する。本発
明は藻が付着している海・湖底から反射エコーを受波し
た場合、図６（Ｂ）に示すように、海・湖底やからの反
射エコーの強度と、藻の茎の部分からの反射エコーの強
度と、藻の葉の部分からの反射エコーの強度とにそれぞ
れ差異があり、且つ、その強度差は、事前の基礎実験か
ら、藻の茎の部分＜藻の葉の部分＜湖底や海底、の順に
なり、反射エコー強度の一番弱い藻の茎の部分が中間に
位置していることを見い出し、これに着目し、受信信号
レベルをｎ倍またはｎ乗倍してその強度差を拡大し、且
つ、茎の部分からの反射エコー強度が０レベルになるよ
うなスレショールドレベルを設定して記録結果を出力す
ることにより、海・湖底と、藻の葉の部分との間に反射
エコー強度０レベルの分離帯を形成し、海・湖底と藻と
を明確に区別して出力できるようにする。

【００１０】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。図１は、本発明の超音波藻計測装置の構成の概略
を示すブロック図であり、図において、１は送信回路、
２は送受波器、３は前置増幅回路、４は検波回路、５は
乗算回路、６はスレショールドレベル設定回路、７は増
幅回路、８は記録器である。送信用バースト信号は、送
信回路１で電力増幅され、送受波器２で電気信号が音響
信号に変換されて超音波パルスとして水中に送波され
る。藻や海・湖底から反射された超音波パルスは、送受
波器２で受波され、電気信号に変換されて前置増幅回路
３へ出力される。前置増幅回路３では、受信信号を所定
のレベルまで前置増幅し、計測目標からの反射信号強度
に比例した包絡線情報（振幅成分）を検出する検波回路
４へ出力され、検波回路４からは藻の葉の部分，藻の茎
の部分，海底や湖底の、それぞれの反射強度に比例した
包絡線情報が出力される。

【００１１】図２は、図１に示す装置の各部の信号波形
を示す図であり、それぞれ波形（ａ）〜（ｄ）が対応
し、図２（ａ）は検波回路５からの出力波形であり、藻
の葉の部分、藻の茎の部分、海・湖底の受信レベルを示
しており、受信レベルは上述のように、藻の茎の部分＜
藻の葉の部分＜海・湖底、となっている。そして、検波
回路４からの出力波形は次の乗算回路５でｎ倍またはｎ
乗され、そのレベル差が拡大され、次のスレショールド
レベル設定回路６へ送られる。

【００１２】スレショールドレベル設定回路では、藻の
茎の部分からの受信レベル＜スレショールドレベル＜藻
の葉の部分からの受信レベル、となるようにそのレベル
が設定され、スレショールドレベル以下のレベルを０レ
ベルとして出力する。図２（ｂ）は乗算回路からの出力
でレベル差が拡大された状態を示し、図２（ｃ）はスレ
ショールドレベル設定回路６からの出力を示す。図２
（ｃ）に示すように、藻の葉の部分からの反射信号と海
・湖底からの反射信号との間には、０レベルの分離帯が
形成されていることが解る。なお、スレショールドレベ
ルの設定は、藻が繁茂している場合、２つの強い反射信
号レベルの間に弱い反射信号レベルが必ず存在すること
になるので、この受信信号レベルの分布を装置で自動的
に検出して自動的にレベルを設定する装置としても良
く、実測により手動でレベルを設定する装置としても良
い。

【００１３】そして、スレショールドレベル設定回路６
からの出力は、増幅回路７へ送られ、ここで増幅され
て、図２（ｄ）に示すように藻の葉の部分からの信号と
海・湖底からの信号とが記録器で明瞭に区別して記録で
きるレベルまで増幅されて、記録器８へ送出される。記
録器８では、藻の葉の部分からの信号と、海・湖底から
の信号とを信号レベルの相違により、色の相違または濃
淡の相違で記録する。図３は、本発明の超音波藻計測装
置で記録器８に記録される藻が繁茂した海・湖底の探索
記録を示す図であり、従来の装置の図６（Ｃ）と比べる
と、藻の茎の部分（藻の下部）からの信号が除去される
ため、藻と海・湖底が明確に分離されて表示されている
ことが解る。

【００１４】なお、本発明の超音波藻計測装置は、図１
と図５とを比較すれば明らかなように、従来の超音波計
測装置に乗算回路５，スレショールドレベル設定回路
６，増幅回路７等を組み込むことで構成でき、従って海
・湖底に繁茂する藻の計測を行う場合にのみこれらの回
路を動作させる構成の装置としても良い。図７は、この
ような装置で、藻場を測定した実測例であり、図中左側
のＯＦＦの部分は、これらの回路をＯＦＦして従来の超
音波計測装置として記録した部分、図中右側のＯＮの部
分はこれらの回路をＯＮして超音波藻計測装置として記
録した部分を示す。従来の装置では、藻と海・湖底との
分離は困難であるが、本発明の装置では、これらが分離
されており、藻と海・湖底との判別が容易に行えること
が解る。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波藻計
測装置は、従来は判別が容易でなかった藻と海・湖底と
の判別を、二層に分離して表示することで明確に判別で
き、超音波による藻場の調査・計測が正確に行えるよう
になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示す装置の各部の信号波形を示す図であ
る。

【図３】本発明の超音波藻計測装置の映像記録を示す図
である。

【図４】本発明の装置で藻場を測定した実測例を示す図
である。

【図５】従来の装置の一例を示すブロック図である。

【図６】従来の装置の問題点を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ 送信回路 ２ 送受波器 ３ 前置増幅回路 ４ 検波回路 ５ 乗算回路 ６ スレショールドレベル設定回路 ７ 増幅回路 ８ 記録器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を海・湖底に送受波して海・湖底
   に繁茂する藻の反射映像を出力する超音波藻計測装置に
   おいて、 反射信号レベルが、藻の茎の部分＜藻の葉の部分＜海・
   湖底、の順になり、且つ、反射信号レベルの一番弱い藻
   の茎の部分が中間に位置することに着目し、 反射信号レベルのレベル差を拡大してから藻の葉の部分
   の反射信号レベルより下のレベルを０レベルに設定し、
   藻が繁茂した海・湖底からの反射映像に藻と海・湖底と
   の間に０レベルの分離帯を形成して反射映像を出力する
   手段、 を備えたことを特徴とする超音波藻計測装置。
2. 【請求項２】 超音波パルスを送受波し藻および海・湖
   底からの反射波を受波して受信信号を出力する送受波器
   と、 受信信号を包絡線検波する検波回路と、 上記検波回路の出力を乗算し藻からの反射信号レベルと
   海・湖底からの反射信号レベルとのレベル差を拡大する
   乗算回路と、 上記乗算回路からの出力に対してスレショールドレベル
   を設定し、藻と海・湖底からの反射信号との間に０レベ
   ルの分離帯を形成するスレショールドレベル設定回路
   と、 上記スレショールドレベル設定回路を経た反射信号を、
   藻からの反射信号と海・湖底からの反射信号とが記録器
   で区別して記録できるレベルまで増幅する増幅回路と、 上記増幅回路から出力される藻からの反射信号と海・湖
   底からの反射信号とを色または濃淡の相違で映像記録す
   る記録器と、 を備えたことを特徴とする請求項第１項記載の超音波藻
   計測装置。
3. 【請求項３】 上記乗算回路で行うレベル差の拡大は、
   上記検波回路からの出力をｎ倍またはｎ乗（ｎは任意の
   実数）して行うことを特徴とする請求項第２項記載の超
   音波藻計測装置。