JPH09264958A - 最適深度判断機能付きソーナー装置 - Google Patents

最適深度判断機能付きソーナー装置

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JPH09264958A
JPH09264958A JP8072878A JP7287896A JPH09264958A JP H09264958 A JPH09264958 A JP H09264958A JP 8072878 A JP8072878 A JP 8072878A JP 7287896 A JP7287896 A JP 7287896A JP H09264958 A JPH09264958 A JP H09264958A
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JP
Japan
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depth
optimum
sound
target
water temperature
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Application number
JP8072878A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Yanagawa
登志行 柳川
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH09264958A publication Critical patent/JPH09264958A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中航走体の最適深度を割り出すにあたり、
簡単なシステムで、かつ、正確に行えるようにする。 【解決手段】 送受波部1は、送信部2によって駆動さ
れて水中に音波を送波し、さらに、目標からの反射音を
受波して電気信号に変換し目標検出部3及びノイズレベ
ル計測部9へ出力する。ノイズレベル計測部9は、送受
波部1が出力した電気信号からノイズレベルを計測し最
適深度計算部7へ出力する。深度センサー4は、水中航
走体の深度を計測し最適深度計算部7と制御部8へ出力
する。温度センサー5は、水中航走体の各航走深度にお
ける水温を計測し最適深度計算部7へ出力する。最適深
度計算部7は、深度センサ4から入力した深度情報、温
度センサー5から入力した水温情報及びノイズレベル計
測部9から入力したノイズレベル情報から目標を検出す
るための最適な深度を計算し制御部8へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソーナー装置に関
し、特に水中航走体に搭載して用いると好適な最適深度
判断機能付きソーナー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】水中の音波は深度と水温の関係により音
速が変化し、まっすぐ進まず屈折するものである。この
ため、深度によっては音波を送波しても音波が届かない
シャドウゾーンができ、このシャドウゾーンに目標が存
在すると、目標からの反射音がなく目標を検出できない
こととなる。
【0003】したがって、従来、音波を送波して目標物
体からの反射音を受波し目標を検出する水中航走体にお
いては、水中航走体を航走させる前に予め水温計測手段
により水中の各深度の水温を計測し、この水温から計算
装置により音線計測を行ってシャドウゾーンができない
最適深度を割り出し、その深度を水中航走体にプリセッ
トし、その後、水中航走体をその深度で航走させてい
た。
【0004】また、ソーナー装置としては、例えば特開
昭62−34086号公報に示されるように、船舶に搭
載し、前方障害物の位置を正確に推定するものがあっ
た。従来の船舶用前方監視ソーナーを図7を参照して説
明する。図7は船舶用前方監視ソーナーのブロック図を
示す。この図において101は船首部舷側の喫水部に上
下方向に各々所定間隔をとって複数個設置された水温測
定用温度センサで、船底部にはロッド昇降装置103と
このロッド昇降装置103により船底から下方に突出し
て昇降自在な昇降式ロッド102が設けられている。こ
の昇降式ロッド102の先端にも水温測定用温度センサ
101が取り付けられており、船底よりも深い所の水温
の計測を可能としている。
【0005】舷側に設置された複数個の水温測定用温度
センサ101と前記昇降式ロッド102の先端に取り付
けられた水温測定用温度センサ101とは、鉛直方向に
揃うように配置されており、また、昇降式ロッド102
は、漂流物の多い港や、破損の可能性がある場合などは
ロッド昇降装置103によって船内へ引き込むことがで
きる。
【0006】これらの水温測定用温度センサ101は、
各々音波屈折計算用計算機104に接続されている。こ
の音波屈折計算用計算機104は、前記各水温測定用温
度センサ101からの水温測定値を入力し、各深度の水
温及び温度傾斜の有無に基づいて音波の屈折情報を算出
する。
【0007】また、球状船首部には送波角制御装置10
8により音波送波角110が調整自在とされたソーナー
トランスデューサー106が取り付けられている。さら
に、全体の信号処理を行う信号処理装置109が設けら
れており、音波屈折計算用計算機104からの屈折情報
105とソーナトランスデューサ106からの反射時間
信号107とが入力され、送波角制御装置108へ音波
送波角制御信号113を出力する。
【0008】以上の構成において、各水温測定用温度セ
ンサ101によって計測された水温データは音波屈折計
算用計算機104に入力され、これらのデータに基づく
音波屈折の様子が計算される。そして、音波屈折計算用
計算機104で計算された屈折情報105はソーナート
ランデューサ106からの反射時間信号107と共に信
号処理装置109に入力され、音波反射時間信号107
から探知目標までの水平距離が、屈折情報105からは
水深方向の距離が推定でき、ソーナーにり探知目標まで
のより精度の高い位置推定が可能となっている。
【0009】信号処理装置109は前記屈折情報105
から音波送波角110をどのような角度に設定すれば最
も遠くまで音波を到達させることができるかを計算し、
送波角信号を送波角制御装置108に送り、最適な音波
送波方向に制御している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には種々の問題点があった。第1の問題点
は、システムが大規模になることである。すなわち、水
中航走体を航走させる前に、水中航走体とは別に水温計
測手段により水中の各深度の水温を計測し、計算装置に
より音線計算を行い最適深度を割り出す設備が必要とな
るからである。
【0011】第2の問題点は、最適深度の算出が不正確
になることである。すなわち、最適深度の算出には各深
度に対応した水中航走体自身のノイズレベルを計測し、
目標検出範囲を求める必要があるが、従来のシステムで
は、水中航走体自身のノイズレベルの計測ができないか
らである。また、水中航走体の航走範囲が広く、従来の
システムでは全ての範囲の水温を計測することは困難な
ため、水温の計測場所と水中航走体が航走する場所との
水温の違いにより音線の計算結果に差がでるからであ
る。
【0012】なお、ソーナー装置に関しては、特開昭6
4−1995号公報、特開平3−108684号公報等
においても開示されているが、これらも、上記問題点を
解決するものではなかった。
【0013】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
ものであり、システムが大規模になることなく、かつ、
最適深度の算出を正確に行える最適深度判断機能付きソ
ーナー装置の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の最適深度判断機能付きソーナー装置は、水中
に音波を送波し目標からの反射音を受波してこれを電気
信号に変換する送受波部と、深度を計測する深度センサ
ーと、水温を計測する温度センサーと、送受波部から入
力した電気信号からノイズレベルを計測するノイズレベ
ル計測部と、深度センサーから入力した深度情報、温度
センサから入力した水温情報及びノイズレベル計測部か
ら入力したノイズレベル情報から目標を検出するための
最適な深度を計算する最適深度計算部とを有する構成と
してある。
【0015】また、好ましくは、最適深度計算部は、複
数の深度において、探知領域を細かくメッシュに区切り
各メッシュの音圧レベルを算出してノイズレベルから求
めた最低検出音圧と比較して目標検出可能な範囲を求め
ることにより最適な深度を計算する構成としてある。
【0016】上記構成からなる本発明の最適深度判断機
能付きソーナー装置によれば、水中航走体自身の移動に
より最適深度を算出するため、水中航走体を航走させる
前に水中航走体とは別の水温計測手段により、水中の各
深度の水温を計測し、計算装置により音線計算を行い最
適深度を割り出す必要がない。また、水温の計測場所と
実際に水中航走体が航走する場所が同一であり、水温の
計測時間に差異が無くなり、ノイズレベルを計測し探知
範囲が最大となる深度を決定するので、最適深度の計算
が正確になる。さらに、水中航走体自身が最適深度に移
動できるため、音波送波角の制御が不要となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の最適深度判断機能
付きソーナー装置の一実施例に付いて、図面を参照して
説明する。図1は本発明の最適深度判断機能付きソーナ
ー装置のブロック図、図2は、各深度における水温の変
化例を示した図、図3は、図2の水温データにもとづい
て計算した深度Aから音波を送波した場合の音線図、図
4は、図2の水温データにもとづいて計算した深度Bか
ら音波を送波した場合の音線図、図5は、図2の水温デ
ータと深度Aにおけるノイズレベルにもとづいて計算し
た深度Aから音波を送波した場合の目標検出可能な範囲
を示す図、図6は、図2の水温データを深度Bにおける
ノイズレベルにもとづいて計算した深度Bから音波を送
波した場合の目標検出可能な範囲を示す図である。
【0018】図1において、送受波部1は、送信部2に
よって駆動されて水中に音波を送波し、さらに、目標か
らの反射音を受波してこれを電気信号に変換して目標検
出部3及びノイズレベル計測部9へ出力する。目標検出
部3は、送受波部1が出力した電気信号から目標までの
距離と方位を算出し制御部8へ出力する。ノイズレベル
計測部9は、送受波部1が出力した電気信号からノイズ
レベルを計測し、最適深度計算部7へ出力する。
【0019】深度センサー4は、水中航走体の深度を計
測し、その測定結果を最適深度計算部7と制御部8へ出
力する。温度センサー5は、水中航走体の各航走深度に
おける水温を計測し、その計測結果を最適深度計算部7
へ出力する。最適深度計算部7は、深度センサ4から入
力した深度情報、温度センサー5から入力した水温情報
及びノイズレベル計測部9から入力したノイズレベル情
報から目標を検出するための最適な深度を計算し制御部
8へ出力する。
【0020】推進部6は、制御部8の指令に基づき水中
航走体を推進させる。制御部8は、推進部6を駆動し、
各深度の水温及びノイズレベル計測のための水中航走体
の運動制御と最適深度計算部7が出力する最適深度への
移動、目標検出部3が出力する目標までの距離と方位に
より目標へ誘導するための水中航走体の運動制御を行
う。
【0021】以上のようなソーナー装置を装備する水中
航走体は、水中に投下されると、目標検出オペレーショ
ンに入る前に、まず、深度と水温とノイズレベルとを計
測しながら規定深度まで潜行し、その後、最適深度を割
り出し、最適深度に移動した後目標検出オペレーション
に入る。
【0022】最適深度を割り出すには、最適深度計算部
7が送られてきた深度、水温及びノイズレベルから判断
するが、今、水温の変化が図2に示すようであったとす
る。このとき、図2の水温データから計算した深度Aか
ら音波を送波した場合の音線図は図3に示すようにな
り、同様に深度Bから音波を送波した場合の音線図は図
4に示すようになる。
【0023】このように同じ水温データに対する音線図
であっても音波を送波する深度により音線図は異なり、
深度Aから音波を送波した場合は音波の届かないシャド
ーゾーンが広く、深度Bから音波を送波した場合はシャ
ドーゾーンがないものである。したがって、深度Aの場
合はシャドーゾーンにある目標を検出できないが、深度
Bの場合は広範囲に目標を検出できる。
【0024】さらに、図5及び図6は、探知領域を細か
くメッシュに区切り、各メッシュの音圧レベルを算出
し、ノイズレベルから求めた最低検出音圧と比較し、目
標検出可能な範囲を示している。図5は、深度Aから音
波を送波した場合、図6は、深度Bから音波を送波した
場合をそれぞれ示している。このように、最適深度計算
とは、角深度毎に目標検出可能な範囲を求め、目標検出
可能な範囲が最も広くなる深度を最適深度とするもので
ある。
【発明の効果】以上説明したように本発明の最適深度判
断機能付きソーナー装置によれば、水中航走体を航走さ
せる前に、水中航走体とは別の水温計測手段により水中
の各深度の水温を計測し、計測装置により音線計算を行
い最適深度を割り出す必要がなく、水中航走体自身で最
適深度を算出するのでシステムを簡単にすることができ
る。また、水中航走体自身で各鮮度におけるノイズレベ
ル及び水温を計測するので、最適深度の計算を正確にす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の最適深度判断機能付きソーナー装置の
ブロック図を示す。
【図2】本発明の最適深度判断機能付きソーナー装置が
求めた各深度における水温の変化例の図を示す。
【図3】図2の水温データから計算した深度Aから音波
を送波した場合の音線図を示す。
【図4】図2の水温データから計算した深度Bから音波
を送波した場合の音線図を示す。
【図5】図2の水温データと深度Aにおけるノイズレベ
ルから計算した深度Aから音波を送波した場合の目標検
出可能な範囲の図を示す。
【図6】図2の水温データを深度Bにおけるノイズレベ
ルから計算した深度Bから音波を送波した場合の目標検
出可能な範囲の図を示す。
【符号の説明】
1 送受波部 2 送信部 3 目標検出部 4 深度センサー 5 温度センサー 6 推進部 7 最適深度計算部 8 制御部 9 ノイズレベル計測部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年5月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の最適深度判断機能付きソーナー装置の
ブロック図を示す。
【図2】本発明の最適深度判断機能付きソーナー装置が
求めた各深度における水温の変化例の図を示す。
【図3】図2の水温データから計算した深度Aから音波
を送波した場合の音線図を示す。
【図4】図2の水温データから計算した深度Bから音波
を送波した場合の音線図を示す。
【図5】図2の水温データと深度Aにおけるノイズレベ
ルから計算した深度Aから音波を送波した場合の目標検
出可能な範囲の図を示す。
【図6】図2の水温データを深度Bにおけるノイズレベ
ルから計算した深度Bから音波を送波した場合の目標検
出可能な範囲の図を示す。
【図7】従来の船舶用前方監視ソーナーのブロック図を
示す。
【符号の説明】 1 送受波部 2 送信部 3 目標検出部 4 深度センサー 5 温度センサー 6 推進部 7 最適深度計算部 8 制御部 9 ノイズレベル計測部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中に音波を送波し目標からの反射音を
    受波してこれを電気信号に変換する送受波部と、深度を
    計測する深度センサーと、水温を計測する温度センサー
    と、送受波部から入力した電気信号からノイズレベルを
    計測するノイズレベル計測部と、深度センサーから入力
    した深度情報、温度センサから入力した水温情報及びノ
    イズレベル計測部から入力したノイズレベル情報から目
    標を検出するための最適な深度を計算する最適深度計算
    部とを有することを特徴とする最適深度判断機能付きソ
    ーナー装置。
  2. 【請求項2】 最適深度計算部は、複数の深度におい
    て、探知領域を細かくメッシュに区切り各メッシュの音
    圧レベルを算出してノイズレベルから求めた最低検出音
    圧と比較して目標検出可能な範囲を求めることにより最
    適な深度を計算する請求項1記載の最適深度判断機能付
    きソーナー装置。
JP8072878A 1996-03-27 1996-03-27 最適深度判断機能付きソーナー装置 Pending JPH09264958A (ja)

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JP8072878A JPH09264958A (ja) 1996-03-27 1996-03-27 最適深度判断機能付きソーナー装置

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GB2500290A (en) * 2012-01-10 2013-09-18 Bosch Gmbh Robert Ultrasonic detector for vehicle
JP2015165203A (ja) * 2014-03-03 2015-09-17 日本電気株式会社 予察装置及び予察方法

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