JPH1130662A - アクティブソーナー信号処理方法及び方式 - Google Patents

アクティブソーナー信号処理方法及び方式

Info

Publication number
JPH1130662A
JPH1130662A JP19799497A JP19799497A JPH1130662A JP H1130662 A JPH1130662 A JP H1130662A JP 19799497 A JP19799497 A JP 19799497A JP 19799497 A JP19799497 A JP 19799497A JP H1130662 A JPH1130662 A JP H1130662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
reverberation
phase difference
threshold value
degree
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19799497A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukiharu Iwase
行治 岩瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP19799497A priority Critical patent/JPH1130662A/ja
Publication of JPH1130662A publication Critical patent/JPH1130662A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 残響が目標のエコー信号として誤って検出さ
れるのを防止するとともに、残響下の目標に対する検出
確率が低下するのを防止する。 【解決手段】 受信信号をスプリットビームにより整相
し雑音領域にあるのか残響領域にあるのかを判定し、受
信信号に対する位相のばらつき度合いに対する検出閾値
を切り換えて、目標のエコー信号を検出する。目標が雑
音領域にあるときに雑音と区別するために設定される閾
値よりも目標が残響領域にあるときに設定する閾値を小
さな値とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブソーナ
ー装置における信号処理方式に関し、特に、目標の存在
を検出する信号処理方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アクティブソーナーの残響領域に
おける目標を検出するための信号処理方式においては、
残響領域のエコー信号の検出を行い検出された信号振幅
を表示するように構成されている。
【0003】そして、特に目標のエコーの検出に受信信
号の位相のばらつき度合いを考慮して行うアクティブソ
ーナー信号処理方式においては、目標検出を行うための
位相のばらつき度合いに対する閾値は背景が雑音領域の
場合における一定の設定値により決定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】背景が雑音領域のとき
の閾値を利用して受信信号から目標のエコー信号を検出
する従来の信号処理方式は、残響の位相のばらつき度合
が雑音の位相のばらつき度合いに比べて小さい値に分布
しているので、残響領域のときに目標を誤検出する確率
が大きいという欠点がある。
【0005】また、同方式では表示画面上に信号処理後
の残響領域を表示するようにしても、誤って目標のエコ
ー信号として検出される誤検出数は減少することがない
ので真の目標を検出することは困難であり、残響領域に
おける目標検出確率は向上しないという問題がある。
【0006】(発明の目的)本発明の目的は、アクティ
ブソーナーにおいて、残響領域における目標の誤検出確
率を低減させる信号処理方法及び方式を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブソー
ナー信号処理方法は、2つのスプリットビームにより受
信した信号の位相差信号を検出し、前記位相差信号と当
該位相差信号の時間軸上の一定区間の近似直線との誤差
計算により位相ばらつき度合いを算出し、前記位相ばら
つき度合いを残響領域において小さな値に切り換え可能
な閾値により比較して目標のエコーを検出することを特
徴とする。そして、前記閾値は、雑音領域においては目
標のエコー及び雑音のそれぞれの位相ばらつき度合いの
分布のクロスポイント近傍に設定し、雑音領域において
は目標のエコー及び残響のそれぞれの位相ばらつき度合
いの分布のクロスポイント近傍に設定する。また、スプ
リットビームにより受信した信号の加算出力から残響領
域を検出し、前記検出出力により前記閾値を切り換え、
検出された目標のエコーとして前記加算出力を表示す
る。
【0008】また、本発明のアクティブソーナー信号処
理方式は、2つのスプリットビーム整相手段と、前記ス
プリットビーム整相手段の出力の位相差信号を検出する
位相差検出手段と、前記位相差信号から受信信号の一定
区間の近似直線を生成する区間平均計算手段と、前記位
相差信号と近似直線とから受信信号の位相ばらつき度合
いを生成する誤差計算手段と、前記位相ばらつき度合い
を閾値検出する閾値検出手段と、受信信号の残響領域を
検出する残響領域検出手段と、残響領域か否かにより前
記閾値を切り換える検出閾値決定手段とを有する。ま
た、前記閾値は、雑音領域においては目標のエコー及び
雑音のそれぞれの位相ばらつき度合いの分布のクロスポ
イント近傍の値であり、雑音領域においては目標のエコ
ー及び残響のそれぞれの位相ばらつき度合いの分布のク
ロスポイント近傍の値である。更に、前記スプリットビ
ーム整相手段の出力を合成して前記受信信号を生成する
加算手段と、前記受信信号のうち閾値検出手段により検
出された信号部分を表示する振幅表示手段とを有する。
【0009】(作用)受信信号が雑音領域にあるのか残
響領域にあるのかを判定して、受信信号に対する位相の
ばらつき度合いに対する検出閾値を切り換えて、目標の
エコー信号を検出する。目標が雑音領域にあるときに雑
音と区別するために設定される閾値よりも目標が残響領
域にあるときに設定する閾値を小さな値とする。位相の
ばらつき度合いが、前記閾値以下のときに目標を検出す
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明の最良の実施の形態を示す
ブロック図であり、その構成は、ソーナーの受信信号に
対するビームの形成方向又はビームの形成位置にわずか
に差を設けた隣接する左右2つのスプリットビームの整
相を行うスプリットビーム整相器1と、左右のスプリッ
トビーム間の受信信号の位相差を検出する位相差検出器
2と、時間軸上の特定の区間内の位相差データを直線近
似する区間平均計算部3と、前記近似直線と位相データ
との誤差を計算し位相ばらつき度合いを生成する、平均
値との誤差計算部4とを有する。更に、左右のスプリッ
トビーム整相出力どうしを加算してフルビームを生成す
る加算器5と、加算器5の出力から残響領域を検出する
残響領域検出器6と、受信信号が雑音領域にあるか残響
領域にあるかによって位相差のばらつき度合いに対する
閾値(検出閾値)を切り替える検出閾値決定部7と、位
相差のばらつき度合いと検出閾値とを比較して、当該検
出閾値により検出された受信信号の振幅値を出力する閾
値検出器8と、前記振幅値信号を表示する振幅表示器9
とを有する。
【0012】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図1を参照して詳細に説明する。
【0013】左右2つのスプリットビーム整相器1は、
アクティブソーナーの受信信号を待ち受けて整相する。
位相差検出器2は、左右2つのスプリットビーム出力の
相関をとることにより、左右2つのスプリットビーム出
力間の位相差を検出する。
【0014】区間平均計算部3は、位相差検出器2によ
り検出された位相差信号に対し、時間軸上の一定区間の
位相差信号の直線近似を行い近似直線を求める。
【0015】平均値との誤差計算部4は、区間平均計算
部3で得られた近似直線と位相差検出器2の位相差信号
との誤差を計算して位相ばらつき度合いを出力する。
【0016】一方、加算器5は、左右2つのスプリット
ビーム出力を加算し受信信号の振幅信号を出力する。残
響領域検出器6は、加算器5の振幅信号から受信信号が
雑音領域にあるか残響領域にあるかを判定する。検出閾
値決定部7は、前記判定結果により平均値との誤差計算
部4の出力に対する検出閾値を設定する。
【0017】受信信号の残響領域では目標のエコー信号
と残響との比(S/R)は大きく、目標信号に対する位
相情報のばらつき度合いは小さい範囲に分布しているの
で、本実施の形態においては、残響領域における検出閾
値を雑音領域における検出閾値より小さく設定する。
【0018】閾値検出器8は、平均値との誤差計算部4
から入力された受信信号に関する位相ばらつき度合いと
前記検出閾値とを比較し、当該検出閾値以下の位相ばら
つき度合いの受信信号として判断された信号の振幅値を
出力し、振幅表示器9は前記振幅値を表示画面上に映像
化する。
【0019】次に、本実施の形態の検出閾値決定部7の
検出閾値の設定についてより詳細に説明する。
【0020】図2は、アクティブソーナーの受信信号発
生位置(距離)と受信レベルの一般的な特性を表す図で
ある。同特性図において、目標(エコー)ELは送信し
た音波に対する目標からの反射波信号の特性を、残響R
Lは目標以外の反響信号の特性を、そして、雑音NLは
水中における雑音特性を示すものである。
【0021】また、残響領域とは、送信音波に対する残
響が支配的である領域を示し、雑音領域とは、水中の雑
音信号が支配的である領域を示している。
【0022】同図の特性から分かるように、一般に、残
響領域においては、アクティブソーナーの目標のエコー
レベルは残響より大きく、目標(実線)及び残響(一点
鎖線)の各特性の対比でわかるように目標のエコー信号
と残響との比である対残響比(S/R)は大きい値を示
す。一方、雑音領域においては、目標のエコー信号と雑
音との比である対雑音比(S/N)は対残響比(S/
R)に比べて小さい値を示す。
【0023】図3は、受信信号の各種信号に対する誤差
計算部4からの誤差計算結果の位相ばらつき度合いの発
生頻度(分布)を表す図である。同図から対残響比(S
/R)が大きい値を示す残響領域においては、目標のエ
コーレベルは十分に大きいため位相のばらつき度合いは
極めて小さい値を示し、また、対雑音比(S/N)が小
さい値を示す雑音領域においては、位相のばらつき度合
いは残響領域における分布よりも大きな値に分布するこ
とがわかる。
【0024】また、雑音領域における目標のエコーの位
相のばらつき度合いの分布(実線b)は、雑音の同分布
(点線)より小さい範囲に分布している。更に、残響領
域における目標のエコーの位相のばらつき度合いの分布
(実線a)は、雑音領域における同分布(実線b)より
も小さいところに集中しており、また、残響の位相のば
らつき度合いの分布(一点鎖線)は、雑音の分布(点
線)よりも小さいところに分布している。
【0025】従って、本実施の形態の検出閾値として
は、残響領域における目標のエコーの場合には、目標
(雑音領域b)及び雑音における頻度(分布)のクロス
ポイント近傍の閾値10に設定し、雑音領域における目
標のエコーの場合には、目標(残響領域a)及び残響に
おける頻度(分布)のクロスポイント近傍の閾値11に
設定する。結果的には、雑音領域における検出閾値10
は、残響の分布の中に位置することになる。
【0026】このように本実施の形態では、検出閾値を
受信信号の雑音領域では閾値10とし残響領域では閾値
11とするように、受信信号の雑音領域の期間と残響領
域の期間とで検出閾値を切り替え、位相のばらつき度合
いが前記各検出閾値以下の場合に目標のエコー信号と判
断するように構成する。
【0027】このような検出閾値の設定を行うことによ
り、位相のばらつき度合いの判定により残響領域では目
標と残響の分離が可能となる。また、位相のばらつき度
合いの分布の差異にあわせて検出閾値を決定することに
より、目標のエコーを雑音や残響の中から検出し、さら
に誤検出率(誤警報確率)を低減している。
【0028】以上の実施の形態においては、閾値検出器
8の出力により振幅表示を行う例について本発明を説明
しているが、閾値検出結果の出力をそのまま目標種類別
の検出信号の一つとして表示するように構成することが
できる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、位相ばらつき度合いに
より目標のエコー信号を検出する検出閾値を雑音領域か
残響領域かにより切り換えることにより、目標の検出確
率を背景が雑音領域か残響領域かに関係なくほぼ一定に
することができる。
【0030】従って、目標のエコー信号の振幅を表示す
る場合は映像の均一化を図ることができる。この結果、
安定した検知事象を得ることができる。
【0031】また、残響領域における検出閾値を小さい
値に設定することにより、残響を目標と分離することが
できるので、残響領域において残響を誤って目標として
検知することを防止することが可能である。この結果、
残響領域における誤警報確率を低減することが可能であ
る。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。
【図2】受信信号の特性を示す図である。
【図3】受信信号の位相のばらつき度合いの一例を示す
図である。
【符号の説明】
1 スプリットビーム整相器 2 左右ビーム間の位相差検出器 3 区間平均計算部 4 平均値との誤差計算部 5 左右ビームの加算器 6 残響領域検出器 7 検出閾値決定部 8 閾値検出部 9 振幅表示器 10 雑音領域における検出閾値 11 残響領域における検出閾値

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つのスプリットビームにより受信した
    信号の位相差信号を検出し、前記位相差信号と当該位相
    差信号の時間軸上の一定区間の近似直線との誤差計算に
    より位相ばらつき度合いを算出し、前記位相ばらつき度
    合いを残響領域において小さな値に切り換え可能な閾値
    により比較して目標のエコーを検出することを特徴とす
    るアクティブソーナー信号処理方法。
  2. 【請求項2】 前記閾値は、雑音領域においては目標の
    エコー及び雑音のそれぞれの位相ばらつき度合いの分布
    のクロスポイント近傍に設定し、雑音領域においては目
    標のエコー及び残響のそれぞれの位相ばらつき度合いの
    分布のクロスポイント近傍に設定することを特徴とする
    請求項1記載のアクティブソーナー信号処理方法。
  3. 【請求項3】 スプリットビームにより受信した信号の
    加算出力から残響領域を検出し、前記検出出力により前
    記閾値を切り換え、検出された目標のエコーとして前記
    加算出力を表示することを特徴とする請求項1又は2記
    載のアクティブソーナー信号処理方法。
  4. 【請求項4】 2つのスプリットビーム整相手段と、前
    記スプリットビーム整相手段の出力の位相差信号を検出
    する位相差検出手段と、前記位相差信号から受信信号の
    一定区間の近似直線を生成する区間平均計算手段と、前
    記位相差信号と近似直線とから受信信号の位相ばらつき
    度合いを生成する誤差計算手段と、前記位相ばらつき度
    合いを閾値検出する閾値検出手段と、受信信号の残響領
    域を検出する残響領域検出手段と、残響領域か否かによ
    り前記閾値を切り換える検出閾値決定手段とを有するこ
    とを特徴とするアクティブソーナー信号処理方式
  5. 【請求項5】 前記閾値は、雑音領域においては目標の
    エコー及び雑音のそれぞれの位相ばらつき度合いの分布
    のクロスポイント近傍の値であり、雑音領域においては
    目標のエコー及び残響のそれぞれ位相ばらつき度合いの
    分布のクロスポイント近傍の値であることを特徴とする
    請求項4記載のアクティブソーナー信号処理方式。
  6. 【請求項6】 前記スプリットビーム整相手段の出力を
    合成して前記受信信号を生成する加算手段と、前記受信
    信号のうち閾値検出手段により検出された信号部分を表
    示する振幅表示手段とを有することを特徴とする請求項
    4又は5記載のアクティブソーナー信号処理方式。
JP19799497A 1997-07-09 1997-07-09 アクティブソーナー信号処理方法及び方式 Pending JPH1130662A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19799497A JPH1130662A (ja) 1997-07-09 1997-07-09 アクティブソーナー信号処理方法及び方式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19799497A JPH1130662A (ja) 1997-07-09 1997-07-09 アクティブソーナー信号処理方法及び方式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1130662A true JPH1130662A (ja) 1999-02-02

Family

ID=16383753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19799497A Pending JPH1130662A (ja) 1997-07-09 1997-07-09 アクティブソーナー信号処理方法及び方式

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1130662A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008241308A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Furuno Electric Co Ltd スキャニングソナー
JP2013205031A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Nec Corp アクティブソーナー装置
CN112383863A (zh) * 2020-11-08 2021-02-19 西北工业大学 一种多通道声纳浮标信号预处理系统及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008241308A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Furuno Electric Co Ltd スキャニングソナー
JP2013205031A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Nec Corp アクティブソーナー装置
CN112383863A (zh) * 2020-11-08 2021-02-19 西北工业大学 一种多通道声纳浮标信号预处理系统及方法
CN112383863B (zh) * 2020-11-08 2022-07-05 西安瑞祥深海科技有限公司 一种多通道声纳浮标信号预处理系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1130662A (ja) アクティブソーナー信号処理方法及び方式
JP2000111646A (ja) ドップラ検出表示方法及びシステム
JPH07294628A (ja) 信号処理装置
JP3541889B2 (ja) 目標追尾装置
JP2853442B2 (ja) 車間距離検出装置
JP3119354B2 (ja) アクティブソーナー表示装置
JP2000098029A (ja) レーダ装置
JP2738875B2 (ja) 目標追尾方式
JP3039492B2 (ja) アクティブソーナーによる水中探知方法及びアクティブソーナー装置
JPH08160126A (ja) ソーナー受信装置
JPH03138585A (ja) レーダ信号処理装置
JP2944481B2 (ja) 水中アクティブ音響探知装置
JP2000046928A (ja) レーダ装置
JP2941071B2 (ja) センサ異常監視・検出方法
JPH11174147A (ja) レーダー装置
JP2007017309A (ja) 目標検出装置
JPH1073648A (ja) 音響信号表示方法及びその装置
JPH10260247A (ja) レーダ装置
JPH0587925A (ja) アクテイブソーナー装置
JP2833894B2 (ja) ソーナー用リング状エコー除去装置
JP2005241259A (ja) パルスレーダ装置
JPH09251071A (ja) 船舶レーダ目標追尾装置
JPH0943331A (ja) パッシブレンジング装置
JPH0387679A (ja) 目標物検出装置
JPH0216480A (ja) レーダ逆探知装置の被追尾判定回路