JPH11344565A - Synthetic aperture sonar - Google Patents

Synthetic aperture sonar

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JPH11344565A
JPH11344565A JP10151452A JP15145298A JPH11344565A JP H11344565 A JPH11344565 A JP H11344565A JP 10151452 A JP10151452 A JP 10151452A JP 15145298 A JP15145298 A JP 15145298A JP H11344565 A JPH11344565 A JP H11344565A
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JP
Japan
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aperture
actual
base line
image
azimuth
Prior art date
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Pending
Application number
JP10151452A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Sekiguchi
治 関口
Masaji Fujii
正司 藤井
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP10151452A priority Critical patent/JPH11344565A/en
Publication of JPH11344565A publication Critical patent/JPH11344565A/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8902Side-looking sonar
    • G01S15/8904Side-looking sonar using synthetic aperture techniques

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the image of high azimuth resolution on the real time from a newest aperture position in a synthetic aperture sonar mounted on board a ship. SOLUTION: The acoustic wave is received/transmitted by an actual aperture 1 at the position (1), an image indicating the azimuth of a target object is obtained, and kept as the first azimuth information. The acoustic wave is received/transmitted by the actual aperture 1 at the position (1) and by the actual aperture 1 at the position (2) to be partly overlapped therewith, and a base line A1 passing the actual aperture 1 is set. The obtained image is synthesized through the conversion of the image of the actual aperture 1 at the position (2) and the non-overlapped part out of the kept first azimuth information to obtain the image of the azimuth by a synthetic aperture 2a on the base line A1, and the image is displayed thereby, and kept as the second azimuth information. Similarly, every time the actual aperture 1 is moved, the base line is set by the position of the actual aperture 1 to obtain the azimuth information through the aperture synthesis at the base line.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水中ソーナーに係
り、特に、実開口を合成することにより、実開口で得ら
れる分解能以上の方位分解能を得ることができるように
した合成開口ソーナーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater sonar, and more particularly to a synthetic aperture sonar capable of obtaining an azimuth resolution higher than the resolution obtained by the actual aperture by synthesizing the actual aperture.

【0002】[0002]

【従来の技術】実開口(複数の送受波器が直線上に配列
されてなるアレイ)を複数合成して高い方位分解能を得
ることを目的にした合成開口ソーナーの考えは、古くか
ら存在していた。複数の実開口の合成を行なうために
は、これら実開口を基線と呼ばれる1つの直線上に配置
しなければならない。このためには、ソーナーを搭載し
た船舶を直線(基線)上で移動させ、その基線上の順次
の位置毎での実開口の受波を合成するようにすればよ
い。これが合成開口ソーナーの基本的な考え方である。
2. Description of the Related Art The idea of a synthetic aperture sonar for synthesizing a plurality of real apertures (an array in which a plurality of transducers are arranged in a straight line) to obtain a high azimuth resolution has existed for a long time. Was. In order to combine a plurality of actual openings, these actual openings must be arranged on one straight line called a base line. For this purpose, the ship equipped with the sonar may be moved on a straight line (base line), and the received waves of the actual aperture at each successive position on the base line may be combined. This is the basic idea of a synthetic aperture sonar.

【0003】しかしながら、海上では波などの影響によ
ってソーナーを搭載した船舶は動揺し、このため、船舶
を1つの直線上を移動させることは困難であって、船舶
の各位置での実開口を1つの基線上で合成することは困
難であった。このことから、合成開口ソーナーの実用化
がなかなか進まなかった。
[0003] However, at sea, a ship equipped with a sonar shakes due to the influence of waves or the like, which makes it difficult to move the ship on one straight line. It was difficult to synthesize on two baselines. For this reason, practical use of the synthetic aperture sonar did not progress easily.

【0004】このような課題に対して、合成開口ソーナ
ーの動揺による影響を緩和する方法が提案されている。
例えば、特許第2609551号公報や特開平4ー31
5082号公報に記載された方法は、異なる2つの位置
にある実開口の一部をオーバラップさせて夫々受波を行
ない、このオーバラップ部分で得られた情報を基に動揺
による影響を修正することにより、これら異なる位置が
1つの基線上にあるようにし、夫々の位置にある実開口
の受波情報を合成(即ち、実開口を合成)して高い分解
能を得るものである。
[0004] In order to solve such a problem, there has been proposed a method of reducing the influence of the swing of the synthetic aperture sonar.
For example, Japanese Patent No. 2609551 and Japanese Unexamined Patent Publication No.
According to the method described in Japanese Patent No. 5082, the actual apertures at two different positions are overlapped with each other to receive waves, and the influence of the fluctuation is corrected based on the information obtained at the overlapped portions. Thus, these different positions are on one base line, and the received information of the actual aperture at each position is synthesized (that is, the actual aperture is synthesized) to obtain a high resolution.

【0005】図3はかかる従来の合成開口ソーナーを示
す図であって、1は実開口(太い実線で示す)、2は合
成開口(白枠で示す)、Aは基線である。なお、,
,は夫々実開口1の位置を示している。
FIG. 3 shows such a conventional synthetic aperture sonar, wherein 1 is a real aperture (shown by a thick solid line), 2 is a synthetic aperture (shown by a white frame), and A is a base line. In addition,
, Indicate the position of the actual opening 1, respectively.

【0006】いま、実開口1がの位置であるものとす
ると、そのときの実開口1を通り、その長手方向の直線
を基線Aとする。従って、この位置での実開口1は基
線A上にある。そして、そのとき、実開口1は音波(正
確には、超音波)を送波し、目標物体で反射されるこの
音波を受波して受波情報を保持する。
Now, assuming that the actual opening 1 is located at a position, a straight line in the longitudinal direction passing through the actual opening 1 at that time is defined as a base line A. Therefore, the actual opening 1 at this position is on the base line A. Then, at that time, the actual aperture 1 transmits a sound wave (accurately, an ultrasonic wave), receives the sound wave reflected by the target object, and holds the received wave information.

【0007】このとき、この実開口1を搭載した船舶は
移動しており、この場合、実開口1が基線A上にあるよ
うに船舶を移動させるのであるが、波などの影響によ
り、船舶が動揺して実開口1が基線Aがずれる。
At this time, the ship equipped with the actual opening 1 is moving. In this case, the ship is moved so that the actual opening 1 is on the base line A. The actual opening 1 is displaced and the base line A is shifted.

【0008】基線Aからずれたこの位置のとき、実開
口1が音波を送波し、上記の目標物体からの反射音波を
受波し、その受波情報を取り込む。この場合、この位置
は、位置での実開口1を基線Aに垂直な方向に投影
したとき、このときの実開口1が位置の実開口2と一
部重なるような位置とする。これを位置,の実開口
1が一部オーバラップするという。位置にある実開口
1から取り込んだ受波情報のうち、位置にある実開口
1とオーバラップしない部分の受波情報を、オーバラッ
プした部分の受波情報を用いて演算処理することによ
り、位置にある実開口1がそれをその垂直方向に投影
した基線A上の位置にあるときの受波情報に変換して、
位置にあったときの実開口1の受波情報と加算する。
At this position deviated from the base line A, the actual aperture 1 transmits a sound wave, receives the reflected sound wave from the target object, and captures the received wave information. In this case, the position is such that when the actual opening 1 at the position is projected in a direction perpendicular to the base line A, the actual opening 1 at this time partially overlaps the actual opening 2 at the position. This is called that the actual opening 1 at the position partially overlaps. By performing arithmetic processing on the received information of the portion that does not overlap with the actual aperture 1 at the position among the received information captured from the actual aperture 1 at the position using the received information of the overlapped portion, the position is obtained. At the position on the base line A where the real aperture 1 is projected in the vertical direction.
The information is added to the received wave information of the actual aperture 1 at the position.

【0009】これにより、基線A上にa〜bの長さの実
開口があるときの受波情報が得られることになる。
As a result, reception information can be obtained when there is an actual aperture having a length of a to b on the base line A.

【0010】次に、位置,の実開口1と同様に一部
がオーバラップした関係となる位置に実開口1が達し
たとき、再び実開口1が音波を受波し、上記目標物体か
らの反射音波を受波して受波情報を取り込む。そして、
上記と同様に、位置にある実開口1に対する位置の
実開口のオーバラップ部分の受波情報と、位置の実開
口1に対する位置の実開口1のオーバラップ部分の受
波情報とを用いて、位置の実開口の位置の実開口1
にオーバラップしない部分の受波情報を演算処理し、位
置にある実開口1がそれをその垂直方向に投影した基
線A上の位置にあるときの受波情報に変換して、位置
の実開口1の受波情報と位置の実開口1の変換した受
波情報との加算情報に加算する。
Next, when the actual opening 1 reaches a position where a part of the actual opening 1 has an overlapping relationship as in the case of the actual opening 1, the actual opening 1 receives the sound wave again and receives the sound from the target object. A reflected sound wave is received to receive received wave information. And
Similarly to the above, using the received wave information of the overlapped portion of the actual aperture 1 at the position with respect to the actual aperture 1 at the position and the received wave information of the overlap portion of the actual aperture 1 at the position relative to the actual aperture 1 at the position, Actual aperture 1 at actual aperture position
The received wave information of the portion which does not overlap with the actual aperture 1 is converted to the received wave information when the actual aperture 1 at the position is at the position on the base line A projected in the vertical direction. 1 and the received information converted by the actual aperture 1 at the position.

【0011】これにより、基線A上にa〜cの長さの合
成開口2があるときの受波情報が得られることになる。
つまり、基線A上にa〜cの長さの合成開口2を得るこ
とができる。以下、同様にして、上記の手順を繰り返す
ことにより、基線A上の任意の長さの合成開口を得るこ
とができる。
As a result, reception information when the synthetic aperture 2 having a length of a to c is present on the base line A can be obtained.
That is, the synthetic aperture 2 having a length of a to c can be obtained on the base line A. Hereinafter, similarly, by repeating the above procedure, a synthetic aperture having an arbitrary length on the base line A can be obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにして、実
開口の合成が可能になり、その受波情報による計測結果
を映像で表示することにより、高い方位分解能の計測映
像を得ることが可能である。
As described above, it is possible to synthesize an actual aperture, and to display a measurement result based on received wave information as an image, thereby obtaining a measurement image with high azimuth resolution. It is.

【0013】しかし、かかる方法では、実開口の合成を
行なうための基線は、合成開口法を開始するときの実開
口を通るように設定される。このため、船舶上でこの合
成開口による計測映像は、実開口の現在位置よりも前の
過去の位置での計測映像であり、この現在位置での計測
映像とは異なったものとなる。即ち、従来の合成開口法
では、実開口の現在位置と基線との間に位置ずれが生
じ、この位置ずれに対応するだけの方位誤差が起こって
しまう。
However, in this method, the base line for synthesizing the real aperture is set so as to pass through the real aperture when the synthetic aperture method is started. For this reason, the measurement image at the synthetic aperture on the ship is a measurement image at a past position before the current position of the actual aperture, and is different from the measurement image at the current position. That is, in the conventional synthetic aperture method, a positional shift occurs between the current position of the actual aperture and the base line, and an azimuth error corresponding to the positional shift occurs.

【0014】本発明の目的は、かかる問題を解消し、高
い方位分解能の計測映像をリアルタイムで、即ち、実開
口が現在在る位置で計測される目標物体の方位を高い分
解能で得ることができるようにした合成開口ソーナーを
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem and to obtain a measurement image with high azimuth resolution in real time, that is, an azimuth of a target object measured at a position where an actual aperture is present, with high resolution. An object of the present invention is to provide a synthetic aperture sonar as described above.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、実開口の位置情報を利用して開口合成を
行なうものであって、開口合成を行なうときの基線の位
置を可変とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is to perform aperture synthesis using actual aperture position information, wherein the position of a base line at the time of aperture synthesis is variable. It is assumed that.

【0016】また、本発明は、開口合成を行なう基線を
実開口が送受波する現位置に合わせるようにするもので
ある。
Further, the present invention is to adjust the baseline for performing aperture synthesis to the current position where the actual aperture transmits and receives.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図2は本発明による合成開口ソーナーの一
実施形態の全体構成を示すブロック図であって、1は送
受波アレイからなる実開口、3は波形生成部、4は電力
増幅部、5は送受切替部、6は受信増幅・瀘波部、7は
整相部、8は信号処理・映像再生部、9は開口合成部、
10は制御・表示部、11は映像記憶部、12は航法計
器部、13はアレイ動揺修正算出部、14はアレイ座標
移動算出部、15はアレイ方向制御部である。
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a synthetic aperture sonar according to the present invention, wherein 1 is a real aperture formed of a transmitting / receiving array, 3 is a waveform generator, 4 is a power amplifier, 5 Is a transmission / reception switching section, 6 is a reception amplification / filtering section, 7 is a phasing section, 8 is a signal processing / video reproduction section, 9 is an aperture synthesis section,
Reference numeral 10 denotes a control / display unit, 11 denotes an image storage unit, 12 denotes a navigation instrument unit, 13 denotes an array fluctuation correction calculation unit, 14 denotes an array coordinate movement calculation unit, and 15 denotes an array direction control unit.

【0019】同図において、波形生成部3で波形生成さ
れた電気信号は、電力増幅部4で電力増幅された後、送
受切替部5を介して実開口1に供給され、これにより、
実開口1から所定の方向(例えば、実開口1での送受波
アンテナの配列に垂直な方向)に音波の送波が行なわれ
る。
In FIG. 1, an electric signal having a waveform generated by a waveform generating unit 3 is power-amplified by a power amplifying unit 4 and then supplied to a real aperture 1 via a transmission / reception switching unit 5.
A sound wave is transmitted from the actual aperture 1 in a predetermined direction (for example, a direction perpendicular to the arrangement of the transmitting and receiving antennas in the actual aperture 1).

【0020】この送波によって目標物体から音波が反射
されてくるが、これが実開口1で受波されて電気信号に
変換される。この電気信号は送受切替部5を通過し、受
信増幅・瀘波部6で増幅されて不要成分が除去された
後、整相部7でが整相処理される。この整相部7の出力
信号は、通常のソーナーでは、信号処理・映像再生部8
で処理されて、映像信号として、制御・表示部10に供
給され、この映像信号による方位情報の映像表示がなさ
れるのであるが、この実施形態が合成開口ソーナーであ
ることから、信号処理・映像再生部8と制御・表示部1
0との間に開口合成部9と映像記憶部とが設けられ、こ
れらでもって、実開口1で送受波する毎に、信号処理・
映像再生部8からの映像信号を処理して開口合成を行な
い、この結果を制御・表示部10で高分解能で映像表示
を行なうとともに、映像記憶部11に記憶させる。
A sound wave is reflected from the target object by this transmission, and this is received by the actual aperture 1 and converted into an electric signal. The electric signal passes through the transmission / reception switching unit 5, is amplified by the reception amplification / filtering unit 6 to remove unnecessary components, and is subjected to phasing processing by the phasing unit 7. The output signal of the phasing unit 7 is output to a signal processing / video reproducing unit 8 in a normal sonar.
Is supplied to the control / display unit 10 as a video signal, and a video display of the azimuth information is performed by the video signal. However, since this embodiment is a synthetic aperture sonar, signal processing / video Reproduction unit 8 and control / display unit 1
0, an aperture synthesizing unit 9 and an image storage unit are provided.
The video signal from the video reproduction unit 8 is processed to perform aperture synthesis. The result is displayed on the control / display unit 10 at high resolution and stored in the video storage unit 11.

【0021】即ち、合成開口によって目標物体の方位を
計測する場合、実開口1による1回目の送波では、開口
合成部9は信号処理・映像再生部8からの映像信号をそ
のまま制御・表示部10に供給するとともに、映像記憶
部11に記憶する。実開口1による2回目の送波では、
開口合成部9は信号処理・映像再生部8からの映像信号
と映像記憶部11に記憶された1回目の送受波のときの
映像信号とを処理して開口合成を行ない、これによって
得られた映像信号を制御・表示部10に供給するととも
に、映像記憶部11に記憶する。これにより、映像信号
を制御・表示部10では、1回目と2回目の送受波での
合成開口による映像が表示される。3回目以降の送受波
に対しても同様であり、これにより、制御・表示部10
で高い方位分解能の映像が表示されることになる。
That is, when measuring the azimuth of the target object using the synthetic aperture, in the first transmission by the actual aperture 1, the aperture synthesizing unit 9 directly controls the video signal from the signal processing / video reproducing unit 8 to control and display. 10 and stored in the video storage unit 11. In the second transmission by the real aperture 1,
The aperture synthesizing unit 9 processes the video signal from the signal processing / video reproducing unit 8 and the video signal at the time of the first transmission / reception wave stored in the video storage unit 11 to perform aperture synthesis. The video signal is supplied to the control / display unit 10 and stored in the video storage unit 11. As a result, the video signal control / display unit 10 displays the video by the synthetic aperture in the first and second transmission / reception waves. The same applies to the third and subsequent transmission / reception waves, whereby the control / display unit 10
Will display an image with high azimuth resolution.

【0022】また、航法計器部12はロールやピッチ,
ヨーイングなどの船舶の揺れや船舶の速力,方向などの
針路を測定している。その結果得られる揺れ情報αは、
アレイ動揺修正算出部13に供給されて処理されること
により、この揺れによる実開口1の向きの修正情報が算
出され、アレイ方向制御部15がこの修正情報に応じて
実開口1の向きを修正する。従って、船舶が波などによ
って動揺しても、実開口1の向きは、船舶の向きや傾き
などに関係なく、一定に保持される。また、測定して得
られる針路情報βは、アレイ座標移動算出部14に供給
され、実開口1の位置の変化(即ち、座標移動)が算出
され、実開口1の現在位置が求められる。このアレイ座
標移動算出部14の算出結果は開口合成部9に供給さ
れ、開口合成する場合の実開口1の位置の修正に用いら
れる。
The navigation instrument section 12 includes a roll, a pitch,
It measures the yaw and other movements of the ship and the course of the ship such as its speed and direction. The resulting swing information α is
The correction information of the direction of the actual opening 1 due to the shaking is calculated by being supplied to the array fluctuation correction calculating unit 13 and processed, and the array direction control unit 15 corrects the direction of the actual opening 1 according to the correction information. I do. Therefore, even if the ship is shaken by a wave or the like, the direction of the actual opening 1 is kept constant irrespective of the direction or inclination of the ship. Further, the course information β obtained by the measurement is supplied to the array coordinate movement calculating unit 14, where the change in the position of the actual opening 1 (that is, coordinate movement) is calculated, and the current position of the actual opening 1 is obtained. The calculation result of the array coordinate movement calculation unit 14 is supplied to the aperture synthesis unit 9 and used for correcting the position of the actual aperture 1 when performing aperture synthesis.

【0023】図1は図2に示したハードウエア構成を持
つ本発明による合成開口ソーナーの一実施形態の開口合
成方法を示す図であって、2a,2bは合成開口、A
1,A2は基線であり、図3に対応する部分には同一符
号を付けている。
FIG. 1 is a view showing an aperture synthesizing method of an embodiment of a synthetic aperture sonar according to the present invention having the hardware configuration shown in FIG. 2, wherein 2a and 2b are synthetic apertures, A
Reference numerals 1 and A2 denote base lines, and portions corresponding to those in FIG.

【0024】同図において、いま、実開口1が位置に
在るときに目標物体の方位計測を開始するものとする
と、この位置に在る実開口1で、上記のように、音波
の送受波を行ない、図2において、その結果信号処理・
映像再生部8で得られる映像信号が、開口合成部9を介
して制御・表示部10に供給されることにより、方位を
表わす映像が表示されるとともに、映像記憶部11にも
1回目の受波情報として記憶される。
In this figure, if it is assumed that the azimuth measurement of the target object is started when the actual aperture 1 is located at the position, the transmission and reception of the sound wave is performed at the actual aperture 1 located at this position as described above. In FIG. 2, the resulting signal processing
The video signal obtained by the video reproducing unit 8 is supplied to the control / display unit 10 through the aperture synthesizing unit 9 so that the video representing the azimuth is displayed and the video storage unit 11 also receives the first reception. It is stored as wave information.

【0025】図1において、次に、実開口1が位置に
達したときに2回目の音波の送受波が行なわれるが、こ
のとき、この実開口1を通るその長手方向の直線を基線
A1とする。この場合、アレイ方向制御部15(図2)
の制御により、位置,に在る実開口1は互いに平行
であり、従って、位置の実開口1も基線A1に平行で
ある。また、この位置は、図3で示した従来例と同
様、位置の実開口1をそのままの向きで基線A1上に
移動させたとき、この実開口1と位置の実開口1とは
一部が重なり合うようにしている。これを位置,の
実開口1が一部オーバラップしているといい、この重な
り部分をオーバラップ部分という。
In FIG. 1, next, when the actual aperture 1 reaches the position, a second transmission and reception of sound waves is performed. At this time, a straight line in the longitudinal direction passing through the actual aperture 1 is defined as a base line A1. I do. In this case, the array direction controller 15 (FIG. 2)
The actual apertures 1 at the position are parallel to each other, and therefore the actual apertures 1 at the position are also parallel to the base line A1. Further, as in the conventional example shown in FIG. 3, when the actual opening 1 at the position is moved on the base line A1 in the same direction, the actual opening 1 and the actual opening 1 at the position partially I try to overlap. This is called that the actual opening 1 at the position partially overlaps, and this overlapping portion is called an overlap portion.

【0026】かかる2回目の送受波においても、図2に
おいて、この受波による映像信号が信号処理・映像再生
部8で得られ、開口合成部9に供給される。開口合成部
9は、映像記憶部11から、そこに記憶されている1回
目の送受波による受波情報のうち、位置の実開口1で
の位置の実開口1とオーバラップしていない部分から
の受波情報を読み取り、これを信号処理・映像再生部8
からの映像信号と基線1上での開口合成処理をする。即
ち、図1において、位置の実開口1の送受波による方
位を表わす映像信号が得られると、この映像信号に、位
置の実開口1で得られる方位を表わす映像信号のうち
の位置の実開口1とオーバラップしない部分に対する
ものを基線A1上で受波したときのものに変換して合成
する。この開口合成のための演算方法としては、上記従
来例の方法を用いることができる。
Also in the second transmission / reception wave, in FIG. 2, a video signal resulting from the reception is obtained by the signal processing / video reproduction unit 8 and supplied to the aperture synthesis unit 9. The aperture synthesizing unit 9 reads the information from the video storage unit 11 from the portion of the reception information of the first transmission / reception stored therein that does not overlap with the actual aperture 1 at the actual aperture 1 at the location. And reads the received wave information of the
And aperture synthesis processing on the base line 1 is performed. That is, in FIG. 1, when a video signal representing the azimuth of the actual aperture 1 of the position due to transmission and reception is obtained, this video signal is added to the actual aperture of the position of the video signal representing the azimuth obtained at the actual aperture 1 of the position. A part corresponding to a part that does not overlap with 1 is converted to a part received at the base line A1 and combined. As a calculation method for this aperture synthesis, the method of the above-described conventional example can be used.

【0027】かかる開口合成により、図1に示すよう
に、基線A1上の実開口1をこれにオーバラップしない
位置の実開口1の部分に対向する位置まで拡張した合
成開口2aで送受波したときの映像信号が得られること
になり、これが、図2において、制御・表示部10に供
給されることにより、2回目の送受波による方位の映像
が表示されるとともに、2回目の受波情報として映像記
憶部11に記憶される。
As shown in FIG. 1, when the actual aperture 1 on the base line A1 is transmitted and received by the synthetic aperture 2a which is extended to a position opposed to the portion of the actual aperture 1 which does not overlap with the aperture, as shown in FIG. 2 is supplied to the control / display unit 10 in FIG. 2 to display an image of the azimuth by the second transmission / reception wave and to receive the second reception information as the second reception information. It is stored in the video storage unit 11.

【0028】このようにして、2回目の送受波では、位
置,の実開口1の上記合成開口2aによる映像が表
示されるものであるから、1回目の送受波に応じて表示
される映像に比べ、方位分解が高くなるとともに、この
映像は、実開口1が位置にあるときの、従って、船舶
の現在位置からみた目標物体の方位を表わすものであ
る。
As described above, in the second transmitted / received wave, the image of the actual aperture 1 at the position and the synthetic aperture 2a is displayed, so that the image displayed according to the first transmitted / received wave is displayed. In comparison with the azimuth resolution being higher, this image shows the azimuth of the target object when the actual aperture 1 is at the position, and thus from the current position of the ship.

【0029】実開口1が、位置の実開口1に対して一
部オーバラップした位置に達したとき、3回目の送受
波を行なうと、この位置の実開口1に対して同様に基
線A2が設定され、位置,,の実開口1を合成し
た基線A2上の合成開口2bによる計測方位の映像が制
御・表示部10にリアルタイムで表示されるとともに、
3回目の受波情報として映像記憶部11に記憶される。
この場合、図2の開口合成部9において、位置の実開
口1の送受波によって得られた映像信号に、1つ前に設
定された基線A1上の合成実開口2aで得られる計測方
位の映像信号のうちの位置の実開口1とオーバラップ
しない部分に対するものを基線A2上で受波したときの
ものに変換されて合成される。
When the actual aperture 1 reaches a position where the actual aperture 1 partially overlaps with the actual aperture 1 at the position, the third transmission / reception is performed. The image of the azimuth measured by the synthetic aperture 2b on the base line A2 obtained by synthesizing the actual apertures 1 of the set positions,.
The information is stored in the video storage unit 11 as third reception information.
In this case, in the aperture synthesizing unit 9 shown in FIG. 2, the video signal obtained by the transmission / reception of the actual aperture 1 at the position is added to the video of the measurement direction obtained by the synthetic real aperture 2a on the base line A1 set immediately before. A signal corresponding to a portion that does not overlap with the actual aperture 1 at the position is converted into a signal when received on the base line A2 and synthesized.

【0030】以下同様にして、4回目以降の送受波に対
しても、そのときの実開口1の現在位置に基線が設定さ
れて、この基線上で開口合成が行なわれる。即ち、実開
口1の移動とともに、基線も順次移動していき、開口合
成は、常に、この基線上で行なわれて、この基線上の合
成開口による映像がリアルタイムで表示されることにな
る。この場合、送受信の回数を増やして開口合成の回数
を増やす程、得られる計測方位の分解能がより高まるこ
とはいうまでもない。
Similarly, for the fourth and subsequent transmission / reception waves, a baseline is set at the current position of the actual aperture 1 at that time, and aperture synthesis is performed on this baseline. That is, the base line also moves sequentially along with the movement of the actual aperture 1, and the aperture synthesis is always performed on this baseline, and the image by the synthetic aperture on this baseline is displayed in real time. In this case, it goes without saying that as the number of times of transmission / reception is increased and the number of times of aperture synthesis is increased, the resolution of the obtained measurement direction is higher.

【0031】このようにして、この実施形態では、開口
合成を繰り返すことにより、実開口の現在位置での計測
方位を、高い分解能でかつリアルタイムで得ることが可
能となり、基線を方位計測の開始位置に固定する上記従
来技術のような、現在とはかけ離れた時点での計測方位
を表示させることによって生ずる計測誤差の混入を防止
することができる。
As described above, in this embodiment, by repeating the aperture synthesis, it is possible to obtain the measurement azimuth at the current position of the actual aperture with high resolution and in real time. It is possible to prevent the occurrence of measurement errors caused by displaying the measurement azimuth at a time point far from the present, as in the above-described conventional technique.

【0032】なお、図1で説明した方位計測を行なう前
に、実開口1が任意の向きのままで送受波を行ない、そ
の計測結果に基づいて実開口1を、その長手方向が計測
した目標物体の方位に垂直になるように、予備設定を行
なう。この場合の計測方位は分解能が低いものである
が、実開口1の送受波指向特性を目標物体の方向にほぼ
正確に向けることができる。従って、かかる状態で図1
に示した計測を行なうことにより、計測感度をほぼ最大
に設定することができて、計測精度が向上する。
Before performing the azimuth measurement described with reference to FIG. 1, transmission / reception is performed with the actual aperture 1 kept in an arbitrary direction, and based on the measurement result, the actual aperture 1 is set to a target whose longitudinal direction is measured. Preliminary settings are made so as to be perpendicular to the direction of the object. In this case, the measurement azimuth has a low resolution, but the transmission / reception directional characteristics of the actual aperture 1 can be almost accurately directed to the direction of the target object. Therefore, FIG.
By performing the measurement shown in (1), the measurement sensitivity can be set to almost the maximum, and the measurement accuracy is improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基線を現に受波している位置での実開口を通るように設
定し、その位置で実開口の合成を行なっているので、高
い方位分解能の映像をリアルタイムで、即ち、現時点で
の高い方位分解能の映像を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Since the base line is set so as to pass through the actual aperture at the position where the wave is currently being received, and synthesis of the actual aperture is performed at that position, a high azimuth resolution image can be obtained in real time, that is, the current high azimuth resolution. Video can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による合成開口ソーナーの一実施形態の
要部を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a main part of an embodiment of a synthetic aperture sonar according to the present invention.

【図2】開口姿勢情報と音響信号の流れのブロック図FIG. 2 is a block diagram of a flow of an acoustic signal and opening posture information.

【図3】従来の合成開口ソーナーの要部を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a main part of a conventional synthetic aperture sonar.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 実開口 2a,2b 合成開口 8 信号処理・映像再生部 9 開口合成部 10 制御・表示部 11 映像記憶部 A1,A2 基線 Reference Signs List 1 real aperture 2a, 2b synthetic aperture 8 signal processing / video reproduction section 9 aperture synthesis section 10 control / display section 11 video storage section A1, A2 base line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送波と受波とを少なくとも2回以上繰り
返し行ない、夫々の受波信号を合成して実開口で得られ
る分解能以上の映像を得るようにした合成開口ソーナー
において、 開口の合成を行なうときの基線の位置を可変とすること
を特徴とする合成開口ソーナー。
1. A synthetic aperture sonar in which a transmitting wave and a receiving wave are repeated at least twice or more, and the respective received signals are synthesized to obtain an image having a resolution higher than the resolution obtained by an actual aperture. A synthetic aperture sonar characterized in that the position of a base line when performing is performed.
【請求項2】 送波と受波とを少なくとも2回以上繰り
返して行ない、夫々の受波信号を合成して実開口で得ら
れる分解能以上の映像を得るようにした合成開口ソーナ
ーにおいて、 開口の合成を行なうときの基線を、受波を行なった最新
の実開口の延長上にセットすることを特徴とする合成開
口ソーナー。
2. A synthetic aperture sonar in which transmission and reception are repeated at least twice or more, and the respective received signals are combined to obtain an image having a resolution higher than the resolution obtained by an actual aperture. A synthetic aperture sonar characterized in that a base line for performing synthesis is set on an extension of the latest actual aperture that has received waves.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6594200B2 (en) 2001-01-17 2003-07-15 Nec Corporation Synthetic aperture sonar and synthetic aperture processing method
JP2004117129A (en) * 2002-09-26 2004-04-15 Nec Corp Synthetic aperture sonar, method of correcting oscillation used therefor, and program thereof
JP2008522156A (en) * 2004-11-24 2008-06-26 レイセオン・カンパニー Method and system for synthetic aperture sonar
JP2009537810A (en) * 2006-05-16 2009-10-29 イクセア Sonar imaging system with synthetic aperture

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