JPH11352214A - 超音波水中探知装置 - Google Patents

超音波水中探知装置

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JPH11352214A
JPH11352214A JP16232398A JP16232398A JPH11352214A JP H11352214 A JPH11352214 A JP H11352214A JP 16232398 A JP16232398 A JP 16232398A JP 16232398 A JP16232398 A JP 16232398A JP H11352214 A JPH11352214 A JP H11352214A
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JP
Japan
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angle
transmission
display
receiving
depression
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Pending
Application number
JP16232398A
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English (en)
Inventor
Masaya Maeda
賢哉 前田
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送受ビーム形状を視覚的に把握することがで
きる超音波水中探知装置を提供する。 【解決手段】 俯角θと、指向角φとを用いて、ビーム
形状の上端線と半径Rの円との交点(X2,Y2)を求
める。同様に、ビーム形状の下端線と半径Rの円との交
点(X3,Y3)を求める。線分(X0,Y0)−(X
2,Y2)、線分(X0,Y0)−(X3,Y3)、及
び線分(X2,Y2)−(X3,Y3)で囲まれた領域
全てを塗りつぶすように、表示用メモリの対応するアド
レスに表示色を格納する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波水中探知装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に、この種の従来の超音波水中探知
装置を示す。
【0003】図2の超音波水中探知装置は、この装置を
操作するための操作部21、操作部21からの指示に基
づいて各部を制御する制御部22、制御部22の制御に
従い送信信号を生成する送信回路23、送信信号を超音
波に変換して水中へ送波すると共に反射波を受波して受
信信号を生成する送受波器アレー24、受信信号に処理
を加え、送受波器アレー24の受波ビームが所定の形状
となるようにする受信回路25、送信回路23及び受信
回路25と送受波器アレー24との間に接続され、送受
信切り替えを行う送受切替回路26、及び制御部22か
らの制御に従い所定の情報を視覚的に表示する表示器2
7とを有している。
【0004】制御部22は、送受波器アレー24に所定
の俯角と所定の指向角とを持つ指向性を持たせるための
情報を記憶する制御部メモリ221を有している。
【0005】送信回路23は、制御部22からの指示に
従って、送受波器アレー24を構成する複数の送受波器
にそれぞれ供給すべき送信信号を生成する送信信号発生
部231と、これらの送信信号を増幅する電力増幅器2
32とを有している。
【0006】受信回路25は、送受波器アレー24を構
成する複数の送受波器からの受信信号を増幅するプリア
ンプ251、増幅された受信信号の位相制御を行う位相
制御回路252、さらに受信信号に重み付けを行う加重
制御回路253、全ての受信信号を加算する加算回路2
54、及び加算された受信信号を増幅する増幅回路25
5とを有している。
【0007】表示器27は、制御部から与えられる情報
を記憶する表示処理部メモリ271と、表示処理部メモ
リに記憶された情報から表示に必要なデータを生成する
表示処理部272と、表示処理部で生成されたデータを
記憶する表示用メモリ273と、表示用メモリに記憶さ
れたデータに基づき表示を行う表示部274とを有して
いる。
【0008】次に、この超音波水中探知装置の動作につ
いて説明する。
【0009】まず、操作部21から、送受ビームの俯
角、指向角など、探知動作に必要な情報が設定される。
設定された情報は、制御部メモリ221に格納される。
制御部22は、制御部メモリ221に格納された設定情
報を送信回路23、受信回路25に転送するとともに、
俯角に関する情報を表示器27に転送する。
【0010】送信回路23では、送信信号発生部231
が、転送されてきた設定情報に基づいて、送信信号を発
生する。即ち、送受波器アレー24の送波ビームが、所
定の形状となるように、アレーを構成する各送受波器に
供給する送信信号の位相及び振幅を調整する。送信信号
発生部231が発生した送信信号は、電力増幅器232
により増幅され、送受切替回路26へと出力される。
【0011】送受切替回路26は、送信回路から受け取
った送信信号を送受波器アレー24へ出力する。送受波
器アレー24では、各送受波器がそれぞれ入力された送
信信号を、電気−音響変換し、超音波として水中へ送波
する。
【0012】水中に送波された超音波は、何らかの物体
に衝突すると反射され、送受波器アレー24に戻って来
る。送受波器アレー24は、反射波を受波し、各送受波
器で音響−電気変換して、それぞれ受信信号を送受切替
回路26へ出力する。そして、送受切替回路26は、送
受波器アレー24からの受信信号を受信回路25へ出力
する。
【0013】受信回路25では、送受波器アレー24の
各送受波器からの受信信号を、まず、プリアンプ251
を用いて、適当な振幅にまで増幅する。そして、制御部
22から転送された北設定情報に基づいて、受波ビーム
が所定形状となるように、各受信信号の位相及び振幅
を、それぞれ位相制御回路252及び加重制御回路25
3で調整する。その後、加算回路254は、これらの受
信信号を加算する。そして、増幅回路255は、加算さ
れた受信信号を適当に増幅し、制御部22へと出力す
る。
【0014】制御部22は、受信回路25からの受信信
号をA/D変換して、ディジタル受信信号を表示器27
へ出力する。このとき、送受波器アレー24の向く方位
や、送信から受信までに要した時間等の情報も伝える。
これらディジタル受信信号や各種情報は、一旦、表示処
理部メモリ271に記憶される。
【0015】表示器27では、表示処理部272が、制
御部22からのディジタル受信信号を、内部に保持する
A/D変換値と比較する。この内部A/D変換値には、
その値に応じて表示色が決められており、比較の結果に
応じて表示色が決まる。また、送信から受信までに要し
た時間から、送受信機アレー24から物体までの距離を
求める。そして、表示部274に、その結果を表示すべ
く、物体の方位、距離、表示色(大きさ)を示すデータ
を作成して表示用メモリ273に格納する。
【0016】また、表示処理部272は、先に制御部2
2から転送された俯角情報から、送受ビームの俯角を表
わすビーム俯角マークに関する図形情報を作成する。即
ち、表示部の画面上にX−Y平面を想定し、送受波器ア
レー24の位置を(X0,Y0)としたとき、俯角θ
で、送受波器アレー24から距離Rにある位置を(X
1,Y1)として、線分(X0,Y0)−(X1,Y
1)を表わすデータを作成する。この結果、表示用メモ
リには、(X0,Y0)−(X1,Y1)間の座標値に
対応するアドレス全てにビーム俯角マークを示す表示色
の値が書き込まれる。なお、X1=X0+Rcos
(θ),Y1=X0+Rsin(θ),X0=定数,Y
0=定数,R=定数、である。
【0017】表示部274は、表示用メモリ273格納
されたデータに基づき、画面表示を行う。その結果を、
図3に示す。
【0018】図3に示すように、表示部274の画面3
1のほぼ中央には、方位環32が表示され、送受波器ア
レー24の向きは、方位環32の中心から外へと伸びる
線分33で表示される。つまり、方位環32の中心が送
受波器アレー24の位置であり、線分33が伸びる方向
が送受波器アレー24の向かう方向である。また、超音
波を反射した物体は、ドット34で表示される。
【0019】更に、画面31の左上方には、ビーム俯角
マーク35と、俯角θの大きさを表わす度数36が表示
されている。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波水中探知
装置では、表示部に送受波器アレーの方位や俯角が線分
により表示されるので、その送受ビーム形状を把握する
ことができないという問題点がある。つまり、図4に示
すように、送受波器アレー24の送受ビーム形状は、指
向角φを有しているにも関わらず、それを視覚的に把握
することができない。
【0021】本発明は、超音波水中探知装置における、
送受ビーム形状を視覚的に把握することができるように
することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明によれは、任意の
俯角及び指向角の送受ビームを形成できる送受波器アレ
ーを用い、超音波を水中に送波してその反射波を受波す
る超音波水中探知装置において、前記俯角及び前記指向
角を視覚的に表示する表示手段を備えたことを特徴とす
る超音波水中探知装置が得られる。
【0023】具体的には、前記送受ビームの俯角及び指
向角を制御する設定情報を用いて、前記表示手段に前記
俯角及び前記指向角を視覚的に表示させるようにしたこ
とを特徴とする超音波水中探知装置が得られる。
【0024】また、本発明によれば、任意の俯角及び指
向角の送受ビームを形成できる送受波器アレーと、前記
送受ビームの俯角及び指向角を設定する設定情報を供給
するための制御手段と、該設定手段から前記設定情報を
受け、送波ビームが所定の俯角及び所定の指向角となる
ように送信信号を生成する送信手段と、前記制御手段か
ら前記設定情報を受け、前記送受ビームの俯角と指向角
とを視覚的に表示する表示手段とを備えたことを特徴と
する超音波水中探知装置が得られる。
【0025】この超音波水中探知装置は、前記設定情報
を受けて、受波ビームが前記所定の俯角と前記所定の指
向角となるように受信信号を処理する受信手段を有する
ことが好ましい。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
【0027】本実施の形態による超音波水中探知装置
は、図3に示す従来の超音波水中探知装置と同様に構成
される。ただし、制御部22及び表示器27の動作が異
なる。以下、従来と異なる点について詳細に説明する。
【0028】制御部22は、操作部21からの設定情報
のうち俯角θを示す俯角情報と指向角φを示す指向角情
報を表示器27へ転送する。
【0029】表示器27は、制御部22から転送されて
来た俯角情報及び指向角情報に基づき、ビーム俯角マー
クを表わす図形情報を作成する。
【0030】図1(a)に示すように、表示処理部27
2は、従来同様、表示部174の画面上における送受波
器アレー24の位置を(X0,Y0)とする。そして、
(X0,Y0)を中心とする半径Rの円(1/4円)を
想定する。すると、送受ビームの上端線とこの円との交
点(X2,Y2)は、X2=X0+Rcos(θ−φ/
2),Y2=Y0+Rsin(θ−φ/2)、で与えられ
る。同様に、送受ビームの下端線とこの円との交点(X
3,Y3)は、X3=X0+Rcos(θ+φ/2),Y
3=Y0+Rsin(θ+φ/2)、で与えられる。表示
処理部272は、これらの演算を行って、交点(X2,
Y2)及び(X3,Y3)を求める。そして、表示メモ
リにおける、これら交点と(X0,Y0)とを結ぶ線分
(即ち、線分(X0,Y0)−(X2,Y2)及び線分
(X0,Y0)−(X3,Y3))とこれら交点間を結
ぶ線分(即ち、(X2,Y2)−(X3,Y3))とで
囲まれた領域の座標値に対応する全てのアドレスに、ビ
ーム形状を表示する表示色を示す値を書き込む。
【0031】表示部274は、表示部に書き込まれたデ
ータに基づき、図1(b)に示すようにビーム形状マー
ク11を表示する。
【0032】なお、俯角及び指向角は、操作部21から
の操作設定により、自動または手動で変化する。これに
伴い、表示処理部では、ビーム形状マーク11を変更す
べく、上記動作を繰り返す。
【0033】以上のようにして、表示部274には、送
受ビームの指向方向のみならず、その形状を示すビーム
形状マークが表示される。
【0034】なお、上記実施の形態では、超音波を用い
る場合についてのみのべたが、音波を用いることもでき
る。また、空中で使用する場合には電磁波も使用でき
る。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、送受ビームの形成に使
用される指向角に関する情報を俯角情報と併せて用い、
ビーム形状マークの表示を行うようにしたことで、送受
ビームの形状、即ち探索範囲を視覚的に把握することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の一実施の形態による超音波
水中探査装置に使用される表示器の動作を説明するため
の図であり、(b)はその表示器の表示例を示す図であ
る。
【図2】従来の超音波水中探査装置のブロック図であ
る。
【図3】図2の超音波水中探査装置の表示器における表
示例を示す図である。
【図4】送受ビームの指向角を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
11 ビーム形状マーク 21 操作部 22 制御部 23 送信回路 24 送受波器アレー 25 受信回路 26 送受切替回路 27 表示器 221 制御部メモリ 231 送信信号発生部 232 電力増幅器 251 プリアンプ 252 位相制御回路 253 加重制御回路 254 加算回路 255 増幅回路 271 表示処理部メモリ 272 表示処理部 273 表示用メモリ 274 表示部 31 画面 32 方位環 33 線分 34 ドット 35 ビーム俯角マーク 36 度数

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意の俯角及び指向角の送受ビームを形
    成できる送受波器アレーを用い、超音波を水中に送波し
    てその反射波を受波する超音波水中探知装置において、
    前記俯角及び前記指向角を視覚的に表示する表示手段を
    備えたことを特徴とする超音波水中探知装置。
  2. 【請求項2】 前記送受ビームの俯角及び指向角を制御
    する設定情報を用いて、前記表示手段に前記俯角及び前
    記指向角を視覚的に表示させるようにしたことを特徴と
    する請求項1の超音波水中探知装置。
  3. 【請求項3】 任意の俯角及び指向角の送受ビームを形
    成できる送受波器アレーと、前記送受ビームの俯角及び
    指向角を設定する設定情報を供給するための制御手段
    と、該設定手段から前記設定情報を受け、送波ビームが
    所定の俯角及び所定の指向角となるように送信信号を生
    成する送信手段と、前記制御手段から前記設定情報を受
    け、前記送受ビームの俯角と指向角とを視覚的に表示す
    る表示手段とを備えたことを特徴とする超音波水中探知
    装置。
  4. 【請求項4】 前記設定情報を受けて、受波ビームが前
    記所定の俯角と前記所定の指向角となるように受信信号
    を処理する受信手段を有することを特徴とする請求項3
    の超音波水中探知装置。
JP16232398A 1998-06-10 1998-06-10 超音波水中探知装置 Pending JPH11352214A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010197361A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Brother Ind Ltd 異音診断システム
JP2015166698A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 本多電子株式会社 超音波ソナー装置

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