JPH1164515A

JPH1164515A - 目標計測装置

Info

Publication number: JPH1164515A
Application number: JP23111697A
Authority: JP
Inventors: Jun Sasaki; 潤佐々木; Yasuhiro Hashimoto; 康広橋本; Ryusuke Imai; 隆介今井; Ken Kikuchi; 研菊池
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: JP3583908B2

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間で目標に接近することなく目標中心の距
離、位置、目標の長さ、直径を計測する。【解決手段】送受波器５２は、目標に対して相対的に移
動しながら、複数回、目標とする物体に向けて波動を照
射し、受信装置５３、ビーム形成装置５４は、目標の反
射信号を含む受信信号を生成する。目標計測装置５７
は、複数の方位のそれぞれについて、反射信号中の振幅
の大きい３点が当該方位を向いた円柱の角に対応する点
であると仮定して、当該円柱の長さ及び直径を、目標の
長さ及び直径として推定し、前記送受波の各回毎の推定
値の差が最小であった方位についての推定値を最終的な
目標の長さ及び直径の計測結果とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波動を用いて目標
の位置や大きさや向きを計測する目標計測装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、波動を用いて目標とする物体の
位置や大きさや向きを計測するためには、物体を詳細に
検出するために、高い方位分解能が必要となる。そし
て、高い方位分解能は、狭い開口角の指向性ビームを形
成する送受波器を用いて、目標の方位付近に複数本の指
向性ビームを与えることにより実現できる。

【０００３】ここで、例えば、アクティブソーナーにお
ける指向性ビームの開口角θ(deg)は、送信波長をλ
(m)、受波面開口長をL(m)、受波アレイの形状により決
まる定数をkとおくと、次式（Robert J. Urick：“水中
音響の原理”、p.60、1978年12月）で求められる。

【０００４】

【数１】

【０００５】したがって、狭い開口角を実現するために
は、波長を小さくするすなわち送信周波数を高くする
か、受信アレイの実開口長を大きくする必要がある。

【０００６】しかし、前者の場合は、高周波化に伴い水
中の音波伝搬損失が増加するため限界がある。また、後
者の場合は、受波アレイの物理的制約により限界があ
る。

【０００７】そこで、従来は、計測の対象となる目標を
検出した後に、さらに目標に接近し、かつ目標を検出す
るまでに用いた送信周波数よりも高い周波数の波動を用
いて、目標を詳細に検出することが行われている。

【０００８】また、目標を詳細に検出するために、送受
波器を一定方向に移動させ、目標を側方に見るように送
受波面を向けながら複数回の送受信を行うことで、結果
的に移動した距離分だけ開口長を等価的に大きくするよ
うな開口合成の技術も用いられてきた。なお、このよう
な開口合成の技術は、例えば特開平３−65681号公報な
どに記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した、目
標を検出した後に、さらに目標に接近して、より周波数
の高い波動を用いる技術は、目標が危険物であったり、
計測時の環境的な条件から接近することが困難な場合に
は実施することができない。また、前述した開口合成の
技術によっても、やはり、物理的制約の限界はある。さ
らに、開口合成の技術は、ある程度の距離を移動した後
に複数回送受信で取り込んだ全データを合成する方式の
ため、短時間で計測を完了することができない。

【００１０】そこで、本発明は、短時間で、目標に接近
することなく、目標の位置や大きさや向きを計測できる
目標計測装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、目標とする物体に向けて波動を照射する手段
と、目標からの反射信号を含む受信信号を生成する手段
と、目標の方位を入力する手段と、前記目標からの反射
信号中の比較的振幅の大きな複数の箇所に対応する実空
間上の複数の点までの距離を計測する手段と、前記目標
の方位と前記複数の点までの距離に基づいて、前記実空
間上の複数の点が所定の方位を向いた所定の形状を持つ
物体の複数の角に対応する点であると仮定して、当該所
定の形状を持つ物体の長さ及び／又は太さを、目標の長
さ及び／又は太さとして推定する推測手段とを有するこ
とを特徴とする目標計測装置を提供する。

【００１２】このような目標計測装置によれば、物体の
鋭い形状箇所における反射の程度が大きいという自然法
則に着目し、反射信号の比較的振幅の大きな複数の箇所
に対応する実空間上の複数の点を、仮定した形状上の鋭
い形状を持つ点すなわち角に当てはめることにより、目
標の長さ、太さを推定するので、開口合成を行う場合の
ように大きく移動することなく短時間で、かつ、目標に
接近することなく、目標の位置や大きさを計測すること
ができる。

【００１３】ここで、前記形状はたとえば円柱であって
よい。

【００１４】また、たとえば前記形状を円柱とした場合
において、前記所定の方位として一意に方位を設定する
のではなく、前記推測手段が、前記各回毎に、複数の方
位のそれぞれについて、前記実空間上の各点が当該方位
を向いた円柱の角に対応する点であると仮定して、当該
円柱の長さ及び／又は直径を、目標の長さ及び／又は直
径として推定するようにし、前記目標計測装置に、前記
複数の方位のうち、前記各回毎に前記推測手段が推定し
た目標の長さ及び／又は直径の差が最小であった方位に
ついて、前記記推測手段が推定した目標の長さ及び／又
は直径を最終的な目標の長さ及び／又は直径の計測結果
として選択する選択手段を備えるようにしてもよい。こ
のようにすることにより、前記所定の方位が全く未知の
場合でも、目標の長さ、直径を計測することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る目標計測装置
の一実施形態について説明する。

【００１６】まず、本実施形態に係る目標計測装置の行
う目標計測動作の原理について説明する。

【００１７】いま、円柱形状の目標物体へ波動を照射し
た場合を考える。この場合、該円柱からの反射信号を含
む受信信号に対し振幅検波を行った結果を時系列で表す
と、図１に示すようになる。図示するように、この場
合、反射信号を表す区間内に３箇所（円柱の向きによっ
ては、１又は２箇所）の高い振幅値が現れる。

【００１８】ここで、この振幅のピークに相当する送信
開始からの時間をt₁、t₂、t₃（添字は、時間の経過に従
い高い振幅値が現れる順番である。）とし、それぞれ媒
質中の波動伝搬速度と乗じ、水中での音線曲がりを考慮
して求められる送受波器からの距離をr₁、r₂、r₃とす
る。また、送受波器の移動方向をx軸に取り、目標の位
置を３次元直交座標空間で表した図２に示すように、点
Ｏ（原点）は送受波器の位置、点Ｐは目標の中心位置、
θ_h（−180°＜θ_h≦180°）は目標の水平方位、θ
_v（−90°＜θ_v≦90°）は垂直方位、lは送受波器に対
する円柱の向きを表す長さ方向ベクトル、φ_h（−90°
＜φ_h≦90°）は長さ方向ベクトルの水平方位、φ_v（−
90°＜φ_v≦90°）は垂直方位であるとする。

【００１９】そうすると、反射信号の成分中で高い振幅
値の波動を返す円柱上の反射点は、図３（図２円柱付近
の拡大図）で示す点Ｐの方向ベクトルmと長さ方向ベク
トルlとから成る平面によって、円柱を切ったときにで
きる長方形の頂点Ｑ、Ｒ，Ｔのいずれかである。なぜな
ら、形状の頂点、角において、反射は大きくなるからで
ある。なお、点Ｓは送波の方向に対して円柱の側面に隠
れることから、反射点の対象として除外される。ここ
で、送受波器から反射点Ｑ、Ｒ，Ｔまでの距離をそれぞ
れs₁、s₂、s₃とする。

【００２０】以上より、まず、送受波器（点Ｏ）に対す
る目標の中心（点Ｐ）座標を求める。

【００２１】目標中心の方向ベクトルm＝（u_t、v_t、
w_t）は次式で求められる。

【００２２】

【数２】

【００２３】また、円柱目標の長さ方向ベクトルl＝（u
_f、v_f、w_f）は次式で求められる。

【００２４】

【数３】

【００２５】そして、数２、数３より目標中心の方向ベ
クトルmと目標の長さ方向ベクトルlの内積は次式で求め
られる。

【００２６】

【数４】

【００２７】すると、数４及びs₁、s₂、s₃より、送受波
器から目標中心までの距離s₀は次式で求められる。

【００２８】

【数５】

【００２９】ただしX =０、±１の場合は、この送受信
による計測結果は用いないようにする。

【００３０】以上より、送受波器に対する目標の中心
（点Ｐ）座標（x , y , z）は、次式で求められる。

【００３１】

【数６】

【００３２】次に目標の長さL及び直径Dの概略寸法は、
次式で求められる。

【００３３】

【数７】

【００３４】

【数８】

【００３５】以上より、（θ_h、θ_v）、（φ_h、φ_v）、
（s₁、s₂、s₃）が分かれば、目標中心の距離、位置、目
標の長さL及び直径Dの概略寸法を求められることが分か
る。

【００３６】ここで、目標の中心の方位（θ_h、θ_v）
は、従来と同様の計測によってほぼおおまかに計測する
ことができる。

【００３７】頂点Ｑ、Ｒ，Ｔまでの距離s₁、s₂、s₃は、
各々、振幅のピークに相当する送信開始からの時間t₁、
t₂、t₃ に対応する距離r_1、r₂、r₃のいずれかと1対１に
対応する。

【００３８】s₁は送受波器からの最短距離であるからs₁
= r₁が成立する。s₂、s₃とr₂、r₃との対応は、複数回
の送受信を行いながら求める。

【００３９】すなわち、各送受信において、判定比
（s₂、s₃とr₂、r₃との対応付けを判定する指標）を次式
で計算する。

【００４０】

【数９】

【００４１】ただしr₃−r₁ =０の場合は、coe =０とす
る。そして、次式を計算する。

【００４２】

【数１０】

【００４３】添字０は、複数回送受信のうち今回の送受
信よりも１回前の送受信（１回前の送受信において数４
でX=０、±１となった場合は、２回前の送受信とする）
によるcoe及びXの計算結果を意味する。

【００４４】そして、seki <０の場合は、s₂ = r₂かつs
₃ = r₃、seki >０の場合はs₂ = r₃かつs₃ = r₂として数
５〜数８に代入し、目標中心の距離、位置、目標の長
さ、直径を求める。

【００４５】なお、目標が円柱ではなく、反射信号の成
分中で高い振幅値を示す箇所が４つ以上存在する、つま
り高い振幅値を示す箇所までの距離がr₁、r₂、・・・、
r_n（nは自然数）存在する場合には、図４のようにr_nを
目標が円柱の場合に計測できるr₃に当てはめ、r₂、・・
・、r_n-1に対応する振幅値において最大のr_k（２≦k≦n
−１）を目標が円柱の場合に計測できるr₂として当ては
め、円柱の場合と同様に、目標中心の距離、位置、目標
の長さ、直径を求める。

【００４６】次に、円柱の向き（φ_h、φ_v）は、次のよ
うにして求める。

【００４７】すなわち、前述した複数回の送受信におい
て、水平方位φ_h= 5i−90（i = 1,2,・・・,36）、垂直
方位φ_v= 5j−90（j = 1,2,・・・,36）の36×36＝1296
通りの組み合わせの各々について、目標中心の位置、距
離、目標の長さ、直径を求め、各回の送受信の際に求め
た、目標の長さ、直径の差が最も小さい、（φ_h、φ_v）
の組み合わせを、正しい円柱の向き（φ_h、φ_v）であっ
たと結果的に判定し、この円柱の向き（φ_h、φ_v）につ
いて求めた目標中心の位置、距離、目標の長さ、直径を
最終的な計測結果として選択する。ただし、円柱の向き
（φ_h、φ_v）が、他の方法により測定できる場合や、そ
の他の事情により、ある向きに限定できる場合は、以上
の処理は不要であり、これを直接用いればよい。

【００４８】以上、本実施形態に係る目標計測装置が行
う目標計測動作の原理について説明した。

【００４９】以下、本実施形態に係る目標計測装置の具
体的詳細について、船舶に搭載されるソーナーシステム
に適用した場合を例にとり説明する。

【００５０】図５に、ソナーシステム全体の構成を示
す。

【００５１】図中において、送信装置５１は、送信すべ
き電気信号を生成し出力する。

【００５２】送受信装置５２は、送受波面を予め設定さ
れた垂直方位へ向けた後、送信装置５１が出力した電気
信号を音波に変換して水中へ送波し、同時に水中からの
到来音波を受波し電気信号へ変換して出力する。

【００５３】受信装置５３は、送受信器５２が出力した
電気信号を電力増幅かつディジタル変換を行い、変換さ
れた信号列（ディジタル変換されたため、信号は時間軸
方向に離散的な列を成す。）を出力する。

【００５４】ビーム形成装置５４は、予め形成すべき指
向性ビームの方位を読み込み、受信装置５３が出力した
信号列から読み込んだ方位の数だけ指向性ビームを形成
する処理を行い、指向性ビーム本数分の信号列を出力す
る。（例えばセクタ角10°の範囲に、１°の分解能で予
め指向性ビームを形成するならば、指向性ビーム本数分
に対応する11個の信号列を出力する。）検波装置５５は、ビーム形成装置５４が出力した各信号
列の振幅検波を行う。このとき水中物体からの反射成分
に相当する振幅値が、クラッタ信号などの他の信号（海
面、海底及び海中の散乱体からの反射信号や、船舶の航
走等による雑音から構成される。）の振幅値よりも大き
くなるため、図６に示す適切な振幅閾値を設定するよう
にし、閾値を越える振幅値は１、越えない振幅値は０と
する（以下、この１か０かにより決まる値を「判定値」
と称す）。そして、検波装置５５は、指向性ビーム本数
分の各判定値信号列及び各振幅値信号列を出力する。

【００５５】処理装置５６は、検波装置５５が出力した
各判定値信号列より、図７に示す縦軸に距離、横軸に方
位を取る、処理装置５６が備えた表示装置の画面上に、
方位の小さい順に判定値信号列を左から右に並べて表示
する。ここで縦軸の距離は、送信開始からの各受信時刻
と水中での音波伝搬速度と乗じ、水中での音線の曲がり
を考慮して求められる。

【００５６】画面上では、判定値１と０を異なる色で表
示する。図７では判定値１の部分は輝点で表されてお
り、この輝点は画面内に複数存在する。ここで画面を見
るオペレータが概略寸法の計測の対象とする目標を決定
し、決定した輝点の付近を、処理装置５６が備えたトラ
ックボール等のポインティングデバイスで指定する。

【００５７】これにより、目標の概略寸法の計測が開始
され、複数回の送受信が行われる。

【００５８】一方、処理装置５６は、指定された目標の
おおよそ中心の水平方位を目標中心の水平方位θ_hとし
て算出し、出力する。水平方位θ_hは、たとえば、指定
された目標の中央の点に対して求める。以上は目標の概
略寸法の計測開始時の送受信における場合であり、以降
の送受信については目標が決定済みであるためオペレー
タの指定操作は不要であり、処理装置５６が、目標とさ
れた輝点の画面上での移動を追尾し、各送受信毎の目標
中心に対する目標中心の水平方位θ_hを計測し出力す
る。

【００５９】なお、目標の概略寸法の計測中、処理装置
５６は、図８の円内に示すように、高い解像度の拡大表
示画面（縦軸に距離、横軸に方位を取る）に目標周辺を
詳細に映し出す。この表示では、船舶から目標の反射信
号の成分中で高い振幅値を示す箇所までの距離r₁、r₂、
・・・、r_n（nは自然数）に相当する部分に輝点（例え
ば目標が円柱であれば、現れる輝点は３つである。）が
現れる。

【００６０】さて、目標計測装置５７は、中心位置ベク
トル計算装置５７１、判定比計算装置５７２、1296個の
寸法計測装置５７３の群及び誤差判定装置５７４から成
る。以下、目標計測装置５７の動作について詳細に説明
する。

【００６１】中心位置ベクトル計算装置５７１は、送受
波面の垂直方位θ_v及び処理装置５６が出力した水平方
位θ_hより、数２で求められる目標中心の方向ベクトル
の各成分u_t、v_t、w_tを出力する。

【００６２】判定比計算装置５７２は、検波装置５５が
出力した振幅値信号列及び表示装置５６が出力した目標
の反射信号の成分中で高い振幅値を示す箇所までの距離
r₁、r₂、・・・、r_n（nは自然数）を入力し、最大の振
幅値となるr_k（２≦k≦n−１）を求め、r₂＝r_k、r₃＝r_n
として数９で求められる判定比を出力する。

【００６３】寸法計測装置５７３は、予め水平方位φ_h=
5i−90（i = 1,2,・・・,36）、垂直方位φ_v= 5j−90
（j = 1,2,・・・,36）の36×36＝1296通りの組み合わ
せの各々に対応して設けられる。ただし、図５では、一
つの組み合わせに対応する一つの寸法計測装置５７３の
みを示している。

【００６４】各寸法計測装置５７３は、目標が、対応す
る（φ_、φ_v）に従って数３で求められる長さ方向ベクト
ル（u_f、v_f、w_f）を持つ円柱であると仮定して、数7、数
８に従い目標の長さ及び直径の概略寸法を出力する。

【００６５】より詳細には、寸法計測装置５７３１は、
内積計算部５７３１、反射位置判定部５７３２、中心位
置計算部５７３３及び概略寸法計算部５７３４から成
る。

【００６６】内積計算部５７３１は、中心位置ベクトル
計算装置５７１の出力値u_t、v_t、w_tを入力し、各寸法計
測装置で予め設定されている円柱の長さ方向ベクトルの
成分u_f、v_f、w_fから、数４で求められるベクトルの内積
を出力する。

【００６７】反射位置判定部５７３２は、判定比計算装
置５７２の出力値と内積計算部５７３１の出力値を入力
する。そして、１回目の送受信の場合は、そのまま判定
比及びベクトルの内積を保持する。２回目以降の送受信
の場合は、今回の送受信での入力値と保持してあった前
回での判定比及びベクトルの内積より数１０を計算し、
船舶から円柱上での反射点までの距離s₁、s₂、s₃と反射
信号の成分中で高い振幅値を示す箇所までの距離r₁、
r₂、r₃との対応関係を判定し、s₁、s₂、s₃を出力する。
そして、その後に今回の送受信での判定比及びベクトル
の内積を保持する。ただしX=０、±１の場合は概略寸法
計測は不可能であるため、この場合は、今回の送受信は
無かったものとして取り扱う。

【００６８】中心位置計算部５７３３は、中心位置ベク
トル計算装置５７１の出力値u_t、v_t、w_t及び反射位置判
定部５７３２の出力値s₁、s₂、s₃を入力し、数５より船
舶から目標中心までの距離s₀を計算し、数６より船舶に
対する目標の中心座標（x ,y , z）を求め、距離s₀とと
もに出力する。

【００６９】概略寸法計算部５７３４は、中心位置ベク
トル計算装置５７１の出力値u_t、v_t、w_t、内積計算部５
７３１の出力値X、反射位置判定部５７３２の出力値
s₁、s₂、s₃及び中心位置計算部５７３３の出力値s₀を入
力し、数７より求められる長さL及び数８より求められ
る直径Dの概略寸法を出力する。

【００７０】以上、各寸法計測装置５７３は、目標が、
対応する（φ_、φ_v）に従って数３で求められる長さ方向
ベクトル（u_f、v_f、w_f）を持つ円柱であると仮定して、
目標の中心の座標、距離、目標の長さ及び直径の概略寸
法を出力する。

【００７１】次に、誤差判定装置５７４は、各回の送受
信において、各寸法計測装置５７３が出力した長さ及び
直径の概略寸法値と、保持しておいた寸法計測装置５７
３が出力した２回目の送受信（内積計算部５７３１の出
力でX=０、±１の場合は、３回目となる。）の計測によ
る長さ及び直径の概略寸法値との誤差を計算し、10(cm)
以上の誤差が生じた寸法計測装置５７３では、以降の送
受信での計算は行わないように制御する。

【００７２】そして、計算が継続されている寸法計測装
置が10個程度になった時点で計算を終了し、平均誤差が
最小である寸法計測装置を選択し、選択した寸法計測装
置５７３に対応する円柱の長さ方向ベクトルの水平方位
φ_h及び垂直方位φ_v、選択した寸法計測装置５７３が計
算した目標の長さ及び直径の複数回送受信での平均値を
出力する。また、選択した寸法計測装置５７３が計算し
た目標の中心の座標、距離を出力する。

【００７３】以上の動作が終了すると、目標計測装置５
７は、誤差判定装置５７４より出力された船舶の進行方
向をx軸に取った場合の円柱の長さ方向ベクトルの水平
方位及び垂直方位、また該方位に対応する船舶に対する
目標の中心座標、長さ及び直径の概略寸法を出力する。
この値は、再び処理装置５６に入力され、処理装置５６
が備えた表示装置にディジタル電光表示等で表示され
る。

【００７４】以上、本実施形態に係る目標計測装置の実
施形態について説明した。

【００７５】なお、以上の実施形態では、目標の形状と
して円柱を当てはめたが、目標の形状などについて、当
該形状を限定できる事情などがあれば、適宜、適当な形
状を当てはめて、目標の概略寸法を計測するようにして
もよい。

【００７６】本実施形態に係る目標計測装置は、目標物
体の長さ及び直径の概略寸法、送受波器に対する目標の
中心座標及び向きの計測を目標に接近することなく短時
間で行うのに有効であり、高い周波数を用いる、受波ア
レイの開口長を大きくする及び複数回送受信による全受
信データを合成する必要がないため、利用価値が高い。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、短時間
で、目標に接近することなく、目標の位置や大きさや向
きを計測できる目標計測装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】時系列に表した受信信号の振幅値を示す図であ
る。

【図２】３次元直交座標空間内における目標の中心位置
を表す図である。

【図３】反射信号の成分中で高い振幅値の波動を返す円
柱上の反射点を表す図である。

【図４】反射信号の成分中で高い振幅値が４つ以上ある
場合のパラメータの対応を示す図である。

【図５】目標計測装置を適用したソナーシステムの構成
を示す図である。

【図６】振幅閾値と判定値の対応関係を表す図である。

【図７】目標の位置を表示した画面を表す図である。

【図８】目標周辺の拡大表示画面を表す図である。

【符号の説明】

５１：送信装置、５２：送受波器、５３：受信装置、５
４：ビーム形成装置５５：検波装置、５６：処理装置、５７：目標計測装置５７１：中心位置ベクトル計算装置、５７２：判定比計
算装置５７３：寸法計測装置、５７４：誤差判定装置５７３１：内積計算部、５７３２：反射位置判定部５７３３：中心位置計算部、５７３４：概略寸法計算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊池研神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標とする物体に向けて波動を照射する手
段と、目標からの反射信号を含む受信信号を生成する手
段と、目標の方位を入力する手段と、前記目標からの反
射信号中の比較的振幅の大きな複数の点に対応する実空
間上の複数の点までの距離を計測する手段と、前記目標
の方位と前記実空間上の複数の点までの距離に基づい
て、前記実空間上の複数の点が所定の方位を向いた所定
の形状を持つ物体の複数の角に対応する点であると仮定
して、当該所定の形状を持つ物体の長さ及び／又は太さ
を、目標の長さ及び／又は太さとして推定する推測手段
とを有することを特徴とする目標計測装置。
【請求項２】目標に対して相対的に移動しながら、複数
回、目標とする物体に向けて波動を照射する手段と、前
記照射の各回毎に、目標からの反射信号を含む受信信号
を生成する手段と、前記各回毎に、目標の方位を入力す
る手段と、前記各回毎に、前記目標からの反射信号中の
比較的振幅の大きな点のうちの時間的に両端をなす２点
を含む３点に対応する実空間上の３点までの距離を計測
する手段と、前記各回毎に、前記目標の方位と前記実空
間上の３点までの距離に基づいて、目標の長さ及び／又
は直径を推定する推測手段と、選択手段とを有し、前記推測手段は、前記各回毎に、複数の方位のそれぞれ
について、前記実空間上の３点が当該方位を向いた円柱
の角に対応する点であると仮定して、当該円柱の長さ及
び／又は直径を、目標の長さ及び／又は直径として推定
し、前記選択手段は、前記複数の方位のうち、前記各回毎に
前記推測手段が推定した目標の長さ及び／又は直径の差
が最小であった方位について、前記記推測手段が推定し
た目標の長さ及び／又は直径を最終的な目標の長さ及び
／又は直径の計測結果として選択することを特徴とする
目標計測装置。
【請求項３】請求項２記載の目標計測装置であって、前記推測手段は、前記各回毎に、複数の方位のそれぞれ
について、前記実空間上の３点が当該方位を向いた円柱
の角に対応する点であると仮定して、当該円柱の中心位
置を、目標中心位置として推定し、前記選択手段は、前記複数の方位のうち、前記各回毎に
前記推測手段が推定した目標の長さ及び／又は直径の差
が最小であった方位について、前記推測手段が推定した
目標中心位置を最終的な目標中心位置の計測結果として
選択することを特徴とする目標計測装置。
【請求項４】請求項２または３記載の目標計測装置であ
って、前記目標の方位を入力する手段は、前記各回毎に、異なる方位指向性をもつ受信信号であ
る、複数の指向性受信ビームを形成し、形成した各指向
性受信ビームに応じて、設定された目標を追尾し、前記
送受波器に対する目標の方位を算出する手段であること
を特徴とする目標計測装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の目標計測
装置であって、前記波動は音波であり、前記目標は水中の物体であるこ
とを特徴とする目標計測装置。
【請求項６】目標の長さおよび直径を計測する方法であ
って、目標とする物体に向けて波動を照射するステップと、目
標からの反射信号を含む受信信号を生成するステップ
と、目標の方位を入力するステップと、前記目標からの
反射信号中の比較的振幅の大きい点のうちの時間的に両
端をなす２点を含む３点に対応する実空間上の3点まで
の距離を計測するステップと、前記目標の方位と前記実
空間上の３点までの距離に基づいて、前記実空間上の３
点が所定の方位を向いた円柱の角に対応する点であると
仮定して、当該円柱の長さ及び／又は直径を、目標の長
さ及び／又は直径として推定するステップとを有するこ
とを特徴とする目標計測方法。