JPH1184002A - 目標速度算出方式 - Google Patents

目標速度算出方式

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JPH1184002A
JPH1184002A JP25260297A JP25260297A JPH1184002A JP H1184002 A JPH1184002 A JP H1184002A JP 25260297 A JP25260297 A JP 25260297A JP 25260297 A JP25260297 A JP 25260297A JP H1184002 A JPH1184002 A JP H1184002A
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JP
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Hirotaka Saito
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標の速度及びその移動方向を1回のアクテ
ィブブイの発信で自動的に求める。 【解決手段】 アクティブ周波数処理部1は、アクティ
ブブイが自ら発信し受波した目標からの反響音を解析
し、アクティブブイからみた目標の相対速度及び相対位
置を算出する。パッシブ周波数処理部2は、アクティブ
ブイが発信しパッシブブイが受波した目標からの反響音
を解析し、パッシブブイからみた目標の目標の相対速度
及び相対位置を算出する。座標計算部3及び4は、各ブ
イからみた目標の相対位置及び各ブイの緯度、経度から
それぞれ目標の緯度、経度を求める。座標比較部5は、
座標計算部3及び4出力(緯度、経度)を比較し、一致
するものについて、それらの緯度、経度及び各ブイそれ
ぞれから見た目標の相対速度および方位を抽出する。目
標速度算出部6は、座標比較部5で抽出された緯度、経
度に存在する目標の速度及びその移動方向を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は目標速度算出方式に
関し、特に1回のアクティブブイの発信で目標の速度並
びに移動方向を算出する目標速度算出方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の目標速度算出方式は、水
中に存在する目標の速度算出を目的として用いられてい
る。図4は、従来の目標速度算出方式の一例を示すブロ
ック図である。図4において、周波数処理部14は、ア
クティブブイが受波した受波信号を入力とし、信号の解
析および分析を行う。アクティブブイ発信処理部7は、
アクティブブイの発信時刻を周波数処理部14に入力す
る。表示部8は、周波数処理部14の出力を表示する。
【0003】次に、その動作について説明する。入力さ
れたアクティブブイの受波信号は周波数処理部14で解
析および分析される。この信号の解析および分析の内容
は、例えば、周波数分析および方位分析等であり、目標
とアクティブブイとの相対速度に換算されるドップラー
周波数の分析、目標とアクティブブイとの位置関係を求
めるために使用される目標からの反響音の到来方位の算
出等である。
【0004】目標とアクティブブイとの距離を算出する
ために、アクティブブイ発信処理部7から周波数処理部
14に入力されるアクティブブイの発信時刻が使用され
る。すなわち、発信時刻からアクティブブイが目標から
反響音を受波した時刻までの時間に音速を掛け、2で割
った値が目標とアクティブブイとの距離となる。信号処
理部14の出力は表示部8に出力される。
【0005】表示イメージを図5および図6に示す。図
5は、目標のアクティブブイからの距離と目標とアクテ
ィブブイとの相対速度の関係をプロットした、距離−相
対速度フォーマット9である。図6は、目標のアクティ
ブブイからの距離と反響音の到来方位をプロットした距
離−方位フォーマット10である。アクティブブイを発
信する度に距離−相対速度フォーマット9および距離−
方位フォーマット10の表示が更新される。また、反響
音のレベルが高いほど表示される点は明るく表示され
る。目標からの反響音は塵等からの反響音よりもレベル
が高く、その周囲よりも明るく表示されるので、目標を
識別することができる。
【0006】目標の絶対速度を求めるために、オペレー
タはこれらの表示の中から、明るく表示されているもの
についてその位置を記憶し、次のアクティブブイの発信
時にその記憶した目標からの反響音が表示される位置も
記憶する。そして、これら2つの位置間の距離をアクテ
ィブブイの発信時間間隔で割ることにより目標の速度を
求める。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
においては、1回のアクティブブイの発信によってアク
ティブブイから見た目標の相対速度、方位および距離を
求めることができるが、目標の実際の速度を算出するた
めには、一定の時間間隔をあけてアクティブブイを2回
発信させてその都度測定しなければならない。また、ア
クティブブイの受波信号から目標速度を算出するため
に、人手を介在しなければならず、多数のアクティブブ
イを用いた場合には、短時間に目標速度を算出すること
が困難であるという問題があった。
【0008】本発明の目的は、目標の速度を1回のアク
ティブブイの発信で自動的に求める手段を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定距離離れ
た位置に配置したアクティブブイとパッシブブイを備
え、アクティブブイからの発信に対する目標からの反響
音を、アクティブブイおよびパッシブブイで受波し、そ
れぞれの受波信号に基づいて、同一の目標からの反射音
を抽出する座標比較手段と、目標の速度を算出する目標
速度算出手段を備えている。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態を示
すブロック図である。図1において、アクティブ周波数
処理部1は、アクティブブイが自ら発信し受波した目標
からの反響音を解析および分析して、アクティブブイか
らの距離に対応した目標の相対速度および方位を算出す
る。パッシブ周波数処理部2は、アクティブブイが発信
し、パッシブブイが受波した目標からの反響音を解析お
よび分析し、パッシブブイからの距離に対応した目標の
相対速度および方位を算出する。
【0011】アクティブブイ発信処理部7は、アクティ
ブブイの発信時刻をアクティブ周波数処理部1とパッシ
ブ周波数処理部2に出力する。座標計算部3は、アクテ
ィブ周波数処理部1の出力であるアクティブブイから目
標までの距離と方位、および、アクティブブイの緯度、
経度から目標の緯度、経度を求める。座標計算部4は、
パッシブ周波数処理部2の出力であるパッシブブイから
目標までの距離と方位、および、パッシブブイの緯度、
経度から目標の緯度、経度を求める。
【0012】座標比較部5は、座標計算部3および4そ
れぞれの出力である緯度、経度を比較し、座標が一致す
るものについて、それらの緯度、経度およびアクティブ
ブイ、パッシブブイそれぞれから見た目標の相対速度お
よび方位を抽出する。目標速度算出部6は、座標比較部
5で抽出された緯度、経度に依存する目標の速度を算出
する。
【0013】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図1および本発明の速度算出原理を説明するための
図である図2〜図3を参照して説明する。本発明を用い
て目標の速度算出するためには、水中にアクティブブイ
1本以上と、アクティブブイの発信音が届く範囲にパッ
シブブイ1本以上を撒く必要がある。本発明の目標速度
算出方式は、この状態でアクティブブイを1回発信し、
アクティブブイとパッシブブイそれぞれの受波信号から
目標の速度を求めるものである。
【0014】アクティブブイが発信すると、その発信時
刻がアクティブブイ発信処理部7からアクティブ周波数
処理部1とパッシブ周波数処理部2にそれぞれ出力され
る。アクティブ周波数処理部1では、アクティブブイ自
らの発信音に対する目標からの反響音をアクティブブイ
が受波した受波信号を解析及び分析する。この解析及び
分析の内容は、例えば、周波数分析及び方位分析等であ
り、目標とアクティブブイとの相対速度に換算されるド
ップラー周波数の分析、目標とアクティブブイとの位置
関係を求めるために使用される目標とアクティブブイと
の距離、目標からの反響音の到来方位の算出等である。
【0015】このとき、目標とアクティブブイとの距離
を求めるためにアクティブブイ発信処理部7から入力さ
れるアクティブブイの発信時刻を使用する。すなわち、
目標とアクティブブイとの距離r1は、次式(1)によ
り求められる。
【0016】 r1=(受信時刻−発信時刻)×音速/2 (1) この距離r1と反響音の到来方位から、アクティブブイ
11から目標までの距離と方位が求められる。
【0017】また、パッシブ周波数処理部2では、アク
ティブブイからの発信音に対する目標からの反響音をパ
ッシブブイが受波した受波信号を解析及び分析する。こ
の解析及び分析の内容は、例えば、周波数分析及び方位
分析等であり、目標とパッシブブイとの相対速度に換算
されるドップラー周波数の分析、目標とパッシブブイと
の位置関係を求めるために使用される目標からの反響音
の到来方位の算出及び目標の存在位置を表す楕円(以
下、存在楕円という)の算出等である。
【0018】存在楕円の求め方について図2を参照して
説明する。アクティブブイ11とパッシブブイ12の距
離Rは既知である。アクティブブイ11が発信した発信
音が目標で反射し、時間T’後にパッシブブイ12に到
達したとする。アクティブブイ11から目標までの距離
をR1、目標からパッシブブイ12までの距離をR2と
し、音速をCとすると、 R1+R2=C×T’ (2) となる。式(2)においてCは一定であるから、目標
は、アクティブブイ11とパッシブブイ12を焦点と
し、R1+R2が一定値(C×T’)となる楕円上に存
在していることになる。さらに、この存在楕円と反響音
の到来方位の交点より、パッシブブイ12から目標まで
の距離と方位が求められる。
【0019】アクティブブイ11及びパッシブブイ12
の緯度、経度は既知であるので、座標計算部3及び4で
は、アクティブブイ11及びパッシブブイ12から目標
までの距離と方位情報を用いてそれぞれ目標の緯度、経
度が求められる。座標比較部5では、座標計算部3、4
でそれぞれ求められた目標の緯度、経度を比較し、それ
らが同一緯度、同一経度であった場合、その緯度、経度
及びアクティブブイ11、パッシブブイ12それぞれか
ら見た目標の相対速度及び方位を目標速度算出部6に出
力する。
【0020】目標速度算出部6では、座標比較部5から
出力された緯度、経度に存在する目標についてその移動
方向及び速度を算出する。その算出方法について、図3
を参照して説明する。アクティブブイ11、パッシブブ
イ12から見た目標13の相対速度をベクトルV1、V
2とする。ここで、アクティブブイ11に注目して、相
対速度V1から目標13の速度と移動方向を推測する
と、目標13と、ベクトルV1の先端においてベクトル
V1と直交する直線aa’上の任意の点とを結んだベク
トルV1’、V2”・・・等無数のベクトルがその候補
として存在する。また、パッシブブブイ12に注目し
て、相対速度V2から目標13の速度と移動方向を推測
すると、目標13と、ベクトルV2の先端においてベク
トルV2と直交する直線bb’上の任意の点とを結んだ
ベクトルV2’、V2”・・・等無数のベクトルがその
候補として存在する。
【0021】しかしながら、目標13の速度は1つに定
まるはずであるので、アクティブブイ11の受波信号か
ら推測される目標速度とパッシブブイ12の受波信号か
ら推測される目標速度を同時に満たすベクトルは、目標
13と直線aa’及び直線bb’の交点を結ぶベクトル
Vだけであるので、このベクトルVが、目標13の速度
及びその移動方向を表していることになる。目標速度算
出部6は、このベクトルVに基づいて目標の速度及びそ
の移動方向を算出する。
【0022】なお、実施の形態では、アクティブブイと
パッシブブイを用いているが、所定距離離れた位置に配
置された送受波器と受波器を用いて構成することもでき
る。
【0023】
【発明の効果】本発明は、1回のアクティブブイの発信
によって目標の速度及びその移動方向を自動的に算出す
ることができるので、測定時間の短縮化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態の動作を説明するための図
である。
【図3】本発明の実施の形態の動作を説明するための図
である。
【図4】従来例を示すブロック図である。
【図5】従来例の表示のイメージを示す図である。
【図6】従来例の表示のイメージを示す図である。
【符号の説明】
1 アクティブ周波数処理部 2 パッシブ周波数処理部 3,4 座標計算部 5 座標比較部 6 目標速度算出部 7 アクティブブイ発信処理部 8 表示部 9 距離−相対速度フォーマット 10 距離−方位フォーマット 11 アクティブブイ 12 パッシブブイ 13 目標 14 周波数処理部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに所定距離離れた座標位置に設置さ
    れた送受波手段と受波手段を有し、 前記送受波手段が自ら発信し受波した目標からの反射波
    を解析及び分析し、前記目標の座標位置及び前記送受波
    手段に対する前記目標の相対速度を算出する手段と、 前記送受波手段が発信し前記受波手段が受波した目標か
    らの反射波を解析及び分析し、前記目標の座標位置及び
    前記受波手段に対する前記目標の相対速度を算出する手
    段と、 前記送受波手段の受波信号から求めた目標座標位置と前
    記受波手段の受波信号から求めた目標の座標位置を比較
    し、座標が一致するものを抽出する座標比較手段と、 抽出された座標に位置する目標の速度を算出する目標速
    度算出手段を有することを特徴とする目標速度算出方
    式。
  2. 【請求項2】 前記目標速度算出手段は、前記目標の速
    度とその移動方向を同時に算出する手段を備えているこ
    とを特徴とする請求項1記載の目標速度算出方式。
  3. 【請求項3】 前記受波手段による目標の座標位置算出
    手段は、前記送受波手段及び前記受波手段の設置位置を
    焦点とし前記目標が存在可能な位置を表す楕円と、前記
    受波手段が受波した目標からの反射波の到来方向の交点
    より前記目標の位置を求めていることを特徴とする請求
    項1又は2記載の目標速度算出方式。
  4. 【請求項4】 前記目標の速度とその移動方向を算出す
    る手段は、前記送受波手段及び前記受波手段から見た前
    記目標の相対速度をそれぞれ前記目標から前記送受波手
    段及び前記受波手段方向のベクトルとして表し、前記各
    ベクトルの先端において各ベクトルとそれぞれ直交する
    直線の交点を求め、前記目標から前記直線の交点に向か
    うベクトルに基づいて前記目標の速度とその移動方向を
    求めていること特徴とする請求項2記載の目標速度算出
    方式。
  5. 【請求項5】 前記送受波手段及び前記受波手段はそれ
    ぞれアクティブブイ及びパッシブブイであることを特徴
    とする請求項1又は2記載の目標速度算出方式。
  6. 【請求項6】 アクティブブイが自ら発信し受波した目
    標からの反射波を解析及び分析し、前記アクティブブイ
    からの距離に対応した目標の相対速度および方位を算出
    するアクティブ周波数処理手段と、 前記アクティブブイが発信しパッシブブイが受波した目
    標からの反射波を解析及び分析し、前記パッシブブイか
    らの距離に対応した目標の相対速度および方位を算出す
    るパッシブ周波数処理手段と、 前記アクティブブイの発信時刻を出力するアクティブブ
    イ発信処理手段と、 前記アクティブブイから目標までの距離と方位、およ
    び、前記アクティブブイの緯度、経度から目標の緯度、
    経度を求める座標計算手段と、 前記パッシブブイから目標までの距離と方位、および、
    前記パッシブブイの緯度、経度から目標の緯度、経度を
    求める座標計算手段と、 前記アクティブブイの受波信号から求めた目標の緯度、
    経度と前記パッシブブイの受波信号から求めた目標の緯
    度、経度を比較し、座標が一致するものについて、それ
    ら緯度、経度および前記アクティブブイ、パッシブブイ
    それぞれから見た目標の相対速度および方位を抽出する
    座標比較手段と、 抽出された緯度、経度に依存する目標の速度を算出する
    目標速度算出手段とを有することを特徴とする目標速度
    算出方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009068779A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Hitachi Ltd 水中航走体誘導方法及び装置
DE102009029465A1 (de) * 2009-09-15 2011-04-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Bewegungsrichtung und Relativgeschwindigkeit

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009068779A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Hitachi Ltd 水中航走体誘導方法及び装置
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