JPS5839971A - 超音波ドップラ速度検出方法 - Google Patents
超音波ドップラ速度検出方法Info
- Publication number
- JPS5839971A JPS5839971A JP13906781A JP13906781A JPS5839971A JP S5839971 A JPS5839971 A JP S5839971A JP 13906781 A JP13906781 A JP 13906781A JP 13906781 A JP13906781 A JP 13906781A JP S5839971 A JPS5839971 A JP S5839971A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、船舶から海中に超音波を発射し。
海底あるいは海中における浮遊物（例えば小魚群やプラ
ンクトン等）によりて反射してくる反射波に生じるドツ
プラ効果゛に基づいて船舶の対地速度あるいは対水速度
を測定する方法に関する０ ドツプラ効果による周波数偏位を測定する方法として、
従来は第１図にその基本的構成を示すフェーズロック回
路が使用されている。第１図に゛おいて２０は位相検波
器、 ２１は低域Ｐ波器。
ンクトン等）によりて反射してくる反射波に生じるドツ
プラ効果゛に基づいて船舶の対地速度あるいは対水速度
を測定する方法に関する０ ドツプラ効果による周波数偏位を測定する方法として、
従来は第１図にその基本的構成を示すフェーズロック回
路が使用されている。第１図に゛おいて２０は位相検波
器、 ２１は低域Ｐ波器。
２２ハ電圧制御発振器である。この回路は１反射波信号
電圧ｅ ｆ２と電圧制御発振器２２の出力信号電圧ｅ／
１とを位相検波器２０に導入して９両信号電圧の周波数
差にもとづく位相差の変化電圧ｅ／ｌ ｅ／２を検出
し、これを低域Ｆ波器２１に入力して変化電圧ｅ／ｉ
ｅ／ｚに対応した直流信号２２の出力信号周波数の変
化を計測し、船速等を測定するものである。
電圧ｅ ｆ２と電圧制御発振器２２の出力信号電圧ｅ／
１とを位相検波器２０に導入して９両信号電圧の周波数
差にもとづく位相差の変化電圧ｅ／ｌ ｅ／２を検出
し、これを低域Ｆ波器２１に入力して変化電圧ｅ／ｉ
ｅ／ｚに対応した直流信号２２の出力信号周波数の変
化を計測し、船速等を測定するものである。
しかし、一般には反射波は一足の周波数を持続するもの
ではなく１種々の外乱によって１本来のドツプラ成分以
外の周波数成分が混入しているのが通常である。従って
９反射涙金直接フェーズロック回路で追尾すると、測定
値は不安定なものとなる。また、同時に深度別に多数点
の対水速度を測定しようとすれば、フェーズロック回路
の数がその点の数だけ必要となり、装置の複雑化および
費用の点で難点があった。
ではなく１種々の外乱によって１本来のドツプラ成分以
外の周波数成分が混入しているのが通常である。従って
９反射涙金直接フェーズロック回路で追尾すると、測定
値は不安定なものとなる。また、同時に深度別に多数点
の対水速度を測定しようとすれば、フェーズロック回路
の数がその点の数だけ必要となり、装置の複雑化および
費用の点で難点があった。
本発明は、これらの難点を解消するため９反射波のＮ波
長分の時間幅をも？ゲート信号を発生し、カウンターに
よって前記ゲート信号の時間幅を反射波に比して充分高
い周波数をもつパルスにて計数し、これを統計的手法に
よって処理して、一定の周波数を持続する部分のみを検
出して対地速度を測定し、また単一の回路のみで、全く
同様にして同時に多数点の対水速度を測定する方法を提
供するものである。
長分の時間幅をも？ゲート信号を発生し、カウンターに
よって前記ゲート信号の時間幅を反射波に比して充分高
い周波数をもつパルスにて計数し、これを統計的手法に
よって処理して、一定の周波数を持続する部分のみを検
出して対地速度を測定し、また単一の回路のみで、全く
同様にして同時に多数点の対水速度を測定する方法を提
供するものである。
以下図面により本発明の一実施例につき説明するＯ
第２図において、１は超音波パルスを送信する送信器、
２は送受切換回路、３は超音波送受波器、４は受信波に
ＡＧＣ，ＳＴＣをかけて増幅する受信器、５はこの出力
を分周する分周器。
２は送受切換回路、３は超音波送受波器、４は受信波に
ＡＧＣ，ＳＴＣをかけて増幅する受信器、５はこの出力
を分周する分周器。
６は送信周波数に比して充分高い周波数を発生する発振
器、７はアンドゲート、８はカウンタ。
器、７はアンドゲート、８はカウンタ。
９はラッチである。１０は単安定回路で、入力信号ｄの
立下りでラッチへのロード信号ｇ’ｒ出力する。１１は
同じく単安定回路で、前記ロード信号ｇの立下りで１分
周器５およびカウンタ８に受信器４からの出力信号ｃｉ
検波する検波器。
立下りでラッチへのロード信号ｇ’ｒ出力する。１１は
同じく単安定回路で、前記ロード信号ｇの立下りで１分
周器５およびカウンタ８に受信器４からの出力信号ｃｉ
検波する検波器。
１５はこの検波器１４の出力信号ｍ ’ｋ Ａ／Ｄ変換
して計算器１２に取り込めるようにするためのＡ／Ｄ変
換器である。
して計算器１２に取り込めるようにするためのＡ／Ｄ変
換器である。
以上述べた構成の装置における動作を第３図および第４
図を参照して以下説明する。送信器１で発生した超音波
パルスａは送受切換回路２を介して、超音波送受波器３
に供給される。送受波器３は、水中斜め下方に超音波パ
ルスを発射し、その反射波を受波し、電気信号に変換し
て受信器４に供給する。第３図のｂｈ氷水中浮遊物から
反射された反射信号、及び海底から反射された反射信号
を示す。この受信信号すは。
図を参照して以下説明する。送信器１で発生した超音波
パルスａは送受切換回路２を介して、超音波送受波器３
に供給される。送受波器３は、水中斜め下方に超音波パ
ルスを発射し、その反射波を受波し、電気信号に変換し
て受信器４に供給する。第３図のｂｈ氷水中浮遊物から
反射された反射信号、及び海底から反射された反射信号
を示す。この受信信号すは。
受信器４で増巾され、第３図Ｃおよびその拡大図第４図
Ｃのような出力信号となって分周器５に入力される。分
周器５では１／Ｎに分周され。
Ｃのような出力信号となって分周器５に入力される。分
周器５では１／Ｎに分周され。
実施例では信号Ｃを１／１０に分周している。また。
第４図ｅが発振器６の出力で６！ｌ、！４図ｆがゲート
７の出力となる。１ハに分周され次号周器５の出力信号
ｄの立下りで、単安定回路ｌＯのロード信号ｇが得られ
、この信号ｇでカウントされたカウント値がラッチ９に
格納される。
７の出力となる。１ハに分周され次号周器５の出力信号
ｄの立下りで、単安定回路ｌＯのロード信号ｇが得られ
、この信号ｇでカウントされたカウント値がラッチ９に
格納される。
また、ロード信号ｇの立下りで単安定回路１１の出力で
あるリセット信号りが得られ、この信号りでカウンタ８
がリセットされ１分周器５ヲＮ−１にセットする。
あるリセット信号りが得られ、この信号りでカウンタ８
がリセットされ１分周器５ヲＮ−１にセットする。
これにより分周器５の出力を第４図ｄのように高レベル
の時間を長くすることが出来、データのす／プル数を多
くすることが可能となる。第４図りで示されるリセット
信号で計算器１２に対して割込みをかけ、ラッチ９から
のデータすなわちカラ／り８のカウント内容を計算器１
２に読み込ませる。
の時間を長くすることが出来、データのす／プル数を多
くすることが可能となる。第４図りで示されるリセット
信号で計算器１２に対して割込みをかけ、ラッチ９から
のデータすなわちカラ／り８のカウント内容を計算器１
２に読み込ませる。
一万５反射信号すから海底反射信号を検出するために、
受信器４では入力信号すに対してＡＧＣ，５ＴＣｔかけ
増幅した”信号１１に検波器１４で検波してＷＪ３図ｍ
のよう５な検波されたエンベロープ信号を得る。
受信器４では入力信号すに対してＡＧＣ，５ＴＣｔかけ
増幅した”信号１１に検波器１４で検波してＷＪ３図ｍ
のよう５な検波されたエンベロープ信号を得る。
これ’ｋ Ａ／Ｄ変換器１５でデジタル量に変換し、計
算器１２に出力する。計算器１２では、サンプリング間
隔Δｔで振巾を入力し、その値から海底反射信号の場所
すなわち位置を検出する。海底からの反射信号の、カウ
ンタ８により計数された値Ａｎ個のうち、船速に換算し
た場合、明らかに不合理な値９例えば−６ＫＴ〜３０Ｋ
Ｔ以外に相当する値Ｄｎ個を排除し、残ったＢｎ個の値
をメモリに−タ群でらる。次に、この母集団の平均値及
び標準偏差値を求める。
算器１２に出力する。計算器１２では、サンプリング間
隔Δｔで振巾を入力し、その値から海底反射信号の場所
すなわち位置を検出する。海底からの反射信号の、カウ
ンタ８により計数された値Ａｎ個のうち、船速に換算し
た場合、明らかに不合理な値９例えば−６ＫＴ〜３０Ｋ
Ｔ以外に相当する値Ｄｎ個を排除し、残ったＢｎ個の値
をメモリに−タ群でらる。次に、この母集団の平均値及
び標準偏差値を求める。
今回入力したデータ数Ｂｎ個の値のうち。
（平均値−標準偏差値）と、（平均値＋標準偏差値）と
の間以外に属する数Ｅｎ個を排除したＣｎ値の値を取り
出し、この値の平均値を求める。
の間以外に属する数Ｅｎ個を排除したＣｎ値の値を取り
出し、この値の平均値を求める。
以上の方法によって、受信信号に対して、外乱によって
混入してくる１本来のドツプラ成分以外の周波数成分を
除去することが可能となる。
混入してくる１本来のドツプラ成分以外の周波数成分を
除去することが可能となる。
同、母集団の作成は、送信の繰返し数に回毎にとっても
差支えないし、移動平均的に１回の送する。
差支えないし、移動平均的に１回の送する。
以上の説明は、対地速度測定について述べたものである
が、任意の深度の対水速度を連続的に同時かつ多数点測
定する場合にも、海底からの反射信号を検出する部分を
除いて、同一の回路で同様に実現することができる。
が、任意の深度の対水速度を連続的に同時かつ多数点測
定する場合にも、海底からの反射信号を検出する部分を
除いて、同一の回路で同様に実現することができる。
また、上述実施例では単一のビームについて述べたが９
通常使用される４ビ一ム方式の場合には、それぞれのビ
ームにつき上述の方法が適用１１．！Ｎ る不安定性が著しく改善され、−また対水速度をゞ・値
深度毎に多数点測定する場合、単一の回路によって同時
に計測できるので安価な装置が実現出来る実用上の効果
は顕著でおる。
通常使用される４ビ一ム方式の場合には、それぞれのビ
ームにつき上述の方法が適用１１．！Ｎ る不安定性が著しく改善され、−また対水速度をゞ・値
深度毎に多数点測定する場合、単一の回路によって同時
に計測できるので安価な装置が実現出来る実用上の効果
は顕著でおる。
第１図は、ドツプラ効果による周波数偏位を測定する従
来の７工−ズロツク回路を示すブロック図、第２図は１
本発明の一実施例を示すブロック回路図、第３図および
第４図は第２図の実施例回路の主要各部の信号波形およ
び信号相互間のタイミングを示す波形図である。 符号の説明 １・・・送信器、２・・・送受切換回路、３・・・送受
信器。 ４・・・受信器、５・・・分周器、６・・・発振器、７
・・・ゲート、８・・・カウンタ、９・・・ラッチ、１
０．１１・・・単安定回路、１２・・・計算器、１３・
・・表示器、１４・・検波器、１５・・・Ａ／Ｄ変換回
路。 特許出願人 日本無線株式会社 第１図
来の７工−ズロツク回路を示すブロック図、第２図は１
本発明の一実施例を示すブロック回路図、第３図および
第４図は第２図の実施例回路の主要各部の信号波形およ
び信号相互間のタイミングを示す波形図である。 符号の説明 １・・・送信器、２・・・送受切換回路、３・・・送受
信器。 ４・・・受信器、５・・・分周器、６・・・発振器、７
・・・ゲート、８・・・カウンタ、９・・・ラッチ、１
０．１１・・・単安定回路、１２・・・計算器、１３・
・・表示器、１４・・検波器、１５・・・Ａ／Ｄ変換回
路。 特許出願人 日本無線株式会社 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 発音体からパルス状の超音波ｔ−ｉ射し、静止まｆｃハ
移動する物体からの反射波に含まれるドツプラ成分を検
出す名刀法において、前記物体耐波に較べて充分高い周
波数をもっパル゛スを扉１い、ヵウ７１−’ｒ’計数り
、。れヶ前記反射波。パミ４ルス幅に相当する個数Ａｎ
個分収集し、この中から発音体の速度範囲から明らかに
外れるものり。 個を排除したＢｎ個の値を記憶し、さらに送信の繰返し
数に回分の計数値ΣＢｎ個の母′集団の平均値および標
準偏差値を求め、今回のデータ数Ｂｎ個の値のうち、前
記平均値から標”準備差値を減じたものと平均値に標準
偏差値を加えたものとの間以外の値Ｅｎ個を排除しｆｃ
Ｃｎ個の平均値を求
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13906781A JPS5839971A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 超音波ドップラ速度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13906781A JPS5839971A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 超音波ドップラ速度検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839971A true JPS5839971A (ja) | 1983-03-08 |
| JPS6359114B2 JPS6359114B2 (ja) | 1988-11-17 |
Family
ID=15236718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13906781A Granted JPS5839971A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 超音波ドップラ速度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839971A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61155785A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-15 | デイーア・アンド・カンパニー | ドロツプアウト検出を備えた対地速度センサ |
| DE3940404A1 (de) * | 1988-12-27 | 1990-06-28 | Nippon Soken | Verfahren und geraet zur dopplereffekt-geschwindigkeitsmessung |
| JPH02109795U (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | ||
| US5475620A (en) * | 1993-05-25 | 1995-12-12 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic measuring system |
| US5491648A (en) * | 1993-01-29 | 1996-02-13 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic measuring system |
| WO2013121913A1 (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | 日本郵船株式会社 | 船速計および船速計測方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5028827A (ja) * | 1973-07-16 | 1975-03-24 | ||
| JPS54138000A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Nippon Keibi Hosho Kk | Ultrasonic wave warning system |
-
1981
- 1981-09-03 JP JP13906781A patent/JPS5839971A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5028827A (ja) * | 1973-07-16 | 1975-03-24 | ||
| JPS54138000A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Nippon Keibi Hosho Kk | Ultrasonic wave warning system |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS61155785A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-15 | デイーア・アンド・カンパニー | ドロツプアウト検出を備えた対地速度センサ |
| DE3940404A1 (de) * | 1988-12-27 | 1990-06-28 | Nippon Soken | Verfahren und geraet zur dopplereffekt-geschwindigkeitsmessung |
| US5016017A (en) * | 1988-12-27 | 1991-05-14 | Nippon Soken, Inc. | Doppler radar speed detecting method and apparatus therefor |
| JPH02109795U (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | ||
| US5491648A (en) * | 1993-01-29 | 1996-02-13 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic measuring system |
| US5475620A (en) * | 1993-05-25 | 1995-12-12 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic measuring system |
| WO2013121913A1 (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | 日本郵船株式会社 | 船速計および船速計測方法 |
| JP2013167560A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Nippon Yusen Kk | 船速計および船速計測方法 |
| CN104126126A (zh) * | 2012-02-16 | 2014-10-29 | 日本邮船株式会社 | 船速仪和船速测量方法 |
| US10557937B2 (en) | 2012-02-16 | 2020-02-11 | Nippon Yusen Kabushiki Kaisha | Ship speed meter and ship speed measurement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6359114B2 (ja) | 1988-11-17 |
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