JPS5861479A - 広範囲水中探知表示装置 - Google Patents

広範囲水中探知表示装置

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JPS5861479A
JPS5861479A JP56160495A JP16049581A JPS5861479A JP S5861479 A JPS5861479 A JP S5861479A JP 56160495 A JP56160495 A JP 56160495A JP 16049581 A JP16049581 A JP 16049581A JP S5861479 A JPS5861479 A JP S5861479A
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JP56160495A
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Shozo Uchihashi
内橋 昭三
Shozo Shibuya
渋谷 正三
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Furuno Electric Co Ltd
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Furuno Electric Co Ltd
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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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/56Display arrangements
    • G01S7/62Cathode-ray tube displays
    • G01S7/6245Stereoscopic displays; Three-dimensional displays; Pseudo-three dimensional displays

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、1回の超音波送仮に基づいて海中全域(3次
元的)の探知を実行する如き情報の高収集化を図った水
中探知装置において、該3次元探知情報を2次元表示に
変換処理して表示する技術に関する。。
係る技術については、先に本出願人よりなされた特許出
願(特願昭51−150619号)がある。
すなわち、半球状に多数の振動子を配列された送受波器
により海中全域に送波を行ない、帰米反射波を狭指向ビ
ームでスパイラル状に高速足前して受波し、該全域から
の受波信号を、万位−ティルト角、及び切換えによって
万位−距離座標系の元でスパイラル表示する如くなされ
ている。
上記表示形態は万位、ティルト角及び距離座標に基づく
ものであるが、人間工学的観点からは方位、深度座標に
基づく表示形態が画像認識の上で容易である。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、座標変換を施
こすことにより鉛直及び水平断面像を得ることを目的と
するものである。
以ド、図示の実施例に付き詳細に説明する。
第1図はとの装置の送受波用振動子群の取付及び配置状
態を示す側面図であり、図示の如<2IIIIII自由
支持手段1により重力又はジャイロによって中心軸Z−
Zを沿直に保持されるよう半球体2が水中に支持されて
いる。その表面には実質的に等密度で超音波送受兼用の
振動子3が多数取付けられている。その各振動子3の持
つ指向性による所定の立体角の円錐形の各探知可能領域
は各周辺の一部が重なり合って全体として半球に近い立
体角Ωをもつ如くなされている。
超音波パルスの送波は送信トリガ発生回路4(第4図)
からのトリガパルスに基づいて前述した如く全振動子か
ら同時的に行われる。受波は主として相隣る複数の振動
子の出力を位相合成回路6によって位相合成することに
より各@動子自体の指向性に較べて、はるかに鋭い指向
性を得ることができる。こうして得た受波の鋭い指向性
を今受疲ビームと呼ぶこととすれば、受波ビームの出刃
は第2図に3(0)、3(1)、・・・・・・3(N−
1)の符号を付して示した如くであり、該受波ビームの
持つ指向性による所定の立体角の円錐形の各探知可能領
域は各周辺の一部が重なり合って全体として半球に近い
立体角Ωを持つ有感領域を構成している。
v1受波ビーム数Nの1−は位相合成回路6により決定
されるが、一般には賑動子数より多くされる。
尚、上記各受波ビーム3 (n) (但し、nはo、i
、・・・・・・N−1)の指間性は第3図に示す如く船
首方間Xr(対する水平偏角tpn、!直偏角θnでも
って表わされ5、該対応関係は後述するROM19に記
憶さnている。
さて、第4図は不発明の総合回路図の一実施例を示すも
のである。以下、信号の流れに清って説明する。
(1)帰米反射波の受波からバッファメモリへの書込ま
で 超音波パルスの送受波、水中全方向からの帰米反射波は
各振動子3.3、・・・・・・で受波きれ、増幅回路6
で増幅された後位相合成回路6に導かnる。
そして、受波信号は位相合成回路6により予め設定され
た前記N個の狭受波ビーム3(0)、3(1)・・・・
・・3(N−1)から成る指向性信号に位相合成される
上記の如く位相合成を施された谷方間からの受波信号は
各々検波積分回路7に送入され、分周回路8からの分周
パルス1周期間毎に各々積分される。
上記各積分信号は次段A−D変換回路9でデジタル信号
に変換された佐、バッファメモリ10に送り込まれる。
上記バックアメモリ10はN列(指回刀回分)スM行(
距離方間分)の記憶容量を有している(但し、信号レベ
ル方同分は省略)。そして、説明の便宜上、受波ビーム
3(n)により得られる受波信号(デジタル量)が第n
列目に記1はされる如くなされているものとする。すな
わち、受波ビーム3(0)と第0列目が対応し、受波ビ
ーム3(1)と第1列目が対応し、最後に受波ビーム3
(N−1)と第(N−1)列目が対応する。
さて、操作スイッチ11は表示形態、例えば後述す7)
表示モード1.2、又探知し/ジの切換等を行なう。上
記のうち、受波の際問題となるのは探知レンジの切換が
主であり、中央演算処理装置17はぎ切換に応じて前記
積分回路7′!1l−1探知周期間に常にM回動作させ
、A−Di換回路9から出力信号がM個の時系列信号と
なる如くクロックパルス発生回路12からのクロックパ
ルスをlする前記分周回路8の分周比を設定する。13
は上記分周パルスを0乃至M−lまで計数するバッファ
メモリ10の行帯地指定カウンタである。すなわち、探
知レンジをL(→とじた場合、L/M(→毎の探知信号
がバッファメモリ10の行方向(距離方間)に書込まれ
る。
ところで、バッファメモリ10は書込時においてN列同
時に書込まれる。これはN列のバッファメモリ内の1つ
を選択指定する列番地指定用回路であるデコーダ14を
書込の際は全列が選択される如く分周(ロ)路15で駆
動することによる。形分周回路15からの分周パルスは
バッファメモリ10、デコーダ14及び切換回路16に
導かれる。上山分周パルスは切換回路16に対して低レ
ベル時は書込用のカウンタ13側に接続させ、高レベル
時は後述する読出用の番地変換メモIJ 219111
に接続させる如く機能する。又、バッファメモリ10に
対しては書込読出状態切換制御用として機能し、低レベ
ル時は書込状態、高レベル時は読出状態とされる。更に
、デコーダ14に対しては低レベル時は出力せず全列を
指定させ、藁レベル時は番地俊照メモリ21からの続出
用列番情報を出力させる。同、該分周パルスの周期は前
記分周回路8からの分周パルスに較べて短いので、バッ
ファメモリ10の同一の行番地が指定される間に複数回
の書込指令が力されることとなるが、積分回路7が最終
的に書込まれる。
このようにして、バッファメモリlO内に1回の送波に
基づく立体角Ωからの探知情報が記憶される。
(2)記憶情報のバッファメモリ10から表示メモリ2
2への選択的転送について バッファメモリ10に記憶された3次元の探知情報を棟
々の2次元表示モードにて表示する場合、番地選択をX
、Y、Z座標系で演算処理するのが好ましいため、上記
バッファメモリ10内の各行、列番地を下記の如く実際
の水中の座標(x、y、2)として表わす。すなわち、
m行目に記憶されるべき物標の振動子からの距離をrm
とすれば、rm= (m+−!−) To v!l(m
 ; O乃至M−1)2 但し、Toは分周回w!18からの分周パルスの周期■
。は水中晋速 同、上式中、(m + ’A ) Toと置く根拠はm
行目への書込みが当該周期T0の終了直前に行われるこ
とにより、信号積分周期T0の中間時点を基準としたか
らである。
上式を利用して、m行n列の番地の上記座標(xnm、
 Ynm、znm)は第3図を参照し、xr+nt =
 rm casθnQEψnyntn= rm cos
θn sinψn  (n;0乃至NN−1)zn =
 rm sinθn と球座標の変換式が求まる。
上記各式はROM19に記憶されており、n%mが各々
変化する毎にCPU17で演算されてrm 、 xn’
myn’ya、 znmが求められる。該演算結果はn
%fiの値と対照的に一時RAM18に蓄えられる。こ
のように、I(0M19は前記穴以外にも後述する式の
全てを記憶し、必要に応じてCPU17で演算さね、又
RAM18は演算途中の処理結果を一時蓄えるために設
けられている。20はCPU17と外部回路とを11号
的に接続するインターフェイス(図中、Iloと示す)
である。
さて、ある表示モードで表示するためにノくソファメモ
リ10内の特足番地の情報を表示メモリ22に転送する
ことが必要となる。
今、−例として、一定の深度における水平用1を表示せ
んとする場合を考える。第5図は表示される部分の立体
図を示したもので、観察者は深度Do、船首方向に士X
O%横方向に±Y0の如く表示モードを設足することと
なる。図示の如く、船首方向には表示メモリ22のO乃
至(r、−1)行が対応し、横方間には0乃至(K−1
)列が対応する。そして、深度D0における実際の点(
xXy)と表示メモリ22上の番地との関係は、同図を
参照してxt = (t−互二と)匹(t;0乃至L−
1)K yk=(k−五二1)2YO(k、0乃至に−1)K y ”’ D。
但し、KXT、は共に奇数 と求まる。
従って、貴下を希望する水中の一位置(xt、 yk〜
I)。)と前記実際の水中の一位@(xnm Xynm
 Xznm )’を一致させるために、 Sl、に=  xt−xnm 十yk ynm)’+(
Do znm)’において、 Stkが最小IFuとなる時のxnm s ynm %
 znm k求め、そのときの1直nztnを読出す。
表示メモリ22の帯地に、tは行帯地相定カウ/り23
及び列番地指定カウンタ24により指すされ、形指矩は
先ず0列目の0乃至(L−1)行が、次に1列目のO乃
至(L−1)行が、そして給体に(K−1)タリ目の0
乃至(L−1)行の1瞼で行われる。従って、対応帯地
n%mはS。。、81G、820X”””5L−t\0
λ5Ot1811% ”ゝ−S、\に一11°°゛6”
5L=1. HClの銅で演算が実行されることにより
順次求められる。番地変換メモリ21にrBk、tとこ
れに対応するn、mが対照的に書込まれる。該書込Fi
表示モードの設定直後よりCPU17での上記演算か全
て終了する捷での間生IJにされるインターフェイス2
0からの切換制御信号により切換スイッチ25がCP 
U 17 Il’l V’−M 11’7保持されるこ
とにより行わわる。
上記書込が終rすると切換スイッチ25はカウンタ23
及び241jllIK接絞さnる。該カウンタ23及び
24より送出される計数1泊に、tは書込帯地指定用と
して表示メモリ22に導かれると同時に番地変換メモリ
21に送入されて該1的kXtに対応する値nX’mを
送出する。そして、値nがデコーダ14を経て、又値m
が切戻スイッチ16全経てバッファメモリ10に導かれ
ることにより、帯地nXrnの記憶情報が表示メモリ2
2の対応番地kXLに転送される。
次(で、F9′r定万同の水中縦断面を表示せんとする
場合を考える。第6図は表示される部分の立体図を示し
たもので、観察者は水平偏角ψ。、深度り。、探知距離
巾十Roの如く表示モードを設定することとなる。図示
の如く、探知距離巾方向には表示メモリ22の0乃至(
K−1)列か対応し、深度方向にはO乃至(L−1)行
が対応する。そして、水平偏角ψ。における実際の点(
X、y、z)と表示メモリ220番地との関係は同(9
)を参照して、と求まる。
従って、表示を希望する水中の一位置(xk、yk X
zt)と前述した実際の水中の一位負(xnm、ynm
z znm ) k一致すセルフThメK、5tk= 
 xk−xnm  + yk−ynm)’+(zt−z
nyn)’において、 Stkが最小となる時のxnm % ynm Xznm
 k求め、史に前述した如くこれと対照的にR,AM1
8に記憶されている値nXmを胱出す。以下、前述と同
様に行われる。
このようにして、特定の表示モードに応じて番地’IR
l’j1がなさ’;l’L、Nピ憶情報の転送が行われ
る。
(3)表示メモリ22から01’LT27への読出表示
に関して 26は表示メモリ22の書込、読出の帯地指定を切換え
る切換スイッチで、クロックパルス・発生回路12から
のクロックパルスにより切換えられる。又、該切換スイ
ッチ26は書込、読出の切換えが上躬クロツタパルスに
よる表示メモリ22の書込、読出状態の制御と対応する
妬りなされている。
さて、表示メモリ22から0RT27への読出表示は、
例えば縦方向掃引により実行さγしるものとすれば、第
4図において、先ず0列目の0乃至(L −1)、行壕
での掃引が行われ、次に1列目の0乃至(L−1)行ま
でという如く行われ、右端(K−1)列目が終了すると
O列目に復帰する。行番地指定カウンタ28は上記縦方
向の読出のだめの番地指定を行うもので、クロック、S
ルス発生(ロ)路12からのクロックパルスを0乃至(
L−1)まで計数することにより、上記読出帯地が形成
される。そして、上記計数値(L−1)は垂直同期パル
ス発生回路29からの垂直万回−掃引毎に送出される同
期パルスにより0にリセットせしめら扛る。又、垂直同
期パルスは垂直偏向回路30に送入されてOR,T27
上で縦方向の掃引全実行させると共に列番地指足カウン
タ31にも送入されている。該列番地指定カウンタ31
は垂直回期パルスを0乃至(K−t)まで計数し、該計
数値が(K−1)から0に復帰する毎に水平偏向回路3
2ヘパルスを送出してCRT27上で横方向の掃引全実
行させる。
読出された表示メモリ22内の記憶信号は色変換回路3
3に送入される。該色変換回路33は入力信号に対して
予め定められた色が表示されるように、例えばROM等
で構成されており、3原色のD−A変換回路34.35
.36でアナログ信号に変換された各色信号はOR,T
27の赤、祿、青端子に導かれ表示される。
以上説明した如く、本発明によれば、水平表示や縦断面
表示等基準の座標の一つに深度座標が存するため信号認
識上惨めて好適であり、当該表示モードの冥現も容易に
行い得る。
又、実施例以外の表示モードであっても、その番地変換
式を予め)’LOM19に記憶させておけば、いつでも
当訪表示モードは得られる。
同、本実施例の水平表示においては、−深度分について
のみ行う如くなされているが、例えばCRT27を4分
割して各分割画面に順次異なる深度50m5.100?
7L1150m、 200mの如くにて水平表示を行っ
ても良い。これは表示メモリ22を番地的に4分割し、
その各々に関する帯地変換式を求めてROM19に記憶
させておけば良い。又、上記各区分に表示される信号は
0乃至50ynまでの積分量・。
の如く各表示区分の深度範囲分の積分値を表示信号とす
ることにより魚群の深度位置をより早期に把握すること
が可能となる。
更に、上記深度毎の表示方式において、各深度分に対応
して切換スイッチ25、番地変換メモリ21及び表示メ
モリ22を設けることによりCRT27−画面上に複数
深度分の探知信号を各々異なる色にて重複表示すること
が出来、3次元的表示が可能となる。
最後に、本発明はバッファメモリと表示メモリの2個の
メモリを信号記憶用として使用した場合の実施勿1を示
しているが、原理的には番地変換メモリ21及びバッフ
ァメモリ10として高速処理可能な記憶素子を用いるこ
とにより上記表示メモリを除くことが出来る。すなわち
、バッファメモリから読出された記憶内科は直接cRT
271b++に導かれて表示される。係る場打、分周回
路15、行番地カウンタ23、列番地カウンタ24及び
切換スイッチ26が不賛となり、行番地カラ/り23の
代わりに行番地カウンタ28が、列番地カウンタ24の
代わりに列番地カウンタ31が機能することとなる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の送受波用娠勤子群部分の取付及び配
宵状態を示す側面図である。 第2図は、各受波ビームの指向性を説明するための図で
ある。 籍3図は、座標変換を説明するだめの図である。 第4図はζ本発明の総合回路図の一実施例を示すもので
ある。 第5図及び第6図は、水平表示及び板断面表示モードに
説明するための立体図である。 特許出願人 古野電気株式会社 蓼3Jfl Z 給 5固 蒸 b図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水中に指向性が放射状に分布する様に多数の振動
    子を群状に配置し、水中の所定の広範囲の立体角の範囲
    全体に同時的に超音波パルスケ込阪し、水中反射e、を
    上記振動子群で受波し、位相合成を施こすことにより指
    向情報を有する複数個の時系列探知信号に変換し、該時
    系列探知信号の一部を2次元表示手段上に表示させる様
    なされた広範囲水中探知表示装置において、 上記各時系列探知信号を全て記憶する記憶手段と、 上記2次元表示手段の表示画素を順次指定する画素番地
    指定回路と、 希望する表示形態における、記憶手段と画素番地指′定
    回路との対応番地を求める中央演算処理装瀾゛と、 上記演算結果の対応番地を対照的に記憶する番地変換部
    と、 上記亥l?!帯地に基づいて記憶手段から2次元信号を
    読出す読出手段と、 該読出された2次元信号を上記画素番地指定回路出力に
    同期して2次元表示手段に表示する手段とを具備して成
    る広範囲水中探知表示装置。
  2. (2)上記記憶手段が各時系列探知信号を全て記憶する
    バッファメモリと上記読出手段に基づいて読出された2
    次元信号を一旦記憶する表示用メモリとから構成される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の広範囲水
    中探知表示装置。
JP56160495A 1981-10-07 1981-10-07 広範囲水中探知表示装置 Granted JPS5861479A (ja)

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JP56160495A JPS5861479A (ja) 1981-10-07 1981-10-07 広範囲水中探知表示装置

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JP56160495A JPS5861479A (ja) 1981-10-07 1981-10-07 広範囲水中探知表示装置

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JPS5861479A true JPS5861479A (ja) 1983-04-12
JPH0121473B2 JPH0121473B2 (ja) 1989-04-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60210782A (ja) * 1984-04-04 1985-10-23 Furuno Electric Co Ltd 水中探知装置における受信信号書込読出回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60210782A (ja) * 1984-04-04 1985-10-23 Furuno Electric Co Ltd 水中探知装置における受信信号書込読出回路

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JPH0121473B2 (ja) 1989-04-21

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