JPS6136189B2 - - Google Patents

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JPS6136189B2
JPS6136189B2 JP16519978A JP16519978A JPS6136189B2 JP S6136189 B2 JPS6136189 B2 JP S6136189B2 JP 16519978 A JP16519978 A JP 16519978A JP 16519978 A JP16519978 A JP 16519978A JP S6136189 B2 JPS6136189 B2 JP S6136189B2
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sweep
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JP16519978A
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Fukutaro Takahashi
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Kaijo Denki Co Ltd
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Kaijo Denki Co Ltd
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Publication of JPS5590874A publication Critical patent/JPS5590874A/en
Publication of JPS6136189B2 publication Critical patent/JPS6136189B2/ja
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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
    • G01S7/6218Cathode-ray tube displays providing two-dimensional coordinated display of distance and direction

Landscapes

  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の目的〕 (発明の利用分野) 本発明はPPI表示を行うスキヤンニングソナー
の探知表示方式、特に探知物体例えば魚群までの
距離の水平方向への換算距離情報と、水中の垂直
断面における物体の位置表示を同一ブラウン管面
上に同時表示できるようにして、魚群の追跡、投
網時機の判断などを適確に行えるようにして、探
知能力を大きく向上したスキヤンニングソナーの
探知表示方法に関するものである。 (従来技術とその問題点) スキヤンニングソナーにおいては通常送受波器
として、第1図aのように円周をN個に複数等分
した数の振動子O1,O2,………ONを環状に配列
して形成した振動子群を、M段OS1,OS2,……
…OSMだけ積重ねたものを用い、また表示装置と
して第1図bのようにスパイラル状に掃引される
ブラウン管を用いて、次の要領により魚群などの
探知を行つている。即ち送受波器TRの各振動子
から同時に、例えば第2図aのように魚群Fの深
さに対応して傘状に音波Tを発射したのち、各振
動子群O1,O2,………ONの縦方向に1列の振動
子OS1,OS2,………OSMをそれぞれ1群として
順次一定方向に切換えることにより、第2図bの
ように送受波器TRの受波指向性が等価的に旋回
走査されるようにして各方位毎に受波態勢を作
り、これにより得られた魚群Fの探知信号を振動
子の切換えと同期してスパイラル状に掃引され
る、第1図bの表示用ブラウン管に加えて魚群F
の位置を方位φと距離LDとによつて表示するも
のである。 ところで漁法例えばまき網漁法においては、魚
群を追尾して良好な投網態勢に入るためには、第
3図に示すように船の前方に位置する魚群Fの深
度に拘らず布設する網の形状を決定するために、
船から魚群までの水平距離LHを知ることが必要
である。しかし追尾に当たつて上記のようなスキ
ヤンニングソナーを用いた場合には、表示用ブラ
ウン管に示される距離は魚群までの距離LDによ
つて示される。従つて魚群が第3図中に示すF1
のように海面近く存在する場合には問題はない
が、鮪、鰹なとのように行動の活発な魚群は、例
えば第3図中のFやF1のように深い深度から浅
い深度までの間を上下に遊よくし乍ら移動するこ
とが多い。従つてブラウン管面上における魚群の
表示位置は魚群の移動に対応して位置を異にし、
これを頼りに投網した場合には投網コースの決定
が難しく、これがまき網漁撈に当たつての大きな
障害の一つとなつている。ところでこのような難
点は表示距離を送受波器の俯角を用いて水平距離
に換算することによつて回避できる。しかし魚群
の頻繁な移動に対応して一々人が換算を行うので
は極めて煩わしく、しかも表示用ブラウン管を監
視する漁撈指揮者は、僚船との相互連絡、部下の
指揮等に手をとられて余裕のないのが通常であ
る。このため換算作業は実際上困難である。従つ
て自動的な水平方向への距離換算表示の実現は操
船上極めて有利であり必要である。しかしこの様
に表示を水平方向距離で行つてもまだ充分とはい
えない。即ちまき網漁撈によつて効率のよい漁獲
を行うためには、投網態勢に入たとき第4図のよ
うに魚群Fと網NFとの関係位置を漁撈指揮者が
よく知り、上下方向に遊よくしながら移動する魚
群が、例えば網の下部から逃げないように網の沈
降時間を計りつつ網を布設できることが必要であ
る。しかしこの要求は従来実施されている方位と
距離による情報表示によつては満足されないこと
は明らかで、深さ方向の情報即ち海中の垂直断面
における魚群の位置を示す表示の実現が望まし
い。しかも上記の如き水平方向距離換算表示と、
海中の垂直断面における魚群の位置を示す表示と
を同一表示用ブラウン管面上に併示できれば、漁
獲量の向上を図る上に大きな効果があるが現在ま
でのところこのような要望を満し得るものは現れ
ていない。 本発明は上記の要求を満足するスキヤンニング
ソナーの探知表示方法を提供し、上記の如き漁撈
上に与える障害を一挙に排除して、漁獲の向上に
大きく貢献できるようにしたものである。次に図
面を用いて詳細に説明する。 〔発明の構成〕 (問題点を解決するための手段と作用) 本発明は次に説明する着想をもとにして行つた
ものである。第3図のように発射音波の俯角を
θ、そのときの魚群までの距離をLD、水平距離
をLHとしたとき、魚群までの距離LDは次の(1)式
によつて水平距離LHに換算される。本発明では
これから俯角θ=0゜のときの掃引速度(円周方
向にスパイラル状に広がる速度で以後これを掃引
速度という)をV0とし俯角がθ゜のとき表示用
ブラウン管の掃引速度V〓を俯角θの増大に伴い
次の(2)式にもとづき遅くすることによつて水平距
離に換算して表示する。 LH=LDcosθ ………(1) V〓=V0cosθ ………(2) ブラウン管のフルスケールd0の掃引時間を俯角
θ=0゜のときT0、俯角θのときT〓としたと
き、次の(3)式に示すように掃引時間が変化する如
く表示用ブラウン管の掃引電圧発生回路を制御す
ることにより、魚群までの距離を自動的に水平方 T〓=T0/cosθ ………(3) 向距離に換算して、第5図のA表示部分のように
方位φと水平距離LHにより表示できることを第
1に着想して行つた。またこの着想は第5図のB
表示部のように俯角方向のエコー像を表示するた
めのものであるが、すでに上記のように水平距離
表示を行うため、表示用ブラウン管の掃引速度を
俯角θに対応してV〓=V0cosθと変えている。
そこで魚群までの距離情報を、上記俯角に応じた
掃引時間の変化分を取除く(または補償する)よ
うな速度すなわち上記V〓の1/cosθ倍の速度
=V0で表示用ブラウン管に加えれば、水平距離
Hを魚群までの距離LDに戻すことができる。従
つて海中の垂直断面の表示を行うためには上記補
償されたブラウン管に加える情報を、表示用ブラ
ウン管の所望の角度範囲内における俯角に相当す
る位置まで時間的に蓄積保持したものを換算して
ブラウン管に加えるようにすれば、水平距離LH
表示と海中の垂直断面に対する魚群Fの位置と距
離LDとを同一スケールで併示できることを着想
して行つたものである。なお一般に全方向スキヤ
ンニングソナーにおいて俯角を90゜近くにすると
スキヤンニングによる周方向の探査範囲(半径)
が縮小されること、ならびに俯角方向の指向性の
幅が広がるなどの理由で実用される俯角は45゜〜
60゜程度で80゜を超えることはない。従つて俯角
の実用範囲を0゜〜60゜とすれば掃引時間の比は
T〓/T0=1〜2となり、1cosθ0.5であ
る。 次に本発明を実施例によつて説明する。 (実施例) 第6図は本発明の一実施例ブロツク回路図、第
7図、第8図は動作説明図である。第6図におい
て1は受信旋回信号発生回路で、1回のスパイラ
ル掃引期間中に送受波器を切換旋回走査させるに
必要な周期T1をもつ出力P1を継続して送出す
る。2は表示用ブラウン管の掃引用信号発生回路
例えば分周器で、上記受信旋回信号発生回路1の
出力P1を分周する。そしてスパイラル掃引に必要
な周期T2をもつた出力P2を送出する。3は送信
トリガ信号発生回路で、掃引用信号発生回路2の
出力P2により最大探知距離の探知周期T00毎に1
箇の送信制御用パルスP0を送出する。4は送信
器、5は送信俯角制御回路、6は俯角制御電圧発
生回路、7は送受切換回路、8は前記第1図aに
示す如き構造の送受波器である。そして送信回路
4は上記送信トリガ信号発生回路3から信号P0
入る毎に送信出力を、送信俯角制御回路5に出力
する。また俯角制御電圧発生回路6はその調節摘
みにより設定された俯角θに比例し電圧E〓(E
〓∽θ)を送出する。送信俯角制御回路5は、前
記第1図aに示した構造の送受波器8の振動子群
OS1,OS2,………OSMの積重ね数をMとしたと
き、(M−1)箇の遅延素子からなる。そして俯
角制御電圧発生回路6からの電圧E〓の大きさに
対応して、送信器4からの送信電力を第7図aの
ようにそれぞれ異なる時間td0=0、td1、……
…td(M-1)だけ遅延して、N組の各振動子群
OS1,OS2,………OSMに励振パルスP31として加
え、各発射波の総合位相関係から送受波器8より
俯角をもたせて360゜方向に一斉に音波を発射さ
せる。9は受信俯角制御回路、10は受信旋回走
査回路、11は受信探知信号の増幅回路、12は
表示用ブラウン管で、受信俯角制御回路9は、前
記送信俯角制御回路5と同数の遅延素子からな
る。そして俯角制御電圧発生回路6からの制御電
圧E〓により制御されて、前記送受切換回路7を
介して入つた送受波器8のM段×N列のM×N箇
の振動子の出力P4をO1,ONの配列でM段に分け
各段の出力毎に送信の場合と同じく同量宛遅延し
て受信旋回走査回路10に加える。受信旋回走査
回路10は受信旋回信号発生回路1の出力P1によ
り制御されて、信号P1が入る毎にゲートを開いて
受信俯角制御回路9からの出力を通過させる。即
ち送信周期T00内において表示用ブラウン管12
のスパイラル掃引の周期T2と同期して、OS1
OSMでそれぞれ形成される振動子O1,O2,……
…ONのN個の群を一定方向に360゜宛繰返し切換
え、その各出力を順次抽出するようにして等価的
に第2図bに示すように送受波器8の受信指向性
の旋回走査を行う。そしてこれより得られた信号
P5を受信信号の増幅回路11と後記する映像信号
切換回路27を介して輝度信号として表示用ブラ
ウン管12に加える。以上の回路構成は映像信号
切換回路27を除いて従来のスキヤンニングソナ
ーと同一であつて、掃引電圧発生回路により俯角
θ=0゜のときブラウン管のフルスケールを掃引
するに要する一定最大電圧一定周期T2の鋸歯状
波電圧により、前記掃引信号発生回路2の出力P2
と、これを90゜移相したものをそれぞれ振幅変調
して作られた掃引信号を用いて表示用ブラウン管
12を掃引することにより、従来と同様な表示即
ち方位と魚群までの距離LDによる表示が行われ
る。 次に13,14の回路は、俯角θに対応して魚
群までの距離を水平方向の距離に換算して表示す
るために設けた掃引電圧発生回路で、このうち1
3は函数電圧発生回路、14は可変掃引電圧発生
回路で、次に詳しく説明する。 まず第7図bは函数電圧発生回路13の回路構
成例図、第7図cはその動作説明図である。第7
図bの131は鋸歯状波発生回路、132はコン
パレータ、133は分周回路、134は整形回
路、135はゲート、136はホールド回路であ
る。鋸歯状波発生回路131は掃引用信号発生回
路2よりのパルスP2(第7図cのa)を受けて周
期をT2、時間幅T2/2、立上り時刻を第7図c
のbのt31、最大値を俯角90゜におけるE〓の値
〔第7図cのbにおけるE90〕とする鋸歯状波電圧
P30を同図bのように作成して出力する。コンパ
レータ132は第7図cのbのように鋸歯状波電
圧P31と俯角制御電圧回路6よりの電圧E〓が等
しくなつた時にパルスP32を出力する。なおこの
パルスP32のt31よりの時間をT〓pとする。ここに
T〓pの最大値はθ=90゜の場合でT〓p=T2/2
であり、また最小値はθ=0゜の場合でT〓p
0である。またE〓∽θ(比例)あるからT〓p
はθに比例する。 次に分周回路133は掃引用信号発生回路2よ
りのパルスP2を分周して第7図cのdのような周
期2T2の電圧P33を作成し出力する。この出力P33
は整形回路134が受けて第7図cのeのような
スタートがt31、周期が2T2、最大値E0の余弦波電
圧e34を作成し出力する。ゲート135はコンパ
レータ132からの出力パルスP32により第7図
cのeのように余弦波電圧e34の時刻T〓pにおけ
る電圧P35を取出し出力する。この電圧P35の振幅
はT〓p∽θであるからE0cosθである。ホールド
回路136はゲート135よりの出力P35をホー
ルドし第7図cのfの振幅E0cosθの電圧e36
Eeとして出力する。以上のようにして凾数電圧
発生回路13は俯角制御電圧回路6からの電圧E
〓∽θを受けて凾数電圧E0cosθ=Eeを回路14
に出力する。 次に第6図の可変掃引電圧回路14は、送信ト
リガ信号発生回路3よりの出力P0(周期T00)お
よび凾数電圧発生回路13の出力電圧Ee=E0cos
θを受け、俯角θにおいてP0のパルスで立上り、
第7図dのように周期をT00とし最大値をEe=
E0・cosθとする鋸歯状波電圧ef〓=E0cosθ
t/T00を作成する。なお俯角θ=0゜の場合 (E0cosθ=E0の場合)のef〓の鋸歯状波電圧を
f0とし、その時間T0における値をEf0、即ちEf
0=E0/T00とする。なおEf0はブラウン管のフ
ルス ケールd0を掃引する最大値である。次いで俯角θ
におけるef〓が立上り後Er0になる時間幅を仮
にt〓とすれば、 E0cosθt〓/T00=Ef0=E0/T00より t〓=T/cosθ ここにT0cosθは(3)式に示すようにT〓であるか
ら、t〓=T〓である。なおef0、ef〓は夫々
の最高値をEf0に限定して作成される。またef0
〜ef〓を総称してEfと呼ぶ。 このようにして可変掃引電圧回路14は送信ト
リガ信号発生回路3よりの出力P0(周期T00)お
よび凾数電圧発生回路13よりの出力Ee=E0cos
θを受けて第7図dのように俯角0゜〜θ゜に対
応して最大値がEf0でかつパルス幅T0〜T〓の鋸
歯状波電圧Efを周期T00で作成する。そしてこの
鋸歯状波電圧Efで第6図の掃引信号発生回路2
の出力P2を振幅変調したのち、f2=1/T2の帯域
波器(T2は出力P2の周期)に通して最大値が
E2の電圧ea=E2sinωt(ω=2πf2)を作り、
またP2を90゜移相したものを用いて上記と同一要
領により掃引信号eb=E2・cosωtを作成し、こ
れを表示用ブラウン管12の水平および垂直軸に
加え公知のスパイラル状の掃引を行わせる。 このように任意の俯角θに対応して、表示用ブ
ラウン管のフルスケールd0の掃引時間はT〓=
T0/cosθで掃引される。次いで後述する第6図
の映像信号切換回路27が、表示用ブラウン管の
輝点が第3および第5図のA表示部を掃引通過す
る毎時間帯のみ第6図の探知信号の増幅回路11
よりの出力P6をリアルタイムで直接表示用ブラウ
ン管12に入力させ輝度変調させることにより、
第5図のA表示部に魚群までの距離LDに対応す
る水平距離LHの位置に魚群HFが表示される。 例えば第3図および第5図において表示用ブラ
ウン管のフルスケールd0を100m、魚群までの距
離LDを75mとすれば、音速度は1500mであるか
ら、俯角θが0゜の場合は、フルスケールd0の掃
引時間T0は(A・B表示部共)133mSで、A表
示部の魚群HFが掃引開始後表示されるまでの時
間は100mSである。なおB表示部については後
述する。次いで魚群までの距離は75mと変わらな
いで、俯角θのみ60゜に変わつた場合、フルスケ
ールd0は100mであるが、その掃引時間はT〓=
2T0=266mS(A・B表示部共)となる。しか
し魚群HFがA表示部に掃引開始時より表示され
るまでの時間は増幅回路11よりのリアルタイム
の出力P6によるため100mSと変わらないから、
魚群HFはフルスケールd0=100m上の37.5mの位
置に表示される。 なお後述するように、映像信号切換回路27
は、表示用ブラウン管の輝点がA表示部内を通過
する時間帯のみ何時も増幅回路11の出力P6をリ
アルタイムで通過させるから、A表示部には掃引
時間T〓内に入来したエコーは輝点がB表示部を
通過する時間帯を除いてすべて表示される。 次に符号15から27までの回路は、上記のよ
うに魚群までの距離を水平方向距離に換算して極
座標方式により表示したブラウン管面の一部(B
表示部)に、海中の垂直断面に対応する魚群の位
置情報を併示するために設けた回路である。ここ
に一般のまき網漁法においては魚群が船の右手側
に常に位置するように操船される。そこでここで
は第5図のB表示部分のようにブラウン管面の
180゜〜270゜の範囲内に海中の垂直断面の表示を
行うようにして、水平距離表示の妨げとならない
ようにした例を示す。15は対象とする魚群映像
の方位を選択し、伝達するための方位信号発生回
路、16は受信探知信号の書込パルス発生回路、
17は書込回路、18はメモリ回路である。方位
信号発生回路15は第5図の受信探知信号HFの
方位角φに比例する電圧E〓、即ち方位角0゜の
とき零、360゜のとき最大となる電圧を発生する
もので、その方法としては表示方位に合わせて可
変抵抗器を手動により操作る公知方法法である
が、ここではその説明は省略する。書込パルス発
生回路16は前記掃引用信号発生回路2の出力P2
と、送信トリガ信号発生回路3の出力P0とを同期
信号として受け、方位信号発生回路15からの方
位信号電圧E〓を制御入力として、第8図a,
b,b′のように送信周期T00内において、掃引電
圧P2の周期T2毎に立上り、かつ最大値をE360゜
とて作成した鋸歯状波電圧ESWと、方位信号電圧
E〓と比較し、掃引信号P2の立上り時刻から方位
信号電圧E〓の値に対応する時間T〓だけ遅れた
パルスP7を作成しこれを書込パルスP7として出力
する。即ち掃引電圧P2の立上り時刻より方位角φ
に対応する時間T〓だけ遅れたパルスP7を掃引毎
に出力する。なお第8図では映像表示のスパイラ
ル掃引をm回繰返したのち、即ち時間mT2だけ経
過したのち魚群の映像表示を行う場合について例
示してある。書込回路17は第6図下端のように
例えば送信周期T00内においてブラウン管のフル
スケールを掃引するために必要とするスパイラル
掃引回数に相当する数の接点C1,C2,………CW
と、1箇の摺動子Bとを有する入力スイツチによ
つて形成され、またメモリ回路18は上記入力ス
イツチの接点数と同数のコンデンサメモリ素子
ME1,ME2,………MEWによつて形成される。
そして書込回路17の入力スイツチは掃引の開始
より上記した書込パルス発生回路16から書込パ
ルスP7が第8図b′のように入る毎に摺動子が歩進
的に切換えられて、1回のスパイラル掃引毎に受
信増幅器11よりの出力P6の第8図cの掃引毎の
エコーP61,P62,P63,………を書込パルスP7
パルス幅だけ第8図cのEW1,EW2,EW3………
のように選択抽出して、掃引開始より該当する第
6図のメモリ素子ME1,ME2,………MEWに順
次加えて行き、第8図fのように電圧値EW1,E
W2,EW3,………として書込む。従つてメモリ回
路18には、1回のスパイラル掃引毎に得られた
方位φ方向にある魚群の受信信号は逐次w箇のメ
モリ素子のいずれかにすべて書込まれたことにな
る。なお第8図fのE′W1,E′W2,E′W3………は前
回探知時の受信信号である。 次に第6図の19は読出電圧発生回路、20は
読出パルス発生回路、21は読出回路である。読
出電圧発生回路19は送信トリガ信号発生回路3
よりの出力P0(周期T00)および凾数電圧発生回
路13の出力Ee=E0cosθを受け、俯角θにおい
て第8図dのように送信トリガ信号回路3からの
P0のパルスで立上り、周期をT00とし、最大値を
Ee=E0cosθとする鋸歯状波電圧eg〓=E0cosθ
t/T00を作成する。なお俯角θ=0゜の場合(Ee= E0cosθ=E0の場合)のeg〓を鋸歯状波電圧を
g0とし、立上り時間T0の値をEg0即ちEg0=E0
/T00とする。次いで俯角θ゜におけるeg〓が
立上 り後Eg0になる時間を仮にt〓とすれば、 E0cosθ・t〓/T00=Eg0=E0/T00 これより、t〓=T0cosθ ここにT0/cosθは前述の(3)式に示すように、
T0/cosθ=T〓であるから、t〓=t〓であ
る。なおeg0,eg0の夫々の最大値はEg0として
出力される。 このようにして読出電圧発生回路19は送信ト
リガ信号発生回路13よりの出力P0(周期T00
および凾数電圧発生回路13よりの出力電圧Ee
=E0cosθを受けて第8図dのように俯角0゜〜
θ゜に対応して最大値がEg0、周期がT00、パル
ス幅T0〜T〓の鋸歯状波電圧Eg(eg0〜eg〓)
を作成し出力する。 読出パルス発生回路20は第8図d中に段階に
よつて示すように、読出電圧発生回路19の出力
電圧Egが一定量増加する毎に第8図eの読出パ
ルスP8を発生するが、電圧Egの1周期内におけ
るパルス数は、メモリ回路18のメモリ素子数と
同一となるように選定される。読出回路21は前
記書込回路17の入力スイツチと同数の接点
C1,C2,………CWと1箇の摺動子Bをもつ出力
スイツチによつて形成される。そして書込と同様
掃引の開始より読出パルスP8が入る毎に摺動子B
が切換えられて、メモリ回路のメモリ素子ME1
ME2,………MEWの書込電圧EWを読出す。 なおこの読出総時間は俯角0゜〜θ゜に夫々対
応してT0〜T〓=T0/cosθである。従つて読出
回路21の読出電圧ERを輝度信号として後述す
る適当な掃引時刻に同期して表示用ブラウン管1
2に加えれば、その表示映像は方位は別として魚
群までの距離を示すものとなる。 以上のように増幅回路11よりの受信信号のメ
モリ18への書込みは、第5図の表示ブラウン管
上のA表示(魚群HF)をリアルタイムで行う掃
引時間帯にあり、かつ方位φを輝点が横切る時刻
にリアルタイムで行われ俯角θには関係しない。
これに対するメモリ18よりの読出しは俯角θに
対応するT〓=T0/cosθの時間帯の中で適宜按
分された時間(T〓/W)毎に行われる。これ以
後の詳細な説明に先立ち、その要旨を説明する。
読出された出力ERはホールド回路22に一旦蓄
積され、次いで輝点が掃引時間T〓内にあり、か
つB表示部内の俯角θの方向を通過する時刻に開
かれるゲート回路25と映像切換回路27を介し
て表示ブラウン管12に与えられ魚群RFを表示
する。 次に第5図のB表示部の表示手段について説明
を行う。なおメモリ回路への書込時刻と読出時刻
との時間差(遅延)は、俯角θ=0゜の場合は、
1回の掃引時間T2以内であるが、俯角がθ゜の
場合は第8図eのように掃引開始時より刻々と大
きくなり、最終はT〓−T0となる。22はホー
ルド回路、23は270゜電圧発生回路、24は俯
角表示信号発生回路、25はゲート回路、26は
切換パルス発生回路、27は映像信号切換回路で
ある。ホールド回路22は読出回路21から読出
された電圧ERを、次の読出電圧が入るまで第8
図fのようにEW1,EW2,EW3………として保持
する動作を行う。即ち270゜電圧発生回路23と
俯角表示信号発生回路24は、掃引用信号発生回
路2よりの出力P2(周期T2)と俯角制御電圧回路
6よりの出力電圧E〓を受けて、第5図のB表示
部に270゜の方向を基準線(水面)として俯角θ
の方向を示すマーカー電圧と、そのマーカー線上
に魚群RFを表示させるため、上記ホールド回路
22よりゲート回路25を制御してホールドした
信号電圧を取出し、後述する映像信号切換回路2
7を介してブラウン管12に出力する制御を行う
回路である。 270゜電圧発生回路23は、俯角θが90゜の場
合の電圧値E90の3倍の電圧(270゜に相当する電
圧)を発生し出力する回路である。次いで俯角表
示信号発生回路24は、第8図iのようにP2のパ
ルスの立上りごとにスタートし、パルス幅3T2
4(註:0゜〜270゜を掃引する時間幅)で、最
大値がE270に増大する鋸歯状波電圧e270を作成
し、更にこの電圧e270の振幅が別途作成する。 E270−E〓=Eh ………(4) の電圧に等しくなつた時刻に第8図gのようなマ
ーカー用のパルスP9Aを作成する。なおP2のパル
スの立上り時刻よりマーカー用のパルスP9Aの作
成時刻までの時間幅は第5図のTSである。 更に俯角表示信号発生回路24はホールド回路
22よりのホールド電圧EWを受け第8図jのよ
うな次の電圧
[Objective of the Invention] (Field of Application of the Invention) The present invention relates to a scanning sonar detection and display method that performs PPI display, and in particular, to a detection and display method of a scanning sonar that performs PPI display, and in particular, to a detection display method that provides horizontal conversion distance information of the distance to a detected object, such as a school of fish, and an object in a vertical cross section underwater. This invention relates to a scanning sonar detection display method that greatly improves detection ability by allowing the simultaneous display of the positions of fish on the same cathode ray tube surface, making it possible to accurately track schools of fish and judge when it is time to cast a net. be. (Prior art and its problems) In scanning sonar, the transducer is usually made up of a number of oscillators O 1 , O 2 , O 2 , O 1 , O 2 , O A group of oscillators formed by arranging N oscillators in a ring is formed into M stages OS 1 , OS 2 ,...
...Using a stack of OS M , and using a cathode ray tube that is swept in a spiral pattern as shown in Figure 1b as a display device, schools of fish, etc. are detected in the following manner. That is, after simultaneously emitting sound waves T from each transducer of the transducer TR in an umbrella shape corresponding to the depth of the school of fish F as shown in FIG. 2a, each transducer group O 1 , O 2 , . . . By sequentially switching the oscillators OS 1 , OS 2 , ...OS M in one row in the vertical direction of the O N as a group in a fixed direction, the reception of the transducer TR can be adjusted as shown in Fig. 2b. A wave reception posture is created in each direction so that the wave directivity is equivalently scanned, and the detection signal of the fish school F obtained thereby is swept in a spiral shape in synchronization with the switching of the transducer. In addition to the display cathode ray tube in Figure 1b, fish school F
The position of is displayed by the direction φ and the distance L D. By the way, in fishing methods such as purse seine fishing, in order to track a school of fish and get into a good position for casting a net, the shape of the net to be laid is determined regardless of the depth of the school of fish F located in front of the boat, as shown in Figure 3. In order to
It is necessary to know the horizontal distance L H from the boat to the school of fish. However, when a scanning sonar as described above is used for tracking, the distance shown on the display cathode ray tube is indicated by the distance L D to the school of fish. Therefore, the school of fish is F 1 as shown in Figure 3.
There is no problem when they exist close to the sea surface, such as tuna, bonito, etc., but for active fish schools such as tuna and bonito, for example, from deep to shallow depths like F and F 1 in Figure 3, there is no problem. It often moves up and down in between. Therefore, the display position of the school of fish on the CRT surface changes according to the movement of the school of fish.
If you rely on this to cast your net, it is difficult to determine the course of your net, and this is one of the major obstacles to purse seine fishing. However, this difficulty can be avoided by converting the display distance into a horizontal distance using the angle of depression of the transducer. However, it is extremely troublesome for each person to make the conversion in response to the frequent movement of schools of fish, and the fishing commander who monitors the CRT display has no time to spare as he is busy communicating with fellow ships and directing his subordinates. Usually there is no. For this reason, conversion work is difficult in practice. Therefore, automatic horizontal distance conversion display is extremely advantageous and necessary for ship maneuvering. However, even if the display is performed using horizontal distances in this way, it is still not sufficient. In other words, in order to catch fish efficiently through purse seine fishing, when preparing to cast the net, the fishing director should be well aware of the relative position of the school of fish F and the net NF, as shown in Figure 4, and move the net in a vertical direction. It is necessary to be able to lay the net while measuring the settling time of the net so that a school of moving fish does not escape from the lower part of the net, for example. However, it is clear that this requirement cannot be met by the conventional display of information based on direction and distance, and it is desirable to realize information in the depth direction, that is, a display that shows the position of a school of fish in a vertical section of the ocean. Moreover, the horizontal distance conversion display as shown above,
If a display showing the position of a school of fish in a vertical cross-section of the ocean could be displayed on the same display screen on a CRT screen, it would have a great effect on increasing the amount of fish caught.Currently, there is nothing that can satisfy this request. has not appeared. The present invention provides a scanning sonar detection and display method that satisfies the above-mentioned requirements, eliminates all the obstacles to fishing operations as described above, and greatly contributes to improving fishing catches. Next, it will be explained in detail using the drawings. [Structure of the Invention] (Means and Effects for Solving the Problems) The present invention has been made based on the idea described below. As shown in Figure 3, when the angle of depression of the emitted sound wave is θ, the distance to the school of fish at that time is L D , and the horizontal distance is L H , the distance L D to the school of fish is calculated horizontally by the following equation (1). It is converted into distance LH . In the present invention, the sweep speed when the angle of depression θ=0° (the speed that spreads in a spiral shape in the circumferential direction, hereinafter referred to as the sweep speed) is V 0 , and when the angle of depression is θ°, the sweep speed of the display cathode ray tube V 〓 is converted into a horizontal distance and displayed by slowing down as the depression angle θ increases based on the following equation (2). L H = L D cosθ ………(1) V = V 0 cosθ ………(2) The full scale d 0 sweep time of the cathode ray tube is T 0 when the angle of depression is θ = 0°, and T when the angle of depression is θ By controlling the sweep voltage generation circuit of the display cathode ray tube so that the sweep time changes as shown in the following equation (3), the distance to the school of fish is automatically adjusted horizontally as T = T 0 / cos θ ......(3) The first idea was that it could be converted into a directional distance and displayed using the azimuth φ and the horizontal distance L H as shown in the A display section of Fig. 5. Also, this idea is B in Figure 5.
Although it is used to display echo images in the direction of depression angle like the display section, since the horizontal distance is already displayed as described above, the sweep speed of the display cathode ray tube is adjusted according to the depression angle θ by V==V 0 It is changed to cosθ.
Therefore, if we apply the distance information to the fish school to the display cathode ray tube at a speed that removes (or compensates for) the change in sweep time according to the depression angle, that is, a speed that is 1/cosθ times the above V〓 = V 0 . , the horizontal distance L H can be returned to the distance L D to the school of fish. Therefore, in order to display a vertical cross-section underwater, the information added to the compensated cathode ray tube must be accumulated and held over time to a position corresponding to the depression angle within the desired angle range of the display cathode ray tube. If you add it to the cathode ray tube, the horizontal distance L H
This was done based on the idea that the display and the position and distance L D of the school of fish F relative to the vertical section of the sea can be shown together on the same scale. Generally speaking, when using omnidirectional scanning sonar, when the depression angle is close to 90°, the scanning range (radius) in the circumferential direction increases.
The angle of depression that is used in practice is 45° to
It is about 60° and never exceeds 80°. Therefore, if the practical range of the depression angle is 0° to 60°, the sweep time ratio is T/T 0 =1 to 2, which is 1 cos θ0.5. Next, the present invention will be explained with reference to examples. (Embodiment) FIG. 6 is a block circuit diagram of one embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are operation explanatory diagrams. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a receiving rotation signal generating circuit, which continuously sends out an output P 1 having a cycle T 1 necessary for switching and rotating the transducer/receiver during one spiral sweep period. Reference numeral 2 denotes a sweeping signal generating circuit for a display cathode ray tube, such as a frequency divider, which divides the frequency of the output P1 of the receiving rotation signal generating circuit 1. Then, it sends out an output P 2 with a period T 2 necessary for the spiral sweep. 3 is a transmission trigger signal generation circuit, which uses the output P 2 of the sweep signal generation circuit 2 to generate 1 signal every detection period T 00 of the maximum detection distance.
The transmission control pulse P 0 is sent out. 4 is a transmitter, 5 is a transmission depression angle control circuit, 6 is a depression angle control voltage generation circuit, 7 is a transmission/reception switching circuit, and 8 is a transducer having the structure shown in FIG. 1A. The transmission circuit 4 outputs a transmission output to the transmission depression angle control circuit 5 every time the signal P 0 is input from the transmission trigger signal generation circuit 3. Further, the depression angle control voltage generating circuit 6 generates a voltage E〓(E
Sends 〓∽θ). The transmission depression angle control circuit 5 includes a transducer group of the transducer 8 having the structure shown in FIG.
OS 1 , OS 2 , ......When the number of stacked OS M is M, it consists of (M-1) delay elements. Then, depending on the magnitude of the voltage E from the depression angle control voltage generating circuit 6, the transmission power from the transmitter 4 is changed at different times t d0 =0, t d1 , . . . as shown in FIG. 7a.
…With a delay of t d(M-1) , each of N sets of transducers
OS 1 , OS 2 , . . . is added as an excitation pulse P 31 to OS M , and based on the overall phase relationship of each emitted wave, the transducer 8 emits sound waves all at once in a 360° direction with a depression angle. 9 is a receiving depression angle control circuit, 10 is a receiving rotation scanning circuit, 11 is a receiving detection signal amplification circuit, 12 is a display cathode ray tube, and the receiving depression angle control circuit 9 is composed of the same number of delay elements as the transmitting depression angle control circuit 5. . The output P 4 of the M×N transducers in M stages×N rows of the transducer 8 is controlled by the control voltage E from the depression angle control voltage generating circuit 6 and input via the transmitting/receiving switching circuit 7 . is divided into M stages in an arrangement of O 1 and O N , and the output of each stage is delayed by the same amount as in the case of transmission and then applied to the reception rotation scanning circuit 10 . The reception rotation scanning circuit 10 is controlled by the output P 1 of the reception rotation signal generation circuit 1, and opens the gate every time the signal P 1 is input to allow the output from the reception depression angle control circuit 9 to pass through. That is, within the transmission period T 00 , the display cathode ray tube 12
In synchronization with the spiral sweep period T 2 of OS 1 ~
Oscillators O 1 , O 2 , ... each formed by OS M
...N groups of N are repeatedly switched in a fixed direction at 360 degrees, and each output is sequentially extracted to equivalently scan the receiving directivity of the transducer 8 as shown in FIG. 2b. I do. And the signal obtained from this
P5 is applied to the display cathode ray tube 12 as a luminance signal via a received signal amplification circuit 11 and a video signal switching circuit 27 to be described later. The above circuit configuration is the same as a conventional scanning sonar except for the video signal switching circuit 27, and the sweep voltage generation circuit has a constant maximum voltage constant cycle required to sweep the full scale of the cathode ray tube when the depression angle θ = 0°. The sawtooth wave voltage of T 2 causes the output P 2 of the sweep signal generation circuit 2 to
By sweeping the display cathode ray tube 12 using a sweep signal created by amplitude modulating the phase-shifted signal by 90 degrees, the same display as before, that is, the direction and distance L D to the school of fish, can be obtained. will be held. Next, circuits 13 and 14 are sweep voltage generation circuits provided to convert and display the distance to the school of fish in the horizontal direction corresponding to the depression angle θ.
3 is a functional voltage generation circuit, and 14 is a variable sweep voltage generation circuit, which will be explained in detail next. First, FIG. 7b is an example of the circuit configuration of the functional voltage generating circuit 13, and FIG. 7c is an explanatory diagram of its operation. 7th
In FIG. b, 131 is a sawtooth wave generating circuit, 132 is a comparator, 133 is a frequency dividing circuit, 134 is a shaping circuit, 135 is a gate, and 136 is a hold circuit. The sawtooth wave generation circuit 131 receives the pulse P 2 (a in FIG. 7c) from the sweep signal generation circuit 2, and sets the period to T 2 , the time width to T 2 /2, and the rise time to c in FIG. 7.
t 31 of b of , the sawtooth wave voltage whose maximum value is the value of E at an depression angle of 90° [E 90 at b of Fig. 7 c]
Create and output P30 as shown in Figure b. The comparator 132 outputs a pulse P 32 when the sawtooth wave voltage P 31 and the voltage E from the depression angle control voltage circuit 6 become equal, as shown in FIG. 7c (b). Note that the time from t 31 of this pulse P 32 is defined as T〓 p . Here, the maximum value of T〓 p is when θ=90°, T〓 p = T 2 /2
, and the minimum value is T〓 p = when θ=0°
It is 0. Also, since E〓∽θ (proportional), T〓 p
is proportional to θ. Next, the frequency dividing circuit 133 divides the frequency of the pulse P 2 from the sweep signal generating circuit 2 to create and output a voltage P 33 having a period of 2T 2 as shown in d of FIG. 7c. This output P 33
is received by the shaping circuit 134, which creates and outputs a cosine wave voltage e 34 having a start time t 31 , a period 2T 2 and a maximum value E 0 as shown in e in FIG. 7C. The gate 135 uses the output pulse P 32 from the comparator 132 to extract and output the voltage P 35 at time Tp of the cosine wave voltage e 34 as shown in e of FIG. 7c. Since the amplitude of this voltage P 35 is T〓 p ∽θ, it is E 0 cosθ. The hold circuit 136 holds the output P 35 from the gate 135 and outputs the voltage e 36 with the amplitude E 0 cos θ of f in FIG. 7c.
Output as Ee. As described above, the function voltage generation circuit 13 receives the voltage E from the depression angle control voltage circuit 6.
〓Receives ∽θ and converts the function voltage E 0 cosθ=Ee into circuit 14
Output to. Next, the variable sweep voltage circuit 14 in FIG .
θ, rises with a pulse of P 0 at the depression angle θ,
As shown in Figure 7d, the period is T 00 and the maximum value is Ee =
Sawtooth wave voltage e f 〓= E 0 cosθ
Create t/T 00 . Note that the sawtooth wave voltage of e f 〓 in the case of depression angle θ = 0° (in the case of E 0 cos θ = E 0 ) is defined as e f0 , and its value at time T 0 is E f0 , that is, E f
0 =E 0 T 0 /T 00 . Note that E f0 is the maximum value that sweeps the full scale d 0 of the cathode ray tube. Then the depression angle θ
If the time width in which e f 〓 reaches E r0 after rising is t〓, then E 0 cosθt〓/T 00 = E f0 = E 0 T 0 /T 00 From t〓=T 0 /cosθ Here, T 0 Since cosθ is T〓 as shown in equation (3), t〓=T〓. Note that e f0 and e f 〓 are created by limiting their respective maximum values to E f0 . Also e f0
~e f 〓 is collectively called E f . In this way, the variable sweep voltage circuit 14 generates the output P 0 (period T 00 ) from the transmission trigger signal generation circuit 3 and the output Ee=E 0 cos from the function voltage generation circuit 13.
In response to θ, a sawtooth wave voltage E f having a maximum value E f0 and a pulse width T 0 to T〓 is generated at a period T 00 corresponding to the depression angle 0° to θ° as shown in FIG. 7d. Then, with this sawtooth wave voltage E f, the sweep signal generating circuit 2 of FIG.
After amplitude modulating the output P 2 of
Create the voltage e a = E 2 sinωt (ω = 2πf 2 ) of E 2 ,
In addition, a sweep signal e b =E 2 ·cos ωt is created in the same manner as above using P 2 with a phase shift of 90°, and this is applied to the horizontal and vertical axes of the display cathode ray tube 12, as well as a known spiral sweep. have them do it. In this way, corresponding to any depression angle θ, the full scale d 0 sweep time of the display cathode ray tube is T =
It is swept by T 0 /cosθ. Next, the video signal switching circuit 27 shown in FIG. 6, which will be described later, switches the detection signal amplification circuit 11 shown in FIG.
By inputting the output P 6 directly to the display cathode ray tube 12 in real time and modulating the brightness,
In display section A of FIG. 5, a school of fish HF is displayed at a position at a horizontal distance L H corresponding to the distance L D to the school of fish. For example, in Figures 3 and 5, if the full scale d 0 of the display cathode ray tube is 100 m and the distance L D to the school of fish is 75 m, the speed of sound is 1500 m, so if the angle of depression θ is 0°, the full scale The sweep time T 0 of the scale d 0 (both A and B display sections) is 133 mS, and the time from the start of the sweep until the fish school HF on the A display section is displayed is 100 mS. Note that the B display section will be described later. Next, if the distance to the school of fish remains the same at 75 m, but only the depression angle θ changes to 60°, the full scale d 0 is 100 m, but the sweep time is T =
2T 0 =266mS (both A and B display parts). However, the time it takes for the fish school HF to be displayed on the A display section from the start of the sweep is based on the real-time output P6 from the amplifier circuit 11, so it is the same as 100 mS.
The fish school HF is displayed at a position of 37.5 m above the full scale d 0 =100 m. Note that, as described later, the video signal switching circuit 27
Since the output P6 of the amplifier circuit 11 is passed through in real time only during the period when the bright spot of the display cathode ray tube passes through the A display section, echoes that enter the A display section within the sweep time T are not reflected. All the points are displayed except for the time period when the point passes through the B display section. Next, the circuits 15 to 27 are part of the cathode ray tube surface (B
This is a circuit provided to display positional information of schools of fish corresponding to a vertical section in the sea on the display (display section). In the general purse seine fishing method, the boat is maneuvered so that the school of fish is always located on the right hand side of the boat. Therefore, here, as shown in the B section of Fig. 5, the CRT surface is
An example is shown in which a vertical section of the sea is displayed within the range of 180° to 270° so that it does not interfere with the horizontal distance display. 15 is an azimuth signal generation circuit for selecting and transmitting the azimuth of the target fish school image; 16 is a writing pulse generation circuit for receiving detection signals;
17 is a write circuit, and 18 is a memory circuit. The azimuth signal generating circuit 15 generates a voltage E which is proportional to the azimuth angle φ of the received detection signal HF shown in FIG. This is a known method in which a variable resistor is manually operated in accordance with the display orientation, but its explanation will be omitted here. The write pulse generation circuit 16 uses the output P 2 of the sweep signal generation circuit 2.
and the output P 0 of the transmission trigger signal generation circuit 3 as a synchronization signal, and the azimuth signal voltage E from the azimuth signal generation circuit 15 as a control input.
As shown in b and b', within the transmission period T 00 , the sawtooth wave voltage E SW is created by rising every period T 2 of the sweep voltage P 2 and has a maximum value of E360°, and the direction signal voltage E〓. By comparison, a pulse P 7 delayed by a time T 〓 corresponding to the value of the azimuth signal voltage E 〓 from the rise time of the sweep signal P 2 is created and outputted as a write pulse P 7 . In other words, the azimuth angle φ is determined from the rise time of the sweep voltage P2 .
A pulse P7 delayed by a time T〓 corresponding to the pulse P7 is output for each sweep. FIG. 8 shows an example of a case where the image of a school of fish is displayed after repeating the spiral sweep of the image display m times, that is, after a time mT 2 has elapsed. The write circuit 17 has a number of contacts C 1 , C 2 , . W
and one slider B, and the memory circuit 18 has the same number of capacitor memory elements as the number of contacts of the input switch.
It is formed by ME 1 , ME 2 , ...ME W.
The input switch of the write circuit 17 switches the slider step by step every time the write pulse P7 is input from the write pulse generating circuit 16 as shown in FIG. 8b' from the start of the sweep. , writes the echoes P 61 , P 62 , P 63 , . E W1 , E W2 , E W3 in Figure c...
From the start of the sweep, they are sequentially added to the corresponding memory elements ME 1 , ME 2 , ... ME W in FIG.
Write as W2 , E W3 , ...... Therefore, in the memory circuit 18, all the received signals of the school of fish in the azimuth φ direction obtained for each spiral sweep are sequentially written into one of the w memory elements. Note that E' W1 , E' W2 , E' W3 . . . in Fig. 8f are the received signals at the previous detection. Next, 19 in FIG. 6 is a read voltage generation circuit, 20 is a read pulse generation circuit, and 21 is a read circuit. The read voltage generation circuit 19 is the transmission trigger signal generation circuit 3
In response to the output P 0 ( period T 00 ) of
It rises with a pulse of P 0 , the period is T 00 , and the maximum value is
Sawtooth wave voltage e g 〓=E 0 cosθ with Ee=E 0 cosθ
Create t/T 00 . Note that e g 〓 in the case of depression angle θ = 0° (when Ee = E 0 cos θ = E 0 ) is the sawtooth wave voltage e g0 , and the value of the rise time T 0 is E g0 , that is, E g0 = E 0
Let T 0 /T 00 . Next, if t is the time when e g becomes E g0 after rising at the angle of depression θ°, then E 0 cosθ・t/T 00 = E g0 = E 0 T 0 /T 00 From this, t = T 0 cosθ where T 0 /cosθ is as shown in equation (3) above,
Since T 0 /cosθ=T〓, t〓=t〓. Note that the maximum values of e g0 and e g0 are output as E g0 . In this way, the read voltage generation circuit 19 outputs the output P 0 (period T 00 ) from the transmission trigger signal generation circuit 13.
and the output voltage Ee from the function voltage generation circuit 13
= E 0 cos θ, the angle of depression is 0°~ as shown in Figure 8d.
Corresponding to θ゜, a sawtooth wave voltage E g (e g0 ~ e g 〓) with a maximum value E g0 , a period T 00 , and a pulse width T 0 ~ T〓
Create and output. The read pulse generating circuit 20 generates the read pulse P8 of FIG. 8 e every time the output voltage Eg of the read voltage generating circuit 19 increases by a certain amount, as shown in steps in FIG. 8 d. The number of pulses within one cycle of the voltage Eg is selected to be the same as the number of memory elements of the memory circuit 18. The read circuit 21 has the same number of contacts as the input switch of the write circuit 17.
It is formed by an output switch having C 1 , C 2 , . . . CW and one slider B. Then, as with writing, every time a read pulse P8 is input from the start of the sweep, the slider B
is switched, and the memory element ME 1 of the memory circuit is switched.
ME 2 , ... Read the write voltage E W of ME W. Note that the total readout time is T 0 -T=T 0 /cos θ, corresponding to the depression angle of 0° to θ°, respectively. Therefore, the readout voltage E R of the readout circuit 21 is used as a luminance signal to be applied to the display cathode ray tube 1 in synchronization with an appropriate sweep time to be described later.
In addition to 2, the displayed image will indicate the distance to the school of fish, apart from the direction. As described above, the received signal from the amplifier circuit 11 is written to the memory 18 during the sweep period in which the display A (fish school HF) on the display cathode ray tube shown in FIG. This is done in real time at the time of crossing and is not related to the depression angle θ.
The readout from the memory 18 is performed at appropriate proportional intervals (T/W) within the time period T=T 0 /cos θ corresponding to the depression angle θ. Prior to the detailed explanation that follows, the gist will be explained.
The readout output E R is temporarily stored in the hold circuit 22, and then the gate circuit 25 and the video switching circuit are opened at the time when the bright spot is within the sweep time T and passes in the direction of the depression angle θ in the B display section. 27 to the display cathode ray tube 12 to display the fish school RF. Next, the display means of the B display section in FIG. 5 will be explained. Note that the time difference (delay) between the writing time and reading time to the memory circuit is as follows when the depression angle θ=0°.
Although it is within one sweep time T 2 , when the depression angle is θ°, as shown in FIG . 22 is a hold circuit, 23 is a 270° voltage generation circuit, 24 is a depression angle display signal generation circuit, 25 is a gate circuit, 26 is a switching pulse generation circuit, and 27 is a video signal switching circuit. The hold circuit 22 holds the voltage E R read out from the readout circuit 21 at the eighth voltage until the next readout voltage is applied.
As shown in Figure f, the operation is performed to hold E W1 , E W2 , E W3 . That is, the 270° voltage generation circuit 23 and the depression angle display signal generation circuit 24 receive the output P 2 (period T 2 ) from the sweep signal generation circuit 2 and the output voltage E from the depression angle control voltage circuit 6, and generate the fifth The angle of depression θ is shown in the B display section of the figure, with the direction of 270° as the reference line (water surface).
In order to display a marker voltage indicating the direction of , and a school of fish RF on the marker line, the gate circuit 25 is controlled from the hold circuit 22 to extract the held signal voltage, and the signal voltage is output to the video signal switching circuit 2 described later.
This circuit controls the output to the cathode ray tube 12 via 7. The 270° voltage generating circuit 23 is a circuit that generates and outputs a voltage three times the voltage value E 90 when the depression angle θ is 90° (a voltage corresponding to 270°). Next, the depression angle display signal generation circuit 24 starts at each rising edge of the P 2 pulse as shown in FIG. 8i, and has a pulse width of 3T 2 /
4 (note: time width for sweeping from 0° to 270°), a sawtooth wave voltage e 270 whose maximum value increases to E 270 is created, and the amplitude of this voltage e 270 is also created separately. At the time when the voltage becomes equal to E 270 −E=Eh (4), a marker pulse P 9A as shown in FIG. 8g is created. The time width from the rise time of the pulse P2 to the creation time of the marker pulse P9A is T S in FIG. Furthermore, the depression angle display signal generation circuit 24 receives the hold voltage E W from the hold circuit 22 and generates the next voltage as shown in FIG.

【表】 を作成する。次いで同図jおよび第8図hのよう
に、鋸歯状波電圧e270がEAと等しくなつた時刻
Aで立上り、更にe270がEBに等しくなつた時刻
Bで立上るパルスP9Bを、第5図のB表示部の
魚群RFのエコーの強さEWに比例した時間幅(即
ち画像幅)の表示をするための制御信号として作
成する。 次いで俯角表示信号発生回路24は前記のパル
スP9Aと上記のパルスP9Bをゲート回路25に出
力する。なお俯角表示信号発生回路24へのホー
ルド回路22よりの電圧EWが0の場合はパルス
9Bは作成されずパルスP9Aのみが出力される。
ゲート回路25はパルスP9AおよびP9Bを入力す
るとP9AとP9Bの両パルスの他にホールド回路2
2のホールド電圧EWも加えてパルスP10として出
力する。従つてその場合のパルスP10は魚群RFの
表示時刻TSを中心にその前後のTE〜TAの間信
号電圧としてEWの電圧を出力する。しかしホー
ルド回路22のホールド電圧EWが0の場合はP9
のパルスのみがマーカー用として出力される。 このようにして魚群RFの信号は第5図のB表
示部に信号の強度に比例した輝度と輝線の長さで
表示するように出力される。 次に切換パルス発生回路26は前記掃引用信号
発生回路2の出力P2を用いて、方位角180゜に相
当する時刻において立上り、270゜に相当する時
刻において立下る矩形パルスP11を作る。映像信
号切換回路27はパルスP11によりスイツチを切
換えられて、方位角0゜→180゜および270゜→0
゜に相当する時間は受信探知信号増幅回路11の
出力P6を直接リアルタイムでブラウン管12に加
え、180゜→270゜に相当する時間にはリアルタイ
ムでなくT〓=T0/cosθの時間でゲート回路2
5の出力P10をブラウン管12に加える。 このようにT0/cosθによるブラウン管の掃引
時間の変化と同じになるように第5図のB表示部
用の読出時間を変えて、一旦記憶された受信探知
信号を遅延させて読出しブラウン管に加えれば、
その表示RFは第5図のように魚群までの距離LD
を示すことになる。またこの読出された信号をブ
ラウン管の方位角270゜を基準(水面)としてそ
のときの俯角をもつようにして海中の垂直断面に
対する魚群の位置を表示することができ、第5図
のAおよびB表示部分のように、同一ブラウン管
面上に極座標方式による魚群の水平方向換算距離
情報と、直角座標方式による海中の垂直断面に対
する魚群位置の情報とを併示できる。 なお以上において説明を判り易くするため、書
込、読出回路としてスイツチを用い、メモリ回路
としてコンデンサを用いたが、これと同等の作用
をなす他の公知回路を用いることもできる。また
以上では180゜〜270゜の90°の角度範囲内に海中
の垂直断面を表示したが、映像信号切換回路27
の切換時間および切換位置を変えてやれば、任意
角度幅で任意の方位に表示できることができる。
この場合270゜電圧発生回路23の電圧を上記任
意方位に併せて変化することはいうまでもない。 (効 果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば水中物体までの水平方向距離および海中の垂直
断面における表示を同一ブラウン管面上に併示で
きるので、例えばまき網漁におけるスキヤンニン
グソナーによる魚群の探知投網時機の選定などを
極めて容易として探知能力を向上させるもので実
用上の効果は著しい。
Create a [table]. Next , as shown in FIG . 8 j and FIG . 9B is created as a control signal for displaying a time width (ie, image width) proportional to the echo strength E W of the fish school RF in the B display section of FIG. 5. Next, the depression angle display signal generation circuit 24 outputs the pulse P 9A and the pulse P 9B to the gate circuit 25. Note that when the voltage E W from the hold circuit 22 to the depression angle display signal generation circuit 24 is 0, the pulse P 9B is not generated and only the pulse P 9A is output.
When the gate circuit 25 inputs the pulses P 9A and P 9B , the hold circuit 2
The hold voltage E W of No. 2 is also added and output as a pulse P 10 . Therefore, the pulse P 10 in this case outputs the voltage E W as a signal voltage between T E and T A before and after the display time T S of the fish school RF. However, if the hold voltage E W of the hold circuit 22 is 0, P 9
Only the pulse A is output for marker use. In this way, the signal of the fish school RF is outputted to display section B in FIG. 5 so as to be displayed with a brightness and a bright line length proportional to the signal intensity. Next, the switching pulse generation circuit 26 uses the output P 2 of the sweep signal generation circuit 2 to generate a rectangular pulse P 11 that rises at a time corresponding to an azimuth of 180° and falls at a time corresponding to an azimuth of 270°. The video signal switching circuit 27 is switched by the pulse P 11 to change the azimuth from 0° to 180° and from 270° to 0.
At the time corresponding to 180°, the output P 6 of the receiving detection signal amplification circuit 11 is applied directly to the cathode ray tube 12 in real time, and at the time corresponding to 180° → 270°, the gate is applied not in real time but at the time T = T 0 / cos θ. circuit 2
5's output P 10 is applied to the cathode ray tube 12. In this way, the readout time for the B display section in Figure 5 is changed so that it is the same as the change in the sweep time of the cathode ray tube due to T 0 /cos θ, and the once stored reception detection signal is delayed and read out and applied to the cathode ray tube. Ba,
The displayed RF is the distance L D to the school of fish as shown in Figure 5.
will be shown. In addition, the position of the school of fish with respect to the vertical cross section of the sea can be displayed by using this read signal with the angle of depression at that time with the azimuth angle of 270° of the cathode ray tube as a reference (water surface). As in the display section, information on the horizontal distance of a school of fish based on polar coordinates and information on the position of a school of fish relative to a vertical section in the sea based on rectangular coordinates can be displayed together on the same cathode ray tube surface. In order to make the explanation easier to understand, a switch is used as the write/read circuit and a capacitor is used as the memory circuit in the above description, but other known circuits having the same function may also be used. Furthermore, in the above, a vertical section of the sea was displayed within a 90° angle range of 180° to 270°, but the video signal switching circuit 27
By changing the switching time and switching position, it is possible to display in any direction with any angular width.
In this case, it goes without saying that the voltage of the 270° voltage generating circuit 23 changes in accordance with the above-mentioned arbitrary direction. (Effects) As is clear from the above explanation, according to the present invention, the horizontal distance to an underwater object and the vertical cross-section of the sea can be displayed on the same cathode ray tube screen. This system greatly facilitates the detection of schools of fish and the selection of timing for casting nets, thereby improving the detection ability and has a significant practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a,bはスキヤンニングソナーに用いら
れる送受波器および表示用ブラウン管の掃引状況
の説明図、第2図a,bは送信および受信要領の
説明図、第3図は海中の垂直断面の様相図、第4
図はまき網と魚群の関係状況図、第5図は本発明
による表示例図、第6図は本発明を実施した表示
用回路の構成例ブロツク図、第7図a、第8図は
その動作説明図、第7図bは凾数電圧発生回路の
回路構成例図、第7図cは第7図bの各部波形
図、第7図dは可変掃引電圧回路14の動作説明
図である。
Figure 1 a and b are explanatory diagrams of the sweeping conditions of the transducer and display cathode ray tube used in scanning sonar, Figure 2 a and b are explanatory diagrams of the transmission and reception procedures, and Figure 3 is an underwater vertical cross section. Modal diagram of, 4th
Fig. 5 is a diagram of the relationship between a purse seine and a school of fish, Fig. 5 is a display example according to the present invention, Fig. 6 is a block diagram of a configuration example of a display circuit embodying the present invention, and Figs. 7a and 8 are its operation. FIG. 7B is a diagram illustrating an example of the circuit configuration of the function voltage generation circuit, FIG. 7C is a waveform diagram of each part of FIG. 7B, and FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 定速度で掃引表示を行う表示用ブラウン管
を、そのフルスケールd0の掃引時間がT〓=
2d0/(C・cosθ)ただしCは音速、θは80゜以
下の俯角となるように掃引する手段と、上記表示
用ブラウン管の分割した表示部の一方に受信探知
1号をリアルタイムで入力し探知物体の位置を方
位と水平方向の距離により表示する手段と、上記
表示部の適宜選択した方位の受信探知信号を時系
列信号としてリアルタイムで記憶し、この記憶信
号を上記分割表示部と異なる表示面の掃引時にお
いて俯角に対応する角度方向を輝点が通過する
際、表示部のフルスケールを上記d0として表示し
うるように書込時間の1/cosθ倍の時間Teで読
出して表示する手段とにより、同一表示用ブラウ
ン管面上に方位と水平距離による表示と、水中の
垂直断面における位置表示とを併用することを特
徴とするスキヤンニングソナーの探知表示方法。
1 A display cathode ray tube that performs sweep display at a constant speed has a full scale d 0 sweep time of T==
2d 0 / (C・cosθ) where C is the speed of sound, and θ is a means of sweeping so that the angle of depression is less than 80°, and the receiver detection No. 1 is input in real time to one of the divided display sections of the display cathode ray tube. A means for displaying the position of the detected object by direction and horizontal distance, and a means for storing the received detection signal of the appropriately selected direction on the display section as a time-series signal in real time, and displaying this stored signal differently from the divided display section. When a bright spot passes in the angular direction corresponding to the depression angle during surface sweeping, it is read out and displayed in a time Te that is 1/cosθ times the writing time so that the full scale of the display section can be displayed as the above d 0 . 1. A method for detecting and displaying a scanning sonar, characterized in that a direction and a horizontal distance are displayed on the same display cathode ray tube surface, and a position is displayed in a vertical cross section of the water.
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