JPS62240885A - 記憶後相関型超音波探知表示装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、魚群探知機・測深機などの超音波探知表示
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば魚群探知機において、１回の探知情報を陰極線管
表示装置の表示面の一端に上下方向の一本の表示線とし
て表示し、もつとも古い情報を表示面の他端（上下方向
の表示線として表示し、順次古い情報から消え、新しい
情報が常に表示面の一端に表示されるようにすることに
より記録紙による表示と同様な形式の記録が行なわれる
。

この表示方式は陰極線管を利用することによって記録紙
の記録よりも多くの情報を表示することができ、特に探
知、信号のレベルに応じて異る色表示が行われるように
力２−陰極線管を使用して表示する時は非常に多くの情
報が表示され、例えばプランクトン中の魚群のように反
射レベル差が小さく、記録紙による表示によっては見分
けがつけ難いような場合においても、僅かのレベル差で
も表示される色が目立つようＫすることによって区別す
ることが可能となシ、判読度を著しく増すことができ、
拡大表示なども簡単に行なえるなど便利である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような超音波探知表示装置おける探知情報中には
、船舶の走航による雑音、プランクトンなどの水中の微
少物による雑音など、船舶側の条件や水中側の条件によ
って発生する雑音が含まれている。

そして、この雑音は、海域などの変化により、その度合
、種々変化するｊこめ、雑音除去に関する調整も、表示
状態を観察しながら行なう必要がある。

雑音除去の一つの有効な手段として、信号の相関処理に
よる方法があり、従来レーダに使用されていた相関処理
方法が一般に使用されている。

しかし、レーダの場合は電波の速度が速いので、１表示
画面分の探知表示を得るのに、僅か１〜２秒ですむため
、雑音除去のだめの調整もその数倍程度の時間があれば
完了するわけで、その間に見過ごされる探知情報は、用
途上、さして問題にはならないが、超音波の水中速度は
電波の速度に比べ、はるかに遅いので、１表示画面分の
探知表示を得るのに、探知深度を７５０ｍ、表示走査数
を２５６本としても２５６秒、つまり、４分以上もかか
り、その数倍の時間に亙る探知情報が雑音処理されない
が、または、その処理が不十分な状態で表示されるので
、この間おける重要な探知物体様を見逃してしまうとい
う事態が、しばしば起き、これを改善した超音波探知表
示装置の出現が期待されているという問題点がある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記の従来技術では、探知情報を一旦相関処理した後、
その処理した探知情報を表示画面分に互って記憶し、そ
の記憶内容を読出して表示信号を得ていたが、この発明
は、相関処理前の生の信号を記憶させるように変えると
ともに、その記憶内容も探知情報信号を複数デジットの
ディジタル値に変換してえた情報を記憶するようにし、
相関処理を記憶読出側に設けて、読出信号中の隣あ°っ
た読出信号をその複数デジットのディジタル値によって
相関を行なう手段を設ける手段によって、探知信号の取
り込みに関係なく随時に、また、相関処理の仕方も随意
に行なえるようにして、上記の問題点を解決し得るよう
にしたものである。

〔実施例〕

次にこの発明による陰極線管表示探知装置の実施例を図
面を用いて説明する。この例は魚群探知機に適用した場
合であって、送信機１１から超音波周波数の搬送波パル
スが送受波器１２を通じて超音波パルスとして例えば海
中に放射され、海底１３或いは、その途中の魚群１４か
らの反射波が送受波器ルに受波される。受波された信号
は電気信号に変換されて受信機１５にて増幅検波される
。

送信機１１を駆動する送信トリガは第２図人に示すよう
にＴ！を周期として送信されて水中に放射され、その送
信超音波の漏れを示す発信パルス１６゜魚群１４に対応
した低レベルの反射波１８が、第２図Ｂに示すように受
信される。

一超音波パルス毎に、この探知情報が受信機１５換され
、バッファメモ１Ｊ２１１ｃ例えば２５Ｇのサンプリン
グ点が記憶される。即ち、バッファメモリ２１にはトリ
ガパルスの始めより受信機１５の出方がサンプリングさ
れて、第２図に示すように周期Ｔ１よシも短いＴ２の間
が、例えば２５６のサンプリングとして取込まれる。パ
ックアメモリ２工のディジタル情報は主メモリ部２２に
移されてこれに記憶される。

主メモリ部２２は陰極線管表示装置２３の一画面分を表
示する記憶量を持っておシ、周期的に読出されて陰極線
管表示装置２３に表示される。その表示は例えば第３図
に示すように表示画面２４において例−回の探知情報は
右端の上下方向に表示される。

従って一回の探知情報時間Ｔ２のサンプリング点がこの
例では２５６であるから表示線２５も２５６本になる。

探知情報の最も新しいものは表示画面２４の右端に表示
され、最も古いものは左端に表示され、順次表示が古く
なるに従って左側に移って行き表示画面２４に送信パル
スの漏れである発信パルス１６を示す発信線２６．魚群
の反射波１７を示す表示２７．海底の反射波１８を示す
表示２８がそれぞれ表示される。

この例において陰極線管２３としてカラー陰極線管を使
用し、入力信号レベルに応じて異なる色として表示し、
例えば零レベル、この場合は水中よルの反射波は實色に
表示され、最も大きいレベル例えば海底などの反射波は
赤色に表示されるようにすることができる。探知距離範
いわゆるレンジに対応してトリガパルス周期Ｔｔが変化
させられる。

例えば水晶発振器などの基準発振器２９の出力は分局器
３１にて分周され、この分周出力は可変分周回路３３に
供給される。可変分周回路３３よシの異なる分周比の出
力中の１つがレンジ切替スイッチ３４によル選択され、
更に分局器３５にて分周される。

分周器３５の出力がトリガパルスとして送信機１１〈与
えられ、さらにバッファメモリ２１にもデータ取込開始
信号として与えられる。レンジ切替スイッチ３４は例え
ば８つのレンジ０〜２０ｍ、０〜４０ｍ。

０〜８０ｍ、０〜１６０ｍ　、　０〜３２０ｍ、０〜６
４０ｍ、０〜１２８０ｍ　、　Ｏ〜２５６０　ｍの探知
範囲に切替えるようにされ、このレンジを大きくするに
従って送信パルスの周期Ｔ１は長くされる。１回の探知
情報に対するサンプリング数は一定（この例では２５６
）であるため、レンジを長くするに従ってバッファメモ
リ２１にデータを取込むだめのクロック周波数も低くさ
れる。このため分局器３１の出力は分局器３７にも与え
られ、この分周器３７の出力として、８つの異なる分周
比出力が得られる。探知レンジの各設定値に応じて指令
回路３９から情報が選択回路詔に与えられ、選択回路３
８は分周回路３７の８つの出力のうち１つの信号が選択
され、これがバッファメモリ２１にデータを取込むだめ
のクロックとして供給される。

陰極線管表示器おに対する制御を行なうため基準クロッ
ク発振器四の出力は分周回路４１及び分周回路４２にて
分周されて水平同期信号が作られ、続いてこの水平同期
信号は分周回路４４で分周されて垂直同期信号が作られ
る。

これら水平同期信号及び垂直同期信号は陰極線管表示器
２３に与えられて、仁の表示器２３の電子ビームが制御
され、電子ビームによりその表示画面が主走葺及び副走
査される。

更に基準発振器の出力を分周回路４１で分周した出力は
、バッファメモリ２１の記憶情報を主メモリ部乙に転送
するために転送制御回路４３に供給され、第２図のＴ２
期間後の休止期間中の垂直同期信号の帰線期間中にバッ
クアメモリ２１の情報が主メモリ部２２に書込まれるよ
うに制御される。

また分周回路４１の出力は読出し用クロックとして直接
主メモリ部ｎにも供給されていて、主メモリ部四の情報
は順次読出されて、信号処理回路４８、コード変換回路
４５ｔ−通じ、更にデコーダ４７でアナログ信号に変換
され、陰極線管表示装置２３に供給される。

これにより第３図に示したような表示が常時は静止画像
として得られ、探知情報がバッファメモ１Ｊ２１に得ら
れると、その次の垂直同期信号の帰線区間にバッファメ
モリ２１内の情報が主メモリ部２２内に書込まれる。こ
れｅこよシ先に述べたように表示画面２４の表示内容は
右端から左端に向って古い方へ移される。表示画面冴に
、上下方向の線状として表示される探知情報線の数は、
主メモリ部２２の容量によって決まるが、この例では２
５６とする。

すなわち、表示画面次に表示される画素数は縦横ともに
２５６だから６５５３６である。

この発明では第３図に示したように陰極線管表示装置２
３の表示線四が横方向に対して、−探知情報線ＩＩ′ｉ
縦方向に表示するので、このために第１図の主メモリ部
２２で示した部分をさらに詳しく示すとＷＩｓ図点線２
２で囲んだように構成される。

端子２２ｅにはバッファメモ＋７２１からの情報を主メ
モリ部ｎに転送し書込むために印加される。記憶素子と
してこの例ではＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）７
５を用いておシ、記憶番地を指定するためＫＡｏ　−Ａ
ｌｓ　ｉでのアドレスに対応させてアドレスカウンタ７
３及び７４がちる。バッファメモリ２１の情報をＲＡＭ
　７５に書込む場合、端子２２ｂには第６図Ａのように
垂直同期６３の信号が加えられて、その間アンドゲート
６７と７０がＩＪＩアンドゲート６８と７１は閉ざされ
る。

このとき、転送制御回路４３から第６図Ｂに示す２５６
のクロックパルスが端子２２ｃを通りアンドゲート６７
．オアゲート６９を経てアドレスカウンタ７３に加えら
れてカウントする。アドレスカウンタ７３が２５６パル
スカウントすればこのカウンタ７３から１つのキャリー
パルスが出力されアンドゲート７０゜オアゲート７２を
通じてアドレスカウンタ７４が１カウントされる。

とのようにアドレスカウンタが動作する間、バッファメ
モリ２１からの情報が端子２２ｅを通じてＲＡＭ　７５
に加えられ、さらにインバータ６６の負出力がＲＡＭ７
５のリード・ライト制御端子に加えられるので書込み動
作が行われる。

次に読出し動作時は端子２２ｂが低レベルになり、アン
ドゲート６７と７０が閉ざされ、アンドゲート６８と７
１が開かれる。一方インバータ６６の正出力がＲＡＭ７
５に加えられ読出し制御に切替えられる。

読出しのアドレスクロックは端子２２ｄからアンドゲー
ト７６で水平（主走査）同期信号６０でゲートされた第
６図Ｅに拡大して示した信号が、アンドゲート７１．オ
アゲート７２を通じてアドレスカウンタ７４１Ｃ加えら
れるので、アドレ２ＡＪ〜Ａ！ｓとアドレスん〜Ａ７と
の従属順序が書込み時と逆〈される。

そしてアドレスカウンタ７４のキャリーパルスではなく
端子２２ａからアンドゲート６８．オアゲート６９を通
して主走査の同期信号がアドレスカウンタπに加えられ
る。すなわち、アドレスカウンタ７４の出力ん〜Ａａは
読出し時の始まシにおいて、ある番地の値をとっている
ので、アドレスカウンタ７４が２５６カウントする間（
１本の主走査の間）の途中テキヤｌｊ　−パルスが出力
されるが、アドレスカウンタ７３は主走査の終了点（又
は開始点でもよい）でエイつカウントされ、アドレスカ
ウンタ７３が２５６カウントすると一画面分の走査が終
了する。

この様子の書込み、読出し及びアドレスん〜Ａｌｓの関
係を第７図に示した。バッファメモリ２１０２５６ビツ
トの情報をＲＡＭ７５に転送する第１回書込みは、ん〜
Ａ１の番地を変えて０番地から２５５番地に書込まれ、
そのちと２５６番地になって読出しの待機状態になる。

次に読出しの第１走査線時はん〜Ａ７は全てＯでｈ〜Ａ
ＩＳの番地が変化し、第２走査線第３走査ｉに対応して
Ａｏ〜嗅７の番地が順次１ブつ加えられていく。

また第２回書込みは２５６番地から５１１番地までに書
込まれ、その次の読出しは５１２番地から行われる。こ
うすることで第１回目の探知情報の最も浅い情報はθ番
地に書込まれ、第１走査線の２５６番目、すなわち表示
画面あの右上端に表示され、次に浅い１番地の情報は第
２走査線の２５６＠目に表示される。また第２回目の書
込み情報すなわち２５６番地の情報は第１回目の書込み
情報と同様に次の第１走査線上の２５６番目、右上端に
表示される。先の第１回目の０番地の書込み情報は、次
の主走査線上の２５５番目に表示される。

このように、アドレスカウンタ７３　、７４は単なるア
ップカウンタで構成し、書込みと読出しの制御でそのｙ
、’−５，の接続を変えるだけで、表示画面Ｕ上の最も
古い情報部分を最新の情報に書き変えると共に表示情報
を表示画面列上で左へ送り、最新の情報を右端に表示で
きる。

微分回路７７は垂直（副走査）同期信号を微分してアド
レスカウンタ７３をリセットするもので、正常な動作上
は、リセット回路を必要としないが、万−何らかの原因
でアドレスカウンタ７３がミスカウントした場合に表示
画面２４上の深度方向の関係位置がずれてしまうのでこ
れを防止するために設けである。信号処理回路４８は第
５図のように、２ピツトのシフトレジスタ７９とＲＯＭ
７８で構成されておシ、端子４８ｒＬからシフトパルス
が印加されている。ＲＡＭ７５から読出された情報は、
シフトレジスコード変換器であ、りＤｔ＋Ｄｚの２つの
情報から別の情報に変換される。

第８図に１例を示すとＤｌとＤｌの各々０〜１５までの
数値に対して０〜７までの数値が出力される。

この数値はほぼ平均値の１／２でちるがＤｒ、Ｄｚの各
れかがＯ又は１の場合は全て０になっており、干渉除去
効果がある。すなわち、魚群探知機において通常の反射
受信信号は一探知情報と次の探知情報とに極端な相異は
ないので、前回の探知情報が無信号で今回が強いレベル
で受信される事はほとんどない。一方、他の魚群探知機
の送信信号が直接受信されてしまう干渉雑音は一般に強
いのでＤ＋とＤｌのどちらかが無信号の場合は強制的に
無信号表示には半分のＯ〜７０レベルで表示するように
されていてむだのようであるが、特性切替スイッチ４９
でＲＯＭ７８の番地を変える事でＤｌとＤｌの組合せに
よる別の数値をＲＯＭ７８から出力するようにして目的
に応じた効果的な表示特性が得られるようにしである。

なお、シフトレジスタ７９は１ビツトでもよいが、波形
整形をも兼ねて２ビツトのを用いている。

この陰極線管表示探知機ではさらに第４図に示すように
表示画面Ｕに距離目盛が入るようにされている。第１図
のカウンタ８０は第９図ＣＫ示すように垂直同期信号６
３でリセットされ分周回路４２の出力でちる水平同期信
号６０をカウントする。この例のカウンタ８０は６ステ
ージで構成されていてその出力はＱ１〜Ｑ６まである。

デコーダ９２にはカウンタ冊の出力Ｑ１〜Ｑ４が接続さ
れ、デコーダ９１にはカウンタ８０の出力Ｑ１〜Ｑ６が
接続されており、両デコーダの出力は入力が全て０にｋ
つたときに現われる。従ってデコーダ９１の出力は第９
図Ｅに示すようにカウンタ８０のリセット期間とカウン
タ８０が水平同期信号を６４カウントする毎に水平同期
信号の１周期の期間出力される。

同様にデコーダ９２の出力は第９図りに示すようにカウ
ンタ８０のリセット期間とカウンタ８０が水平同期信号
を１６カウントする毎に水平同期信号の１周期の期間出
力される。デコーダ９１の出力はオアゲート９４．アン
ドゲート８９を介してコード変換回路４５へ導かれる。

一方デコーダ９２の出力は、アンドゲート９３で制御さ
れた後同様にオアゲート９４に導かれる。

第１０図ＦＩＣ示す水平同期信号６０がワンショットマ
ルチバイブレータ８３に加えられワンショットマルチバ
イブレータ８３は第１０図Ｇに示すようにＴ３期間動作
する。この動作期間Ｔ３は可変抵抗器８４で任意に変え
られるように作られている。

ワンショットマルチバイブレータ８３の出力は分周器８
６ヲリセツトしているのでＴ３期間終了後に分周器８６
は動作可能状態になる。このとき分局器８６のＧ出力は
第１０図Ｊに示すように正になっているので分周回路４
１の出力はアンドゲート８５を通り分周器８６に加えら
れて分周される。分周器８６ｄ５出力が負になればアン
ドゲート８５が閉されるので停止する。この間分周器８
６のＱｍ出力は第１０図Ｈのようになり、この出力でア
ンドゲート９３を制御するので第９図りで示した表示画
面スを１６分割する信号は水平走査期間の一部分に第４
図に示すように破線状に現われる。コード変換回路６は
アンドゲ−ト８９の出力があった場合、信号処理回路４
８の情報内容にかかわらず強制的に特定のコードに変換
する回路で、たとえば表示画面冴の距離目盛５１゜５２
を白色で表示する場合は白色表示に対応したコードに変
換される。目盛断接スイッチ８８はその接点をｂ側にす
ればアンドゲート８９の出力がでないようにして表示を
瞬時に消すためのものでちる。

また分周器８６の出力Ｑｍと６の分周比を変えることに
よって第４図の細目盛表示５２の破線数や幅が変えられ
ることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

この発明によれば、上記のように、主メモリには常に生
の探知情報が記憶されているため、探知開始時の雑音情
況が不明な場合だけでなく、雑音情況が表示画面の途中
で急変した場合などでも、相関を０Ｎ−ＯＦＦＬ、ある
いは相関処理の条件を変化させるなどして、最適の処理
状態に任意に随時に調整することができ、現在表示され
ている探知情報を消失させたり無駄に見過ごしたりする
ような不都合がなくなる。

主た、主走査が左右方１６１走査が上下方向の一般のテ
レビジョン用の陰極線管表示装置を利用して、こうした
超音波探知表示装置提供する場合、上記のように、主メ
モリへの記憶取り込みにおける１探知周期内の表示画素
のアドレスと探知周期毎のアドレスとを入れ換えて読出
した信号によって得られる表示信号を、その走査表示用
信号として与えれば、最も簡便で安価な構成が得られる
が、この場合においても、従来のレーダなどのように、
各探知周期ごとの相関をとることなく、深度線的な層で
みた相関をとることによって、簡便な雑音除去を行なわ
せることができるなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】 図面は実施例を示し、第１図はブロック図、第２図、＠
６図、第９図、第１０図は本発明の説明のための波形図
、第３図、第４図は表示画面の例、第５図は本発明の実
施例の部分的詳細図、第７図、ｆ！Ｘ８図は本発明の説
明のための表である。 １１・・・送信機、１２・・・送受波器、１３・・・海
底、１４・・・魚群、１５・・・受信機、１６・・・送
信パルスの漏れ、１７−・・魚群の反射波、１８−・・
海底の反射波、１９・−・ＡＤ変換器、２１・・・パッ
クアメモリ、２２・−・主メモリ部、２３・・・陰極線
管表示装置、冴・・・表示画面、２５・・・表示線、が
・・・表示の発信線、Ｉ−・・表示の魚群、２８・・・
海底の表示、２９・・・基単発振器、３１・・・分周器
、３３・・・可変分周回路、３４・・・レンジ切替スイ
ッチ、３５・・・分周器、３７・・・分周器、３８・・
・選択回路、３９・・・指令回路、４１・・・分周回路
、４２−・・分周回路、４３・・・転送制御回路、４４
・・・分周回路、４５・・・コード変換回路、４６・・
・信号処理回路、４７・・・デコーダ、４８・・・信号
処理回路、４９・・・特性切替スイッチ、５１・・・粗
目盛表示、５２・・・細目盛表示、６０・・・水平同期
信号、６１・・・粗目盛信号、６２・・・細目糸信号、
６３・・・垂直同期信号、６６・・・インバータ、６７
・・・アンドゲート、６８・・・アンドゲート、６９−
・・オアゲート、７０・・・アンドゲート、７１・・・
アンドゲート、７２・・・オアゲート、７３・・・アド
レスカウンタ、７４・・・アト、レスカウンタ、７５・
・・ＲＡＭ、　７６・・・アンドゲート、７７−・・微
分回路、７８・・・ＲＯＭ、　７９・・・シフトレジス
タ、８０・・・カウンタ、８１・・・切替回路、８２・
・・微分回路、８３・・・ワンショットマルチバイブレ
ータ、Ｕ・・・可変抵抗器、８５・・・アンドゲート、
８６・・・分周器、８７・・・表示位置決定回路、８８
・・・目盛断接スイッチ、８９・・・インバータ、（資
）・・・分周器、９１・・・デコーダ、９２・・・デコ
ーダ、９３・・・アンドゲート、９４・・・オアゲート
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　探知周期をもって得られる超音波探知情報を複数デ
   ィジットのディジタル値の信号に変換して陰極線管表示
   装置の表示面の１画面分を主メモリに取り込んで記憶し
   、その記憶内容を前記表示面の表示周期によって読出し
   た読出信号を前記表示面の基準位置からの距離が探知距
   離と対応するように、前記探知周期の１探知周期内の前
   記ディジタル信号にもとづく前記読出信号により得られ
   る表示信号を前記表示面の表示走査の一方の走査方向に
   おける１本の線状に表示し、その表示が前記探知周期の
   古い順に配列されて表示するようにした超音波探知表示
   装置であって、 ａ、前記読出しの隣あった読出信号をその各読出信号の
   前記複数のディジタル値によって相関した相関信号を得
   る読出信号相関手段と、 ｂ、前記各読出信号のディジタル値による相関の組み合
   わせを変えることによって前記相関信号の相関出力値を
   変更する相関変更手段と を具備することを特徴とする超音波探知表示装置。 ２　前記特許請求範囲第１項記載の超音波探知表示装置
   であって、 ａ、前記表示面の表示走査を左右方向の主走査と上下方
   向の副走査によって走査する表示走査手段と、 ｂ、前記主メモリに取り込んで記憶した前記１探知周期
   内の表示画素側のアドレスと前記探知周期側のアドレス
   とを入れ換えて読出した信号により前記表示信号を得る
   アドレス入換読出手段とを具備することを特徴とする超
   音波探知表示装置。