JPWO2015190058A1 - 目標検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
波動を送信する送信部と、
検出対象物から反射された上記波動の反射波を受信する受信部と、
上記受信部の出力に基づいて上記検出対象物を検出する検出部と、
上記波動が伝搬する媒質による散乱によって上記受信部に到達する散乱波の影響を軽減するための関係式を満足するように上記送信部と上記受信部の仕様を制御する制御部と
を有する。
送信部と受信部と検出部と制御部とを有する目標検出装置が実行する目標検出方法であって、
上記制御部が、波動が伝搬する媒質による散乱によって上記受信部に到達する散乱波の影響を軽減するための関係式を満足するように上記送信部と上記受信部の仕様を制御し、 上記送信部が、上記波動を送信し、
上記受信部が、検出対象物から反射された上記波動の反射波を受信し、
上記検出部が、上記受信部の出力に基づいて上記検出対象物を検出する。
波動を送信する送信部と検出対象物から反射された上記波動の反射波を受信する受信部とに接続されたコンピュータを、
上記波動が伝搬する媒質による散乱によって上記受信部に到達する散乱波の影響を軽減するための関係式を満足するように上記送信部と上記受信部の仕様を制御する制御部として機能させる。
[第1の実施形態]
図1を参照すると、本発明の第1の実施形態に係る目標検出装置10は、音波を送信して反射波を受信し、水中に存在する目標物を検出する機能を有するアクティブソーナー装置である。目標検出装置10は、主な構成要素として、送信部11と受信部12と検出部13と制御部14とを有する。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、第1の実施形態に係る目標検出装置10の制御部14の詳細を説明する。
図5に示すように、x-y平面に送信部11と受信部12とが配置されており、送信ビームと受信ビームの形状は同じで、共にz軸の正方向にビームが向いているものとする。また、ビームはガウシアンでz軸を中心とする。ビームのx-y平面に並行な各断面は2次元ガウシアンであり、図8の式2のように記述される。また、z軸の正の向きでガウシアンが広がっていくようにするため、式2を図8の式3のように修正する。
次に本発明の第3の実施形態について説明する。
目標の検出のし易さを示す指標として、目標からの反射のレベルと残響のレベルの比を考える。ここで、式1の導出過程における式13で与えられるR’が残響のレベルを表す。従って、目標からの反射のレベルをEとすると、上記指標はE/R’となる。また、目標からの反射のレベルEは、I0(単位距離における軸上の音の強さ)に比例する。このため、E/R’は、図17の式16に示すようにI0に依存しない。即ち、SLに依存しない。そして、残響の影響を軽減するための条件として、E/R’が所定の閾値α以上であることを考えると、図17の式15が成立する。
次に本発明の第4の実施形態について説明する。
図19に示すように、XYZ座標の原点からZ軸方向の距離dの位置に送信部11が配置され、受信部12は原点に配置されているものとする。送信ビーム401は水平方向に無指向であり、ビーム幅はfである。また受信ビーム402は図19に示すような形状を有し、水平方向のビーム幅はh、垂直方向のビーム幅はgである。以下では、円筒座標で考える。
次に本発明の第5の実施形態について説明する。
目標の検出のし易さを示す指標として、目標からの反射のレベルと残響のレベルの比を考える。ここで、式17の導出過程における式29で与えられるR”が残響のレベルを表す。従って、目標からの反射のレベルをEとすると、上記指標はE/R”となる。また、目標からの反射のレベルEは、I0(単位距離における軸上の音の強さ)に比例する。このため、E/R”は、図23の式32に示すようにI0に依存しない。即ち、SLに依存しない。そして、残響の影響を軽減するための条件として、E/R”が所定の閾値α以上であることを考えると、図23の式31が成立する。
以上、本発明を幾つかの実施形態を挙げて説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されず、その他各種の付加変更が可能である。例えば以下のような実施形態も本発明に含まれる。
以上、実施形態(及び実施例)を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態(及び実施例)に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2014年6月9日に出願された日本出願特願2014−118541を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
11…送信部
12…受信部
13…検出部
14…制御部
15…検出対象物
Claims (8)
- 波動を送信する送信部と、
検出対象物から反射された前記波動の反射波を受信する受信部と、
前記受信部の出力に基づいて前記検出対象物を検出する検出部と、
前記波動が伝搬する媒質による散乱によって前記受信部に到達する散乱波の影響を軽減するための関係式を満足するように前記送信部と前記受信部の仕様を制御する制御部と
を有する目標検出装置。 - 前記関係式は、前記送信部と前記受信部の仕様を表すパラメータが前記散乱波の影響を軽減するために満足しなければならない条件を表す
請求項1に記載の目標検出装置。 - 前記関係式は、前記受信部に到達する散乱波のレベルが前記送信レベルの許容レベル以下となる条件を表し、前記散乱波のレベルは、前記送信部の送信レベルを表すパラメータ、前記媒質の後方散乱強度を表すパラメータ、前記送信部および前記受信部のビーム形状を表すパラメータ、および前記受信部と前記送信部との間の距離を表すパラメータによって規定され、
前記制御部は、前記送信部および前記受信部のビーム形状を表すパラメータおよび前記受信部と前記送信部との間の距離を表すパラメータの何れか一方を最適化の対象として選択し、前記選択したパラメータ以外のパラメータの値を入力データから取得し、該取得した値と前記関係式とから前記選択したパラメータの値を決定する
請求項1または2に記載の目標検出装置。 - 前記関係式は、前記受信部に到達する散乱波のレベルに対する前記検出対象物からの反射波のレベルの比が閾値以上となる条件を表し、前記比は、前記媒質の後方散乱強度を表すパラメータ、前記送信部および前記受信部のビーム形状を表すパラメータ、および前記受信部と前記送信部との間の距離を表すパラメータによって規定され、
前記制御部は、前記送信部および前記受信部のビーム形状を表すパラメータおよび前記受信部と前記送信部との間の距離を表すパラメータの何れか一方を最適化の対象として選択し、前記選択したパラメータ以外のパラメータの値を入力データから取得し、該取得した値と前記関係式とから前記選択したパラメータの値を決定する
請求項1または2に記載の目標検出装置。 - 前記送信部および前記受信部の少なくとも一方を移動させる移動体を有し、
前記制御部は、前記受信部と前記送信部との間の距離が前記距離を表すパラメータの値に合致するように前記移動体を移動させる
請求項1乃至4の何れかに記載の目標検出装置。 - 前記送信部の送信ビーム形状を形成する送信ビーム形成部と、
前記受信部の受信ビーム形状を形成する受信ビーム形成部と
を有し、
前記制御部は、前記送信ビーム形状と前記受信ビーム形状とが前記送信部および前記受信部のビーム形状を表すパラメータの値に合致するように前記送信ビーム形成部および前記受信ビーム形成部を制御する
請求項1乃至5の何れかに記載の目標検出装置。 - 送信部と受信部と検出部と制御部とを有する目標検出装置が実行する目標検出方法であって、
前記制御部が、波動が伝搬する媒質による散乱によって前記受信部に到達する散乱波の影響を軽減するための関係式を満足するように前記送信部と前記受信部の仕様を制御し、 前記送信部が、前記波動を送信し、
前記受信部が、検出対象物から反射された前記波動の反射波を受信し、
前記検出部が、前記受信部の出力に基づいて前記検出対象物を検出する
目標検出方法。 - 波動を送信する送信部と検出対象物から反射された前記波動の反射波を受信する受信部とに接続されたコンピュータを、
前記波動が伝搬する媒質による散乱によって前記受信部に到達する散乱波の影響を軽減するための関係式を満足するように前記送信部と前記受信部の仕様を制御する制御部として機能させるためのプログラム。
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