WO2016031386A1 - 到来方向推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少数の受波部で物標の方向を推定する。 【解決手段】第１方向ｄ１に向かう第１ビームを形成し第１ビームによって受信波としての第１受信波を受波する第１受波部２１と、第１受波部２１とは異なる位置に配置され第１方向ｄ１と異なる第２方向ｄ２に向かう第２ビームを形成し第２ビームによって受信波としての第２受信波を受波する第２受波部２２と、第１受信波及び第２受信波のうちの一方に対する他方の受波遅延、及び、第１受信波と第２受信波との振幅比、に基づいて、受信波の到来方向を推定する到来方向推定部と、を備えた到来方向推定装置を構成する。

Description

到来方向推定装置

　本発明は、探知対象となる物標の方位を推定する到来方向推定装置に関する。

　従来より、探知対象となる物標の方位を推定する手法として、スプリットビーム法又はデュアルビーム法が知られている。例えば、特許文献１には、多数の送受波素子（特許文献１の図７に示す例の場合、７個の送受波素子）を有する送受波器を備えた水中探知装置（到来方位推定装置）が開示されている。この到来方位推定装置によれば、スプリットビーム法又はデュアルビーム法を用いて、物標の方向が推定される。

特許第２６２０９８３号明細書

　ところで、特許文献１に開示される到来方位推定装置のように、一般的に、スプリットビーム法又はデュアルビーム法を用いて物標の方向を推定する場合、上述のように多数の送受波素子（受波部）が必要となる。

　本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、少数の受波部で物標の方向を推定することである。

　（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る到来方向推定装置は、第１方向に向かう第１ビームを形成し、該第１ビームによって受信波としての第１受信波を受波する第１受波部と、前記第１受波部とは異なる位置に配置され、前記第１方向と異なる第２方向に向かう第２ビームを形成し、該第２ビームによって前記受信波としての第２受信波を受波する第２受波部と、前記第１受信波及び前記第２受信波のうちの一方に対する他方の受波遅延、及び、前記第１受信波と前記第２受信波との振幅比、に基づいて、前記受信波の到来方向を推定する到来方向推定部とを備えている。

　（２）好ましくは、前記到来方向推定部は、前記受波遅延によって得られた第１角度情報と、前記振幅比によって得られた第２角度情報と、に基づいて、前記受信波の到来方向を推定する。

　（３）更に好ましくは、前記到来方向推定部は、前記第１受信波及び前記第２受信波のうちの一方に対する他方の位相差に基づいて前記第１角度情報を得る。

　（４）更に好ましくは、前記到来方向推定部は、スプリットビーム法を用いて前記第１角度情報を得る。

　（５）好ましくは、前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方は、前記第１受波部及び前記第２受波部の配列方向に交わる面に沿う方向に設定される。なお、配列方向に交わる面には、該配列方向と重なる面は、含まれない。言い換えれば、配列方向に交わる面とは、配列方向と平行な直線と１点で交差する面である。

　（６）更に好ましくは、前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方は、前記第１受波部及び前記第２受波部の配列方向に垂直な面に沿う方向に設定される。

　（７）好ましくは、前記第１方向及び前記第２方向は、各前記受波部において前記受信波が受波される部分である受波面の向き、又は、ビームフォーミング、によって設定される。

　（８）好ましくは、前記到来方向推定装置は、送信波を送波する送波部を更に備え、前記第１受波部は、前記送波部から送信された前記送信波の反射波を、前記第１受信波として受波し、前記第２受波部は、前記送波部から送信された前記送信波の反射波を、前記第２受信波として受波する。

　（９）更に好ましくは、前記到来方向推定装置は、複数の前記送波部と、複数の前記送波部のそれぞれに共通の送信信号を与える１つの送信回路で構成された送信部と、を更に備えている。

　（１０）好ましくは、前記到来方向推定装置は、前記第１受波部及び前記第２受波部のいずれか一方、及び前記送波部、の双方として機能する送受波部を更に備えている。

　本発明によれば、少数の受波部で物標の方向を推定できる。

本発明の実施形態に係る水中探知装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す送受波器が有する複数の送受波部を示す模式図であって、（Ａ）は上方から視た図、（Ｂ）は側方から視た図であって各送受波部２１，２２で形成されるビームの模式形状とともに示す図である。 物標の第１角度φについて説明するための模式図である。 物標の第２角度θについて説明するための模式図である。 振幅比Ｒが生じる理由について説明するための模式図であって、送受波部を、各送受波部で形成されるビームの模式形状とともに示す図である。 各第１角度φに対応するグラフの一例であって、振幅比Ｒと第２角度θとの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る物標方位推定装置を、この装置が搭載される自船及びトロール網（底引き網の一種）とともに示す模式図である。 図７に示す物標方位推定装置の構成を示すブロック図である。 図８に示す受波器が有する複数の受波部を示す模式図であって、図２に対応させて示す図である。 変形例に係る物標方位推定装置の構成を示すブロック図である。 変形例に係る物標方位推定装置の構成を示すブロック図である。 変形例に係る物標方位推定装置の送受波部を示す模式図であって、（Ａ）は上方から視た図、（Ｂ）は側方から視た場合における第１送受波部を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）と同じ方向から視た場合における第２送受波部を示す図、である。

　本実施形態に係る到来方向推定装置としての水中探知装置１は、物標としての単体魚の海中における３次元的な位置を推定可能に構成されている。以下、本発明に係る到来方向推定装置としての水中探知装置１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る水中探知装置１の構成を示すブロック図である。

　［全体構成］
　水中探知装置１は、図１に示すように、送受波器２と、送受信装置３と、信号処理部１０と、操作・表示装置４とを備えている。この水中探知装置１は、例えば、漁船などの船舶に備えられ、魚の探知に用いられる。

　送受波器２は、電気信号を超音波に変換して、所定のタイミング毎に（すなわち、所定の周期で）水中へ超音波（送信波）を送波するとともに、受波した超音波（受信波）を電気信号に変換する。送受波器２は、その送受波面が下方へ向かうように、船底に対して取り付けられている。

　図２は、本実施形態の送受波器２が有する複数の送受波部２１，２２を示す模式図であって、（Ａ）は上方から視た図、（Ｂ）は側方から視た図であって各送受波部２１，２２で形成されるビームの模式形状とともに示す図である。送受波器２は、２つの送受波部２１，２２（第１送受波部２１及び第２送受波部２２）を有している。各送受波部２１，２２は、超音波を送受波可能なように構成されている。各送受波部２１，２２は、１又は複数の超音波振動子（送受信素子、受信素子）で構成されている。図２では、２つの送受波部２１，２２が、ともに１つの超音波振動子で構成されている例を図示している。また、図２では、各送受波部２１，２２の送受波面３１，３２のみを模式的に図示している。送受波面３１，３２とは、各送受波部２１，２２において超音波が送波又は受波される面である。

　各送受波部２１，２２は、図２（Ａ）に示すように、その送受波面３１，３２が長方形状となるように形成されている。各送受波面３１，３２の形状は、同じである。各送受波面３１，３２は、その長手方向が前後方向に沿った状態で、左右方向に沿って並ぶように船底に取り付けられている。すなわち、送受波部２１，２２が並ぶ方向である配列方向は、本実施形態の場合、左右方向である。図２に示す例では、第１送受波部２１が右側に取り付けられ、第２送受波部２２が左側に取り付けられている。各送受波部２１，２２は、送受波面３１，３２が下方に向かって海中へ露出するように、船舶の船底に固定されている。

　図２（Ｂ）に示すように、第１送受波部２１の送受波面３１は、鉛直下方に対してやや前方へ傾いている。一方、第２送受波部２２の送受波面３２は、鉛直下方に対してやや後方へ傾いている。こうすると、第１送受波部２１によって形成されるビーム（第１ビーム）は、鉛直下方からやや前方へ傾いた方向ｄ１（第１方向）に向かって形成される。一方、第２送受波部２２によって形成されるビーム（第２ビーム）は、鉛直下方からやや後方へ傾いた方向ｄ２（第２方向）に向かって形成される。これにより、送受波部２１，２２で形成されるビームの方向ｄ１，ｄ２は、互いに対して異なる方向を向いていることとなる。なお、本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、２つのビームの向きが、両方とも、左右方向から視て鉛直下方を向いていない（すなわち、左右方向から視て上下方向に対して傾いている）が、これに限らない。具体的には、左右方向から視た一方のビームの向きが鉛直下方を向いていても、他方のビームの向きが上下方向に対して傾いていればよい。言い換えれば、２つのビームが、左右方向から視て、互いに対して異なる方向を向いていればよい。

　なお、図２に示す例では、鉛直下方に対する送受波面３１の前方への傾斜角度と、鉛直下方に対する送受波面３２の後方への傾斜角度とは、同じになるように設定されている（例えば１０度）。しかし、これに限らず、これらの傾斜角度は、互いに異なっていてもよい。また、図２に示す例では、各送受波面３１，３２で形成されるビームの幅は同じとなっているが、これに限らず、各送受波面３１，３２で形成されるビームの幅は、互いに異なっていてもよい。

　送受信装置３は、図１に示すように、送受切替部５と、送信部６と、受信部７とを備えている。送受切替部５は、送信時には、送信部６から送受波器２に送信信号が送られる接続に切り替える。また、送受切替部５は、受信時には、送受波器２によって超音波から変換された電気信号が送受波器２から受信部７に送られる接続に切り替える。

　送信部６は、操作・表示装置４において設定された条件に基づいて生成した送信信号を、送受切替部５を介して送受波器２に対して出力する。本実施形態の送信部６は、各送受波部２１，２２に共通の送信信号を与える。これにより、各送受波部２１，２２からは、同じ周波数の超音波が同じタイミングで送波される。これにより、本実施形態に係る水中探知装置１では、送信部６を、１つの送信回路６ａによって構成することができる。送信部６から出力された送信信号は、送受波器２によって音響信号に変換され、各送受波面３１，３２から超音波として水中に放射される。各送受波面３１，３２から送波された超音波は、物標があると反射し、距離に応じた伝搬時間後に、エコーとして送受波器２の各送受波面３１，３２に受波され、電圧信号に変換される。

　受信部７は、送受波器２が受波した信号を増幅し、増幅した受信信号をＡ／Ｄ変換する。受信部７は、２つの受信回路７ａ，７ｂを有している。一方の受信回路７ａは、第１送受波部２１で受波された受信波（第１受信波）から得られた受信信号を処理し、他方の受信回路７ｂは、第２送受波部２２で受波された受信波（第２受信波）から得られた受信信号を処理する。各受信回路７ａ，７ｂで処理された受信信号は、信号処理部１０に対して出力される。

　信号処理部１０は、受信部７から出力される受信信号に対して所定の処理を行うとともに、物標の映像信号を生成する処理を行う。具体的には、信号処理部１０は、詳しくは後述する手法を用いることにより、海中における物標の方位及び自船からの距離を推定する。そして、信号処理部１０は、推定した物標の方位及び自船からの距離、すなわち、海中における物標の３次元的な位置に基づいて映像信号を生成し、当該映像信号を操作・表示装置４に出力する。

　操作・表示装置４は、信号処理部１０によって生成された映像信号に基づき、海中における物標の３次元的な位置がわかるように、表示画面上に表示する。これにより、ユーザは、海中における物標の位置を把握することができる。

　［信号処理部の構成］
　信号処理部１０は、図１に示すように、演算部１１及び画像生成部１２を備えている。演算部１１は、物標方位推定部１３（到来方向推定部）、物標距離推定部１４、及び物標位置推定部１５を有している。

　物標方位推定部１３は、自船を基準とした物標の方位を推定するためのものである。物標方位推定部１３は、物標に関する２つの角度（第１角度及び第２角度）を推定することにより、物標の方位を推定する。

　図３（Ａ）及び（Ｂ）は、物標の第１角度φ（第１角度情報）について説明するための模式図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す直交座標のｘ軸は、自船の左右方向（左舷方向及び右舷方向）に延びる軸である。ｙ軸は、ｘ軸に直交する軸であって、自船の前後方向に延びる軸である。ｚ軸は、ｘ軸及びｙ軸の双方に直交する軸であって、自船を基準として鉛直方向下方に延びる軸である。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す直交座標の原点位置は、自船の位置に対応している。なお、図３（Ａ）では、第１送受波部２１の送受波面３１の中心点、及び第２送受波部２２の送受波面３２の中心点のみを図示している。

　物標方位推定部１３は、スプリットビーム法を用いて、自船を通過し（より正確には、２つの送受波部２１，２２の中間地点を通過し）且つ２つの送受波部２１，２２の送受波面３１，３２の中心点同士を結ぶ線に垂直な基準面Ｓに対する物標の角度φ（第１角度φ）を推定する。具体的には、物標方位推定部１３は、第１送受波部２１で形成された受信ビームによって受波されたエコー（第１受信波）の位相と、第２送受波部２２で形成された受信ビームによって受波されたエコー（第２受信波）の位相との差（位相差ΔＡｒｇ）に基づいて、上述した第１角度φを推定する。物標方位推定部１３は、位相差ΔＡｒｇに基づいて第１角度φを推定する際、２つの送受波部２１，２２の距離等に基づいて予め決定される、位相差ΔＡｒｇと第１角度φとの関係を示す式或いはグラフ等を用いて、第１角度φを求める。

　図４は、物標の第２角度θ（第２角度情報）について説明するための模式図である。図４の直交座標は、図３に示す直交座標と対応している。物標方位推定部１３は、第１受信波と第２受信波との振幅比Ｒと、上述のようにスプリットビーム法により推定された第１角度φと、に基づいて、第２角度θを推定する。本実施形態では、振幅比Ｒは、第２受信波の振幅に対する、第１受信波の振幅の比である。第２角度θは、図４に示すように、左右方向から視た場合における、ｚ軸に対する物標の角度である。

　図５は、上述のような振幅比Ｒが生じる理由について説明するための模式図であって、送受波部２１，２２を、各送受波部２１，２２で形成されるビームの模式形状とともに示す図である。本実施形態に係る水中探知装置１では、上述のように、各送受波部２１，２２によって形成されるビームの方向ｄ１，ｄ２が、互いに対して異なる方向を向いている。そうすると、同じターゲットに起因する反射波であっても、図５に示すように、各送受波部２１，２２で受波されるエコーに差（ΔＡ）が生じる。このような理由により、上述のような振幅比Ｒが生じる。

　図６は、各第１角度φに対応するグラフの一例であって、上述した振幅比Ｒと第２角度θとの関係を示すグラフである。具体的には、（Ａ）はφ＝０度のときのＲとθとの関係を示すグラフ、（Ｂ）はφ＝±１０度のときのＲとθとの関係を示すグラフ、（Ｃ）はφ＝±２０度のときのＲとθとの関係を示すグラフ、である。よって、図６に示すように、第１角度φ及び振幅比Ｒの双方が決定すると、第２角度θ（図４参照）が一義的に決定する。なお、ここでは、各第１角度φに対応するグラフに基づいて第２角度θを推定する例を挙げて説明したが、これに限らず、各第１角度φに対応して予め設定された、振幅比Ｒと第２角度θとの関係式に基づいて、第２角度θを推定してもよい。

　物標方位推定部１３は、上述のようにして求めた第１角度φ及び第２角度θにより、図４に示すように、物標の方位を一義的に推定することができる。

　物標距離推定部１４は、第１送受波部２１又は第２送受波部２２から超音波が送波された時刻と、その超音波が物標に反射して帰来する反射波が受波された時刻とに基づいて、自船から物標までの距離ｒを推定する。

　物標位置推定部１５は、物標方位推定部１３で推定された各角度φ，θ及び物標距離推定部１４で推定された距離ｒにより、自船を基準とした物標の位置Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を、以下の式により推定する。

　［数１］
　ｘ＝ｒ×ｓｉｎφ　…　（１）

　［数２］
　ｙ＝ｒ×ｃｏｓφｓｉｎθ　…　（２）

　［数３］
　ｚ＝ｒ×ｃｏｓφｃｏｓθ　…　（３）

　［効果］
　以上のように、本実施形態に係る水中探知装置１では、自船を基準とした物標の方位を、少数の（本実施形態では、２つの）受波部である送受波部２１，２２を用いて推定することができる。具体的には、水中探知装置１では、第１送受波部２１で形成される第１ビームの方向ｄ１と、第２送受波部２２で形成される第２ビームの方向ｄ２とが、互いに異なるように設定されている。そして、水中探知装置１では、物標方位推定部１３によって、上述のように、第１受信波及び第２受信波のうちの一方に対する他方の遅延（本実施形態の場合、位相差ΔＡｒｇ）、及び、第１受信波と第２受信波との振幅比Ｒ、に基づいて、受信波の到来方向、すなわち自船を基準とした物標の方位を推定することができる。これにより、従来のように、多数の受波部を必要とすることなく物標の方位を推定することができる。

　従って、水中探知装置１では、少数の受波部で物標の方位を推定できる。

　また、水中探知装置１では、遅延（位相差ΔＡｒｇ）によって得られた第１角度φと、振幅比Ｒによって得られた第２角度θとに基づいて、物標の方位を適切に推定することができる。

　また、水中探知装置１では、第１受信波及び第２受信波のうちの一方に対する他方の位相差に基づいて第１角度情報を算出している。これにより、第１角度φを適切に推定できる。

　また、水中探知装置１では、従来から知られているスプリットビーム法を用いることにより、第１角度φを容易に推定することができる。

　また、水中探知装置１では、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２の少なくとも一方が、第１送受波部２１及び第２送受波部２２の配列方向に交わる面に沿う方向に設定されている。すなわち、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２の少なくとも一方が、上記配列方向と平行でない方向に設定されている。また、上述のように、第１方向ｄ１と第２方向ｄ２とを互いに対して異なる方向に設定することにより、第２角度θを一義的に推定することができる。

　また、水中探知装置１では、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２の少なくとも一方が、第１送受波部２１及び第２送受波部２２の配列方向に垂直な面に沿う方向に設定されている。これにより、第１送受波部２１及び第２送受波部２２の少なくとも一方で形成されるビーム形状の前後方向に関する対称性を大きく変えることができるため、第２角度θを適切に推定することができる。

　また、水中探知装置１では、第１送受波部２１の送受波面３１、及び第２送受波部２２の送受波面３２の向きを傾けることにより、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２を設定している。これにより、比較的容易に、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２を設定することができる。

　また、水中探知装置１では、２つの受波部（送受波部２１，２２）によって物標の方位を推定することができるため、より少ない数の受波部で物標の方位を推定できる。

　また、水中探知装置１では、各送受波部２１，２２から、同じ周波数の超音波が同じタイミングで送波される。これにより、送信部６を１つの送信回路６ａで構成することができる。

　また、水中探知装置１は、送波部及び受波部の双方として機能する送受波部２１，２２を備えている。これにより、送波部及び受波部を別々に設ける場合と比べて、装置の構成を簡素化できる。

　［変形例］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

　（１）図７は、本発明の実施形態に係る到来方向推定装置としての物標方位推定装置１ａを、この装置１ａが搭載される自船Ｓｐ及びトロール網Ｎ（底引き網の一種）とともに示す模式図である。また、図８は、図７に示す物標方位推定装置１ａの構成を示すブロック図である。トロール網Ｎを用いて行われるトロール漁業では、自船Ｓｐによってトロール網Ｎを牽引することにより魚が捕獲される。

　図８に示すように、物標方位推定装置１ａは、送信側ユニット８と受信側ユニット９とを備えている。送信側ユニット８はトロール網Ｎに取り付けられる一方、受信側ユニット９は自船Ｓｐに搭載される。

　送信側ユニット８は、図８に示すように、送信部８ａ及び送波器８ｂを備えている。送信部８ａは、例えば予め設定された条件に基づいて生成した送信信号を送波器８ｂに対して出力する。送信部８ａは、所定の周波数の送信信号を送波器８ｂへ送信する。送波器８ｂは、送信部８ａからの送信信号を受けて、当該送信信号に基づく超音波を送波する。

　受信側ユニット９は、図８に示すように、受波器２ａと、受信部７と、信号処理部１０と、操作・表示装置４と、を備えている。このうち、受信部７、信号処理部１０、及び操作・表示装置４については、上記実施形態の場合と同様であるため、詳細な説明を省略する。

　図９は、受波器２ａが有する２つの受波部２３，２４を示す模式図であって、図２に対応させて示す図である。受波器２ａは、第１受波部２３及び第２受波部２４を有している。第１受波部２３及び第２受波部２４は、第１受波部２３の受波面３３及び第２受波部２４の受波面３４が、ともに自船後方における斜め下方を向くように、自船の船底に取り付けられている。第１受波部２３の構成及び動作は、図２に示す第１送受波部２１と比べて、超音波の送波をすることができない点を除いて、第１送受波部２１の構成及び動作と同じである。また、第２受波部２４の構成及び動作は、図２に示す第２送受波部２２と比べて、超音波の送波をすることができない点を除いて、第２送受波部２２の構成及び動作と同じである。

　そして、物標方位推定装置１ａの信号処理部１０も、上述した実施形態の場合と同様に動作する。これにより、トロール網Ｎの位置（より詳しくは、トロール網Ｎのうち送信側ユニット８が取り付けられている部分の位置）を推定することができる。

　トロール漁業では、上述のようにトロール網Ｎが自船Ｓｐによって牽引されるため、トロール網Ｎは、自船に対する後側に位置する。しかし、例えば潮の流れ等により、トロール網Ｎの位置が、自船後方から大きくずれることもある（図７参照）。そうなると、トロ
ール網Ｎが想定と異なる位置となってしまうため、魚群を捉えられなくなる場合がある。これに対して、物標方位推定装置１ａによれば、上述のようにトロール網Ｎの位置を推定することができる。よって、推定されたトロール網Ｎの位置が魚群の位置に合うように自船Ｓｐを操舵することにより、魚群を捕獲しやすくなる。

　また、ここでは、物標方位推定装置１ａを、トロール漁業に適用する例を挙げて説明したが、その他の分野においても適用することができる。例えば一例として、ダイバーに送信側ユニット８を取り付けることにより、海中におけるダイバーの位置を推定することができる。

　（２）図１０は、変形例に係る物標方位推定装置１ｂの構成を示すブロック図である。図８に示す物標方位推定装置１ａは、送信側ユニット８及び受信側ユニット９を備えている。しかし、これに限らず、図１０に示すように、物標方位推定装置１ｂを受信側ユニット９のみで構成してもよい。この場合、方位推定対象となる物標に送波側ユニットを取り付ける必要がある。このような構成であっても、送波側ユニットから送波される超音波に基づいて、対象物標の方位を推定することができる。

　（３）図１１は、変形例に係る物標方位推定装置１ｃの構成を示すブロック図である。本変形例に係る物標方位推定装置１ｃは、図１０に示す物標方位推定装置１ｂの構成と比べて、物標距離推定部１４及び物標位置推定部１５が省略された構成となっている。本変形例では、自船に対する物標の位置は推定できないものの、上述した実施形態及び変形例の場合と同様、物標の方位を推定できる。

　（４）図１２は、変形例に係る物標方位推定装置の送受波部２ｂを示す模式図であって、（Ａ）は上方から視た図、（Ｂ）は側方から視た場合における第１送受波部を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）と同じ方向から視た場合における第２送受波部を示す図、である。

　上述した実施形態及び変形例では、各送受波部を、１つの超音波振動子で構成する例を挙げて説明したが、これに限らず、図１２に示すように、それぞれを複数の超音波振動子２５ａ，２６ａで構成してもよい。本変形例の各送受波部２５，２６では、各送受波部２５，２６が有する複数の超音波振動子２５ａ，２６ａの送受波面３５ａ，３６ｂの向きが、概ね鉛直下方に向かっている。すなわち、送受波面３５ａ，３６ｂの向きは、上下方向に対して傾いていない。しかし、本変形例の各送受波部２５，２６では、各送受波部２５，２６によって形成されるビームの方向が互いに対して異なる方向を向くように、各超音波振動子２５ａ，２６ａの出力が調整される。すなわち、本変形例の各送受波部２５，２６では、いわゆるビームフォーミングが行われることにより、各送受波部２５，２６で形成されるビームの方向が互いに対して異なる方向を向くことになる。このように、上述した場合とは異なり、いわゆるビームフォーミングを行うことによっても、各送受波部２５，２６で形成されるビームの方向を、互いに対して異なる方向にすることができる。なお、図１２では、超音波振動子２５ａ，２６ａの形状、個数、及び配列について模式的に示しており、超音波振動子２５ａ，２６ａの形状、個数、及び配列については、図１２に示す限りでない。

　（５）上記実施形態では、各送受波部の送受波面の形状が長方形状の例を挙げて説明したが、これに限らず、その他の形状、例えば、円形状、半円形状、三角形状、等であってもよい。更には、上記実施形態では、各送受波部の送受波面の大きさが同じである場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、各送受波面の大きさが互いに異なっていてもよい。

　（６）上記実施形態では、２つの送受波面３１，３２の形状が互いに同じである場合を
例に挙げて説明したが、これに限らず、複数の送受波面の形状が互いに異なっていてもよい。更には、上記実施形態では、２つの送受波面３１，３２の位置が左右方向にずれている場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、前後方向、或いは上下方向にずれていてもよい。

　（７）上記実施形態では、送受波器２が２つの送受波部２１，２２を有する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、３以上の送受波部を有していてもよい。

　（８）上記実施形態及び変形例では、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２を、第１送受波部２１及び第２送受波部２２の配列方向に垂直な面に沿う方向に設定したが、これに限らず、第１送受波部２１及び第２送受波部２２の配列方向に交わる面に沿う方向であり、且つ第１方向と第２方向とが互いに対して異なる方向を向いていれば、どのような方向であってもよい。

　（９）上記実施形態及び変形例では、スプリットビーム法を用いて第１角度φを推定したが、これに限らず、互いに位置が異なる２つの受波部によって受波されるエコーの位相差に基づいて第１角度φを推定できれば、どのような方法であってもよい。

　（１０）上記実施形態及び変形例では、互いに位置が異なる２つの受波部によって受波されるエコーの位相差に基づいて第１角度φを推定したが、これに限らない。具体的には、互いに位置が異なる２つの受波部の一方で受波されたエコーに対する、他方の受波部で受波されたエコーの遅延、に基づいて、第１角度φが推定されればよく、例えば、一方の受波部へのエコーの到達時刻と他方の受波部へのエコーの到達時刻とに基づくエコーの時間差に基づいて、第１角度φが推定されてもよい。

　（１１）上記実施形態及び変形例では、第１角度φと第２角度θとに基づいて、物標の方位を推定したが、これに限らない。具体的には、第１受信波と第２受信波との振幅比、及び、第１受信波及び第２受信波のうちの一方に対する他方の遅延、に基づいて、前記受信波の到来方向を推定する方法であれば、どのような方法であってもよい。

　１　　　　　　　　　　　水中探知装置（到来方向推定装置）
　１ａ，１ｂ，１ｃ　　　　物標方位推定装置（到来方向推定装置）
　１３　　　　　　　　　　物標方位推定部（到来方向推定部）
　２１，２５　　　　　　　第１送受波部（第１受波部、送波部）
　２２，２６　　　　　　　第２送受波部（第２受波部、送波部）
　２３　　　　　　　　　　第１受波部
　２４　　　　　　　　　　第２受波部
　ｄ１　　　　　　　　　　第１方向
　ｄ２　　　　　　　　　　第２方向

Claims (10)

1. 　第１方向に向かう第１ビームを形成し、該第１ビームによって受信波としての第１受信波を受波する第１受波部と、
   　前記第１受波部とは異なる位置に配置され、前記第１方向と異なる第２方向に向かう第２ビームを形成し、該第２ビームによって前記受信波としての第２受信波を受波する第２受波部と、
   　前記第１受信波及び前記第２受信波のうちの一方に対する他方の受波遅延、及び、前記第１受信波と前記第２受信波との振幅比、に基づいて、前記受信波の到来方向を推定する到来方向推定部と
   　を備えていることを特徴とする、到来方向推定装置。
2. 　請求項１に記載の到来方向推定装置において、
   　前記到来方向推定部は、前記受波遅延によって得られた第１角度情報と、前記振幅比によって得られた第２角度情報と、に基づいて、前記受信波の到来方向を推定することを特徴とする、到来方向推定装置。
3. 　請求項２に記載の到来方向推定装置において、
   　前記到来方向推定部は、前記第１受信波及び前記第２受信波のうちの一方に対する他方の位相差に基づいて前記第１角度情報を得ることを特徴とする、到来方向推定装置。
4. 　請求項３に記載の到来方向推定装置において、
   　前記到来方向推定部は、スプリットビーム法を用いて前記第１角度情報を得ることを特徴とする、到来方向推定装置。
5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の到来方向推定装置において、
   　前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方は、前記第１受波部及び前記第２受波部の配列方向に交わる面に沿う方向に設定されることを特徴とする、到来方向推定装置。
6. 　請求項５に記載の到来方向推定装置において、
   　前記第１方向及び前記第２方向の少なくとも一方は、前記第１受波部及び前記第２受波部の配列方向に垂直な面に沿う方向に設定されることを特徴とする、到来方向推定装置。
7. 　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の到来方向推定装置において、
   　前記第１方向及び前記第２方向は、各前記受波部において前記受信波が受波される部分である受波面の向き、又は、ビームフォーミング、によって設定されることを特徴とする、到来方向推定装置。
8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の到来方向推定装置において、
   　送信波を送波する送波部を更に備え、
   　前記第１受波部は、前記送波部から送信された前記送信波の反射波を、前記第１受信波として受波し、
   　前記第２受波部は、前記送波部から送信された前記送信波の反射波を、前記第２受信波として受波することを特徴とする、到来方向推定装置。
9. 　請求項８に記載の到来方向推定装置において、
   　複数の前記送波部と、
   　複数の前記送波部のそれぞれに共通の送信信号を与える１つの送信回路で構成された送信部と、
   　を更に備えていることを特徴とする、到来方向推定装置。
10. 　請求項８又は請求項９に記載の到来方向推定装置において、
    　前記第１受波部及び前記第２受波部のいずれか一方、及び前記送波部、の双方として機能する送受波部を更に備えていることを特徴とする、到来方向推定装置。

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