特許 5775352 ターゲット長計測装置、ターゲット長計測方法、およびターゲット長計測プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5775352

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】ターゲット長計測装置、ターゲット長計測方法、およびターゲット長計測プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/539 20060101AFI20150820BHJP

   G01S 7/62 20060101ALI20150820BHJP

   G01S 15/96 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/539

   G01S7/62 A

   G01S15/96

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-97756(P2011-97756)

(22)【出願日】2011年4月26日

(65)【公開番号】特開2012-229963(P2012-229963A)

(43)【公開日】2012年11月22日

【審査請求日】2014年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000166247

【氏名又は名称】古野電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジュブイ ジェロム

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２６１８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−１２６３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１２８４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２２９９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４５９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４９３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１４７１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２６２０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２３２５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４０−０２５５５５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特許第５６８９６１１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５７００５００（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／５２ − ７／６４

Ｇ０１Ｓ １５／００ − １５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異なる周波数の探知波信号を送信し、そのエコー信号を受信する送受信部と、
前記送受信部で受信したエコー信号に基づき、目的物標を探知するとともに、異なる周波数のエコー信号の差分値のヒストグラムを算出し、ここで算出した前記差分値のヒストグラムと、前記目的物標の種類毎に設定されたリファレンスヒストグラムとの相関処理結果によって、前記目的物標の種類を判別する種類判別部と、
前記送受信部で受信したエコー信号に基づき、前記目的物標のターゲットストレングスを計測する計測部と、
前記目的物標の種類毎に、ターゲットストレングスの標準化値を記憶する記憶部と、
前記種類判別部が判別した前記目的物標の種別について、前記記憶部に記憶しているターゲットストレングスの標準化値、および前記計測部が計測した前記目的物標のターゲットストレングスを用いて、この目的物標のターゲット長を算出する算出部と、を備えたターゲット長計測装置。

【請求項2】

請求項１に記載のターゲット長計測装置であって、
前記算出部は、前記種類判別部が判別した前記目的物標の種別についてのターゲットストレングスの標準化値が前記記憶部に記憶されていない場合、予め定めたターゲットストレングスの共通標準化値、および前記計測部が計測した前記目的物標のターゲットストレングスを用いて、この目的物標のターゲット長を算出する、ターゲット長計測装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のターゲット長計測装置であって、
前記種類判別部が判別した前記目的物標の種類、および、この目的物標について前記算出部が算出したターゲット長を表示器に表示する表示制御部を備えたターゲット長計測装置。

【請求項4】

送受信部が、異なる周波数の探知波信号を送信し、そのエコー信号を受信する第１の処理と、
前記送受信部で受信したエコー信号に基づき、目的物標を探知するとともに、異なる周波数のエコー信号の差分値のヒストグラムを算出し、ここで算出した前記差分値のヒストグラムと、前記目的物標の種類毎に設定されたリファレンスヒストグラムとの相関処理結果によって、前記目的物標の種類を判別する第２の処理と、
前記送受信部で受信したエコー信号に基づき、前記目的物標のターゲットストレングスを計測する第３の処理と、
前記目的物標の種類毎に、ターゲットストレングスの標準化値を記憶している記憶部から、前記第２の処理で判別した前記目的物標の種別のターゲットストレングスの標準化値を読み出す第４の処理と、
前記第３の処理で計測したターゲットストレングスと、前記第４の処理で前記記憶部から読み出したターゲットストレングスの標準化値と、を用いて、この目的物標のターゲット長を算出する第５の処理と、を備えるターゲット長計測方法。

【請求項5】

送受信部が、異なる周波数の探知波信号を送信し、そのエコー信号を受信する第１のステップと、
前記送受信部で受信したエコー信号に基づき、目的物標を探知するとともに、異なる周波数のエコー信号の差分値のヒストグラムを算出し、ここで算出した前記差分値のヒストグラムと、前記目的物標の種類毎に設定されたリファレンスヒストグラムとの相関処理結果によって、前記目的物標の種類を判別する第２のステップと、
前記送受信部で受信したエコー信号に基づき、前記目的物標のターゲットストレングスを計測する第３のステップと、
前記目的物標の種類毎に、ターゲットストレングスの標準化値を記憶している記憶部から、前記第２のステップで判別した前記目的物標の種別のターゲットストレングスの標準化値を読み出す第４のステップと、
前記第３のステップで計測したターゲットストレングスと、前記第４のステップで前記記憶部から読み出したターゲットストレングスの標準化値と、を用いて、この目的物標のターゲット長を算出する第５のステップと、をコンピュータに実行させるターゲット長計測プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、探知波信号を送信し、そのエコー信号によって探知した魚体等の目的物標のターゲット長を計測するターゲット長計測装置、ターゲット長計測方法、およびターゲット長計測プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、探知波信号として超音波を送信し、そのエコー信号から物標を探知する超音波探知装置がある。この超音波探知装置は、例えば魚群や魚体を探知する魚群探知装置や、海底の岩等を探知する海底判別装置として利用されている。この種の超音波探知装置は、超音波信号を海中へ送信し、そのエコー信号を受信することにより、魚群等の目的物標を探知する。

【0003】

また、周波数が異なる２つの超音波信号を利用することにより、魚体が大きい魚（クジラ、マグロ、イワシ、サバ、アジ等）と、魚体が小さい魚（シラス、小エビ等）と、を区別して探知する魚群探知装置もある（特許文献１参照）。

【0004】

また、現在では、世界的な水産資源の保護のため、魚種毎、国毎、さらには船毎に、年間の漁獲量を取り決めている。例えば、ＴＡＣ（Ｔｏｔａｌ Ａｌｌｏｗａｂｌｅ Ｃａｔｃｈ）は、魚種毎に各国に対する年間漁獲量を決めている。また、ＩＶＱ（Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ Ｖｅｓｓｅｌ Ｑｕｏｔａ）は、魚種毎且つ漁船毎に年間漁獲量を決めている。そして、決められた漁獲量を超えて、水揚げした場合、次年の漁獲量が減らされる等の各種のペナルティが科せられる。

【0005】

漁労者は、上述したように年間漁獲量が決められているので、市場での価値が高い成長している魚を水揚げするのが好ましい。魚の成長の度合は、魚体長によって判断されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特公昭４０−２５５５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来は、魚体のターゲットストレングス（ＴＳ）を計測し、下記式によって、魚体長Ｌを算出している。

【0008】

Ｌ[cm]＝１０^{((TS-TScm)/20)}
この式におけるＴＳｃｍは、魚種に関係なく、予め定めたターゲットストレングスの共通標準化値である。ＴＳは、ターゲットストレングスの計測値である。ターゲットストレングスの共通標準化値ＴＳｃｍは、魚体長が１ｃｍである魚体からのターゲットストレングスＴＳである。

【0009】

上述のターゲットストレングスの共通標準化値ＴＳｃｍは、実際には、魚種によって異なるが、従来は有鰾魚の平均値（−６６ｄＢ）等に固定し、上述の式で魚体長を算出していた。したがって、魚種によっては、魚体長Ｌが精度よく算出できていなかった。

【0010】

この発明の目的は、目的物標の種類を判別することにより、この目的物標の体長の算出精度を向上させたターゲット長計測装置、ターゲット長計測方法、およびターゲット長計測プログラムを提供することにある。

【0011】

特に、魚体長の算出精度を向上させたターゲット長計測装置、ターゲット長計測方法、およびターゲット長計測プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この発明にかかるターゲット長計測装置は、上記課題を解決し、その目的を達するために、以下のように構成している。

【0013】

送受信部が、異なる周波数の超音波信号を送信し、そのエコー信号を受信する。種類判別部が、この受信したエコー信号に基づき、目的物標を探知するとともに、異なる周波数のエコー信号の差分値のヒストグラムを算出し、ここで算出した差分値のヒストグラムと、目的物標の種類毎に設定されたリファレンスヒストグラムとの相関処理結果によって、目的物標の種類を判別する。また、計測部が、送受信部で受信したエコー信号に基づき、この目的物標のターゲットストレングスを計測する。目的物標は、例えば、魚群や魚体である。

【0014】

また、記憶部が、目的物標の種類毎に、ターゲットストレングスの標準化値を記憶している。例えば、記憶部は、魚種毎に、その魚種のターゲットストレングスの標準化値を記憶している。

【0015】

そして、算出部が、種類判別部が判別した目的物標の種別について、記憶部に記憶しているターゲットストレングスの標準化値、および計測部が計測した目的物標のターゲットストレングスを用いて、この目的物標のターゲット長を算出する。

【0016】

このように、目的物標の種類を判別し、ここで判別した種類について記憶しているターゲットストレングスの標準化値を用いて、この目的物標のターゲット長を算出する。したがって、目的物標の種類の違い、例えば魚種の違い、に影響されることなく、その目的物標のターゲット長（例えば、魚体長）を精度よく算出できる。

【0017】

また、ターゲットストレングスの共通標準化値を記憶部に記憶させておき、種類判別部が判別した目的物標の種別についてターゲットストレングスの標準化値を記憶していなければ、算出部は、この共通標準化値を用いて目的物標のターゲット長を算出する。したがって、ターゲットストレングスの標準化値が、略同じである種類の目的物標については、個別にターゲットストレングスの標準化値を記憶させなくてもよい。これにより、記憶部の記憶容量が抑えられる。

【0020】

また、探知した目的物標について、判別した種類や、算出したターゲット長については、表示器等に表示して、漁労者等の利用者に提示すればよい。

【発明の効果】

【0021】

この発明によれば、目的物標のターゲット長の算出精度を向上させることができる。特に、魚種に影響されることなく、その魚体長を精度よく算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】魚群探知装置の主要部の構成を示すブロック図である。

【図2】魚種の判別にかかる処理を示すフローチャートである。

【図3】魚種別の体積散乱差ΔＳＶの分布（エコーグラム）を示す図である。

【図4】魚種毎の実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを示す図である。

【図5】尤度Ｌｘの概念を説明する為の図である。

【図6】魚体長の算出にかかる処理を示すフローチャートである。

【図7】ＴＳ標準化値テーブルを示す図である。

【図8】表示画面の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、この発明のターゲット長計測装置の実施形態にかかる魚群探知装置について説明する。

【0024】

図１は、この魚群探知装置の主要部の構成を示すブロック図である。この魚群探知装置１は、送受波器１０、送信部２０、受信部３０、魚種判別情報算出部４０、魚体長算出部５０、表示制御部６０、および表示器７０を備える。

【0025】

送信部２０は、超音波送信信号を生成して、送受波器１０へ出力する。送信部２０は、周波数が異なる超音波送信信号を生成することができる。ここでは、送信部２０は、第１周波数ｆ１として６０ｋＨｚの超音波送信信号、および第２周波数ｆ２として２００ｋＨｚの超音波送信信号の２種類の超音波送信信号を生成する構成として説明する。

【0026】

なお、送信部２０は、３種類以上の異なる周波数の超音波送信信号を生成することができる構成であってもよい。また、生成する超音波送信信号の周波数は、上述した６０ｋＨｚや２００ｋＨｚに限定されるものでもない。

【0027】

送信部２０は、第１周波数ｆ１の超音波送信信号Ｔｘｆ１と第２周波数ｆ２の超音波送信信号Ｔｘｆ２とを所定のタイミング間隔（ＰＩＮＧ毎）に、送受波器１０へ出力する。すなわち、送信部２０は、ＰＩＮＧ毎に、送受波器１０へ出力する超音波送信信号の周波数を切り替える。

【0028】

なお、送信部２０は、ここでは、ＰＩＮＧ毎に、第１周波数ｆ１の超音波送信信号Ｔｘｆ１と第２周波数ｆ２の超音波送信信号Ｔｘｆ２を交互に送信するとしているが、第１周波数ｆ１の超音波送信信号Ｔｘｆ１と第２周波数ｆ２の超音波送信信号Ｔｘｆ２を同時に送信する構成としてもよい。

【0029】

送受波器１０は上述の超音波送信信号の各周波数に対応する構造の超音波振動子を備える。送受波器１０は、送信部２０で生成された各周波数の超音波送信信号Ｔｘｆ１，Ｔｘｆ２に基づいて、海中へ超音波ＳＷｆ１，ＳＷｆ２を送波する。送受波器１０は、送波された各周波数の超音波ＳＷｆ１，ＳＷｆ２が魚群等の物標に反射することで生じる反射波ＳＥｆ１，ＳＥｆ２を超音波振動子で受波し、周波数毎のエコー信号ＲＥｆ１，ＲＥｆ２を生成して、受信部３０へ出力する。

【0030】

受信部３０は、送受波器１０から入力されたＰＩＮＧ毎の各周波数のエコー信号ＲＥｆ１，ＲＥｆ２を所定のサンプリングタイミング間隔でサンプリングし、周波数毎に受信データＲｘｆ１，Ｒｘｆ２を生成する。このサンプリングタイミング間隔は、深度方向の距離分解能に基づいて設定されている。受信部３０は、ＰＩＮＧ毎の受信データＲｘｆ１，Ｒｘｆ２を、魚種判別情報算出部４０へ出力する。

【0031】

送受波器１０、送信部２０、および受信部３０が、この発明で言う送受信部を構成する。

【0032】

魚種判別情報算出部４０は、図１に示すように、体積散乱差算出部４１（以下、ΔＳＶ算出部４１と言う。）、体積散乱差ヒストグラム算出部４２（以下、ΔＳＶヒストグラム算出部４２と言う。）、類似度算出部４３、およびリファレンスデータベース４００（以下、リファレンスＤＢ４００と言う。）を備える。

【0033】

魚種判別情報算出部４０は、探知した魚群、または魚体について魚種の判別を行う。図２は、この魚種の判別にかかる処理を示すフローチャートである。

【0034】

魚種判別情報算出部４０のΔＳＶ算出部４１は、受信部３０から入力される周波数毎の受信データから体積散乱差ΔＳＶを算出する（図２：Ｓ１０１）。

【0035】

この体積散乱差ΔＳＶを算出する処理について説明する。ΔＳＶ算出部４１は、第１周波数ｆ１の受信データＲｘｆ１と第２周波数ｆ２の受信データＲｘｆ２を取得し、この取得した受信データＲｘｆ１から体積散乱ＳＶ１を算出し、受信データＲｘｆ２から体積散乱ＳＶ２を算出する。

【0036】

ΔＳＶ算出部４１は、算出した体積散乱ＳＶ１，ＳＶ２がそれぞれに予め設定した閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２より大きいかどうかを判別する。閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２は、予めノイズと有意なエコーとを区分するために設定した閾値である。ΔＳＶ算出部４１は、組を構成する体積散乱ＳＶ１が閾値Ｔｈ１より大きいこと（ＳＶ１＞Ｔｈ１）と、体積散乱ＳＶ２が閾値Ｔｈ２より大きいこと（ＳＶ２＞Ｔｈ２）の両方を満たすと、体積散乱差ΔＳＶの算出を行う。体積散乱差ΔＳＶは、体積散乱ＳＶ１と体積散乱ＳＶ２との差分である。

【0037】

なお、ΔＳＶ算出部４１は、体積散乱ＳＶ１が閾値Ｔｈ１以下、あるいは体積散乱ＳＶ２が閾値Ｔｈ２以下であれば、体積散乱差ΔＳＶの算出を省略することでリソースの負荷を軽減している。

【0038】

体積散乱差ΔＳＶは、図３に示すように、魚種によって異なる特性を示す。図３は、魚種別の体積散乱差ΔＳＶの分布（エコーグラム）を示す図であり、図３（Ａ）がＭａｃｋｅｒｅｌ（サバ）を示し、図３（Ｂ）がＨｅｒｒｉｎｇ（ニシン）を示す。また、図３において、横軸はＰＩＮＧ番号すなわち送信時刻（探知時刻）の遷移を示し、縦軸は深度（距離方向位置）を示す。そして、図３ではコントラストにより体積散乱差ΔＳＶの大きさを階調で表している。

【0039】

図３に示すように、ＭａｃｋｅｒｅｌとＨｅｒｒｉｎｇとでは、体積散乱差ΔＳＶの分布が異なり、上述の体積散乱差ΔＳＶの算出演算を用いれば、Ｍａｃｋｅｒｅｌの体積散乱差ΔＳＶ（Ｍ）の方が、Ｈｅｒｒｉｎｇの体積散乱差ΔＳＶ（Ｈ）よりも低いレベルで分布する。このように体積散乱差ΔＳＶを算出することで、一つの魚種判別情報を得ることができる。ΔＳＶ算出部４１は、ＰＩＮＧおよび距離方向位置毎の体積散乱差ΔＳＶを算出すると、当該体積散乱差ΔＳＶをΔＳＶヒストグラム算出部４２へ出力する。

【0040】

ΔＳＶヒストグラム算出部４２は、所定ＰＩＮＧに亘り全距離方向位置に対応する体積散乱差ΔＳＶに基づいて実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを算出する（図２：Ｓ１０２）。

【0041】

図４は、魚種毎の実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを示した図である。実線がＭａｃｋｅｒｅｌの実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶであり、破線がＨｅｒｒｉｎｇの実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶである。図４は、Ｍａｃｋｅｒｅｌ、およびＨｅｒｒｉｎｇのそれぞれについて、異なる３つの魚群から算出した実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを示している。

【0042】

図４に示すように、体積散乱差ΔＳＶの実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶは、魚種が同じであれば略同じ特性となり、魚種が異なると全く異なる特性となる。例えば、上述のような体積散乱差ΔＳＶの算出方法であれば、Ｍａｃｋｅｒｅｌでは、体積散乱差ΔＳＶが−５〜０のあたりにヒストグラムのピークが現れ、ΔＳＶ軸に対して狭い範囲に集中する特性を示すが、Ｈｅｒｒｉｎｇでは、体積散乱差ΔＳＶが＋１０あたりにヒストグラムのピークが現れ、ΔＳＶ軸（図４の横軸）に対して比較的広い範囲に分布する特性を示す。したがって、このような体積散乱差ΔＳＶの実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを利用することでも、魚種判別情報が得られる。

【0043】

ΔＳＶヒストグラム算出部４２は、Ｓ１０２で算出した実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを、類似度算出部４３へ出力する。類似度算出部４３は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを用いて類似度を算出する（図２：Ｓ１０３）。

【0044】

類似度算出部４３は、ΔＳＶヒストグラム算出部４２から実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを取得する。また、類似度算出部４３は、リファレンスＤＢ（データベース）４００から、類似度データを構成するための魚種ＸのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘを読み出す。リファレンスＤＢ４００は、予め魚種Ｘ毎にリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘを記憶している。

【0045】

類似度算出部４３は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶと、魚種ＸのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘとから、相関処理演算を行い、相関処理結果ｒＳＸを算出する。類似度算出部４３は、相関処理結果ｒＳＸを算出した魚種Ｘに対する尤度Ｌｘを算出する。

【0046】

図５は、尤度Ｌｘの概念を説明する為の図である。図５（Ａ）は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＭａｃｋｅｒｅｌである。図５（Ｂ）は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＨｅｒｒｉｎｇである。

【0047】

図５（Ａ）に示すように、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＭａｃｋｅｒｅｌであれば、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＭａｃｋｅｒｅｌのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＭとは、非常に類似する特性となり、相関処理結果ｒＳＸは当然に「１」に近づく。一方、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＨｅｒｒｉｎｇのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＨとは、比較的特徴が一致せず、相関処理結果ｒＳＸは「１」よりも所定レベルで低くなる。このため、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度ＬｘＭは「１００」に近づき、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度ＬｘＨは「１００」よりも十分に低いレベルになる。

【0048】

また、図５（Ｂ）に示すように、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＨｅｒｒｉｎｇであれば、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＭａｃｋｅｒｅｌのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＭとは、比較的特徴が一致せず、相関処理結果ｒＳＸは「１」よりも所定レベルで低くなる。一方、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＨｅｒｒｉｎｇのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＨとは、非常に類似する特性となり、相関処理結果ｒＳＸは当然に「１」に近づく。このため、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度ＬｘＭは「１００」よりも十分に低いレベルになり、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度ＬｘＨは「１００」に近づく。

【0049】

類似度算出部４３は、このような魚種Ｘ毎の尤度Ｌｘの算出を、設定した全ての魚種に対して行う。

【0050】

このように魚種Ｘ毎に尤度Ｌｘを用いることで、魚種に対する確からしさ、すなわち、魚種が例えばＭａｃｋｅｒｅｌである確からしさやＨｅｒｒｉｎｇである確からしさを数値化することができる。

【0051】

類似度算出部４３は、設定した全ての魚種に対して尤度Ｌｘを算出すると、これら尤度Ｌｘの組を類似度データとして、魚体長算出部５０、および表示制御部６０へ出力する。この際、類似度算出部４３は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶと、尤度Ｌｘの算出を行った各魚種のリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘも、表示制御部６０へ出力する（魚体長算出部５０には出力しない。）。

【0052】

次に、魚体長算出部５０について詳細に説明する。魚体長算出部５０は、図１に示すように、ターゲットストレングス計測部５１（以下、ＴＳ計測部５１と言う。）、算出部５２、およびターゲットストレングス標準化値記憶部５３（以下、ＴＳ標準化値記憶部５３と言う。）を備える。この魚体長算出部５０は、上述の魚種判別情報算出部４０が魚種の判別を行った魚群、または魚体について、魚体長を算出する処理を行う。図６は、この魚体長の算出にかかる処理を示すフローチャートである。

【0053】

ＴＳ計測部５１は、上述した第１周波数ｆ１の受信データＲｘｆ１と、第２周波数ｆ２の受信データＲｘｆ２と、を用いターゲットストレングスＴＳ０を算出する（図６：Ｓ４０１）。このターゲットストレングスＴＳ０の算出は、デュアルビーム法等で行う。ここでは、周波数がより低い第１周波数ｆ１の受信データＲｘｆ１を広域のエコー信号にかかる受信データとし、周波数がより高い第２周波数ｆ２の受信データＲｘｆ２を狭域のエコー信号にかかる受信データとして用いる。

【0054】

ＴＳ計測部５１は、上述の魚種判別情報算出部４０が魚種の判別を行った魚群、または魚体毎に、ターゲットストレングスＴＳ０を算出する。ＴＳ計測部５１は、魚群、または魚体毎に算出したターゲットストレングスＴＳ０を算出部５２に入力する。

【0055】

ターゲットストレングスＴＳ０は、後方散乱波の強さであり、
ＴＳ０＝１０ｌｏｇ（ｔs）
ｔs＝Ｉr／Ｉi
と定義される。Ｉrは、魚体から単位距離だけ超音波源方向に戻った点における後方散乱波の強さである。Ｉiは、魚体への入射波の強さである。

【0056】

ＴＳ標準化値記憶部５３は、図７に示す、ターゲットストレングスの標準化値テーブルを記憶している。図７に示すように、このターゲットストレングスの標準化値テーブルは、魚種と、標準化ＴＳと、を対応づけて登録したテーブルである。また、このターゲットストレングスの標準化値テーブルには、共通標準化値が登録されている。この共通標準化値は、このＴＳ標準化値テーブルに登録されていない魚種について用いる標準化ＴＳである。また、この共通標準化値は、有鰾魚、および無鰾魚のそれぞれについて登録している。

【0057】

なお、後述するように、ターゲットストレングスの標準化値テーブルは、標準化ＴＳと、共通標準化値とが略同じである魚種については、特に登録していなくてもよい。このようにすれば、ＴＳ標準化値記憶部５３の記憶容量が抑えられる。

【0058】

算出部５２は、ＴＳ計測部５１からターゲットストレングスＴＳ０が入力された魚群、または魚体の魚種を判断する（図６：Ｓ４０２）。Ｓ４０２では、魚種判別情報算出部４０から入力された類似度データに基づき、尤度Ｌｘが最大である魚種を、この魚群、または魚体の魚種と判断する。

【0059】

算出部５２は、該当する魚種の標準化ＴＳがターゲットストレングスの標準化値テーブルに登録されているかどうかを判断する（図６：Ｓ４０３）。算出部５２は、該当する魚種の標準化ＴＳがターゲットストレングスの標準化値テーブルに登録されていれば、その魚種について登録されている標準化ＴＳを読み出す（図６：Ｓ４０３Ｙｅｓ→Ｓ４０４）。

【0060】

一方、算出部５２は、該当する魚種の標準化ＴＳがターゲットストレングスの標準化値テーブルに登録されていなければ、その魚種が有鰾魚、または無鰾魚のいずれであるかを判断する（図６：Ｓ４０３Ｎｏ→Ｓ４０５）。算出部５２は、魚種が有鰾魚であれば、有鰾魚について登録している共通標準化値をターゲットストレングスの標準化値テーブルから読み出す（図６：Ｓ４０５Ｙｅｓ→Ｓ４０６）。反対に、算出部５２は、魚種が無鰾魚であれば、無鰾魚について登録している共通標準化値をターゲットストレングスの標準化値テーブルから読み出す（図６：Ｓ４０５Ｎｏ→Ｓ４０７）。

【0061】

算出部５２は、Ｓ４０４、Ｓ４０６、またはＳ４０７のいずれかで、ターゲットストレングスの標準化値テーブルから読み出した標準化ＴＳ、または共通標準化値と、ＴＳ計測部５１から入力されたターゲットストレングスＴＳ０を用いて、魚体長Ｌを算出する（図６：Ｓ４０８）。魚体長Ｌは、
Ｌ[cm]＝１０^{((TS0-TScm)/20)}
により、算出される。ＴＳｃｍは、Ｓ４０４、Ｓ４０６、またはＳ４０７のいずれかで、ターゲットストレングスの標準化値テーブルから読み出した標準化ＴＳ、または共通標準化値である。

【0062】

算出部５２は、魚種判別情報算出部４０が魚種の判別を行った魚群、または魚体の中に、上述した魚体長の算出を行っていないものがあれば、その魚群、または魚体に対して、魚体長を算出する処理を繰り返す（図６：Ｓ４０９Ｎｏ→Ｓ４０１）。

【0063】

このように、魚種毎に、その魚種に応じた標準化ＴＳを用いて魚体長Ｌを算出するので、魚種に影響されることなく、精度よく算出することができる。

【0064】

算出部５２は、魚種判別情報算出部４０が魚種の判別を行った全ての魚群、または魚体について魚体長Ｌの算出を行うと、魚群、または魚体毎に算出した魚体長Ｌを通知する魚体長データを表示制御部６０へ出力する（図６：Ｓ４０９Ｙｅｓ→Ｓ４１０）。

【0065】

表示器７０は液晶ディスプレイ等により実現され、表示制御部６０からの表示制御に基づいて画像を表示する。表示制御部６０は、類似度算出部４３から入力された、魚種毎の尤度Ｌｘからなる類似度データ、および各ヒストグラムと、算出部５２から入力された魚群、または魚体毎の魚体長データと、を用いて、表示器７０に図８に示す画像を表示する表示制御を行う（Ｓ１０４）。

【0066】

表示画面７００は、ヒストグラム表示ウィンドウ７０１、尤度表示ウィンドウ７０２Ａ、７０２Ｂ、７０３を備える。より具体的には、表示画面７００の中央にヒストグラム表示ウィンドウ７０１が配置される。また、当該ヒストグラム表示ウィンドウ７０１の両側面（正面視した左右端）にそれぞれ、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度ＬｘＭの尤度表示ウィンドウ７０２Ａと、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度ＬｘＨの尤度表示ウィンドウ７０２Ｂとが配置される。さらに、当該ヒストグラム表示ウィンドウ７０１の下側面（正面視した下側端）にＣｏｄに対する尤度ＬｘＣの尤度表示ウィンドウ７０３が配置される。

【0067】

ヒストグラム表示ウィンドウ７０１には、上述した実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶと、尤度Ｌｘを算出した各魚種のリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘとが、描画されている。

【0068】

尤度表示ウィンドウ７０２Ａには、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶのＭａｃｋｅｒｅｌに対する尤度が、百分率の数値とともに、バー７２０Ａで描画されている。この際、バー７２０Ａは、画面の高さが尤度１００％となるように、算出された尤度に応じた高さで描画される。さらに、バー７２０Ａの色も尤度に応じて段階的に設定されており、尤度に応じた色で描画されている。

【0069】

尤度表示ウィンドウ７０２Ｂには、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶのＨｅｒｒｉｎｇに対する尤度が、百分率の数値とともに、バー７２０Ｂで描画されている。この際、バー７２０Ｂも、バー７２０Ａと同様に、算出された尤度に応じた高さおよび色で描画される。

【0070】

尤度表示ウィンドウ７０３には、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶのＣｏｄに対する尤度が、百分率の数値とともに、バー７０３Ａで描画されている。この際、バー７０３Ａは、算出された尤度に応じた幅および色で描画される。

【0071】

なお、図８では、Ｍａｃｋｅｒｅｌ、およびＨｅｒｒｉｎｇについては、リファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘを示しているが、Ｃｏｄについては、リファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘを省略している。

【0072】

また、魚種（Ｈｅｒｒｉｎｇ）と、魚体長Ｌとを対応づけて描画する魚体長表示ウィンドウを設けてもよい。また、魚体長Ｌは、代表値を表示してもよいし、その分布をヒストグラムで表示してもよい。

【0073】

したがって、漁労者は、この表示器７０の画面表示を見るだけで、探知した魚群または魚体の魚種を判別することができる。例えば、図８に示した画面の表示例であれば、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＨｅｒｒｉｎｇのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＨと略一致し、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度が非常に高いことを容易に把握できる。一方で、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＭａｃｋｅｒｅｌのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＭと相違し、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度が低いことを容易に把握できる。また、Ｃｏｄに対する尤度が低いことも容易に把握できる。これにより、漁労者は、探知した魚群がＨｅｒｒｉｎｇであることを容易に判断できる。

【0074】

なお、ここで説明した魚群探知装置１は、魚種判別情報算出部４０が体積散乱ＳＶを用いて魚種を判別するとしたが、この魚種を判別する手法については他の手法で行ってもよい。例えば、ターゲットストレングスを用いて魚種を判別してもよい。また、スペクトル情報や、時間波形情報などを用いて、魚種を判別してもよい。

【0075】

また、上述の説明では、類似度データの算出に、相関処理を用いた例を示したが、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘとの類似性が反映されるものであれば、他の方法で尤度Ｌｘを算出しても良い。例えば、それぞれのヒストグラムのピークとなるΔＳＶ値や、当該ピーク値等を用いてもよい。

【0076】

また、上述の説明では、所定のＰＩＮＧにおける全ての距離方向位置の体積散乱差ΔＳＶを対象にして、ヒストグラムを算出する例を示したが、局所的な範囲の体積散乱差ΔＳＶのみを用いてヒストグラムを算出してもよい。この場合、例えば、図３に示すようなエコーグラムを表示器７０に表示し、漁労者が操作部から範囲指定をする構成とすればよい。魚種判別情報算出部４０は、この範囲指定に基づいて、対応する範囲内の体積散乱差ΔＳＶのみを用いてヒストグラムを算出する。そして、このようにして得られるヒストグラムを用いて上述のように尤度を算出するとともに、魚体長Ｌを算出する。このような範囲指定を行えば、例えば、複数種類の魚群が近接して存在する場合に、特定の魚群のみを指定して、魚種や魚体長の確認が行える。

【0077】

また、上述の説明では、類似度について、相関処理から得られる尤度について示したが、ヒストグラムから抽出される特徴量に基づいて、類似度を算出してもよい。例えば、ヒストグラムの高さ、ヒストグラムの幅、ヒストグラムの標準偏差、ヒストグラムの分散、ヒストグラムの平均値、ヒストグラムの中央値、ヒストグラムが最頻値となるΔＳＶ等の少なくとも１項目、もしくは複数の項目を適宜組み合わせて類似度を算出してもよい。なお、ここで、ヒストグラムの高さとは、ヒストグラムを構成する全ての体積散乱差ΔＳＶの度数（もしくは比率）の内の最も高い度数（もしくは比率）を示す。ヒストグラムの幅とは、所定の度数（もしくは比率）以上となる体積散乱差ΔＳＶの幅を示す。

【0078】

また、上述の説明では、魚群または魚体の種類を判別し、その魚体長Ｌを算出する例を示したが、海底判別、すなわち海底が砂地か岩か等を判別する海底判別装置に、当該発明の構成および処理を適用し、岩の長さ等を算出するのに利用することもできる。また、探知波信号は、上述の超音波信号に限らず、船や島等の大きさを計測する場合、ミリ波信号（電波）を用いてもよい。

【符号の説明】

【0079】

１…魚群探知装置
１０…送受波器
２０…送信部
３０…受信部
４…乃至
４０…魚種判別情報算出部
４１…体積散乱差算出部（ΔＳＶ算出部）
４２…体積散乱差ヒストグラム算出部（ΔＳＶヒストグラム算出部）
４３…類似度算出部
５０…魚体長算出部
５１…ターゲットストレングス計測部（ＴＳ計測部）
５２…算出部
５３…ターゲットストレングス標準化値記憶部（ＴＳ標準化値記憶部）
６０…表示制御部
７０…表示器
４００…リファレンスデータベース（リファレンスＤＢ）

【図1】

【図2】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図3】