特許 6681641 超音波検知装置及び方法、超音波検知プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6681641

(24)【登録日】2020年3月26日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】超音波検知装置及び方法、超音波検知プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/524 20060101AFI20200406BHJP

   G01S 7/526 20060101ALI20200406BHJP

   G01S 15/96 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/524 R

   G01S7/526 J

   G01S15/96

【請求項の数】11

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2020-504034(P2020-504034)

(86)(22)【出願日】2019年9月27日

(86)【国際出願番号】JP2019038119

【審査請求日】2020年2月1日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000243364

【氏名又は名称】本多電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114605

【弁理士】

【氏名又は名称】渥美 久彦

(72)【発明者】

【氏名】流田 賢治

【審査官】 藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１６２３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−３４６０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−１７９０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０３１５２２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 佐藤 隆宣，「魚食を支える魚群探知機の最新技術」，日本機械学会誌，一般社団法人日本機械学会，２０１３年 ３月 ５日，Vol.116, No.1132，pp.178-179，ISSN 0021-4728

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／５２− ７／６４

Ｇ０１Ｓ １５／００−１５／９６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波を繰り返し照射することで他機の発した超音波の影響を排除し、自機の発した超音波に基づいて対象物を検知する装置であって、
周波数、送信間隔、振幅及びバースト長を含む複数種類のパラメータにて規定される超音波のバースト波を送信信号として送信するとともに、その反射波を受信信号として受信する超音波センサと、
前記送信信号における前記パラメータの種類及び値の変更を複数回行うパラメータ変更手段と、
前記パラメータの値の変化に連動して前記受信信号における当該パラメータの値が同傾向の変化をするか否かの判定を行い、連動しない場合の前記受信信号を自機の発した前記送信信号の反射波ではないと判別して排除する信号判別手段と
を備えることを特徴とする超音波検知装置。

【請求項2】

前記パラメータ変更手段は、前記送信信号における前記パラメータの種類及び値のうちの少なくともいずれか一方を規則性がないように変更することを特徴とする請求項１に記載の超音波検知装置。

【請求項3】

前記送信信号の前記パラメータの種類及び値の変更態様に基づいて前記受信信号を判別するのに要する時間を短縮する方法を学習する学習部と、
前記学習部による学習結果を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記学習結果に基づいて、前記パラメータの種類及び値の変更態様を決定し、その決定した内容に沿って前記パラメータ変更手段による変更動作を行わせる変更動作実行部と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波検知装置。

【請求項4】

前記送信信号の前記パラメータの種類及び値の変更態様に基づいて前記受信信号を判別するのに要する時間を短縮する方法を学習した学習結果を予め記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記学習結果に基づいて、前記パラメータの種類及び値の変更態様を決定し、その決定した内容に沿って前記パラメータ変更手段による変更動作を行わせる変更動作実行部と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波検知装置。

【請求項5】

前記パラメータ変更手段は、前記送信信号を送信してから前記受信信号を受信するまでの時間に基づいて前記対象物までの距離を算出し、前記距離が短いときほど前記送信信号の送信間隔を短くし、前記距離が長いときほど前記送信信号の送信間隔を長くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波検知装置。

【請求項6】

前記パラメータ変更手段は、前記受信信号の振幅が大きい場合に前記送信信号の振幅を小さくし、前記受信信号の振幅が小さい場合に前記送信信号の振幅を大きくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超音波検知装置。

【請求項7】

前記パラメータ変更手段は、前記送信信号の周波数と前記受信信号の周波数とを比較し、前記受信信号の周波数が前記送信信号の周波数よりも高い場合に、前記送信信号の周波数を低くする一方、前記受信信号の周波数が前記送信信号の周波数よりも低い場合に、前記送信信号の周波数を高くすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波検知装置。

【請求項8】

前記超音波センサは、前記送信信号を送信する第１の超音波センサと、前記第１の超音波センサとは別に設けられ前記受信信号を受信する第２の超音波センサとからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超音波検知装置。

【請求項9】

前記第１の超音波センサの周波数帯域は、前記第２の超音波センサの周波数帯域よりも広くなっており、
前記パラメータ変更手段は、前記第２の超音波センサが中心周波数付近にて前記受信信号を受信可能となるように、前記送信信号の周波数の変化量を決定する
ことを特徴とする請求項８に記載の超音波検知装置。

【請求項10】

超音波を繰り返し照射することで他機の発した超音波の影響を排除し、自機の発した超音波に基づいて対象物を検知する方法であって、
周波数、送信間隔、振幅及びバースト長を含む複数種類のパラメータにて規定される超音波のバースト波の前記パラメータの種類及び値の変更を行うパラメータ変更ステップと、
パラメータが変更された前記バースト波を送信信号として送信する送信ステップと、
前記送信信号の反射波を受信信号として受信する受信ステップと、
前記パラメータの値の変化に連動して前記受信信号における当該パラメータの値が同傾向の変化をするか否かの判定を行い、連動しない場合の前記受信信号を自機の発した前記送信信号の反射波ではないと判別して排除する信号判別ステップと
を順次複数回実行する超音波検知方法。

【請求項11】

超音波を繰り返し照射することで他機の発した超音波の影響を排除し、自機の発した超音波に基づいて対象物を検知する装置を制御するコンピュータに、
周波数、送信間隔、振幅及びバースト長を含む複数種類のパラメータにて規定される超音波のバースト波の前記パラメータの種類及び値の変更を行うパラメータ変更ステップと、
パラメータが変更された前記バースト波を送信信号として超音波センサに送信させる送信ステップと、
前記送信信号の反射波を受信信号として前記超音波センサに受信させる受信ステップと、
前記パラメータの値の変化に連動して前記受信信号における当該パラメータの値が同傾向の変化をするか否かの判定を行い、連動しない場合の前記受信信号を自機の発した前記送信信号の反射波ではないと判別して排除する信号判別ステップと
を順次複数回実行させるための超音波検知プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波を繰り返し照射することで他機の発した超音波の影響を排除し、自機の発した超音波に基づいて対象物を検知する超音波検知装置、超音波検知方法及びそのための超音波検知プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、超音波を照射して対象物を検知する超音波検知装置として、例えば、魚群を探知する魚群探知機などが知られている。魚群探知機は、超音波を送信信号として送信するとともに超音波の反射波を受信信号として受信する超音波センサを備えており、超音波センサから超音波を繰り返し照射することにより、水中を探知するようになっている。なお、超音波センサは、一般的に、円板状の圧電素子と、圧電素子に接合された音響整合層とを備えている。

【0003】

ところが、近年、同様の魚群探知機を搭載した船舶が増加しつつあるため、他船との混信が生じやすい傾向にある。そこで、送信信号におけるパラメータ（周波数や送信間隔など）の値を変更したり、受信信号が、自機の発した送信信号の反射波であるのか、他機の発した送信信号であるのかを判別したりすることにより、混信を防止する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９−３２２０７号公報（段落［０００２］，［０００７］等）

【特許文献2】特開２０１８−１７９６７６号公報（請求項１、段落［０００３］，［００１０］等）

【特許文献3】特開２０１６−８５０３６号公報（段落［０００７］等）

【特許文献4】特開昭５４−１０３７００号公報（請求項１等）

【特許文献5】特開平９−２１８６９号公報（請求項１３、段落［０００６］等）

【特許文献6】特開２０１０−１８５７０６号公報（段落［０００６］等）

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、送信信号のパラメータの値を変更する処理は、通常、予め定めたプログラムに基づいて行われる。しかしながら、他機に搭載された超音波センサが自機のプログラムと同様のプログラムに基づいて送信信号を変更するものである場合には、他機の送信信号のパラメータが自機の送信信号のパラメータと同じ変更態様で変更される可能性がある。この場合、他機の送信信号のパラメータの値が自機の送信信号のパラメータの値と同一になることがありうるため、自機が受信した受信信号が、自機の発した送信信号の反射波であるのか、他機の発した送信信号であるのかを判別することができず、混信が生じてしまうおそれがある。

【0006】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、他機が発した超音波との混信を防止することができる超音波検知装置、超音波検知方法、超音波検知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】

【0007】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波を繰り返し照射することで他機の発した超音波の影響を排除し、自機の発した超音波に基づいて対象物を検知する装置であって、周波数、送信間隔、振幅及びバースト長を含む複数種類のパラメータにて規定される超音波のバースト波を送信信号として送信するとともに、その反射波を受信信号として受信する超音波センサと、前記送信信号における前記パラメータの種類及び値の変更を複数回行うパラメータ変更手段と、前記パラメータの値の変化に連動して前記受信信号における当該パラメータの値が同傾向の変化をするか否かの判定を行い、連動しない場合の前記受信信号を自機の発した前記送信信号の反射波ではないと判別して排除する信号判別手段とを備えることを特徴とする超音波検知装置をその要旨とする。

【0008】

従って、請求項１に記載の発明によると、パラメータ変更手段が、送信信号におけるパラメータの種類及び値のうちの少なくともいずれか一方を規則性がないように変更することにより（請求項２）、自機の送信信号のパラメータを、他機の送信信号のパラメータとは異なるものにすることができる。この場合、信号判別手段が、送信信号におけるパラメータの値の変化に連動して受信信号におけるパラメータの値が同傾向の変化をするか否かを判定すれば、受信信号が自機の発した送信信号の反射波であるか否かを確実に判別することができる。その結果、他機が発した送信信号との混信を防止することができる。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記送信信号の前記パラメータの種類及び値の変更態様に基づいて前記受信信号を判別するのに要する時間を短縮する方法を学習する学習部と、前記学習部による学習結果を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記学習結果に基づいて、前記パラメータの種類及び値の変更態様を決定し、その決定した内容に沿って前記パラメータ変更手段による変更動作を行わせる変更動作実行部とを備えることをその要旨とする。

【0010】

従って、請求項３に記載の発明によると、学習部による学習結果に基づいて、送信信号のパラメータの種類及び値の変更態様が最適化されるため、最適化した内容に沿って送信信号のパラメータを変更することにより、受信信号の判別に要する時間を確実に短縮することができる。

【0011】

請求項４に記載の発明は、請求項１または２において、前記送信信号の前記パラメータの種類及び値の変更態様に基づいて前記受信信号を判別するのに要する時間を短縮する方法を学習した学習結果を予め記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記学習結果に基づいて、前記パラメータの種類及び値の変更態様を決定し、その決定した内容に沿って前記パラメータ変更手段による変更動作を行わせる変更動作実行部とを備えることをその要旨とする。

【0012】

従って、請求項４に記載の発明によると、記憶部に記憶されている学習結果に基づいて、送信信号のパラメータの種類及び値の変更態様が最適化されるため、最適化した内容に沿って送信信号のパラメータを変更することにより、受信信号の判別に要する時間を確実に短縮することができる。

【0013】

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記パラメータ変更手段は、前記送信信号を送信してから前記受信信号を受信するまでの時間に基づいて前記対象物までの距離を算出し、前記距離が短いときほど前記送信信号の送信間隔を短くし、前記距離が長いときほど前記送信信号の送信間隔を長くすることをその要旨とする。

【0014】

従って、請求項５に記載の発明によると、対象物までの距離が短いときほど送信信号の送信間隔を短くしているため、自機が対象物に近付いている場合であっても、送信信号を対象物で確実に反射させることができ、ひいては、送信信号の反射波である受信信号を超音波センサで確実に受信することができる。ゆえに、信号判別手段による受信信号の判別を確実に行うことができる。

【0015】

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項において、前記パラメータ変更手段は、前記受信信号の振幅が大きい場合に前記送信信号の振幅を小さくし、前記受信信号の振幅が小さい場合に前記送信信号の振幅を大きくすることをその要旨とする。

【0016】

従って、請求項６に記載の発明によると、着目している送信信号の反射波である受信信号の振幅が信号処理に適した大きさとなるように、送信信号の振幅が制御される。この場合、受信信号の処理回路である受信回路において、受信信号の増幅率の可変範囲を比較的小さくしたり、ＡＤ変換のダイナミックレンジを比較的狭くしたりすることができるため、低コストの受信回路を採用することができる。また、受信信号の振幅が大きい場合には送信信号の振幅を小さくするため、不要な騒音の放散を抑え、かつ、必要以上のエネルギーの使用を抑えることができる。逆に、受信信号の振幅が小さい場合には、微弱な受信信号での演算処理を避けるために送信信号の振幅を大きくするため、信号判別手段による受信信号の判別を確実に行うことができる。

【0017】

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項において、前記パラメータ変更手段は、前記送信信号の周波数と前記受信信号の周波数とを比較し、前記受信信号の周波数が前記送信信号の周波数よりも高い場合に、前記送信信号の周波数を低くする一方、前記受信信号の周波数が前記送信信号の周波数よりも低い場合に、前記送信信号の周波数を高くすることをその要旨とする。

【0018】

従って、請求項７に記載の発明によると、受信信号の周波数が高い場合に送信信号の周波数を低くすることにより、受信信号の周波数を低くする一方、受信信号の周波数が低い場合に送信信号の周波数を高くすることにより、受信信号の周波数を高くしている。その結果、変更後の送信信号の周波数を、超音波センサの周波数帯域内に収めることができる。よって、送信信号の反射波である受信信号を、超音波センサによって確実に受信することができる。

【0019】

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項において、前記超音波センサは、前記送信信号を送信する第１の超音波センサと、前記第１の超音波センサとは別に設けられ前記受信信号を受信する第２の超音波センサとからなることをその要旨とする。

【0020】

例えば、超音波センサが、送信信号を送信する機能と受信信号を受信する機能とを有する１つのセンサである場合、送信信号の送信中に受信信号を受信することはできない。例えば、対象物までの距離が短い場合には、送信信号の送信中に、送信信号の反射波（受信信号）が戻ってきてしまうため、信号判別手段による受信信号の判別を行うことができないという問題がある。そこで、請求項８に記載の発明では、超音波センサを、送信信号を送信する第１の超音波センサと、受信信号を受信する第２の超音波センサとに分けているため、第１の超音波センサからの送信信号の送信中においても第２の超音波センサによる受信信号の受信が可能となる。よって、信号判別手段による受信信号の判別を確実に行うことができる。

【0021】

請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記第１の超音波センサの周波数帯域は、前記第２の超音波センサの周波数帯域よりも広くなっており、前記パラメータ変更手段は、前記第２の超音波センサが中心周波数付近にて前記受信信号を受信可能となるように、前記送信信号の周波数の変化量を決定することをその要旨とする。

【0022】

従って、請求項９に記載の発明によると、第１の超音波センサの周波数帯域が第２の超音波センサの周波数帯域よりも広いため、第１の超音波センサから送信される送信信号の周波数を広範囲に変化させることができる。また、第２の超音波センサが中心周波数付近にて受信可能となるように、送信信号の周波数の変化量を決定するため、第２の超音波センサによって確実に受信信号を受信することができる。しかも、第２の超音波センサとして、比較的狭い周波数帯域を有するものを準備すれば済むため、第２の超音波センサの製造コストを抑えることができる。

【0023】

請求項１０に記載の発明は、超音波を繰り返し照射することで他機の発した超音波の影響を排除し、自機の発した超音波に基づいて対象物を検知する方法であって、周波数、送信間隔、振幅及びバースト長を含む複数種類のパラメータにて規定される超音波のバースト波の前記パラメータの種類及び値の変更を行うパラメータ変更ステップと、パラメータが変更された前記バースト波を送信信号として送信する送信ステップと、前記送信信号の反射波を受信信号として受信する受信ステップと、前記パラメータの値の変化に連動して前記受信信号における当該パラメータの値が同傾向の変化をするか否かの判定を行い、連動しない場合の前記受信信号を自機の発した前記送信信号の反射波ではないと判別して排除する信号判別ステップとを順次複数回実行する超音波検知方法をその要旨とする。

【0024】

従って、請求項１０に記載の発明によると、パラメータ変更ステップにおいて、送信信号におけるパラメータの種類及び値のうちの少なくともいずれか一方を規則性がないように変更すれば、自機の送信信号のパラメータを、他機の送信信号のパラメータとは異なるものにすることができる。この場合、信号判別ステップにおいて、送信信号におけるパラメータの値の変化に連動して受信信号におけるパラメータの値が同傾向の変化をするか否かを判定すれば、受信信号が自機の発した送信信号の反射波であるか否かを確実に判別することができる。その結果、他機が発した送信信号との混信を防止することができる。

【0025】

請求項１１に記載の発明は、超音波を繰り返し照射することで他機の発した超音波の影響を排除し、自機の発した超音波に基づいて対象物を検知する装置を制御するコンピュータに、周波数、送信間隔、振幅及びバースト長を含む複数種類のパラメータにて規定される超音波のバースト波の前記パラメータの種類及び値の変更を行うパラメータ変更ステップと、パラメータが変更された前記バースト波を送信信号として超音波センサに送信させる送信ステップと、前記送信信号の反射波を受信信号として前記超音波センサに受信させる受信ステップと、前記パラメータの値の変化に連動して前記受信信号における当該パラメータの値が同傾向の変化をするか否かの判定を行い、連動しない場合の前記受信信号を自機の発した前記送信信号の反射波ではないと判別して排除する信号判別ステップとを順次複数回実行させるための超音波検知プログラムをその要旨とする。

【0026】

従って、請求項１１に記載の発明によると、超音波検知プログラムに基づいてパラメータ変更ステップを実行させ、送信信号におけるパラメータの種類及び値のうちの少なくともいずれか一方を規則性がないように変更すれば、自機の送信信号のパラメータを、他機の送信信号のパラメータとは異なるものにすることができる。この場合、超音波検知プログラムに基づいて信号判別ステップを実行させ、送信信号におけるパラメータの値の変化に連動して受信信号におけるパラメータの値が同傾向の変化をするか否かを判定すれば、受信信号が自機の発した送信信号の反射波であるか否かを確実に判別することができる。その結果、他機が発した送信信号との混信を防止することができる。

【発明の効果】

【0027】

以上詳述したように、請求項１〜９に記載の発明によると、他機が発した超音波との混信を防止することができる超音波検知装置を提供することができる。また、請求項１０に記載の発明によると、他機が発した超音波との混信を防止することができる超音波検知方法を提供することができる。さらに、請求項１１に記載の発明によると、他機が発した超音波との混信を防止することができる超音波検知プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１実施形態の魚群探知機が搭載された漁船を示す説明図。

【図2】魚群探知機を示す概略構成図。

【図3】超音波センサを示す断面図。

【図4】魚群探知機の電気的構成を示すブロック図。

【図5】送信信号を示すタイムチャート。

【図6】送信間隔変化量パターン振分テーブル。

【図7】制御装置のＣＰＵにて行われる演算処理を示すフローチャート。

【図8】制御装置のＣＰＵにて行われる演算処理を示すフローチャート。

【図9】周波数変化量パターン振分テーブル。

【図10】第３実施形態における魚群探知機の電気的構成を示すブロック図。

【図11】第４実施形態における魚群探知機の電気的構成を示すブロック図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0029】

［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

【0030】

図１に示されるように、本実施形態の魚群探知機１１（超音波検知装置）は、漁船１０（船舶）の船底部に搭載されて使用される。魚群探知機１１は、自船（自機）が水中に照射した超音波Ｗに基づいて、水中に存在する魚群などの対象物Ａ１を検知する装置である。

【0031】

図２に示されるように、魚群探知機１１は、第１の超音波センサ２１と、同第１の超音波センサ２１とは別に設けられた第２の超音波センサ２２とを備えている。両超音波センサ２１，２２は、ともに同じ構造を有するセンサである。但し、第１の超音波センサ２１の周波数帯域は、第２の超音波センサ２２の周波数帯域よりも広くなっている。詳述すると、本実施形態の第１の超音波センサ２１の周波数帯域は、下限の周波数（下限周波数ｆ１）が例えば１４０ｋＨｚとなり、上限の周波数（上限周波数ｆ２）が例えば２４０ｋＨｚとなる周波数の範囲である。この場合、下限周波数ｆ１と上限周波数ｆ２との中間値を示す中心周波数ｆｍは１９０ｋＨｚ程度となり、下限周波数ｆ１と上限周波数ｆ２との差を示す周波数帯域幅Δｆは１００ｋＨｚ程度となる。そして、周波数帯域幅Δｆと中心周波数ｆｍとの比を示す比帯域Δｆ／ｆｍは、約５３％となる。一方、本実施形態の第２の超音波センサ２２の周波数帯域は、下限周波数ｆ１が例えば１８０ｋＨｚとなり、上限周波数ｆ２が例えば２２０ｋＨｚとなる周波数の範囲である。この場合、中心周波数ｆｍは２００ｋＨｚ程度となり、周波数帯域幅Δｆは４０ｋＨｚ程度となるため、比帯域Δｆ／ｆｍは２０％程度となる。

【0032】

図３に示されるように、超音波センサ２１，２２は、音響整合層２３及び圧電素子２４を備えている。音響整合層２３は、例えば、ガラスエポキシ（ＦＲ−４）を用いて形成された円板状の樹脂製板状物である。また、圧電素子２４は、例えば、圧電セラミックスであるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いて形成された円板状のセラミックス製板状物である。圧電素子２４は、音響整合層２３に対して接合される前面２５と、前面２５の反対側にある背面２６とを有している。さらに、圧電素子２４の前面２５には前面側電極層（図示略）が形成され、圧電素子２４の背面２６には背面側電極層（図示略）が形成されている。本実施形態では、圧電素子２４の前面２５全体が、前面側電極層及び接着剤層（図示略）を介して音響整合層２３に接合されている。

【0033】

そして、超音波センサ２１，２２は、圧電素子２４をケース３０内に収容することにより構成される。詳述すると、ケース３０は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）などの樹脂材料を用いて一端が開口する有底円筒状に形成されている。なお、ケース３０の開口部は、超音波センサ２１，２２の音響整合層２３によって閉塞される。

【0034】

また、図３に示されるように、圧電素子２４の前面側電極層には第１のリード線３１が接続され、圧電素子２４の背面側電極層には第２のリード線３２が接続されている。第１のリード線３１は、前面側電極層から外側に延出された側面端子（図示略）に対してはんだ付けなどにより接続されている。第２のリード線３２は、背面側電極層の外周部に対してはんだ付けなどにより接続されている。そして、第１のリード線３１及び第２のリード線３２は、配線チューブ３３によって結束され、ケース３０外に引き出される。

【0035】

次に、魚群探知機１１の電気的構成について説明する。

【0036】

図４に示されるように、魚群探知機１１は、装置全体を統括的に制御する制御装置４０を備えている。制御装置４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ４１は、送信回路４４を介して第１の超音波センサ２１に電気的に接続され、受信回路４５を介して第２の超音波センサ２２に電気的に接続されている。送信回路４４は、第１の超音波センサ２１に対して電気信号を出力して、第１の超音波センサ２１を駆動させるようになっている。その結果、第１の超音波センサ２１は、超音波Ｗのバースト波を送信信号Ｗ１として照射（送信）する。また、第２の超音波センサ２２は、超音波Ｗの反射波を受信信号Ｗ２として受信する。受信回路４５には、第２の超音波センサ２２で受信信号Ｗ２を受信したことを契機として生成される電気信号が入力されるようになっている。そして、受信回路４５に入力された電気信号は、ＣＰＵ４１に入力される。

【0037】

なお、図５に示される送信信号Ｗ１は、周波数ｆ、送信間隔Ｌ１、振幅Ｌ２、バースト長Ｌ３及び音圧を含む複数種類のパラメータにて規定される。送信間隔Ｌ１は、最初のバースト波の始点から次のバースト波の始点までの長さを示している。バースト長Ｌ３は、１つのバースト波の始点から終点までの長さを示している。

【0038】

また、図４に示されるＲＡＭ４３のタイマ記憶領域には、魚群探知機１１の動作中に適宜書き換えられる各種のタイマが記憶（設定）されている。さらに、ＲＡＭ４３の乱数記憶領域には、送信信号Ｗ１のパラメータの決定等に用いる各種乱数が記憶されている。また、ＲＯＭ４２には、送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１の変化量（ｍｓ）を示す複数の送信間隔変化量パターンＰａ−１〜Ｐａ−８が振り分けられた送信間隔変化量パターン振分テーブル（図６参照）が記憶されている。

【0039】

そして、ＣＰＵ４１は、送信回路４４に対して第１の超音波センサ２１から送信信号Ｗ１を照射させる制御を行う。また、ＣＰＵ４１は、第２の超音波センサ２２が反射波を受信したことを契機として生成される受信信号Ｗ２を、受信回路４５を介して受信する。なお、受信信号Ｗ２が入力されると、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２にて特定される受信情報（パラメータ等）をＲＡＭ４３の記憶領域に記憶する。

【0040】

さらに、図４に示されるＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１を送信してから受信信号Ｗ２を受信するまでの時間（到達時間ｔ）に基づいて対象物Ａ１までの距離を算出する。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、第１の超音波センサ２１が送信信号Ｗ１の送信を開始すると、タイマ（０ｍｓ）をＲＡＭ４３のタイマ記憶領域に設定（記憶）する。また、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の送信開始時に設定したタイマを割込み（例えば４ｍｓ）ごとに加算する。そして、第２の超音波センサ２２が受信信号Ｗ２を受信すると、ＣＰＵ４１は、タイマを停止させ、その時点における時間（到達時間ｔ）と超音波Ｗの音速との積を算出し、算出した積の２分の１を対象物Ａ１までの片道距離とする。

【0041】

そして、ＣＰＵ４１は、乱数抽選によって選択したパターンに基づいて、送信信号Ｗ１における送信間隔Ｌ１（パラメータ）の値を規則性がないように変更する。即ち、ＣＰＵ４１は、『パラメータ変更手段』としての機能を有している。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、算出した距離が短いときほど送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を短くする処理を行い、算出した距離が長いときほど送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を長くする処理を行う。本実施形態では、算出した距離が例えば１０ｍ未満になるときに送信間隔Ｌ１を短くする処理を行い、算出した距離が例えば１０ｍ以上になるときに送信間隔Ｌ１を長くする処理を行う。詳述すると、算出した距離が１０ｍ未満になる場合、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３から取得した送信間隔振分用乱数の値に基づき、送信間隔変化量パターン振分テーブル（図６参照）に振り分けられている送信間隔変化量パターンＰａ−１〜Ｐａ−８のうち、変化量が負（本実施形態では、−０．１ｍｓ、−０．２ｍｓ、−０．３ｍｓ、−０．４ｍｓ）となる複数の送信間隔変化量パターンＰａ−１〜Ｐａ−４の中から１つの送信間隔変化量パターンを決定する。一方、算出した距離が１０ｍ以上になる場合、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３から取得した送信間隔振分用乱数の値に基づき、送信間隔変化量パターン振分テーブルに振り分けられている送信間隔変化量パターンＰａ−１〜Ｐａ−８のうち、変化量が正（本実施形態では、＋０．１ｍｓ、＋０．２ｍｓ、＋０．３ｍｓ、＋０．４ｍｓ）となる複数の送信間隔変化量パターンＰａ−５〜Ｐａ−８の中から１つの送信間隔変化量パターンを決定する。そして、ＣＰＵ４１は、決定した送信間隔変化量パターンをＲＡＭ４３に記憶する。さらに、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶されている送信間隔変化量パターンが示す送信間隔Ｌ１の変化量に基づいて、送信信号Ｗ１における送信間隔Ｌ１の値の変更を行う。

【0042】

そして、図４に示されるＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１における送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して、受信信号Ｗ２における送信間隔（即ち、受信間隔）の値が同傾向の変化をするか否かを判定する。具体的に言うと、送信間隔Ｌ１を短くする場合、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶されている受信情報が示す受信間隔が、送信間隔Ｌ１が短くなるのに連動して短くなるか否かを判定する。なお、受信間隔の短縮量が送信間隔Ｌ１の短縮量とは異なる場合でも、ＣＰＵ４１は、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信間隔の値が同傾向の変化をしていると判定する。一方、送信間隔Ｌ１を長くする場合、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶されている受信情報が示す受信間隔が、送信間隔Ｌ１が長くなるのに連動して長くなるか否かを判定する。なお、受信間隔の延長量が送信間隔Ｌ１の延長量とは異なる場合でも、ＣＰＵ４１は、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信間隔の値が同傾向の変化をしていると判定する。

【0043】

そして、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信間隔の値が同傾向の変化をしていると判定された場合、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると推定する。一方、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信間隔の値が同傾向の変化をしていないと判定された場合、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波ではないと判別して排除（即ち、受信信号Ｗ２をノイズとして無視）する。即ち、ＣＰＵ４１は、『信号判別手段』としての機能を有している。

【0044】

また、図４に示されるＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１における周波数ｆ（パラメータ）の値を変更する。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、第２の超音波センサ２２が受信する受信信号Ｗ２のうち、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信間隔の値が同傾向の変化をする受信信号Ｗ２を選定する。次に、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の周波数ｆと選定した受信信号Ｗ２の周波数ｆ´とを比較する。そして、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が送信信号Ｗ１の周波数ｆよりも高い場合に、送信信号Ｗ１の周波数ｆを低くする処理を行う一方、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が送信信号Ｗ１の周波数ｆよりも低い場合に、送信信号Ｗ１の周波数ｆを高くする処理を行う。また、ＣＰＵ４１は、感度が最大となる中心周波数ｆｍ（本実施形態では、２００ｋＨｚ程度）付近にて第２の超音波センサ２２が受信信号Ｗ２を受信可能となるように、送信信号Ｗ１の周波数ｆの変化量を決定する。

【0045】

詳述すると、自船と対象物Ａ１とが相対的に移動している状況下では、ドップラーシフトが生じる。よって、対象物Ａ１が例えば相対速度ｖで近付いている場合、ＣＰＵ４１は、音速をＶとしたときに、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´を、ｆ´＝ｆ×（Ｖ＋ｖ）／（Ｖ−ｖ）の式から算出する。仮に、ｆ＝１８０ｋＨｚ、Ｖ＝１５００ｍ／ｓ、ｖ＝１０ｍ／ｓとした場合には、ｆ´≒１８２．４ｋＨｚとなる。一方、対象物Ａ１が例えば相対速度ｖで遠ざかっている場合、ＣＰＵ４１は、周波数ｆ´を、ｆ´＝ｆ×（Ｖ−ｖ）／（Ｖ＋ｖ）の式から算出する。対象物Ａ１が相対速度ｖで近付いている場合と同様の条件とした場合には、ｆ´≒１７７．６ｋＨｚとなる。

【0046】

次に、図４に示されるＣＰＵ４１は、次回の送信に用いる送信信号Ｗ１の周波数ｆを、ドップラーシフト分を相殺するように変更する。上記したように、送信信号Ｗ１の周波数ｆが１８０ｋＨｚであって、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が約１８２．４ｋＨｚであると算出された場合、即ち、対象物Ａ１が近付いている場合、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が１８０ｋＨｚとなるように、送信信号Ｗ１の周波数ｆを２．４ｋＨｚ程度低くする制御を行う。一方、送信信号Ｗ１の周波数ｆが１８０ｋＨｚであって、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が約１７７．６ｋＨｚであると算出された場合、即ち、対象物Ａ１が遠ざかっている場合、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が１８０ｋＨｚとなるように、送信信号Ｗ１の周波数ｆを２．４ｋＨｚ程度高くする制御を行う。

【0047】

そして、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して、受信信号Ｗ２における周波数ｆ´の値が同傾向の変化をするか否かを判定する。具体的に言うと、送信信号Ｗ１の周波数ｆを低くする場合、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶されている受信情報が示す受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が、送信信号Ｗ１の周波数ｆが低くなるのに連動して低くなるか否かを判定する。なお、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´の低下量が送信信号Ｗ１の周波数ｆの低下量とは異なる場合でも、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２の周波数ｆ´の値が同傾向の変化をしていると判定する。一方、送信信号Ｗ１の周波数ｆを高くする場合、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶されている受信情報が示す受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が、送信信号Ｗ１の周波数ｆが高くなるのに連動して高くなるか否かを判定する。なお、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´の上昇量が送信信号Ｗ１の周波数ｆの上昇量とは異なる場合でも、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２の周波数ｆ´の値が同傾向の変化をしていると判定する。

【0048】

そして、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２における周波数ｆ´の値が同傾向の変化をしていると判定された場合、図４に示されるＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると推定する。その後、ＣＰＵ４１は、自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると推定した受信信号Ｗ２に対して演算処理を継続する。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１に連動すると判定された受信信号Ｗ２を用いて、送信信号Ｗ１を送信してから受信信号Ｗ２を受信するまでの時間（到達時間ｔ）を計測する。そして、ＣＰＵ４１は、計測した到達時間ｔに基づいて、自船から対象物Ａ１までの距離Ｌを、Ｌ＝Ｖ×ｔ／２の式から算出する。また、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１に連動すると判定された受信信号Ｗ２を用いて、送信信号Ｗ１の周波数ｆと受信信号Ｗ２の周波数ｆ´とに基づき、自船と対象物Ａ１との相対速度ｖを、上記したドップラーシフトの式（ｆ´＝ｆ×（Ｖ＋ｖ）／（Ｖ−ｖ）またはｆ´＝ｆ×（Ｖ−ｖ）／（Ｖ＋ｖ））から算出する。

【0049】

一方、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２における周波数ｆ´の値が同傾向の変化をしていないと判定された場合、図４に示されるＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２が自船の発した送信信号Ｗ１の反射波ではない（即ち、混信が生じている）と判別して、受信信号Ｗ２を排除（即ち、受信信号Ｗ２をノイズとして無視）する。

【0050】

次に、水中に超音波Ｗ（送信信号Ｗ１）を繰り返し照射することで他船（他機）の発した超音波Ｗ３（図２参照）の影響を排除し、自船（魚群探知機１１）が発した超音波Ｗに基づいて対象物Ａ１（図１参照）を検知する方法（超音波検知方法）を説明する。ここでは、制御装置４０のＣＰＵ４１によって行われる処理（演算処理）を説明する。なお、この処理は、超音波検知プログラムに基づいて実行される。超音波検知プログラムは、ＣＰＵ４１に対して、パラメータ変更ステップ、送信ステップ、受信ステップ及び信号判別ステップを順次複数回実行させるためのものである。

【0051】

まず、魚群探知機１１の電源（図示略）をオンする。次に、図７に示されるステップＳ１０において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１のパラメータ、具体的には、周波数ｆ、送信間隔Ｌ１（図５参照）、バースト長Ｌ３（図５参照）及び音圧を決定して、ステップＳ２０の処理へ移行する。ステップＳ２０において、ＣＰＵ４１は、送信回路４４から第１の超音波センサ２１に対して電圧（電気信号）を印加（出力）させる制御を行い、第１の超音波センサ２１を駆動させる。その結果、第１の超音波センサ２１を構成する圧電素子２４が振動し、第１の超音波センサ２１から水中に対して超音波Ｗのバースト波が送信信号Ｗ１として照射（送信）される。

【0052】

そして、送信信号Ｗ１が対象物Ａ１に到達すると、送信信号Ｗ１は、対象物Ａ１で反射して反射波となり、魚群探知機１１に向かって伝搬し、受信信号Ｗ２として第２の超音波センサ２２に入力（受信）される。その後、第２の超音波センサ２２が受信した受信信号Ｗ２は、電気信号に変換され、受信回路４５を介してＣＰＵ４１に入力される。

【0053】

続くステップＳ３０において、ＣＰＵ４１は、第２の超音波センサ２２が受信した受信信号Ｗ２の中に、周波数ｆ´（周波数ｆ）及び受信間隔（送信間隔Ｌ１）が送信信号Ｗ１に近い信号があるか否かを判定する。本実施形態において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１との周波数ｆ（周波数ｆ´）の差が５％未満であって、送信信号Ｗ１との送信間隔Ｌ１（受信間隔）の差が５％未満である受信信号Ｗ２があるか否かを判定する。送信信号Ｗ１に近い受信信号Ｗ２がない場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、ＣＰＵ４１はステップＳ４０の処理へ移行する。ステップＳ４０において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の音圧を上昇させる処理を行う。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１に近い受信信号Ｗ２を受信できるまで、制御装置４０の能力の範囲内で送信信号Ｗ１の振幅を大きくする。

【0054】

その後、ＣＰＵ４１はステップＳ２０の処理へ移行する。なお、ステップＳ２０，Ｓ３０，Ｓ４０の順番に行われる処理は、周波数ｆ´（周波数ｆ）及び受信間隔（送信間隔Ｌ１）が送信信号Ｗ１に近い受信信号Ｗ２を受信できるまでの間繰り返される。そして、送信信号Ｗ１に近い受信信号Ｗ２を受信できた時点で（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の対象となる受信波の中で比較的近距離で着目すべき反射波を選定し、その受信波の振幅が信号処理に適正な範囲となるように、送信信号Ｗ１の振幅を調整する。その後、ＣＰＵ４１は、ステップＳ５０の処理へ移行する。

【0055】

ステップＳ５０において、ＣＰＵ４１は、ステップＳ３０において見つけた受信信号Ｗ２を自船からの送信信号Ｗ１の反射波であると仮定する。そして、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１を送信してから受信信号Ｗ２を受信するまでの時間（到達時間ｔ）を計測し、計測した到達時間ｔに基づいて、自船から対象物Ａ１までの距離Ｌを算出する。

【0056】

続くステップＳ６０（パラメータ変更ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１のバースト波の送信間隔Ｌ１（パラメータ）の値を変更する処理を行う。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、対象物Ａ１までの距離Ｌが短い場合（例えば１０ｍ未満である場合）に、送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を短くする。詳述すると、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３から取得した送信間隔振分用乱数の値に基づき、送信間隔変化量パターン振分テーブル（図６参照）に振り分けられている送信間隔変化量パターンＰａ−１〜Ｐａ−８のうち、変化量が負（−）となる複数の送信間隔変化量パターンＰａ−１〜Ｐａ−４の中から１つの送信間隔変化量パターンを決定する。また、ＣＰＵ４１は、対象物Ａ１までの距離Ｌが長い場合（例えば１０ｍ以上である場合）に、送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を長くする。詳述すると、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３から取得した送信間隔振分用乱数の値に基づき、送信間隔変化量パターン振分テーブルに振り分けられている送信間隔変化量パターンＰａ−１〜Ｐａ−８のうち、変化量が正（＋）となる複数の送信間隔変化量パターンＰａ−５〜Ｐａ−８の中から１つの送信間隔変化量パターンを決定する。

【0057】

続くステップＳ７０（送信ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信間隔Ｌ１が変更されたバースト波を送信信号Ｗ１として送信し、ステップＳ８０の処理へ移行する。ステップＳ８０（受信ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の反射波を受信信号Ｗ２として受信し、ステップＳ９０の処理へ移行する。

【0058】

ステップＳ９０（信号判別ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信信号Ｗ２における送信間隔（受信間隔）の値が同傾向の変化をするか否かを判定する。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、ステップＳ６０において送信間隔Ｌ１を短くした場合に、受信信号Ｗ２の受信間隔が、送信間隔Ｌ１が短くなるのに連動して短くなるか否かを判定する。一方、ＣＰＵ４１は、ステップＳ６０において送信間隔Ｌ１を長くした場合に、受信信号Ｗ２の受信間隔が、送信間隔Ｌ１が長くなるのに連動して長くなるか否かを判定する。

【0059】

そして、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信信号Ｗ２の受信間隔の値が同傾向の変化をしないと判定された場合（ステップＳ９０：ＮＯ）、ＣＰＵ４１はステップＳ１００の処理へ移行する。ステップＳ１００（信号判別ステップ）において、ＣＰＵ４１は、連動しない受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波ではないと判別して排除（即ち、受信信号Ｗ２をノイズとして無視）する処理を行う。また、連動している受信信号Ｗ２を全く検知できない場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ４０の処理へ移行する。

【0060】

一方、ステップＳ９０において、送信間隔Ｌ１の値の変化に連動して受信信号Ｗ２の受信間隔の値が同傾向の変化をすると判定された場合（ステップＳ９０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると推定し、図８に示されるステップＳ１１０の処理へ移行する。ステップＳ１１０（パラメータ変更ステップ）において、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の判別に用いる送信信号Ｗ１のパラメータの種類を、送信間隔Ｌ１から周波数ｆに変更する。そして、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の周波数ｆと受信信号Ｗ２の周波数ｆ´とを比較し、ステップＳ１２０の処理へ移行する。

【0061】

ステップＳ１２０（パラメータ変更ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１のバースト波の周波数ｆ（パラメータ）の値を変更する処理を行う。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が送信信号Ｗ１の周波数ｆよりも高い場合に、送信信号Ｗ１の周波数ｆを低くする。また、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が送信信号Ｗ１の周波数ｆよりも低い場合に、送信信号Ｗ１の周波数ｆを高くする。なお、自船と対象物Ａ１とが相対的に移動している状況下では、ドップラーシフトが生じる。よって、対象物Ａ１が例えば相対速度ｖで近付いている場合、ＣＰＵ４１は、音速をＶとしたときに、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´を、ｆ´＝ｆ×（Ｖ＋ｖ）／（Ｖ−ｖ）の式から算出する。この場合、算出した周波数ｆ´は、送信信号Ｗ１の周波数ｆよりも大きくなる。そして、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の周波数ｆを、ドップラーシフト分を相殺するように変更する。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が現時点の送信信号Ｗ１の周波数ｆと等しくなるように、送信信号Ｗ１の周波数ｆを低くする制御を行う。

【0062】

一方、対象物Ａ１が例えば相対速度ｖで遠ざかっている場合、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´を、ｆ´＝ｆ×（Ｖ−ｖ）／（Ｖ＋ｖ）の式から算出する。この場合、算出した周波数ｆ´は、周波数ｆよりも小さくなる。そして、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が現時点の送信信号Ｗ１の周波数ｆと等しくなるように、送信信号Ｗ１の周波数ｆを高くする制御を行う。

【0063】

続くステップＳ１３０（送信ステップ）において、ＣＰＵ４１は、周波数ｆが変更されたバースト波を送信信号Ｗ１として送信し、ステップＳ１４０の処理へ移行する。ステップＳ１４０（受信ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の反射波を受信信号Ｗ２として受信し、ステップＳ１５０の処理へ移行する。

【0064】

ステップＳ１５０（信号判別ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２における周波数ｆ´の値が同傾向の変化をするか否かを判定する。具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１２０において送信信号Ｗ１における周波数ｆを低くした場合に、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が、送信信号Ｗ１における周波数ｆが低くなるのに連動して低くなるか否かを判定する。一方、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１２０において送信信号Ｗ１における周波数ｆを高くした場合に、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が、送信信号Ｗ１における周波数ｆが高くなるのに連動して高くなるか否かを判定する。

【0065】

そして、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２の周波数ｆ´の値が同傾向の変化をしないと判定された場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、ＣＰＵ４１はステップＳ１６０の処理へ移行する。ステップＳ１６０（信号判別ステップ）において、ＣＰＵ４１は、連動しない受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波ではないと判別して排除（即ち、受信信号Ｗ２をノイズとして無視）する処理を行う。その後、ＣＰＵ４１は、ここでの処理を終了する。

【0066】

一方、ステップＳ１５０において、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が同傾向の変化をすると判定された場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると判別する。なお、この時点で、対象物Ａ１が探知される。即ち、本実施形態では、パラメータ変更ステップ（ステップＳ６０またはステップＳ１２０）、送信ステップ（ステップＳ７０またはステップＳ１３０）、受信ステップ（ステップＳ８０またはステップＳ１４０）及び信号判別ステップ（ステップＳ９０，Ｓ１００またはステップＳ１５０，Ｓ１６０）を順次２回繰り返して実行することにより、対象物Ａ１を探知する。

【0067】

続くステップＳ１７０において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１に連動すると判定された受信信号Ｗ２を用いて、送信信号Ｗ１を送信してから受信信号Ｗ２を受信するまでの時間（到達時間ｔ）を計測し、計測した到達時間ｔに基づいて、自船から対象物Ａ１までの距離Ｌを算出する。続くステップＳ１８０において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１に連動すると判定された受信信号Ｗ２を用いて、送信信号Ｗ１の周波数ｆと受信信号Ｗ２の周波数ｆ´との差に基づいて相対速度ｖを算出する。続くステップＳ１９０において、ＣＰＵ４１は、算出した対象物Ａ１までの距離Ｌと相対速度ｖとに基づいて、所望の動作（本実施形態では、魚群などの対象物Ａ１の捕獲）に関するフィードバックを行う。例えば、距離Ｌが短く、相対速度ｖが小さい場合は、他船との衝突リスクが高いため、送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を短くすることにより、受信信号Ｗ２の受信間隔（観測間隔）を短くする。そして、ＣＰＵ４１は、ここでの処理を終了する。

【0068】

その後、作業者が電源をオフすると、制御装置４０により送信回路４４及び受信回路４５が停止し、送信信号Ｗ１の照射及び受信信号Ｗ２の受信が終了する。

【0069】

なお、上記のステップＳ１５０において、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が同傾向の変化をすると判定された場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、必要であれば（まだ混信の疑いが残るようであれば）、バースト長Ｌ３の値の変更を行ってもよい。この場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１５０の直後にステップＳ２１０（パラメータ変更ステップ）を行い、送信信号Ｗ１のバースト長Ｌ３を変更する処理を行う。ところで、残響の発生、自船近傍における複数の対象物Ａ１の存在、超音波Ｗの伝搬経路の広がり等の要因により、送信信号Ｗ１のバースト長Ｌ３よりも受信信号Ｗ２のバースト長が長くなることが度々発生する。そこで、本実施形態では、送信信号Ｗ１のバースト長Ｌ３と比較して、受信信号Ｗ２のバースト長が予め認識している残響の長さ分以上に長い場合に、ＣＰＵ４１は、バースト長Ｌ３を短くする処理を行う。このようにすれば、対象物Ａ１が複数ある場合であっても、受信信号Ｗ２（反射波）の分離を試みることができる。また、状況として可能であれば、ＣＰＵ４１は、反射波の分離ができる範囲内で送信信号Ｗ１のバースト長Ｌ３を変更する。

【0070】

続くステップＳ２２０（送信ステップ）において、ＣＰＵ４１は、バースト長Ｌ３が変更されたバースト波を送信信号Ｗ１として送信し、ステップＳ２３０の処理へ移行する。ステップＳ２３０（受信ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１の反射波を受信信号Ｗ２として受信し、ステップＳ２４０の処理へ移行する。

【0071】

ステップＳ２４０（信号判別ステップ）において、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１におけるバースト長Ｌ３の値の変化に連動して受信信号Ｗ２におけるバースト長の値が同傾向の変化をするか否かを判定する。そして、送信信号Ｗ１におけるバースト長Ｌ３の値の変化に連動して受信信号Ｗ２のバースト長の値が同傾向の変化をしないと判定された場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、ＣＰＵ４１はステップＳ１６０の処理へ移行する。一方、送信信号Ｗ１におけるバースト長Ｌ３の値の変化に連動して受信信号Ｗ２のバースト長が同傾向の変化をすると判定された場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１はステップＳ１７０の処理へ移行する。

【0072】

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

【0073】

（１）本実施形態の魚群探知機１１では、ＣＰＵ４１が、送信信号Ｗ１におけるパラメータ（送信間隔Ｌ１）の値を不規則に変更している。このため、自船の送信信号Ｗ１のパラメータと同じ変更態様で送信信号のパラメータを変更する別の漁船（他船）が存在したとしても、自船の送信信号Ｗ１のパラメータを、他船の送信信号のパラメータとは異なるものにすることができる。この場合、ＣＰＵ４１が、送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１の変化に連動して受信信号Ｗ２の受信間隔が同傾向の変化をするか否かを判定することにより、受信信号Ｗ２が自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であるか否かを確実に判別することができる。その結果、他船が発した送信信号との混信を防止することができる。

【0074】

（２）本実施形態では、パラメータの種類を変えて２段階のパラメータ値の連動判定（具体的には、送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１の変化に連動して受信信号Ｗ２の受信間隔が同傾向の変化をするか否かの判定と、送信信号Ｗ１の周波数ｆの変化に連動して受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が同傾向の変化をするか否かの判定）を行っている。そして、両判定の判定結果が全て肯定となるときにはじめて、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると判別している。その結果、パラメータの判定を１段階しか行わない場合に比べて、受信信号Ｗ２の判別が正確に行われるため、他船が発した送信信号との混信を確実に防止することができる。

【0075】

（３）特許文献４に記載の従来技術には、“超音波信号の送波周波数を切替えることにより、雑音（ノイズ）と、移動体に反射して受波された受波信号とを識別する識別手段”が開示されている。しかし、複数の移動体がそれぞれ同じ超音波検知装置（超音波センサ）を搭載してセンシングを行っている状況下においては、混信を避けることができない。何故なら、各移動体が相対的に移動している状況下ではドップラーシフトが生じるため、受信した超音波が、周波数を切り替えた超音波であるのか、ドップラーシフトの影響を受けた超音波であるのかを判別することは困難だからである。この場合、他機の発した送信信号を自機の発した送信信号の反射波であると誤判定してしまうという問題がある。

【0076】

一方、本実施形態では、受信信号Ｗ２のパラメータの値が送信信号Ｗ１のパラメータの値の変化に連動していなければ、受信信号Ｗ２がドップラーシフトの影響を受けているか否かにかかわらず、その受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波ではないと判別して排除することができる。このため、他船が発した送信信号との混信を確実に防止することができる。

【0077】

（４）特許文献５には、送信する超音波（送信信号）にＩＤ番号を付与したり、送信信号にＦＭ変調（周波数変調）を施したりすることにより、自機の送信信号の反射波（受信信号）を判別しやすくする技術が開示されている。なお、ＩＤ番号を利用した反射波の判別方法は、例えば、“予め準備しておいた鍵と一致する反射波を、自機の送信信号の反射波と認識する”という考え方と同様であると言える。しかしながら、鍵の数は有限であるため、多くの反射波を判別することは困難である。また、特許文献５では、ＦＭ変調などの複雑な信号処理を行う必要があるため、送受信回路が大きくなり、超音波検知装置が高価でかつ重くなる傾向にある。

【0078】

一方、本実施形態の超音波検知装置（魚群探知機１１）は、送信信号Ｗ１に元々規定されているパラメータ（送信間隔Ｌ１や周波数ｆ等）の値を変更するだけで、反射波（受信信号Ｗ２）の判別を行っているため、ＩＤ番号を付与したり、複雑な信号処理を行ったりする必要はない。よって、超音波検知装置を比較的安価に製造することができ、かつ超音波検知装置の軽量化を図ることができる。ゆえに、本実施形態の超音波検知装置は、空中移動する空中ドローン等への搭載に適したものとなる。

【0079】

（５）本実施形態では、超音波Ｗを送受信する超音波センサを、送信信号Ｗ１を送信する第１の超音波センサ２１と、受信信号Ｗ２を受信する第２の超音波センサ２２とに分けている。この場合、第１の超音波センサ２１から送信信号Ｗ１を送信する際においても、第２の超音波センサ２２は信号を受信可能であるため、送信信号Ｗ１の反射波をそのまま受信信号Ｗ２として受信することができ、送信信号Ｗ１と受信信号Ｗ２との間でパラメータの比較（送信間隔Ｌ１と受信間隔との比較や、周波数ｆと周波数ｆ´との比較）を確実に行うことができる。また、環境の変化や経年劣化によって超音波センサ２１，２２の特性が変わったとしても、パラメータの比較自体は可能であるため、特性の変化に起因する誤判定を防止することができる。

【0080】

［第２実施形態］
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態では、周波数ｆの値の変更態様が第１実施形態とは異なっている。

【0081】

詳述すると、本実施形態の魚群探知機１１では、第１の超音波センサ２１の周波数帯域及び第２の超音波センサ２２の周波数帯域が、ともに、下限周波数ｆ１が１４０ｋＨｚ、上限周波数ｆ２が２４０ｋＨｚとなる周波数の範囲となっている。また、制御装置４０のＲＯＭ４２には、送信信号Ｗ１の周波数ｆの変化量（ｋＨｚ）を示す複数の周波数変化量パターンＰｂ−１〜Ｐｂ−８が振り分けられた周波数変化量パターン振分テーブル（図９参照）が記憶されている。

【0082】

ところで、上記第１実施形態においてステップＳ１５０（図８参照）の処理を行ったにもかかわらず、自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると特定できない受信信号Ｗ２が存在し、その受信信号Ｗ２の周波数ｆ´の値が送信信号Ｗ１の周波数ｆの値に近い場合がある。この場合、本実施形態のＣＰＵ４１は、例えば、乱数抽選によって選択したパターンに基づいて、送信信号Ｗ１における周波数ｆ（パラメータ）の値を、１６０ｋＨｚ〜２２０ｋＨｚの間で規則性がないように変更する。

【0083】

具体的に言うと、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３から取得した周波数振分用乱数の値に基づき、周波数変化量パターン振分テーブル（図９参照）に振り分けられている複数の周波数変化量パターンＰｂ−１〜Ｐｂ−８の中から１つの周波数変化量パターンを決定する。そして、ＣＰＵ４１は、決定した周波数変化量パターンをＲＡＭ４３に記憶する。さらに、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶されている周波数変化量パターンが示す周波数ｆの変化量に基づいて、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変更を行う。

【0084】

次に、ＣＰＵ４１は、送信信号Ｗ１における周波数ｆの値の変化に連動して、受信信号Ｗ２における周波数ｆ´の値が同傾向の変化をするか否かを判定する。そして、周波数ｆの値の変化に連動して周波数ｆ´の値が同傾向の変化をしていると判定された場合、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であると推定する。一方、周波数ｆの値の変化に連動して周波数ｆ´の値が同傾向の変化をしていないと判定された場合、ＣＰＵ４１は、受信信号Ｗ２を自船の発した送信信号Ｗ１の反射波ではないと判別して排除（即ち、受信信号Ｗ２をノイズとして無視）する。

【0085】

［第３実施形態］
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態では、魚群探知機の電気的構成が第１実施形態とは異なっている。

【0086】

詳述すると、図１０に示されるように、本実施形態の魚群探知機５１（超音波検知装置）では、制御装置５２（コンピュータ）のＣＰＵ５３が、学習部５４及び変更動作実行部５５としての機能を有している。また、制御装置５２のＲＡＭ５６は、記憶部５７としての機能を有している。

【0087】

また、学習部５４は、送信信号Ｗ１のパラメータの種類及び値の変更態様に基づいて、受信信号Ｗ２を判別するのに要する時間（判別時間）を短縮する方法を学習する。例えば、学習部５４は、送信信号Ｗ１を規定する複数種類のパラメータ（周波数ｆ、送信間隔Ｌ１、振幅Ｌ２、バースト長Ｌ３、音圧等）のうち、どのパラメータを用いて、どの程度の振り幅（変化量）で変更すれば判別時間Ｔ１を短縮できるかを学習する。詳述すると、まず、学習部５４は、複数種類のパラメータの中から１つのパラメータを選択する。次に、学習部５４は、選択したパラメータの値を変更するパラメータ変更ステップ（図７，図８のステップＳ６０，Ｓ１２０参照）の開始時に、タイマ（０ｍｓ）をＲＡＭ５６のタイマ記憶領域に設定（記憶）する。また、学習部５４は、パラメータ変更ステップの開始時に設定したタイマを割込み（例えば４ｍｓ）ごとに加算する。その後、パラメータの値が変更された送信信号Ｗ１に関して、上記した送信ステップ（ステップＳ７０，Ｓ１３０参照）、受信ステップ（ステップＳ８０，Ｓ１４０参照）、信号判別ステップ（ステップＳ９０，Ｓ１５０参照）を順番に実行させる。そして、信号判別ステップの終了時に、学習部５４は、タイマを停止させ、その時点における時間（判別時間Ｔ１）を計測する。その後、学習部５４は、それぞれのパラメータについて判別時間Ｔ１を計測することにより、「どのパラメータを用いれば判別時間Ｔ１を短縮できるか」についての学習結果Ｇ１を得ることができる。

【0088】

さらに、図１０に示される学習部５４は、上記した複数種類のパラメータのうち、どの順番でパラメータの判定を行えば、受信信号Ｗ２を判別するのに要する時間（判別時間Ｔ２）を短縮できるかを学習する。詳述すると、まず、学習部５４は、複数種類のパラメータの中から１つのパラメータ（例えば、送信間隔Ｌ１）を選択する。次に、学習部５４は、選択したパラメータに関して、パラメータ変更ステップ、送信ステップ、受信ステップ、信号判別ステップを順番に実行させる。また、学習部５４は、パラメータ変更ステップの開始時に、タイマ（０ｍｓ）をＲＡＭ５６のタイマ記憶領域に設定（記憶）し、設定したタイマを割込み（例えば４ｍｓ）ごとに加算する。

【0089】

１回目の信号判別ステップの終了後、学習部５４は、複数種類のパラメータの中から、前回選択したパラメータとは別のパラメータ（例えば、周波数ｆ）を選択し、選択した別のパラメータに関しても、パラメータ変更ステップ、送信ステップ、受信ステップ、信号判別ステップを順番に実行させる。そして、２回目の信号判別ステップの終了時に、学習部５４は、タイマを停止させ、その時点における時間（判別時間Ｔ２）を計測する。その後、学習部５４は、他の組み合わせ（例えば、１回目：バースト長Ｌ３、２回目：送信間隔Ｌ１など）においてもパラメータ変更ステップ、送信ステップ、受信ステップ、信号判別ステップを順番に実行させ、判別時間Ｔ２を計測する。その結果、「どの順番でパラメータの判定を行えば判別時間Ｔ２を短縮できるか」についての学習結果Ｇ２を得ることができる。

【0090】

また、図１０に示される学習部５４は、それぞれのパラメータにおいて、パラメータの値をどのように変更すれば、受信信号Ｗ２を判別するのに要する時間（判別時間Ｔ３）を短縮できるかを学習する。詳述すると、まず、学習部５４は、複数種類のパラメータの中から１つのパラメータ（ここでは、周波数ｆ）を選択する。次に、学習部５４は、パラメータ変更ステップを行い、選択したパラメータの値を大きくする。また、学習部５４は、パラメータ変更ステップの開始時に、タイマ（０ｍｓ）をＲＡＭ５６のタイマ記憶領域に設定（記憶）し、設定したタイマを割込み（例えば４ｍｓ）ごとに加算する。さらに、学習部５４は、送信ステップ、受信ステップ、信号判別ステップを順番に実行させる。そして、信号判別ステップの終了時に、学習部５４は、タイマを停止させ、その時点における時間（判別時間Ｔ３）を計測する。

【0091】

次に、学習部５４は、パラメータ変更ステップにおいて、選択したパラメータ（ここでは、周波数ｆ）の値を小さくした後、送信ステップ、受信ステップ、信号判別ステップを順番に実行させ、判別時間Ｔ３を計測する。そして、学習部５４は、パラメータの値を大きくした場合の計測時間Ｔ３と、パラメータの値を小さくした場合の計測時間Ｔ３とを比較する。その結果、学習部５４は、「パラメータの値をどのように変更すれば判別時間Ｔ３を短縮できるか」についての学習結果Ｇ３を得ることができる。また、学習部５４は、別のパラメータ（送信間隔Ｌ１、振幅Ｌ２、バースト長Ｌ３、音圧等）についても、パラメータの値を大きくした場合と小さくした場合の判別時間Ｔ３をそれぞれ計測して両者を比較することにより、学習結果Ｇ３を得ることができる。なお、本実施形態では、パラメータが連動するか否かを確認する信号判別ステップ（ステップＳ９０，Ｓ１５０参照）を行っているが、信号判別ステップでの誤判別が修正されたか否かの情報も取得し、それを学習結果に含めてもよい。

【0092】

なお、図１０に示される学習部５４は、得られた学習結果Ｇ１〜Ｇ３を示すデータを記憶部５７に記憶する。そして、変更動作実行部５５は、記憶部５７に記憶されている学習結果Ｇ１〜Ｇ３に基づいて、パラメータの種類及び値の変更態様を決定し、その決定した内容に沿ってＣＰＵ５３による変更動作を行わせる。

【0093】

従って、本実施形態によれば、学習部５４による学習結果Ｇ１〜Ｇ３に基づいて、送信信号Ｗ１のパラメータの種類及び値の変更態様が最適化されるため、最適化した内容に沿って送信信号Ｗ１のパラメータを変更することにより、受信信号Ｗ２の判別に要する時間を確実に短縮することができる。しかも、学習部５４による学習機会を多くすれば、送信信号Ｗ１のパラメータの変更態様がより最適化されていくため、受信信号Ｗ２の判別に要する時間をさらに短縮することが可能となる。

【0094】

［第４実施形態］
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第３実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態では、魚群探知機の電気的構成が第３実施形態とは若干異なっている。

【0095】

詳述すると、図１１に示されるように、本実施形態の魚群探知機６１（超音波検知装置）では、制御装置６２（コンピュータ）のＣＰＵ６３が、変更動作実行部６４としての機能を有しているものの、前記第３実施形態の学習部５４としての機能は有していない。また、制御装置６２のＲＡＭ６５は、記憶部６６としての機能を有している。記憶部６６には、前記第３実施形態の学習結果Ｇ１〜Ｇ３と同じ学習結果を示す学習済データが予め記憶されている。そして、変更動作実行部６４は、記憶部６６に記憶されている学習結果に基づいて、パラメータの種類及び値の変更態様を決定し、その決定した内容に沿ってＣＰＵ６３による変更動作を行わせる。

【0096】

従って、本実施形態によれば、記憶部６６に記憶されている学習結果に基づいて、送信信号Ｗ１のパラメータの種類及び値の変更態様が最適化されるため、最適化した内容に沿って送信信号Ｗ１のパラメータを変更することにより、受信信号Ｗ２の判別に要する時間を確実に短縮することができる。

【0097】

なお、上記各実施形態を以下のように変更してもよい。

【0098】

・上記実施形態では、送信信号Ｗ１のパラメータ（送信間隔Ｌ１）の値を規則性がないように変更する一方、送信信号Ｗ１のパラメータの種類を規則的に変更していた（送信間隔Ｌ１→周波数ｆ）。しかし、送信信号Ｗ１のパラメータの種類を規則性がないように変更する一方、送信信号Ｗ１のパラメータの値を規則的に変更するようにしてもよい。また、送信信号Ｗ１におけるパラメータの種類及び値の両方を、規則性がないように変更してもよい。

【0099】

・上記実施形態では、送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１と送信信号Ｗ１の周波数ｆとを変更する処理を行うことにより、受信信号Ｗ２が自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であるか否かを判別していた。しかし、送信間隔Ｌ１を変更する処理及び周波数ｆを変更する処理の少なくとも一方を、送信信号Ｗ１の振幅Ｌ２、バースト長Ｌ３、音圧等を変更する処理に変更することにより、受信信号Ｗ２が自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であるか否かを判別してもよい。また、送信間隔Ｌ１を変更する処理及び周波数ｆを変更する処理に加えて、振幅Ｌ２を変更する処理、バースト長Ｌ３を変更する処理及び音圧を変更する処理の少なくとも１つを行うことにより、受信信号Ｗ２が自船の発した送信信号Ｗ１の反射波であるか否かを判別してもよい。

【0100】

・上記実施形態では、ステップＳ５０〜Ｓ１００の処理（送信間隔Ｌ１を変化させ、その変化に連動して受信信号Ｗ２の受信間隔も変化するか否かを判定する処理）を行った後、ステップＳ１１０〜Ｓ１６０の処理（周波数ｆを変化させ、その変化に連動して受信信号Ｗ２の周波数ｆ´も変化するか否かを判定する処理）を行っていた。しかし、ステップＳ１１０〜Ｓ１６０の処理を行った後、ステップＳ５０〜Ｓ１００の処理を行ってもよい。

【0101】

・上記実施形態では、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いとき（例えば１０ｍ未満である場合）に送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を短くし、対象物Ａ１までの距離Ｌが長いとき（例えば１０ｍ以上である場合）に送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を長くする処理（図７のステップＳ６０参照）を行っていた。しかし、ステップＳ６０において、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いときに送信間隔Ｌ１を大幅に短くし、対象物Ａ１までの距離Ｌが長いときに送信間隔Ｌ１を少しだけ短くする処理を行ってもよい。また、ステップＳ６０において、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いときに送信間隔Ｌ１を少しだけ長くし、対象物Ａ１までの距離Ｌが長いときに送信間隔Ｌ１を大幅に長くする処理を行ってもよい。さらに、ステップＳ６０において、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いときに送信間隔Ｌ１を長くし、対象物Ａ１までの距離Ｌが長いときに送信間隔Ｌ１を短くする処理を行ってもよい。但し、対象物Ａ１が魚群ではなく、他船（他機）である場合には、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いときに送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を短くすることが良い。このようにすれば、受信信号Ｗ２の受信間隔も短くなるため、受信信号Ｗ２の判別を素早く行うことができ、その判別結果に基づいて、他船との衝突を回避する動作を素早く行うことができる。その結果、他船との衝突リスクが低くなる。

【0102】

・上記実施形態では、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いときに送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を短くし、対象物Ａ１までの距離Ｌが長いときに送信信号Ｗ１の送信間隔Ｌ１を長くする処理（図７のステップＳ６０参照）を行っていた。しかし、ステップＳ５０において、受信信号Ｗ２の振幅を測定し、ステップＳ６０において、受信信号Ｗ２の振幅が大きい場合に送信信号Ｗ１の振幅Ｌ２（図５参照）を小さくし、受信信号Ｗ２の振幅が小さい場合に送信信号Ｗ１の振幅Ｌ２を大きくする処理を行ってもよい。このようにすれば、着目している送信信号Ｗ１の反射波である受信信号Ｗ２の振幅が信号処理に適した大きさとなるように、送信信号Ｗ１の振幅Ｌ２が制御される。この場合、受信信号Ｗ２の処理回路である受信回路４５において、受信信号Ｗ２の増幅率の可変範囲を比較的小さくしたり、ＡＤ変換のダイナミックレンジを比較的狭くしたりすることができるため、低コストの受信回路４５を採用することができる。また、受信信号Ｗ２の振幅が大きい場合には送信信号Ｗ１の振幅Ｌ２を小さくするため、不要な騒音の放散を抑え、かつ、必要以上のエネルギーの使用を抑えることができる。逆に、受信信号Ｗ２の振幅が小さい場合には、微弱な受信信号Ｗ２での演算処理を避けるために送信信号Ｗ１の振幅Ｌ２を大きくするため、ＣＰＵ４１による受信信号Ｗ２の判別を確実に行うことができる。

【0103】

・上記実施形態において、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いときに送信信号Ｗ１の周波数ｆを低くする処理を行ってもよい。即ち、対象物Ａ１までの距離Ｌが短くなると、ドップラーシフトにより受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が高くなるため、ドップラーシフトを打ち消すように送信信号Ｗ１の周波数ｆを低くしてもよい。このようにすれば、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´を一定にすることができ、第２の超音波センサ２２の中心周波数ｆｍ付近に受信信号Ｗ２の周波数ｆ´を揃えることができるため、受信信号Ｗ２の周波数ｆ´が第２の超音波センサ２２の周波数帯域を外れることを防止できる。しかも、第２の超音波センサ２２として、比較的狭い周波数帯域を有するものを準備すれば済むため、第２の超音波センサ２２の製造コストを抑えることができる。

【0104】

・上記実施形態において、対象物Ａ１までの距離Ｌが短いときに送信信号Ｗ１の音圧を低くし、対象物Ａ１までの距離Ｌが長いときに送信信号Ｗ１の音圧を高くする処理を行ってもよい。このようにすれば、第２の超音波センサ２２が受信する時点での受信信号Ｗ２の音圧が一定になる。

【0105】

・上記実施形態において、ステップＳ２０とステップＳ３０との間のタイミングで、第２の超音波センサ２２が受信信号Ｗ２を受信したか否かを判定する受信判定ステップを行ってもよい。そして、第２の超音波センサ２２が受信信号Ｗ２を受信していないと判定された場合に、パラメータ変更ステップ（ステップＳ６０，Ｓ１２０，Ｓ２１０）、送信ステップ（ステップＳ７０，Ｓ１３０，Ｓ２２０）、受信ステップ（ステップＳ８０，Ｓ１４０，Ｓ２３０）及び信号判別ステップ（ステップＳ９０，Ｓ１００，Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ２４０）を行わないようにしてもよい。

【0106】

・上記実施形態において、ＣＰＵ４１は、距離Ｌ（図８のステップＳ１７０参照）の時系列での変化量ΔＬと、相対速度ｖ（図８のステップＳ１８０参照）から算出される距離変化量とを比較する処理を行ってもよい。この場合、変化量ΔＬが距離変化量から逸脱していないか否か（即ち、変化量ΔＬの値が距離変化量の値とほぼ等しいか否か）を判定することにより、計測エラーの有無を判定することができる。なお、距離変化量は、相対速度ｖと経過時間Δｔとの積によって求められるものである。

【0107】

・上記第３実施形態の学習部５４は、送信信号Ｗ１のパラメータの種類及び値の変更態様に基づいて、受信信号Ｗ２の判別に要する時間を短縮する方法を学習するものであったが、他の学習を行うものであってもよい。例えば、学習部５４は、受信信号Ｗ２を正確に判別する方法を学習するものであってもよい。詳述すると、学習部５４は、送信信号Ｗ１を規定する複数種類のパラメータ（周波数ｆ、送信間隔Ｌ１、振幅Ｌ２、バースト長Ｌ３、音圧等）のうち、どのパラメータを用いれば受信信号Ｗ２を正確に判別できるかを学習するものであってもよい。また、学習部５４は、複数種類のパラメータのうち、どの順番でパラメータの判定を行えば、受信信号Ｗ２を正確に判別できるかを学習するものであってもよい。さらに、学習部５４は、それぞれのパラメータにおいて、パラメータの値をどのように変更（例えば、加算または減算）すれば、受信信号Ｗ２を正確に判別できるかを学習するものであってもよい。

【0108】

・上記第３実施形態の制御装置５２では、ＣＰＵ５３が学習部５４及び変更動作実行部５５としての機能を有し、ＲＡＭ５６が記憶部５７としての機能を有していた。しかし、制御装置５２とは別の制御装置のＣＰＵが、学習部５４及び変更動作実行部５５としての機能を有していてもよいし、制御装置５２とは別の制御装置のＲＡＭが記憶部５７としての機能を有していてもよい。同様に、上記第４実施形態の制御装置６２では、ＣＰＵ６３が変動動作実行部６４としての機能を有し、ＲＡＭ６５が記憶部６６としての機能を有していた。しかし、制御装置６２とは別の制御装置のＣＰＵが変動動作実行部６４としての機能を有していてもよいし、制御装置６２とは別の制御装置のＲＡＭが記憶部６６としての機能を有していてもよい。

【0109】

・上記第４実施形態では、記憶部６６に、上記第３実施形態の学習結果Ｇ１〜Ｇ３と同じ学習結果を示す学習済データが予め記憶されていた。しかし、学習済データは、Bluetooth （ブルートゥース エスアイジー，インコーポレイテッドの登録商標）、赤外線通信、インターネット回線（電話回線等）などの通信手段を介して制御装置６２に送信されるものであってもよい。また、学習済データは、制御装置６２が備えるＵＳＢ端子にＵＳＢ（Universal Serial Bus）フラッシュメモリ等を接続することにより、制御装置６２に送信されるものであってもよいし、制御装置６２に電気的に接続されたＩＣカードリーダライタにＩＣカード（integrated circuit card ）を装着することにより、制御装置６２に送信されるものであってもよい。

【0110】

・上記第１実施形態では、第１の超音波センサ２１の周波数帯域が第２の超音波センサ２２の周波数帯域よりも広くなっていた。また、上記第２実施形態では、第１の超音波センサ２１の周波数帯域が第２の超音波センサ２２の周波数帯域と同じ広さとなっていた。しかし、第１の超音波センサ２１の周波数帯域は、第２の超音波センサ２２の周波数帯域より狭くてもよい。また、第２の超音波センサ２２で受信信号Ｗ２を受信したことを契機として生成される電気信号が入力される受信回路４５に、増幅回路を設け、受信信号Ｗ２のレベルに合わせて増幅率を調整してもよい。

【0111】

・上記各実施形態では、超音波センサが、送信信号Ｗ１を送信する第１の超音波センサ２１と、受信信号Ｗ２を受信する第２の超音波センサ２２とからなっていた。しかし、超音波センサは、送信信号Ｗ１を送信する機能と受信信号Ｗ２を受信する機能とを有する１つの超音波センサであってもよい。

【0112】

・上記各実施形態では、超音波Ｗの照射方向を変更しない魚群探知機１１，５１，６１が超音波検知装置として用いられていたが、超音波Ｗの照射方向を変更するソナーを超音波検知装置として用いてもよい。なお、超音波Ｗの照射方向を変更する場合には、対象物Ａ１の検知範囲を広くすることができる。また、上記各実施形態の超音波検知装置は、漁船１０に搭載されて用いられていたが、海洋探査船などの他の船舶に搭載して用いてもよい。さらに、超音波検知装置を、空中ドローン、水中ドローン、自動車などのような、船舶とは別の移動体に搭載して用いてもよい。なお、上記各実施形態の対象物Ａ１は魚群であったが、対象物は他の移動体（他機）であってもよい。

【0113】

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

【0114】

（１）請求項１乃至９のいずれか１項において、前記パラメータ変更手段は、前記送信信号の周波数の変化量、及び、前記送信信号の送信間隔の変化量の少なくとも一方を、変化量を示す複数のパターンの中から１つのパターンを選択することにより決定し、決定した変化量に基づいて前記パラメータの値の変更を行うことを特徴とする超音波検知装置。

【0115】

（２）請求項１０において、前記パラメータ変更ステップにおいて前記パラメータの種類を変更する度に、前記信号判別ステップにおいて、前記パラメータの値の変化に連動して前記受信信号における当該パラメータの値が同傾向の変化をするか否かの判定を行い、全ての判定の判定結果が肯定となる場合に、前記受信信号を自機の発した前記送信信号の反射波であると判別することを特徴とする超音波検知方法。

【0116】

（３）請求項１０において、前記超音波センサが前記受信信号を受信したか否かを判定する受信判定ステップを行い、前記超音波センサが前記受信信号を受信してないと判定された場合に、前記パラメータ変更ステップ、前記送信ステップ、前記受信ステップ及び前記信号判別ステップを行わないことを特徴とする超音波検知方法。

【符号の説明】

【0117】

１１，５１，６１…超音波検知装置としての魚群探知機
２１…超音波センサとしての第１の超音波センサ
２２…超音波センサとしての第２の超音波センサ
４０，５２，６２…コンピュータとしての制御装置
４１，５３，６３…パラメータ変更手段及び信号判別手段としてのＣＰＵ
５４…学習部
５７，６６…記憶部
５５，６４…変更動作実行部
Ａ１…対象物
ｆ…送信信号の周波数
ｆ´…受信信号の周波数
ｆｍ…中心周波数
Ｇ１〜Ｇ３…学習結果
Ｌ…対象物までの距離
Ｌ１…送信間隔
Ｌ２…振幅
Ｌ３…バースト長
Ｗ…自機の発した超音波
Ｗ１…送信信号
Ｗ２…受信信号
Ｗ３…他機の発した超音波

【要約】

他機が発した超音波との混信を防止できる超音波検知装置の提供を課題とする。本発明の超音波検知装置１１は、自機の発した超音波Ｗに基づいて対象物Ａ１を検知する装置である。超音波検知装置１１は、超音波センサ２１，２２、パラメータ変更手段及び信号判別手段を備える。超音波センサ２１，２２は、複数種類のパラメータにて規定される超音波Ｗのバースト波を送信信号Ｗ１として送信するとともに、その反射波を受信信号Ｗ２として受信する。パラメータ変更手段は、送信信号Ｗ１のパラメータの変更を複数回行う。信号判別手段は、パラメータの変化に連動して受信信号Ｗ２のパラメータが同傾向の変化をするか否かの判定を行い、連動しない場合の受信信号Ｗ２を自機の発した送信信号Ｗ１の反射波ではないと判別して排除する。選択図：図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】