技術分野
周波数ビームフォーミングを用いて物標を探知する周波数ビームフォーミングソナー、周波数ビームフォーミングソナーの制御方法およびプログラム
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】角度方向の分解能と距離分解能とのバランスがとれたエコー画像を生成可能な周波数ビームフォーミングソナー、周波数ビームフォーミングの制御方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】送受波器10は、各々が送信方向に関連付けられた複数の周波数を有する超音波の送信波TWを水中に送波し、水中の物標により反射された送信波の反射波RWを受波し、反射波RWから受信信号を生成する。フィルタ11aは、フィルタリングされた受信信号の第1時間範囲は、第1帯域幅外の周波数の信号成分が減衰されてフィルタ11aから出力され、フィルタリングされた受信信号の第2時間範囲は、第2帯域幅外の周波数の信号成分が減衰されてフィルタ11aから出力されるように、送信方向ごとに、受信信号をフィルタリングし、フィルタリングされた受信信号を、表示または記憶のために出力する。
【選択図】図2
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
周波数ビームフォーミングソナーでは、角度方向に変化する各々の方向(たとえば、方位方向)と周波数とが予め紐付けられる。このため、受信処理においてエコー信号の周波数を抽出できれば、各周波数のエコー信号を生じさせたエコーの到来方向が分かる。これにより、各方向のエコー信号を得ることができ、水中探知の結果として2次元のエコー画像を生成できる。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明の第1の態様は、送受波器とフィルタとを備える周波数ビームフォーミングソナーに関する。前記送受波器は、各々が送信方向に関連付けられた複数の周波数を有する超音波の送信波を水中に送波し、水中の物標により反射された前記送信波の反射波を受波し、前記反射波から受信信号を生成する。前記フィルタは、フィルタリングされた前記受信信号の第1時間範囲は、第1帯域幅外の周波数の信号成分が減衰されて前記フィルタ・・・ 続きを
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発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋
以上のとおり、本発明によれば、方位分解能と距離分解能とのバランスがとれたエコー画像を生成可能な周波数ビームフォーミングソナー、周波数ビームフォーミングソナーの制御方法およびプログラムを提供することができる。
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示すあくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】
図1は、、送信波の送波状態を模式的に示す図である。
【図2】
、ソナーの構成を示す図である。
【図3】
図3は、、エコー画像の表示処理を示すフローチャートである。
【図4】
図4は、比較例に係る、エコー画像の一例を示す図である。
【図5】
図5(a)は、、周波数ビームフォーミングにおける方位角方向と周波数との関連付けの一例を示す図である。図5(b)は、、所定の角度幅に含まれる送信波の幅と距離との関係を示す図である。
【図6】
図6は、、方位角方向の角度幅と、距離と、送信波の幅との関係を示す表である。
【図7】
図7は、、各方位の受信信号の生成処理を示すフローチャートである。
【図8】
図8は、、フーリエ変換後の受信信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図9】
図9(a)および図9(b)は、それぞれ、異なる帯域幅について受信信号の周波数スペクトルから抽出した周波数成分に逆フーリエ変換を適用して得られたIFFT信号を示す図である。
【図10】
図10(a)および図10(b)は、それぞれ、異なる帯域幅について受信信号の周波数スペクトルから抽出した周波数成分に逆フーリエ変換を適用して得られたIFFT信号を示す図である。
【図11】
図11は、、フィルタにより生成された対象方位の受信信号を示す図である。
【図12】
図12は、、エコー画像の一例を示す図である。
【図13】
図13は、、フィルタの機能ブロックを示す図である。
【図14】
図14は、、フィルタの他の機能ブロックを示す図である。
1 ソナー(周波数ビームフォーミングソナー)
10 送受波器
11 制御部
11a フィルタ
21 FFT
23-1~23-m IFFT
BP1~BPn バンドパスフィルタ
Δf1~Δf4 帯域幅
ΔT1~ΔT2 時間範囲
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