特許 7429448 水中探知装置

(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】

(24)【登録日】2024-01-31

(45)【発行日】2024-02-08

(54)【発明の名称】水中探知装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 15/96 20060101AFI20240201BHJP

   G01S 7/527 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

G01S15/96

G01S7/527

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021128744

(22)【出願日】2021-08-05

(65)【公開番号】P2023023325

(43)【公開日】2023-02-16

【審査請求日】2022-10-24

(73)【特許権者】

【識別番号】517302413

【氏名又は名称】株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110003236

【氏名又は名称】弁理士法人杉浦特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100123973

【弁理士】

【氏名又は名称】杉浦 拓真

(74)【代理人】

【識別番号】100082762

【弁理士】

【氏名又は名称】杉浦 正知

(72)【発明者】

【氏名】松尾 行雄

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２６１８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６５２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ １／７２－Ｇ０１Ｓ １／８２

Ｇ０１Ｓ ３／８０－Ｇ０１Ｓ ３／８６

Ｇ０１Ｓ ５／１８－Ｇ０１Ｓ ５／３０

Ｇ０１Ｓ ７／５２－Ｇ０１Ｓ ７／６４

Ｇ０１Ｓ １５／００－Ｇ０１Ｓ １５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定時間間隔の各ピングで送信信号を発生し、受信信号を受信する超音波送受波器を有し、
送信信号と受信信号の相関解析によって求められた相関値又は受信信号から前記超音波送受波器から対象物までの距離を推定し、
時間的に連続するピング間でそれぞれ推定された距離の差分距離が閾値以下の場合に連結を行い、前記差分距離が前記閾値より大の場合に連結を終了する連結処理と、
前記連結処理によって連結された連結数が所定の範囲内にあるかどうかを判定する判定処理と、
前記判定処理によって前記所定の範囲内に前記連結数があると判定された場合に、連結された受信信号レベルからＴＳを計算する処理と、
計算されたＴＳが前記所定の範囲内の場合に対象物として検出する処理とを有し、
前記判定処理において、観測点の速度と深度に応じて前記所定の範囲を変化させるようにした水中探知装置。

【請求項2】

前記判定処理において、観測点の速度が速い場合、前記所定の範囲の上限が小さく設定され、深度が浅い場合、前記所定の範囲の上限が小さく設定されるようにした請求項１に記載の水中探知装置。

【請求項3】

前記ＴＳを計算する処理では、最大値を含む複数ピングの受信信号レベルの調和平均から前記ＴＳが計算される請求項１又は２に記載の水中探知装置。

【請求項4】

連結された各ピングの受信信号レベルの振幅変化によって対象物らしさを評価する請求項１から３のいずれかに記載の水中探知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波を使用する計量魚群探知機に適用される水中探知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から音響手法を利用した計量魚群探知機が知られている。この計量魚群探知機では、送受波器から送波された超音波の音圧レベルと、魚で反射して戻るエコーの音圧レベルとの比（ＴＳ（TargetStrength）：反射強度）を求め、反射強度ＴＳから魚の体長Ｌが計算される。反射強度ＴＳと魚体長Ｌとの間には、次式の関係が成立する。
ＴＳ＝２０logＬ＋２０logＡ
ここで、Ａは信号周波数と魚種により決まる係数である。

【0003】

例えば特許文献１には、反射強度ＴＳの値を正確に測定することができる技術として、スプリットビーム方式を採用し、エコーの到来角θを算出し、算出された到来角θに応じて、送受波器の指向特性によってエコーの反射強度を補正して正確な反射強度ＴＳを求めることが記載されている。さらに、特許文献１には、ＦＭ（周波数変調）信号からなる時間幅Ｔ１の送信信号を生成するようにしている。

【0004】

また、特許文献２には、第１判定部と、第２判定部と、第３判定部を有し、第１判定、第２判定、および第３判定を満たした場合に、前記ピークが単体魚のエコーによるものであると判定する魚群探知機が記載されている。第１判定部は、エコー信号の振幅がピークとなる時間軸上でのピーク位置および該ピーク位置の振幅値を検出し、エコー信号におけるピーク位置を含み振幅が第１判定用基準値よりも大きな第１範囲を検出し、該第１範囲の時間幅に基づいて、単体魚のエコーであるかを判定する。第２判定部は、エコー信号におけるピーク位置を含み振幅が第２判定用基準値よりも大きな第２範囲を設定し、該第２範囲内での複数方向のエコー信号の位相差に基づいて、単体魚のエコーであるかを判定する。第３判定部は、ピーク位置における前記各チャンネルのエコー信号の振幅の比較結果に基づいて、単体魚のエコーであるかを判定する。

【0005】

さらに、単体エコーの個数を計数し、観測体積で割れば分布密度（以下、単に密度と適宜称する）が得られる。特許文献３には、魚群の密度を求めることが記載されている。受信信号の出力信号を積分処理して魚群の１立方メートル当りの平均体積散乱強度（Ｓｖ）を含む群体推定信号ＧＥＳを生成し、平均体積散乱強度（Ｓｖ）を平均ターゲットストレングス（Ｔｓ）で除算して魚群の分布密度（ｎ）を算出することが記載されている。

【0006】

送信信号のパルス幅が広い場合には、個々の魚からの反射による基本成分の他に、他の魚による干渉成分が現れて、これら基本成分及び干渉成分共大きく変化し（あばれが大）、かつ干渉成分が無視できなくなって、正確な単体魚データ（ＴＳ等）が得られなくなる。従って、単体魚データの取得には、送波パルス（送信信号ＴＸ）のパルス幅が短い方が有利である。一方、魚群の分布が密の場合には、一様ランダムと見なすことができ、干渉成分を無視することができるので、群体エコーのデータ取得には送波パルスのパルス幅が長い方が有利である。特許文献３では、予め定められた短いパルス幅の送信信号と、長いパルス幅の送信信号を交互に送信するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００５－２４９３９８号公報

【文献】特開２０１５－２１０１４２号公報

【文献】特開２０００－１４７１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

水中探知装置は、多くの場合、調査船に搭載されるのが普通である。従来の特許文献１及び特許文献２に記載されている魚単体の検出では、調査船の速度に対して考慮が払われていなかったために、魚単体を検出の精度が低下し、魚の尾数の検出の精度も低下する問題があった。

【0009】

また、漁業者には魚群密度の情報が重要であるが、特許文献３に記載されているような従来技術では、精確な密度情報を得ることができなかった。第１の問題点は、深度が深い場合、距離減衰によりエコーレベルが小さくなり、指向特性通りの魚を検出できないことである。第２の問題点は、体積計算において観測点が動いた場合を考慮する必要が従来ではされていなかった。第３の問題点は、深度が浅い場合、円錐形の体積が小さいため、密度を過大評価することである。

【0010】

したがって、本発明の目的は、例えば魚の尾数を計測し、精確に魚群密度を計測することができる水中探知装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、所定時間間隔の各ピングで送信信号を発生し、受信信号を受信する超音波送受波器を有し、
送信信号と受信信号の相関解析によって求められた相関値又は受信信号から超音波送受波器から対象物までの距離を推定し、
時間的に連続するピング間でそれぞれ推定された距離の差分距離が閾値以下の場合に連結を行い、差分距離が閾値より大の場合に連結を終了する連結処理と、
連結処理によって連結された連結数が所定の範囲内にあるかどうかを判定する判定処理と、
判定処理によって所定の範囲内に連結数があると判定された場合に、連結された受信信号レベルからＴＳを計算する処理と、
計算されたＴＳが所定の範囲内の場合に対象物として検出する処理とを有し、
判定処理において、観測点の速度と深度に応じて所定の範囲を変化させるようにした水中探知装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、魚単体検出を精確に行うことができる。また、本発明によれば、密度計算の精度を向上できる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、従来の単体魚検出方法を説明するためのフローチャートである。

【図2】図２は、エコーの連結処理を説明するための略線図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態のシステム構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態における単体魚検出部の処理を説明するためのフローチャートである。

【図5】図５は、単体魚に対して超音波が入射する時の入射角を説明するための略線図である。

【図6】図６は、入射角度と反射率の一例を示すグラフである。

【図7】図７は、複数の魚が同じ深度で直線上に遊泳している場合を説明するための略線図である。

【図8】図８Ａは、連続するピングのエコー振幅の変化を示すグラフであり、図８Ｂは、を示す。図８Ｂは、連続するピングの深度の変化を示すグラフである。

【図9】図９は、送受波器の指向角度θから計算される円錐形の体積の計算を説明するための略線図である。

【図10】図１０は、本発明の密度計算の第１の方法について説明するための略線図である。

【図11】図１１は、指向角度θ' を計算した結果の一例を示すグラフである。

【図12】図１２は、密度計算の第２の問題点を説明するための略線図である。

【図13】図１３Ａ及び図１３Ｂは、密度計算の第３の問題点とこの問題点を解決する第３の方法を説明するための略線図である。

【図14】図１４は、本発明の一実施形態の密度計算の説明に用いるフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されないものとする。

【0015】

本発明の説明に先立って従来の単体魚検出方法について図１のフローチャートを参照して説明する。送信信号を所定時間間隔で発信し、エコーが受信され、計測される。初期状態では、カウントが０とされる（ステップＳ１）。

【0016】

送信信号と受信信号の相関解析によって相関値が求められる（ステップＳ２）。深度毎に相関値が計算される。相関値から局所ピークが検出され、距離が推定される（ステップＳ３）。なお、相関値でなくても、短い送信信号なら受信信号をそのまま利用するようにしてもよい。

【0017】

推定された距離と１回前の送信に対する局所ピークの距離が比較される（ステップＳ４）。ノイズ等の影響で局所ピークがなくなる場合があるので、２回前までを比較してもよい。差分距離が閾値内であるか否かがステップＳ５において判定される。ステップＳ５において、差分距離が閾値内であると判定されれば連結し、ステップＳ６においてCount を１増やす。

【0018】

ステップＳ５において、差分距離が閾値内でないと判定されれば連結を終わらせ、そのCount の数がある閾値内であるかどうかが判定される（ステップＳ７）。ステップＳ７において、Count の数がある閾値内であると判定されれば、魚として検出する（ステップＳ８）。

【0019】

ステップＳ４及びステップＳ５においてなされる処理について図２を参照して説明する。図２は、エコーの波形の一例を示し、縦軸が時間（ｓ）を示し、横軸が距離（ｍ）を示す。例えば１秒間に２０回の送信を行なうので、時間間隔（ピング間隔）が０．０５秒となる。一つ前の同じ距離でピークが存在する場合、破線で示すように、一尾の魚として連結する。すなわち、連続してピークをとらえることができた連続送信回数がある閾値の場合、一尾の魚として検出する。このような処理でノイズの除去を行なうことができる。すなわち、魚からのエコーの場合、連続してエコーが計測されるが、ノイズの場合には一度のみエコーが存在している可能性が高いからである。

【0020】

上述した従来技術では、連結が終了した時点で連結数（Count ）を計算し、その数が範囲内（閾値）なら魚として検出している。しかしながら、水中探知装置が搭載されている調査船の速度（船速）が考慮されていなかった。船速が速い場合、エコーが計測できる時間が短くなるので、固定の閾値では、魚の検出の精確性が低下するおそれがあった。

【0021】

図３は、本発明の一実施形態のシステム構成を示す。超音波の送受波器を含むエコー信号受信部１１からのエコーが単体魚検出部１３及び密度計算部１４からなる演算部１２に供給される。演算部１２において求められた結果が表示部１５によって表示される。なお、演算部１２は、デジタルデータを処理するデータ処理装置と関連するソフトウェアによって実現される。表示部１５は、受信された単体エコー及び群体エコー、ＴＳの分布、密度などを海図上に表示する表示画面を提示する。

【0022】

図４のフローチャートを参照して本発明の一実施形態における単体魚検出部１３の処理ついて説明する。ステップＳ１１からステップＳ１６までの処理は、上述の従来の単体魚検出方法と同様の処理である。最初に、送信信号を所定時間間隔で発信し、エコーが受信され、計測される。初期状態では、カウントが０とされる（ステップＳ１１）。送信信号と受信信号の相関解析によって相関値が求められ（ステップＳ１２）、深度毎に相関値が計算される。相関値から局所ピークが検出され、距離が推定される（ステップＳ１３）。なお、相関値でなくても、短い送信信号なら受信信号をそのまま利用するようにしてもよいし、受信信号にバンドパスフィルタ等でノイズ除去した値を利用してもよい。

【0023】

推定された距離と１回前の送信に対する局所ピークの距離が比較され（ステップＳ１４）、差分距離が閾値内であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。差分距離が閾値内であると判定されれば連結し、連結数を示すCount を１増やす（ステップＳ１６）。差分距離が閾値内でないと判定されれば連結を終わらせ、そのCount の値（連結数）がある範囲内（上限値及び下限値で決まる範囲内）であるかどうかが判定される（ステップＳ１７）。ステップＳ１７において、連結数が範囲内ではないと判定されると、処理がステップＳ１２（相関値を求める処理）に戻る。

【0024】

ステップＳ１７の判定において、観測点の速度例えば船速及び深度から連結数の範囲（上限値及び下限値）が変化される（ステップＳ１８）。船速が速い場合、連結数は少なく設定してもよい。深度が浅い場合、指向特性から魚を検出できるエリアが狭いため、連結数の下限値・上限値を少なく設定してもよい。または、深度に応じて連結数の下限値・上限値を設定してもよい。

【0025】

ステップＳ１７において、連結数が範囲内であると判定されると、ステップＳ１９において、連結されたエコーレベルからＴＳが計算される。従来では最大値を利用してＴＳが計算されるが、一実施形態では、最大値を含む複数ピングの平均（平均の仕方としては、通常の平均だけでなく、調和平均）からも計算する。これにより、ノイズや干渉などの影響を受けづらくできる。

【0026】

すなわち、連結された最大値の場合、複数のエコーが重なった場合、過大評価する可能性がある。最大値だけでなく、調和平均を行うことで外れ値の影響が少ないエコーレベルを計算し、魚体長を計算することができる。例えば４ピングのエコーレベルをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４とすると調和平均の式は以下になる。調和平均の数も深度に合わせて設定してもよい。
Ａ＝（１／Ａ１）＋（１／Ａ２）＋（１／Ａ３）＋（１／Ａ４）

【0027】

調和平均は、１ピングのみ外れ値（ノイズの影響によって値が増大）があってもその影響が少ない計算方法となる。数学的に、調和平均は相加平均（通常の平均）以上であることが示されており、小さい値として収束される。

【0028】

ステップＳ２０において、連結された最大値、平均値、調和平均値のいずれか代表値から計算されるＴＳが上限と下限の範囲内であるかどうかが判定される。このＴＳが指定された魚のＴＳ範囲内かどうかのチェックを行う。

【0029】

ステップＳ２０の判定においてＴＳが範囲内と判定されると、次のステップＳ２１の判定処理を行う。ステップＳ２１において、連結された各ピングのエコーの振幅変化または深度変化によって魚らしさを評価する。ステップＳ２２において、魚らしさがある基準内かどうかが判定される。魚らしさが基準内であれば、魚として検出する（ステップＳ２３）。

【0030】

図５に示すように、送受波器２１から単体魚に対して超音波が入射すると、単体魚の主として鰾（ウキブクロ）によって超音波が反射される。この場合の反射率は、送受波器２１からの超音波の単体魚に対する入射角度に依存している。図６は、入射角度と反射率の一例を示す。図６の例では、例えば入射角が－１７度付近で最大の反射率となる。連続するエコーレベルは位置ならびに姿勢角度に依存した変化となる。

【0031】

魚らしさの評価基準として、連続するピング間のエコー振幅の変化がある基準範囲内であることが使用される。上述したように、魚の反射は鰾がメインで、鰾への超音波の入射角度に依存してＴＳが変化する。したがって、連続するエコーレベルは位置ならびに姿勢角度に依存した変化となる。連続ピングでのエコー振幅はある一定の法則に従って変化する。例えば、鰾がメインの反射となる魚の場合、連続するピングで増加、減少、最大をもつパターンのいずれかとなる。また、鰾と魚眼などの場合、連続するピングで２つの振幅のピークを持つパターンになる。例えば、連続するピングでのエコーレベルの変化が一様に上昇、下降、ピークをもつパターンに近いかで魚らしさが評価可能である。

【0032】

図７に示すように、複数の魚が同じ深度で直線上（矢印方向）に遊泳している場合、深度変化の規則性によって魚らしさを検出するようになされる。図８Ａは、横軸が連続するピングを示し、縦軸がエコー振幅を示す。図８Ｂは、横軸が図８Ａと同様の連続するピングを示し、縦軸が深度を示す。連続するピングでの深度変化がある基準範囲内であることを魚らしさと評価する。魚が直進で泳いでいる場合には、連続するピングでの深度変化が双曲線上になっている。したがって、深度変化が双曲線に近いかを評価し、魚らしさの指標とする。また、深度変化を魚かどうかの判定指標として使用する場合には、動揺補正を行った後の深度を使用してもよい。

【0033】

次に、本発明の密度計算について説明する。本発明の説明に先立って従来の密度計算について説明する。密度はエコー積分法で得られた値を体積で割り算し、密度を計算するようになされる。図９に示すように、送受波器の指向角度θから計算される円錐形の例えば１ｍごとにその体積が計算される。（底面積Ｓ１×深度Ｄ×（１／３））によって体積が計算される。１ｍ深い位置の体積は、（底面積Ｓ２×深度（Ｄ＋１）×（１／３））によって体積が計算される。両者の差が体積ｖとなる。底面積は、指向角θで決まる半径によって計算される。

【0034】

エコー積分法は、単位深度ごとに魚群からの反射強度を平均的なＴＳ（一個体の魚の反射強度）で割ることによって分布密度を計算する方法である。魚単体を検出する場合でも、単位深度ごとに検出された魚単体数を体積で割り算することで密度が計算される。円錐形は振動子の形状が円形の場合であり、振動子の形状が四角の場合は四角錐となる。体積は、振動子の形状によってあらわされる指向角度から計算される。

【0035】

従来の密度計算方法は、深度が深い場合、距離減衰によりエコーレベルが小さくなり、指向特性通りの魚を検出できない問題があった。第２の問題点として、船などの移動体による調査の場合、魚の動きに対して船速が速い場合、その速度分の体積を換算する必要がある。しかしながら、従来の方法は、その点を考慮していなかった。第３の問題点として、深度が浅い場合、円錐形の体積が小さいため、密度を過大評価する。魚からのエコーの主は鰾（例えば９０％）であるが、体表等の反射も寄与している。従来では、魚の位置は点の反射体として計算しており、魚の大きさが考慮されていなかった。

【0036】

本発明は、これらの問題点を解消するものである。図１０を参照して、第１の問題点を解決することができる本発明の第１の方法について説明する。第１の方法は、エコーレベル、ノイズレベル、距離減衰を使って、魚として検出できる指向角度を深度ごとに計算し、その指向角度に基づいて体積を計算し、密度を計算するもので、精度が向上するものである。

【0037】

従来手法は、送受波器の指向角度θから計算される円錐形で、例えば１ｍごとにその体積が計算される（図１０Ａ）。エコーレベルＥＬは、次のソナー方程式で表される。
ＥＬ＝ＳＬ－２ＴＬ＋ＴＳ
検出閾値をＤＴ、ノイズレベルをＮＬ、指向特性をＤＩとしたときに以下の式を満たすときに検出が可能となる。
ＤＴ≦ＳＬ－２ＴＬ＋ＴＳ－（ＮＬ－ＤＩ）
ＥＬ：エコーレベル
ＤＴ：検出閾値
ＳＬ：送信レベル
ＴＬ：海中の伝搬損失（距離に依存して減衰）
ＴＳ：目標のターゲット・ストレングス
ＤＩ：指向特性→円形の場合はベッセル関数で近似
ＮＬ：雑音レベル
魚検出できる最小のエコーレベルＥＬ０は以下の式で計算される。
ＥＬ０＝ＮＬ－ＤＩ＋ＤＴ

【0038】

上式からエコーレベルＥＬ（＝ＳＬ―２ＴＬ＋ＴＳ）が魚検出できる最小のエコーレベルＥＬ０より大きい場合、魚として検出可能である。しかしながら、深い深度の場合、伝搬損失ＴＬ、指向特性ＤＩ、雑音レベルＮＬによりエコーレベルＥＬがＥＬ０より小さい場合、検出できない。体積はその深度に存在する魚のＴＳ、海中の伝搬損失ＴＬ，そして雑音レベルＮＬにより決定される。本発明の第１の方法は、その深度における魚のＴＳ、海中の伝搬損失ＴＬ、雑音レベルＮＬ、検出閾値ＤＴに基づいて、魚として検出できる各深度における指向特性ＤＩの値を計算し、指向角度θ’を計算する。図１０Ｂに示すように、深度ごとに指向角度θ’によって計算された体積に基づいて密度を計算する。

【0039】

図１１は、指向角度θ' の一例である。縦軸が深度を示し、横軸が指向角度θ' を示す。深度が０の位置（すなわち、観測点（振動子）の位置）の指向角度θ' が例えば５度とされており、深くなるほど指向角度θ' が小となる。

【0040】

図１２は、第２の問題点を説明するための図である。調査船が移動することによって、調査エリアは時間とともに変化する。特に対象生物の動きに比べて、船速が速い場合、移動距離分を含めて体積換算しないと過大評価になる可能性がある。例えば、単位時間ごとに検出された魚体数から密度を計算する場合を考える。ここで、単位時間を１秒として、船速１０ノット（５．１４ｍ／ｓ）とすると、単位時間当たりで５．１４ｍ動いたことになる。したがって、円錐形に船速分から計算される立方体の体積を追加した体積に基づいて密度を計算し、密度を計算する。

【0041】

図１３Ａ及び図１３Ｂは、第３の問題点とこの問題点を解決する第３の方法を説明するための図である。図１３Ａに示す従来の方法において、送受波器の指向角度θから計算される円錐形で、例えば１ｍごとにその体積を計算する場合、魚の位置は点の反射体として計算しており、魚の大きさは考慮されていない。実際には、体表等の反射も寄与している。したがって、深度が浅くて円錐形の体積が小さい場合には、密度を過大評価する問題が生じる。本発明の第３の方法は、図１３Ｂに示すように、魚の大きさを考慮して体積を増やし、補正した体積によって、密度を計算する。すなわち、魚体長分Ｌだけ、各深度における半径を追加し、体積を計算し、検出された魚体数を体積で割り算し密度を計算する。第３の方法によって、精度を向上することができる。

【0042】

上述した本発明の第１の方法、第２の方法及び第３の方法を組み合わせてもよい。例えば第１の方法と第３の方法を組み合わせたり、第２の方法と第３の方法を組み合わせたりしてもよい。

【0043】

密度計算部１４は、例えば第１の方法によって密度を求めるものである。密度計算部１４の処理について図１４のフローチャートを参照して説明する。単体魚検出部１３の上述した処理によって、検出された魚単体ことに時間、深度、ＴＳ、魚体長の情報が付与される（ステップＳ３１）。次のステップＳ３２において、単位時間、単位深度ごとに、検出された魚の尾数がカウントされる。加えて、ここの魚のＴＳを用いて平均ＴＳを計算する。単位時間、例えば１０秒とし、単位深度を例えば１ｍとする。この値は適宜変更してよい。

【0044】

ステップＳ３３において、各深度範囲で指向角度（体積）が評価される。そして、ステップＳ３４において、各深度範囲で尾数と指向角度から密度が計算される。すなわち、上述したように、雑音レベルＮＬから魚検出できる最小のエコーレベルＥＬが計算され、各深度における指向特性ＤＩの値が計算され、指向角度θ’が計算される。

【0045】

ステップＳ３４において、計算された指向角度θ’によって各深度における体積が計算され、尾数を体積で割り算することで、深度ごとの密度が計算される。

【0046】

上述した本発明の第２の方法を実施するためには、観測点の動き分だけ体積を増やすようになされる。また、本発明の第３の方法を実施するためには、魚の大きさ分だけ体積を増やすようになされる。

【0047】

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。例えば本発明は、魚に限らず水中内の探知の対象物例えばマイクロプラスティックの検出及び密度計算に対しても適用することができる。

【符号の説明】

【0048】

１１・・・エコー信号受信部、１２・・・演算部、１３・・・単体魚検出部、
１４・・・密度計算部、１５・・・表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】