JP7590002B2 - Sound wave direction detection device, underwater vehicle device, sound wave direction detection method and program - Google Patents
Sound wave direction detection device, underwater vehicle device, sound wave direction detection method and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7590002B2 JP7590002B2 JP2022012229A JP2022012229A JP7590002B2 JP 7590002 B2 JP7590002 B2 JP 7590002B2 JP 2022012229 A JP2022012229 A JP 2022012229A JP 2022012229 A JP2022012229 A JP 2022012229A JP 7590002 B2 JP7590002 B2 JP 7590002B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- level
- frequency component
- sound
- receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 33
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 16
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000037433 frameshift Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本発明は、水中航走体装置と音波到来方向検出装置、音波到来方向検出方法、プログラムに関する。 The present invention relates to an underwater vehicle device, a sound wave direction detection device, a sound wave direction detection method, and a program.
コンピュータ技術の進歩により、水中航走体が小型化する傾向にある。水中航走体を小型化することで、製造コストを低減可能としている。さらに、音波センサであるソナーや電波センサであるレーダー、光学センサ等により、当該小型の水中航走体が発見される可能性が低下するというメリットもある。 Advances in computer technology are leading to a trend towards smaller underwater vehicles. Reducing the size of an underwater vehicle makes it possible to reduce manufacturing costs. Another benefit is that the possibility of such a small underwater vehicle being detected by sonar, which is an acoustic sensor, radar, which is a radio wave sensor, optical sensors, etc. is reduced.
小型化した水中航走体では、これに搭載するパッシブソナーを小型化する必要がある。このため、音響信号を電気信号に変換する音響センサ(電歪振動子)をアレイ状に配列し指向性を得て、水中航走体の後部にある推進器の航走音の影響を排除することは難しい。 In order to miniaturize the underwater vehicle, the passive sonar mounted on it must also be miniaturized. For this reason, it is difficult to obtain directionality by arranging acoustic sensors (electrostrictive transducers) that convert acoustic signals into electrical signals in an array and eliminate the effects of the noise generated by the propeller at the rear of the underwater vehicle.
水中航走体の速力及び深度に対応した推進器音の周波数毎のレベルについて、予め水中航走体を製造する段階で計測し、推定することは可能である。しかし、波浪等により大きく変動する海中雑音と推進器音を区別する方法としては、パッシブソナーにより、推進器音の周波数毎のレベルを直接計測した方が正確である。 It is possible to measure and estimate the frequency level of the propeller sound corresponding to the speed and depth of the underwater vehicle during the manufacturing stage. However, a more accurate method of distinguishing between underwater noise, which varies greatly due to waves and other factors, and the propeller sound is to directly measure the frequency level of the propeller sound using passive sonar.
なお、特許文献1には、音響センサからのアナログ受信信号をデジタル信号に変換した上で高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)により周波数成分毎の信号(振幅スペクトル)に変換し、指向性形成部にて周波数成分毎の信号に基づいてカージオイド(CARDIOID)型指向性を所定の周波数成分毎に生成し、カージオイド型指向性に基づいて、最大感度方向の信号レベルと最小感度方向の信号レベルの比率である指向性比率を所定の周波数成分毎に算出し、所定の周波数成分毎に算出された指向性比率を合成して、周波数成分毎の指向性比率の分布を表す指向性比率分布を生成する水中航走体検出装置が開示されている。
前述したように、小型化した水中航走体では、これに搭載するパッシブソナーを小型化する必要があることから、音響センサをアレイ状に配列して指向性を得ることで、水中航走体の後部にある推進器の船舶の航走音への影響を排除することは難しい。 As mentioned above, for miniaturized underwater vehicles, the passive sonar mounted on them must be miniaturized, so it is difficult to eliminate the effect of the propulsion unit at the rear of the underwater vehicle on the sound of the ship's movement by arranging the acoustic sensors in an array to obtain directionality.
したがって、本発明の目的は、水中航走体の後部の推進器からの推進器音の影響を排除、抑制し、該推進器音による、船舶が放射する音波の到来方向の検出精度の悪化を回避可能とする、装置、方法、プログラムを提供することにある。 The object of the present invention is therefore to provide an apparatus, method, and program that can eliminate or suppress the effects of propeller noise from the rear propeller of an underwater vehicle, and prevent the propeller noise from deteriorating the accuracy of detecting the direction of arrival of sound waves emitted by the vessel.
本発明によれば、パッシブソナーを有し後方に推進器を備えた水中航走体の音波到来方向検出装置であって、前記パッシブソナーのカージオイド(CARDIOID)指向性の無感度方向を前記水中航走体の後部方向に設定し、前記パッシブソナーでの受波信号を受け、前記推進器からの推進器音を排除した受波レベルに基づき前記推進器音の受波レベルを算出し、前記推進器音の影響を補正した、音波の到来方向を検出する手段を備えた音波到来方向検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a sound wave arrival direction detection device for an underwater vehicle having a passive sonar and a propeller at the rear, which sets the insensitive direction of the cardioid directivity of the passive sonar to the rear direction of the underwater vehicle, receives a received signal from the passive sonar, calculates the reception level of the propeller sound based on the reception level that excludes the propeller sound from the propeller, and detects the arrival direction of the sound waves with the influence of the propeller sound corrected.
本発明によれば、パッシブソナーを有し後方に推進器を備えた水中航走体における音波到来方向検出方法であって、前記パッシブソナーに、無感度方向を前記水中航走体の後部方向としたカージオイド(CARDIOID)指向性を持たせ、
前記パッシブソナーでの受波信号を受け、前記推進器からの推進器音を排除した受波レベルに基づき前記推進器音の受波レベルを算出し、
前記推進器音の影響を補正した、音波の到来方向を検出する、ことを特徴とする音波到来方向検出方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method for detecting the direction of arrival of a sound wave in an underwater vehicle having a passive sonar and a thruster at its rear, the method including: providing the passive sonar with a cardioid directivity with an insensitive direction toward the rear of the underwater vehicle;
receiving a received wave signal from the passive sonar, and calculating a received wave level of the propeller sound based on a received wave level excluding the propeller sound from the propeller;
The present invention provides a method for detecting the direction of arrival of sound waves, the method comprising the steps of: detecting the direction of arrival of sound waves after correcting the influence of the propeller sound;
本発明によれば、パッシブソナーを有し後方に推進器を備えた水中航走体に搭載されるコンピュータに、前記パッシブソナーに、無感度方向を前記水中航走体の後部方向としたカージオイド(CARDIOID)指向性を持たせる処理と、
前記パッシブソナーでの受波信号を受け、前記推進器からの推進器音を排除した受波レベルに基づき前記推進器音の受波レベルを算出し、前記推進器音の影響を補正した、音波の到来方向を検出する処理と、を実行させるプログラムが提供される。さらに、本発明によれば、上記プログラムを記憶したコンピュータ可読型記録媒体(例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、又は、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM))等の半導体ストレージ、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)が提供される。
According to the present invention, a computer mounted on an underwater vehicle having a passive sonar and a thruster at its rear performs a process of giving the passive sonar a cardioid directivity with an insensitive direction toward the rear of the underwater vehicle;
receiving a received wave signal by the passive sonar, calculating a received wave level of the propeller sound based on a received wave level excluding the propeller sound from the propeller, and detecting an incoming direction of the sound wave with the influence of the propeller sound corrected. Furthermore, according to the present invention, there is provided a computer-readable recording medium (e.g., a semiconductor storage such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM)), a HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), a CD (Compact Disc), or a DVD (Digital Versatile Disc) storing the above program.
本発明によれば、水中航走体の後部の推進器からの推進器音の影響を排除、抑制し、該推進器音による、船舶が放射する音波の到来方向の検出精度の悪化を回避可能としている。 The present invention makes it possible to eliminate or suppress the effects of propeller noise from the rear propeller of an underwater vehicle, and to avoid deterioration in the accuracy of detecting the direction of arrival of sound waves emitted by a vessel, caused by the propeller noise.
本発明の実施形態について説明する。本発明の一態様によれば、パッシブソナーを有し後方に推進器を備えた水中航走体に搭載される音波到来方向検出装置(方向補正装置)は、前記パッシブソナーに、無感度方向を前記水中航走体の後部方向に設定した指向性を持たせ、前記パッシブソナーでの受波信号を受け、前記推進器からの推進器音を排除した受波レベルに基づき、前記推進器音のレベルを算出し前記推進器音の影響を補正した音波の到来方向を検出する。 An embodiment of the present invention will be described. According to one aspect of the present invention, a sound wave arrival direction detection device (direction correction device) mounted on an underwater vehicle having a passive sonar and a thruster at the rear has a directivity of the passive sonar with a non-sensitive direction set toward the rear of the underwater vehicle, receives a received signal from the passive sonar, calculates the level of the thruster sound based on the received wave level that excludes the thruster sound from the thruster, and detects the arrival direction of the sound wave with the influence of the thruster sound corrected.
本発明の一態様の音波到来方向検出装置では、パッシブソナーに装備された無指向性受波器で受波した水中音波について、アナログ信号からデジタル信号に変換した時間領域の信号系列を周波数領域に変換し検出周波数帯での周波数成分毎の受波レベルを算出する。 In one aspect of the sound wave arrival direction detection device of the present invention, underwater sound waves received by an omnidirectional receiver equipped in a passive sonar are converted from analog signals to digital signals, and the time domain signal series is converted to the frequency domain to calculate the received wave level for each frequency component in the detection frequency band.
本発明の一態様の音波到来方向検出装置では、パッシブソナーに装備された無指向性受波器及び前後指向性受波器でそれぞれ受波した水中音波についてアナログ信号からデジタル信号に変換した時間領域の信号系列を周波数領域に変換し検出周波数帯の周波数成分毎の受波レベルを算出し、無感度方向を水中航走体の後方に設定したカージオイド(CARDIOID)指向性の受波レベルを算出する。 In one aspect of the present invention, the sound wave arrival direction detection device converts the underwater sound waves received by the non-directional receiver and the front and rear directional receivers equipped in the passive sonar from analog signals to digital signals, converts the time domain signal series into the frequency domain, calculates the received wave level for each frequency component in the detection frequency band, and calculates the received wave level of cardioid directivity with the insensitive direction set to the rear of the underwater vehicle.
さらに、本発明の一態様の音波到来方向検出装置では、周波数成分毎の無指向性の受波レベルとCARDIOID指向性の受波レベルとの差から周波数成分毎の推進器音(水中航走体の後方の推進器からの作動音等)の受波レベルを算出する。 Furthermore, in one embodiment of the sound wave arrival direction detection device of the present invention, the reception level of the propeller sound (such as the operating sound from the propeller at the rear of the underwater vehicle) for each frequency component is calculated from the difference between the omnidirectional reception level for each frequency component and the CARDIOID directional reception level.
そして、本発明の一態様の音波到来方向検出装置では、前後指向性受波器及び左右指向性受波器により受波した水中音波の到来方向(補正前)の算出結果について、推進器音の受波レベル成分を除いた音波到来方向を算出する。 In one embodiment of the sound wave arrival direction detection device of the present invention, the sound wave arrival direction is calculated by excluding the received wave level component of the propeller sound from the calculation result of the arrival direction (before correction) of the underwater sound waves received by the front-rear directional receiver and the left-right directional receiver.
<実施形態>
図1A、図1Bは、一実施形態を説明する図である。図1Aは、パッシブソナーを装備した水中航走体を示す図である。図1Bは、図1Aのパッシブソナー2の構成を説明する図である。図1Aを参照すると、水中航走体1は、パッシブソナー2を備えている。水中航走体1が海面付近を航行する際に、パッシブソナー2で他の船舶5からの音波を受信して他の船舶5の方位を検出し衝突を防止したり、あるいは、他の船舶5に探知されることを回避する。
<Embodiment>
Figures 1A and 1B are diagrams for explaining one embodiment. Figure 1A is a diagram showing an underwater vehicle equipped with a passive sonar. Figure 1B is a diagram for explaining the configuration of the
図1Aに示すように、水中航走体1は、後端(後方)に推進器3を備えている。推進器3は、水中航走体1の後部に装備され、不図示のスクリュープロペラの回転により推進力を得るものであるが、スクリュープロペラの回転は、キャビテーションノイズ(プロペラの回転速度が速くなると、羽根背面の低圧部分で気泡が発生し、これがつぶれる際に発生するノイズ)等を発生させる。推進器音4は、推進器3の内部でスクリュープロペラが回転することにより生じた音波である。
As shown in Figure 1A, the
パッシブソナー2において、推進器音4は後方から到来する音波となる。すなわち、推進器音4はパッシブソナー2に対する雑音源になる。特に制限されないが、この実施形態では、推進器3として、スクリュープロペラをシュラウド(不図示)で覆ったポンプジェット推進型の推進器を想定している。
In the
船舶5は、パッシブソナー2により、その航走音を検出する対象である。
The
図1Bに示すように、パッシブソナー2は、無指向性受波器12、前後指向性受波器13及び左右指向性受波器14を備えている。
As shown in FIG. 1B, the
本実施形態によれば、水中航走体1内に実装される音波到来方向検出装置(方向補正装置)は、パッシブソナー2において、特定の方向から到来する音波を遮断するCARDIOID指向性を利用し、推進器3が発する音(推進器音4)のレベルを計測することにより、船舶5から到来する航走音の到来方向の検出結果について、推進器音4の影響を排除するよう補正する構成とされている。
According to this embodiment, the sonic wave arrival direction detection device (direction correction device) implemented in the
図2A、図2Bは、水中航走体1による船舶の航走音の到来方向の検出を説明する図である。図2Aは、海面付近を航行する水中航走体1をZ軸方向(上方)からみた模式的平面図(XY平面図)、図2Bは、海面付近を航行する水中航走体1を示す模式側面図である。
Figures 2A and 2B are diagrams explaining the detection of the direction of arrival of the navigation sound of a ship by the
図2Aに模式的に示すように、パッシブソナー2は、水平方向(XY平面)の全周を監視して、他の船舶5が放射する音波(航走音)を検出し、その音波到来方向から、他の船舶5の方向(「船舶方向」という)6を判定する。これにより、他の船舶5との衝突を防止する。船舶方向は、例えば、水中航走体1の船首方向を基準とし、パッシブソナー2から見た船舶5の方向である。
As shown diagrammatically in FIG. 2A, the
小型の水中航走体1では、パッシブソナー2について、水平方向に複数の受波器を配列した受波アレイを装備するスペースがない。このため、図1Bに示すように、無指向性受波器12、前後指向性受波器13及び左右指向性受波器14の3つのみを使用する場合がある。水平方向に受波アレイを配列しない場合、水中航走体1の後部に配置される推進器3(スクリュープロペラ)の回転音である推進器音の影響を排除することができない。
In a small
図3は、水中航走体1による船舶5の航走音の到来方向の検出に影響する推進器音を説明する図である。船舶航走音受波信号レベル(S1)7は、船舶5がスクリュープロペラを回転させて航走する際に放射する音波をパッシブソナー2により検出したレベルを表している。推進器音受波信号レベル(S2)8は、水中航走体1が航走する際に推進器3が放射する音波をパッシブソナー2により検出するレベルを表している。
Figure 3 is a diagram explaining the propeller sound that affects the detection of the direction of arrival of the navigation sound of the
図3に示すように、他の船舶5の航走音の到来方向(船舶方向6)のベクトルv1(大きさ|v1|=S1:船舶航走音受波信号レベル7)と、推進器音4の到来方向のベクトルv2(大きさ|v2|=S2:推進器音受波信号レベル8)の合成ベクトルvの方向が、パッシブソナー2による、他の船舶5の検出方向になってしまう。
As shown in Figure 3, the direction of the resultant vector v of vector v1 (magnitude |v1| = S1: ship navigation sound reception signal level 7) in the direction from which the navigation sound of another
結果として、水中航走体1に装備されたパッシブソナー2により検出した他の船舶5の航走音の到来方向(パッシブソナー検出方向9)は、実際よりも水中航走体1の後ろ寄りになってしまう、という課題がある。
As a result, there is a problem in that the direction from which the navigation sound of another
図4A及び図4Bは、水中航走体1に装備されたパッシブソナー2の無指向性受波器12の指向性を模式的に示す図である。図4Aは、海面付近を航行する無人の水中航走体1をZ軸方向からみたXY平面図において、無指向性受波器12の指向性10を示している。図4Bは、無指向性受波器12における方向(横軸)と感度(受波レベル)(縦軸)を示した図である。図4A及び図4Bに示すように、無指向性受波器12は、360度均一の指向性10を有する。
Figures 4A and 4B are diagrams showing the directionality of the omnidirectional receiver 12 of the
図5A及び図5Bは、水中航走体1に装備されたパッシブソナー2の受波信号から合成したCARDIOID指向性を示す図である。図5Aは、海面付近を航行する水中航走体1をZ軸方向からみたXY平面図において、CARDIOID指向性11を示している。図5Bは、CARDIOID指向性11の方向(横軸)と感度(受波レベル)(縦軸)の分布を示した図である。図5Bにおいて、感度(受波レベル)は、方向θに対して1+cos(θ)の特性を有しており、θ=0に対して最大感度となり、θ=πでヌル(無感度)となる。
Figures 5A and 5B are diagrams showing CARDIOID directivity synthesized from the received signal of the
パッシブソナー2に装備される無指向性受波器12は水平方向の指向性を持たないので、推進器音4の影響を受けるが、CARDIOID指向性11は、後方から到来する音波を遮断するので、推進器音4の影響を受けない。
The omnidirectional receiver 12 equipped on the
図6は、本実施形態の音波到来方向検出装置(「方向補正装置」ともいう)24を説明する図である。図6(A)、(B)、(C)は、無指向性受波器12、前後指向性受波器13、左右指向性受波器14のXY平面での指向性のパターンを示す図である。図6(A)の無指向性のパターンは360度均一の感度であり、図6(A)でこれを、円(半径1)で示している。図6(B)、(C)は、前後指向性受波器13は、図6(B)に示すように、方向θに対して、cosθで表される指向性を有する。左右指向性受波器14は、図6(C)に示すように、sinθで表される指向性を有する。 Figure 6 is a diagram for explaining the sound wave arrival direction detection device (also called "direction correction device") 24 of this embodiment. Figures 6 (A), (B), and (C) are diagrams showing the directivity patterns in the XY plane of the omnidirectional receiver 12, the front-rear directional receiver 13, and the left-right directional receiver 14. The omnidirectional pattern in Figure 6 (A) has uniform sensitivity over 360 degrees, which is shown as a circle (radius 1) in Figure 6 (A). In Figures 6 (B) and (C), the front-rear directional receiver 13 has directivity expressed as cosθ with respect to the direction θ, as shown in Figure 6 (B). The left-right directional receiver 14 has directivity expressed as sinθ, as shown in Figure 6 (C).
図6(A)の無指向性のパターンの受波器の受波レベルと、図6(B)の指向性パターンの受波器の受波レベルとを加算することで、1+cosθで表される指向性(カージオイド型指向性)が得られる。カージオイド型の指向性パターンは、例えばθ=0に対して最大感度となり、θ=πに対して無感度(ヌル)となる。 By adding the receiving level of the receiver of the omnidirectional pattern in Figure 6 (A) and the receiving level of the receiver of the directional pattern in Figure 6 (B), a directivity expressed as 1 + cosθ (cardioid type directivity) is obtained. For example, a cardioid type directional pattern has maximum sensitivity for θ = 0 and is insensitive (null) for θ = π.
図6(D)は、実施形態の水中航走体1に装備されたパッシブソナー2の方向補正装置24の構成を示す図である。図6(D)において、プリアンプ15-1、15-2、15-3は、それぞれ、水中の音圧を電気信号(電圧)に変換して出力する無指向性受波器12、前後指向性受波器13、左右指向性受波器14からの微弱な電気信号(電圧)を増幅する。
Figure 6 (D) is a diagram showing the configuration of the direction correction device 24 of the
バンドパスフィルタ(Band Pass Filter: BPF)16-1、16-2、16-3は、それぞれプリアンプ15-1、15-2、15-3からの電気信号を入力とし、後段の処理であるFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)の対象外の周波数成分を減衰させ、FFT処理対象の周波数帯を抽出する。 Band pass filters (BPFs) 16-1, 16-2, and 16-3 receive the electrical signals from preamplifiers 15-1, 15-2, and 15-3, respectively, attenuate frequency components that are not subject to the subsequent FFT (Fast Fourier Transform) processing, and extract the frequency band that is subject to FFT processing.
AD変換器(Analog to Digital Converter: ADC)17-1、17-2、17-3は、それぞれ、バンドパスフィルタ16-1、16-2、16-3から出力されるアナログ信号(電圧)をデジタル信号(デジタルデータ)に変換する。 Analog to Digital Converters (ADCs) 17-1, 17-2, and 17-3 convert the analog signals (voltages) output from the bandpass filters 16-1, 16-2, and 16-3, respectively, into digital signals (digital data).
FFT18-1、18-2、18-3は、AD変換器17-1、17-2、17-3から出力されたデジタルデータ(デジタル信号波形)x(t)を周波数領域に変換する。その際、x(t)を、短時間の時間区間に分割して該時間区間の周波数分析する短時間FFT(short-time FFT)を用いてもよい。この場合、窓関数w(t) を順次mS だけシフトしてデジタル信号波形x(t)に乗じることにより、デジタル信号波形(離散時間信号)x(t)のmS ≦t ≦ (mS+N-1)の時間区間の部分を切り出し、該切り出した時間区間の先頭に時間原点を移動した有限長信号(時間フレーム)
xm(t)=[x0,x1,…,xN-1] (m=1,2,…) ・・・(1)
を抽出する。ここで、mは時間フレームのインデックス、Sはフレームシフト量、Nはフレーム長(例えばNは2の冪乗)である。この長さNの有限長信号にFFTを適用することで短時間フーリエ変換(short term FFT)行われる。窓関数としてはHamming窓等を用いてもよい。
The FFTs 18-1, 18-2, and 18-3 convert the digital data (digital signal waveform) x(t) output from the AD converters 17-1, 17-2, and 17-3 into the frequency domain. In this case, a short-time FFT may be used, which divides x(t) into short time intervals and analyzes the frequency of each time interval. In this case, a window function w(t) is sequentially shifted by mS and multiplied by the digital signal waveform x(t), to extract a portion of the digital signal waveform (discrete-time signal) x(t) for the time interval mS ≦t ≦ (mS+N-1), and a finite-length signal (time frame) with the time origin moved to the beginning of the extracted time interval is generated.
x m (t)=[x 0 ,x 1 ,…,x N-1 ] (m=1,2,…) ・・・(1)
Here, m is the time frame index, S is the frame shift amount, and N is the frame length (for example, N is a power of 2). A short term Fourier transform (short term FFT) is performed by applying FFT to this finite length signal of length N. A Hamming window or the like may be used as a window function.
m番目のフレームxm(t)のFFTの演算結果
ym(t)=FFT(xm(t))=[y0,y1,.., yN-1] ・・・(2)
について、周波数成分の1番目(ビン番号1)y0はDC(直流)成分である。i番目の周波数成分yi(i=1~(N/2-1))は複素数であり、実部Re(yi)と虚部Im(yi)とすると、m番目のフレームの周波数スペクトルにおいて、
i番目の周波数成分の振幅Ii(m)(magnitude)は
・・・(3)
で与えられる。なお、i番目の周波数成分の振幅Ii(m)は、i番目の周波数成分の受波レベルともいう。また、m番目のフレームの周波数スペクトルにおいて、i番目の周波数成分の位相θi(m)は、逆正接関数tan-1を用いて
・・・(4)
で求まる。N/2+1番目はナイキスト周波数(サンプリング周波数の半分)のデータであり、yi(i=N/2+2~N)は、2~N/2の成分の複素共役が逆順に入っている。FFTのかわりにDFT(Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換)を用いてもよい。
FFT calculation result of the mth frame x m (t)
y m (t)=FFT(x m (t))=[y 0 ,y 1 ,.., y N-1 ] ・・・(2)
In the above, the first frequency component (bin number 1) y0 is a DC (direct current) component. The i-th frequency component yi (i = 1 to (N/2-1)) is a complex number, with the real part Re(yi) and the imaginary part Im(yi), in the frequency spectrum of the m-th frame,
The amplitude I i (m) of the i-th frequency component is
...(3)
The amplitude I i (m) of the i-th frequency component is also called the received wave level of the i-th frequency component. In addition, the phase θi(m) of the i-th frequency component in the frequency spectrum of the m-th frame is given by using the arctangent function tan -1.
...(4)
The N/2+1th data is the Nyquist frequency (half the sampling frequency), and y i (i = N/2+2 to N) contains the complex conjugates of the
FFT演算結果である周波数成分毎の振幅について、例えば数秒間~数10秒間(Nサンプル)の積分(移動平均)を行い、SN比(Signal to Noise Ratio: SNR)の改善を行うようにしてもよい。各フレーム毎のFFT演算結果について、周波数成分毎(i)の振幅Ii(m)(m=1,2,…)の時系列についてある点sを中心に、時間幅Bの時間平均を求め、その平均値をある点sの値とする。
・・・(5)
なお、周波数成分毎の振幅の時系列Ii(τ)(τ=1,2,…)は、離散時間サンプリングであるため、積分演算は加算演算となる。
The amplitude of each frequency component, which is the result of the FFT calculation, may be integrated (moving averaged) for several seconds to several tens of seconds (N samples), for example, to improve the signal to noise ratio (SNR). For the FFT calculation result for each frame, the time average of a time width B is calculated centered on a certain point s for the time series of the amplitude Ii (m) (m = 1, 2, ...) of each frequency component (i), and the average value is set as the value at the certain point s.
...(5)
It should be noted that the time series I i (τ) (τ=1, 2, . . . ) of the amplitude for each frequency component is a discrete time sampling, and therefore the integral operation becomes an addition operation.
ノイズ成分をσとすると、SN比(SNR)は以下で与えられる。
・・・(6)
If the noise component is σ, the signal-to-noise ratio (SNR) is given by:
...(6)
移動平均によりSN比が改善する。例えば4個のサンプルの平均化により、SN比は6dB(decibel)増大する。このように、移動平均は、自然現象由来の海中雑音に対しては有効であるが、推進器音4は、機械作動音であり、雑音(ランダム性雑音)でないことから、移動平均を行っても、SN比の改善が期待できない。
The moving average improves the S/N ratio. For example, averaging four samples increases the S/N ratio by 6 dB (decibels). In this way, the moving average is effective against underwater noise that originates from natural phenomena, but since the
CARDIOID指向性合成部19は、無指向性受波器12の受波信号に関する周波数成分毎の振幅(受波レベル)と、前後指向性受波器13の受波信号に関する周波数成分毎の振幅(受波レベル)を加算する。
The CARDIOID
推進器音レベル算出部20は、無指向性受波器12の受波信号に関する周波数成分毎の振幅(受波レベル)に対し、CARDIOID指向性の周波数成分毎の振幅(受波レベル)に相当するデータを引き算することにより、推進器音を算出する。 The propeller sound level calculation unit 20 calculates the propeller sound by subtracting data corresponding to the amplitude (received wave level) of each frequency component of the CARDIOID directivity from the amplitude (received wave level) of each frequency component of the received signal of the omnidirectional receiver 12.
受波方向計算部21は、前後指向性受波器13の受波信号に関する周波数成分毎の振幅(受波レベル)と、左右指向性受波器14の受波信号に関する周波数成分毎の振幅(受波レベル)の比率に対して、逆正接(tan-1)関数を適用して、その主値を、方向(角度:
degree)に変換する。
The wave receiving direction calculation unit 21 applies an arctangent (tan −1 ) function to the ratio between the amplitude (wave receiving level) of each frequency component of the wave receiving signal of the front-rear directional receiver 13 and the amplitude (wave receiving level) of each frequency component of the wave receiving signal of the left-right directional receiver 14 , and calculates the principal value as the direction (angle:
Convert to degree.
受波信号検出部22は、無指向性受波器12の受波信号に関する周波数成分毎の振幅(受波レベル)について、周波数帯域での平均値に対する比率の閾値を設定し、該閾値を超える周波数成分毎の振幅(受波レベル)を船舶5の航走音として検出する。
The received signal detection unit 22 sets a threshold value for the ratio of the amplitude (received wave level) of each frequency component of the received signal from the omnidirectional receiver 12 to the average value in the frequency band, and detects the amplitude (received wave level) of each frequency component that exceeds the threshold value as the sailing sound of the
受波方向補正計算部23は、無指向性受波器12の受波信号に関する周波数成分毎の振幅(受波レベル)について、推進器音レベル算出部20にて得た周波数成分毎の推進器音の振幅(受波レベル)と、受波方向計算部21で得た周波数成分毎の方向データから、図3に示すとおり、推進器音4の影響を排除した船舶方向6を算出する。
The wave receiving direction correction calculation unit 23 calculates the
図7は、図6のパッシブソナーの方向補正装置24の処理を説明するフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart explaining the processing of the passive sonar direction correction device 24 in Figure 6.
<ステップ1-1>(無指向性受波器12により受波した音波を周波数成分毎の振幅に変換):
無指向性受波器12により受波して電気信号に変換された無指向性の受波信号について、プリアンプ15―1により増幅し、バンドパスフィルタ16―1により不要な周波数帯域の信号を減衰させて、AD変換器17―1によりデジタルデータに変換する。時間領域のデジタルデータをFFT18-1により時間領域のデータを周波数領域に変換し、周波数成分毎の振幅値を得た上で、さらに周波数成分毎の振幅値について、予め定められたサンプル数、周波数成分毎に移動平均を計算することでSN比を改善する。
<Step 1-1> (Converting sound waves received by the omnidirectional receiver 12 into amplitudes for each frequency component):
The non-directional received signal received by the non-directional receiver 12 and converted into an electrical signal is amplified by the preamplifier 15-1, unnecessary frequency band signals are attenuated by the bandpass filter 16-1, and converted into digital data by the AD converter 17-1. The time domain digital data is converted into the frequency domain by the FFT 18-1 to obtain the amplitude value for each frequency component, and the signal-to-noise ratio is improved by calculating a moving average for each frequency component for a predetermined number of samples.
<ステップ1-2>(前後指向性受波器13により受波した音波を周波数成分毎のレベルに変換):
前後指向性受波器13により受波して電気信号に変換された前後指向性の受波信号について、プリアンプ15―2により増幅し、バンドパスフィルタ16-2により不要な周波数帯域の信号を減衰させ、AD変換器17-2によりデジタルデータに変換する。時間領域のデジタルデータをFFT18-2により時間領域のデータを周波数領域に変換し周波数成分毎の振幅値を得た上で、さらに周波数成分毎の振幅値について、予め定められたサンプル数、周波数成分毎に移動平均を計算し、S/Nを改善する。
<Step 1-2> (Converting the sound waves received by the front-rear directional receiver 13 into levels for each frequency component):
The front-rear directional received signal received by the front-rear directional receiver 13 and converted into an electric signal is amplified by a preamplifier 15-2, unnecessary frequency band signals are attenuated by a bandpass filter 16-2, and converted into digital data by an AD converter 17-2. The time domain digital data is converted into the frequency domain by an FFT 18-2 to obtain the amplitude value for each frequency component, and a moving average is calculated for each frequency component for a predetermined number of samples for the amplitude value for each frequency component to improve the S/N ratio.
<ステップ1-3>(左右指向性受波器14により受波した音波を周波数成分毎のレベルに変換):
左右指向性受波器14により受波して電気信号に変換された左右指向性の受波信号について、プリアンプ15-3により増幅し、バンドパスフィルタ16-3により不要な周波数帯域の信号を減衰させて、AD変換器17-3によりデジタルデータに変換する。FFT18-3により時間領域のデータを周波数領域に変換し、さらに周波数成分毎の振幅値について、予め定められたサンプル数分、周波数成分毎に移動平均を計算してSN比を改善する。
<Step 1-3> (Converting the sound waves received by the left/right directional receiver 14 into levels for each frequency component):
The left-right directional received signal received by the left-right directional receiver 14 and converted into an electric signal is amplified by a preamplifier 15-3, unnecessary frequency band signals are attenuated by a bandpass filter 16-3, and converted into digital data by an AD converter 17-3. The time domain data is converted into the frequency domain by an FFT 18-3, and the signal-to-noise ratio is improved by calculating a moving average for each frequency component for a predetermined number of samples of the amplitude value for each frequency component.
<ステップ2-1>(CARDIOID指向性の周波数成分毎のデジタルデータを算出):
無指向性受波器12の受波信号の周波数成分毎の振幅から、前後指向性受波器13の受波信号の周波数成分毎の振幅を減算すると、図5A及び図5Bに示したCARDIOID指向性の周波数成分毎の振幅を得ることができる。
<Step 2-1> (Calculate digital data for each frequency component of CARDIOID directivity):
By subtracting the amplitude of each frequency component of the received signal of the front/rear directional receiver 13 from the amplitude of each frequency component of the received signal of the omnidirectional receiver 12, the amplitude of each frequency component of the CARDIOID directivity shown in Figures 5A and 5B can be obtained.
CARDIOID指向性の周波数成分毎の振幅(レベル)は、図5A及び図5Bに示すとおり、推進器音4の到来方向である±180degの方向の指向性(感度)が無い。
As shown in Figures 5A and 5B, the amplitude (level) of each frequency component of the CARDIOID directivity has no directivity (sensitivity) in the direction of ±180°, which is the direction from which the
図9(A)、(B)は、無指向性受波器12の受波信号の周波数成分毎の振幅(受波レベル)と、CARDIOID指向性の周波数成分毎の振幅(受波レベル)を示す図であり、横軸は周波数、縦軸は受波レベルである。図9(B)に示すように、CARDIOID指向性の周波数成分毎のレベルは、図9(A)に示した無指向性受波器12の受波信号の周波数成分毎のレベルに比べると、推進器音4の各周波数成分を排除しているので、無指向性受波器12の受波信号の周波数成分毎のレベルと比べると、推進器音4の各周波数成分に相当する分、受波レベルが小さくなる傾向がある。
Figures 9 (A) and (B) show the amplitude (received wave level) of each frequency component of the received signal of the omnidirectional receiver 12 and the amplitude (received wave level) of each frequency component of the CARDIOID directivity, with the horizontal axis being frequency and the vertical axis being the received wave level. As shown in Figure 9 (B), the level of each frequency component of the CARDIOID directivity, compared to the level of each frequency component of the received signal of the omnidirectional receiver 12 shown in Figure 9 (A), excludes each frequency component of the
<ステップ2-2>(推進器音の周波数成分毎のデジタルデータを算出):
推進器音レベル算出部20において、無指向性受波器12の受波信号の周波数成分毎の振幅(受波レベル)から、CARDIOID指向性の音波の周波数成分毎の振幅(受波レベル)を減算することで、推進器音4の周波数成分毎の振幅(受波レベル)を得る。このとき、CARDIOID指向性は、図5Bに参照符号11で示したように、水平方向の指向性を有し、方向によって受波感度(レベル)が異なる。
<Step 2-2> (Calculate digital data for each frequency component of the propeller sound):
In the propeller sound level calculation unit 20, the amplitude (receiving level) of each frequency component of the
推進器音レベル算出部20では、CARDIOID指向性の周波数成分毎のレベル(CARDIOID指向性レベル)について、次式により補正を行い、補正した結果を無指向性レベルから減算することで、推進器音レベルを求める。 The propeller sound level calculation unit 20 performs correction on the level of each frequency component of the CARDIOID directivity (CARDIOID directivity level) using the following formula, and calculates the propeller sound level by subtracting the corrected result from the omnidirectional level.
推進器音レベル=無指向性レベル-CARDIOID指向性レベル/(cosθ2+1) ・・・(7) Propulsion sound level = Omnidirectional level - CARDIOID directional level / (cosθ 2 + 1) ... (7)
上式(7)において、θ2は図3のパッシブソナー検出方向9のθ2であり、後述するステップ2-3で求められる。CARDIOID指向性(CARDIOID曲線)11は、極座標で、原点からの距離 r とし角度θ(ラジアン)とすると、
r=a(1+cosθ) ・・・(8)
と表される(図5Bでは、a=1)。上式(7)の第2項は、
a=r/(1+cosθ) ・・・(9)
において、θ=θ2とした演算に対応している。
In the above formula (7), θ2 is the θ2 of the passive sonar detection direction 9 in Figure 3, and is calculated in step 2-3 described later. The CARDIOID directivity (CARDIOID curve) 11 is expressed in polar coordinates as follows, where r is the distance from the origin and θ is the angle (radian).
r=a(1+cosθ)...(8)
(In FIG. 5B, a=1). The second term of the above equation (7) is expressed as follows:
a = r/(1 + cosθ) ... (9)
This corresponds to the calculation where θ = θ2 .
図9(A)の無指向性の周波数成分毎の受波レベル(周波数分布例)と、図9(B)のCARDIOID指向性受波信号の周波数成分毎の受波レベル(方向によるレベル補正済み)の差分が、図1の推進器音4の受波信号であり、図3の推進器音受波信号レベル(S2)8に相当する。
The difference between the reception level for each non-directional frequency component in Figure 9 (A) (example of frequency distribution) and the reception level for each frequency component of the CARDIOID directional reception signal in Figure 9 (B) (levels corrected for direction) is the reception signal of the
図9(B)のCARDIOID指向性の受波信号のレベル(周波数分布例)が、図3の船舶航走音受波信号レベル(S1)7に相当する。 The level (example of frequency distribution) of the CARDIOID directional received signal in Figure 9 (B) corresponds to the ship navigation sound received signal level (S1) 7 in Figure 3.
<ステップ2-3>(周波数成分毎の受波方向を算出):
受波方向計算部21において、前後指向性受波器13の受波信号の周波数成分毎の振幅と、左右指向性受波器14の受波信号の周波数成分毎の振幅の比率を逆正接関数(arctangent)により方向(角度)に変換することで、図12に示すパッシブソナー検出方向(θ2)9を算出する。
<Step 2-3> (Calculate the wave receiving direction for each frequency component):
In the receiving direction calculation unit 21, the ratio of the amplitude of each frequency component of the receiving signal of the front/rear directional receiver 13 to the amplitude of each frequency component of the receiving signal of the left/right directional receiver 14 is converted into a direction (angle) using an arctangent function, thereby calculating the passive sonar detection direction (θ 2 ) 9 shown in Figure 12.
図12において、前後指向性受波器13(図6)の受波信号の周波数成分毎の振幅は、A-C間の距離であり、次式(10)で計算される。図12において各円の直径は1としている。
AC=cos(θ2) ・・・(10)
12, the amplitude of each frequency component of the received signal of the front-rear directional receiver 13 (FIG. 6) is the distance between A and C, and is calculated by the following equation (10). In FIG. 12, the diameter of each circle is set to 1.
AC=cos( θ2 ) ...(10)
図12において、左右指向性受波器14(図6)の受波信号の周波数成分毎の振幅は、A-B間の距離に相当する。
AB=sin(θ2) ・・・(11)
In FIG. 12, the amplitude of each frequency component of the received signal of the left/right directional receiver 14 (FIG. 6) corresponds to the distance between A and B.
AB = sin( θ2 ) ... (11)
式(10)、(11)より、
θ2=tan-1(AB/AC) ・・・(12)
なお、θ2は逆正接関数tan-1の主値(-π/2<θ2<π/2)とする。
From the formulas (10) and (11),
θ 2 = tan -1 (AB/AC) ...(12)
Here, θ 2 is the principal value of the arctangent function tan −1 (−π/2<θ 2 <π/2).
図8は、水中航走体1に装備されたパッシブソナー2により2隻の船舶の航走音を検出する場合の位置関係の例を示す。図9(A)、(B)は、図8に示す位置関係における、無指向性受波器の受波信号の周波数分布例及びCARDIOID指向性受波信号の周波数分布例を示す。図10(A)、(B)は、図8に示す位置関係における、無指向性受波器の受波信号の周波数分布例及び無指向性受波器の受波信号の音波到来方向の計算例を示す。
Figure 8 shows an example of the positional relationship when the sound of two ships sailing is detected by a
図10(B)は、図8に例示する船舶(1)25及び船舶(2)27の2隻の船舶が存在する場合のパッシブソナー検出方向の計算結果例を示す(横軸は周波数、縦軸は方向(deg)である。 Figure 10 (B) shows an example of the calculation results of the passive sonar detection direction when two ships, ship (1) 25 and ship (2) 27 shown in Figure 8, are present (the horizontal axis is frequency, and the vertical axis is direction (deg.)
図10(B)において、船舶方向(1)26は45degの方向であり、船舶(1)25の航走音の周波数成分について検出方向を計算した結果は、概ね55degの方向である。 In FIG. 10(B), the ship direction (1) 26 is a direction of 45 degrees, and the result of calculating the detection direction of the frequency components of the sailing sound of ship (1) 25 is a direction of approximately 55 degrees.
船舶方向(2)28は90degの方向であり、船舶(2)27の航走音の周波数成分について検出方向を計算した結果は、概ね100degの方向である。 The ship direction (2) 28 is a direction of 90 degrees, and the result of calculating the detection direction of the frequency components of the sailing sound of ship (2) 27 is a direction of approximately 100 degrees.
推進器方向29は、水中航走体が図1に示す構造であることから、推進器音4の周波数成分について検出方向を計算した結果は、概ね、
120deg~180deg、及び、
-120deg~-180deg
の方向である。
Since the underwater vehicle has the structure shown in FIG. 1, the result of calculating the detection direction of the frequency components of the
120deg to 180deg, and
-120deg~-180deg
This is the direction.
このように、受波振動子をアレイ配列構造としない単純なパッシブソナー2であっても、図8の船舶(1)25及び船舶(2)27の航走音に対して、周波数の特徴がある場合は、複数の船舶の航走音の到来方向を区別して算出することができる。
In this way, even if the receiving transducer is a simple
なお、周波数成分毎の受波方向の計算結果は、図3のパッシブソナー検出方向9であり、船舶方向6を算出するには、周波数成分毎の受波方向の補正計算が必要である。再び図7を参照して説明する。
The calculation result of the wave receiving direction for each frequency component is the passive sonar detection direction 9 in Figure 3, and to calculate the
<ステップ3>(閾値による受波信号の検出):
無指向性受波器12が受波信号の周波数成分毎の振幅レベル(受波レベル)について、周波数帯域の周波数成分毎の振幅レベルの平均値を算出する。
<
The non-directional receiver 12 calculates an average value of the amplitude level for each frequency component in a frequency band for the amplitude level (received wave level) for each frequency component of the received signal.
各周波数成分と平均値の比率が、予め定められた閾値を超える周波数成分について、船舶5の航走音として検出する。
Frequency components whose ratios between each frequency component and the average value exceed a predetermined threshold value are detected as the sailing sound of the
値と比率とした理由は以下のとおりである、 The reasons for using values and ratios are as follows:
気象及び海象によって海中の雑音レベルが変動し、水中航走体1の速力によって推進器音4及び水中航走体1と海水の摩擦等により生じる雑音のレベルが変動するので、周波数帯域の周波数成分毎のレベルの平均値は雑音レベルに相当すると考えられる。レベルの絶対値を、SN比に変換することにより、あらゆる条件に対して、閾値を有効としている。
The noise level in the ocean fluctuates depending on weather and sea conditions, and the level of noise generated by the
図11(A)に、閾値30を周波数帯域の平均値の3倍に設定した場合の受波信号の検出例を示す。水中航走体1の速力が遅く、推進器音4が小さく、船舶5の航走音が大きい場合は、図11(B)の例に示すように、推進器方向29の周波数成分を除去し、船舶方向(1)26と船舶方向(2)28のパッシブソナー検出方向を抽出することができる。以下、再び、図7を参照して説明する。
Figure 11 (A) shows an example of detection of a received signal when the
<ステップ5>(周波数成分毎の受波方向の補正値を計算):
推進器音レベル算出部20が算出した推進器音4の周波数成分毎の振幅レベルは、図3における推進器受波信号レベル(S2)8に相当する。
<
The amplitude level of each frequency component of the
受波方向計算部21により算出した周波数成分毎の音波到来方向の計算結果が図3におけるパッシブソナー検出方向9(θ2)に相当する。 The calculation results of the sound wave arrival direction for each frequency component calculated by the wave receiving direction calculation unit 21 correspond to the passive sonar detection direction 9 (θ 2 ) in FIG.
無指向性の周波数成分毎の振幅レベルが、図3における船舶航走音受波信号レベル(S1)7に相当する。 The amplitude level of each omnidirectional frequency component corresponds to the ship navigation sound reception signal level (S1) 7 in Figure 3.
CARDIOID指向性の周波数成分毎の振幅レベル(受波方向によるレベルの補正済み)が、図13における受波信号レベル(S3)に相当する。 The amplitude level for each frequency component of the CARDIOID directivity (level corrected for the receiving direction) corresponds to the receiving signal level (S3) in Figure 13.
図13に基づき、次の計算により船舶方向6(θ1)を算出する。図13において、S3はA-Fに相当し、S4は、A-Gに相当する。 13, the ship direction 6 (θ 1 ) is calculated by the following calculation: In FIG. 13, S3 corresponds to AF, and S4 corresponds to AG.
S4=S3×cos(θ2) ・・・(13) S4=S3×cos( θ2 )...(13)
図13において、S2はA-Eに相当し、S5はA-Hに相当する。したがって、
S5=(S2+S4) ・・・(14)
In FIG. 13, S2 corresponds to A-E, and S5 corresponds to A-H. Therefore,
S5=(S2+S4)...(14)
図13において、S6はH-Dに相当する。
S6=S3×sin(θ2) ・・・(15)
In FIG. 13, S6 corresponds to HD.
S6=S3×sin( θ2 )...(15)
したがって、
θ1=tan-1(S6/S5) ・・・(16)
なお、式(16)において、θ1は逆正接関数tan-1の主値(-π/2<θ1<π/2)とする。
therefore,
θ 1 = tan -1 (S6/S5) ...(16)
In addition, in the formula (16), θ 1 is the principal value of the arctangent function tan −1 (−π/2<θ 1 <π/2).
船舶方向(θ1)6は、周波数成分毎に算出されるが、図5Bに示すCARDIOID指向性から、概ね、
120deg~180deg、及び、
-120deg~-180deg
の推進器方向29(図10参照)から到来する受波信号については、推進器音4または後方に位置する船舶5(図3の船舶5、あるいは図8の船舶(1)25)の航走音と考えられる。
The ship direction (θ 1 ) 6 is calculated for each frequency component, but from the CARDIOID directivity shown in FIG. 5B, it is roughly
120deg to 180deg, and
-120deg~-180deg
The received signal coming from the propeller direction 29 (see FIG. 10) is considered to be the
図5BのCARDIOID指向性11により受波信号のレベルが減衰しており、図13における船舶航走音受波信号レベル(S1)7と推進器音受波信号レベル(S2)8の差が小さくなる。このため、船舶方向6(θ1)を正確に計算することができない。このため、周波数成分毎の補正値の計算を行わず、パッシブソナー検出方向9が
-120deg~+120deg
の範囲の周波数成分のレベルについてのみ、周波数成分毎の受波方向の補正計算(ステップ5)を行うことが考えられる。
The level of the received signal is attenuated by the
-120deg~+120deg
It is conceivable to perform correction calculations for the receiving direction for each frequency component (step 5) only for the levels of frequency components in the range.
この場合、ステップ4において、ステップ3で求めた受波方向が-120deg~+120degの範囲内にあるか判定し、範囲内にあれば、ステップ5の周波数成分毎の受波方向の補正計算を行い、受波方向が-120deg~+120degの範囲外の場合、周波数成分毎の受波方向の補正計算を行わないようにしてもよい。この場合、周波数成分毎の受波方向の補正計算を行わない旨を出力するようにしてもよい。
In this case, in
パッシブソナー検出方向9が、
+120deg~+180deg、及び、
-120deg~-180deg
の周波数成分のレベルについては、検出方向の補正計算を行わないことから、方向の精度が下がるが、船舶5(図3)が存在する場合は、船舶5の航走音の周波数成分の振幅レベルについて、船舶方向6のおおよその値を得ることはできる。
The passive sonar detection direction 9 is
+120deg to +180deg, and
-120deg~-180deg
Regarding the level of the frequency components, since no correction calculation for the detection direction is performed, the accuracy of the direction is reduced. However, if a ship 5 (Figure 3) is present, it is possible to obtain an approximate value of the
図14は、本発明の実施の形態を説明する図であり、コンピュータ装置(データ処理装置、プロセッサ装置)40に実装した場合の構成を説明する図である。図14を参照すると、コンピュータ装置40は、プロセッサ41と、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の半導体メモリ等(あるいは、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等であってもよい)のメモリ42と、表示装置43と、図6のFFT18-1~18-3と接続するインタフェース44(バスインタフェース)を備えている。プロセッサ41は、メモリ42に格納されたプログラム45を実行することで、図6のCARDIOID指向性合成部19、推進器音レベル算出部20、受波方向計算部21、受波信号検出部22、受波方向補正計算部23の処理を実行する。プロセッサ41はDSP(Digital Signal Processor)であってもよい。この場合、プロセッサ41は、FFT演算を実行するようにしてもよく、この場合、インタフェース44(バスインタフェース)は、図6のAD変換器17-1~17-3と接続する。
FIG. 14 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining the configuration when implemented in a computer device (data processing device, processor device) 40. Referring to FIG. 14, the
以上説明したように、実施形態においては、以下に記載するような効果を奏する。 As explained above, the embodiment provides the following effects:
水中航走体1に装備される簡易型のパッシブソナー2(小型の水中航走体1に装備される非アレイ配列の小型パッシブソナー)において、検出する船舶の航走音の到来方向について、水中航走体1の後部から到来する推進器音4の影響を排除するように船舶の航走音の方向を補正計算することにより、船舶から到来した航走音の方向検出精度を向上可能としている。なお、本発明は、無人水中航走体(Unmanned Underwater Vehicle:UUV)等に適用して好適とされるが、これに限定されることなく、有人水中航走体に適用可能であることは勿論である。
In a simplified passive sonar 2 (small passive sonar with a non-array arrangement equipped on a small underwater vehicle 1) equipped on an
上記の特許文献1の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施の形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
The disclosure of
1 水中航走体
2 パッシブソナー
3 推進器
4 推進器音
5 船舶
6 船舶方向
7 船舶航走音受波信号レベル(S1)
8 推進器音受波信号レベル(S2)
9 パッシブソナー検出方向
10 無指向性受波器の指向性
11 CARDIOID指向性
12 無指向性受波器
13 前後指向性受波器
14 左右指向性受波器
15-1~15-3 プリアンプ
16-1~16-3 バンドパスフィルタ
17-1~17-3 AD変換器
18-1~18-3 FFT
19 CARDIOID指向性合成部
20 推進器音レベル算出部
21 受波方向計算部
22 受波信号検出部
23 受波方向補正計算部
24 音波到来方向検出装置(方向補正装置)
25 船舶(1)(第1の船舶)
26 船舶方向(1)(第1の船舶方向)
27 船舶(2)(第2の船舶)
28 船舶方向(2)(第2の船舶方向)
29 推進器方向
30 閾値
40 コンピュータ装置
41 プロセッサ
42 メモリ
43 表示装置
44 インタフェース
45 プログラム
1
8. Propulsion sound receiving signal level (S2)
9 Passive sonar detection direction 10 Directivity of
19 CARDIOID directivity synthesis unit 20 Propulsion unit sound level calculation unit 21 Receiving direction calculation unit 22 Receiving signal detection unit 23 Receiving direction correction calculation unit 24 Sound wave arrival direction detection device (direction correction device)
25 Ship (1) (First Ship)
26 Ship Direction (1) (First Ship Direction)
27 Ship (2) (Second Ship)
28 Ship Direction (2) (Second Ship Direction)
29
Claims (7)
音波を受波した前記パッシブソナーでの受波信号の無指向性の受波レベルを算出する第1の手段と、
前記受波信号からカージオイド(CARDIOID)指向性の受波レベルを算出する第2の手段を備え、
前記カージオイド(CARDIOID)指向性の無感度方向は前記水中航走体の後部方向に設定されており、
前記受波信号の受波方向を算出する第3の手段と、
前記受波信号の前記無指向性の受波レベルと、前記カージオイド(CARDIOID)指向性の受波レベルおよび前記受波方向と、から、前記推進器からの推進器音の受波レベルを算出する第4の手段と、
前記無指向性の受波レベルと、前記推進器音の受波レベルとに基づき、前記推進器音の影響を補正した、前記音波の到来方向を検出する第5の手段と、
を備え、
前記パッシブソナーが、
無指向性の第1の受波器と、
前記水中航走体の進行方向の前後に指向性を有する第2の受波器と、
前記水中航走体の進行方向の左右に指向性を有する第3の受波器と、
を備え、
前記第1の手段は、前記第1の受波器の受波信号を周波数領域に変換し、所定の周波数帯での周波数成分毎の前記第1の受波器による無指向性の受波レベルを算出し、
前記第2の手段は、前記周波数成分毎の前記第1の受波器による前記無指向性の受波レベルと、周波数成分毎の前記第2の受波器での前記受波レベルと、に基づき、周波数成分毎のカージオイド指向性の受波レベルを算出し、
前記第3の手段は、前記所定の周波数帯での周波数成分毎の前記第2の受波器と、周波数成分毎の前記第3の受波器での受波レベルに基づき、周波数成分毎の受波方向を算出し、
前記第4の手段は、前記周波数成分毎の無指向性の受波レベルと、前記周波数成分毎のカージオイド指向性の受波レベルと、前記周波数成分毎の受波方向と、に基づき、周波数成分毎の前記推進器音の受波レベルを算出する、ことを特徴とする音波到来方向検出装置。 A sound wave arrival direction detection device for an underwater vehicle having a passive sonar and a thruster at its rear,
A first means for calculating a non-directional reception level of a reception signal by the passive sonar that receives a sound wave;
A second means for calculating a cardioid directivity receiving level from the receiving signal,
The insensitive direction of the cardioid (CARDIOID) directivity is set in the rear direction of the underwater vehicle,
A third means for calculating a receiving direction of the received signal;
a fourth means for calculating a reception level of a propeller sound from the propeller based on the non-directional reception level of the reception signal, the cardioid directional reception level and the reception direction;
A fifth means for detecting the direction of arrival of the sound waves, with the influence of the propeller sound corrected, based on the non-directional receiving wave level and the receiving wave level of the propeller sound;
Equipped with
The passive sonar,
a first omnidirectional receiver;
A second wave receiver having directivity in the forward and backward directions of the traveling direction of the underwater vehicle;
a third wave receiver having directivity to the left and right of the traveling direction of the underwater vehicle;
Equipped with
The first means converts the received signal of the first receiver into a frequency domain and calculates a non-directional received wave level by the first receiver for each frequency component in a predetermined frequency band;
The second means calculates a cardioid directivity wave receiving level for each frequency component based on the non-directional wave receiving level by the first wave receiver for each frequency component and the wave receiving level by the second wave receiver for each frequency component,
The third means calculates a wave receiving direction for each frequency component based on a wave receiving level at the second wave receiver for each frequency component in the predetermined frequency band and at the third wave receiver for each frequency component,
The fourth means calculates the receiving level of the propeller sound for each frequency component based on the omnidirectional receiving level for each frequency component, the cardioid directional receiving level for each frequency component, and the receiving direction for each frequency component .
各周波数成分の受波レベルと前記平均値との比率が、予め定められた閾値を超える周波数成分について、船舶が放射する前記音波の到来方向を検出する手段をさらに備えた、ことを特徴とする請求項1に記載の音波到来方向検出装置。 Calculating an average value of the received wave level for each of the frequency components of the received wave signal of the first receiver;
The sound wave arrival direction detection device according to claim 1, further comprising a means for detecting the arrival direction of the sound waves emitted by a ship for frequency components where the ratio of the received wave level of each frequency component to the average value exceeds a predetermined threshold value.
前記第2の値(S6)と前記推進器音の受波レベル(S2)とを加算した第3の値(S5)と、前記第2の値(S6)とに対して、逆正接関数を用いて、船舶が放射する前記音波の到来方向を算出する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の音波到来方向検出装置。 the fifth means calculates a first value (S4) and a second value (S6) which are projections of the corrected value (S3) onto the forward/rearward and left/right axes of the traveling direction of the underwater vehicle, based on a value (S3) obtained by correcting the wave receiving level for each frequency component of the cardioid directivity according to the wave receiving direction for each frequency component and the wave receiving direction for each frequency component;
3. The sound wave arrival direction detection device according to claim 1, further comprising: a third value (S5 ) obtained by adding the second value (S6) and the received wave level (S2) of the propeller sound, and an arctangent function is used to calculate the arrival direction of the sound wave emitted by the ship for the second value (S6).
音波を受波した前記パッシブソナーでの受波信号の無指向性の受波レベルを算出する第1のステップと、
前記受波信号から、無感度方向が前記水中航走体の後部方向に設定されたカージオイド(CARDIOID)指向性の受波レベルを算出する第2のステップと、
前記受波信号の受波方向を算出する第3のステップと、
前記受波信号の前記無指向性の受波レベルと、前記カージオイド(CARDIOID)指向性の受波レベルおよび前記受波方向と、から、前記推進器からの推進器音の受波レベルを算出する第4のステップと、
前記無指向性の受波レベルと、前記推進器音の受波レベルとに基づき、前記推進器音の影響を補正した、前記音波の到来方向を検出する第5のステップと、
を有し、
前記パッシブソナーが、
無指向性の第1の受波器と、
前記水中航走体の進行方向の前後に指向性を有する第2の受波器と、
前記水中航走体の進行方向の左右に指向性を有する第3の受波器と、
を有し、
前記第1のステップでは、前記第1の受波器の受波信号を周波数領域に変換し、所定の周波数帯での周波数成分毎の前記第1の受波器による無指向性の受波レベルを算出し、
前記第2のステップでは、前記周波数成分毎の前記第1の受波器による前記無指向性の受波レベルと、周波数成分毎の前記第2の受波器での前記受波レベルと、に基づき、周波数成分毎のカージオイド指向性の受波レベルを算出し、
前記第3のステップでは、前記所定の周波数帯での周波数成分毎の前記第2の受波器と、周波数成分毎の前記第3の受波器での受波レベルに基づき、周波数成分毎の受波方向を算出し、
前記第4のステップでは、前記周波数成分毎の無指向性の受波レベルと、前記周波数成分毎のカージオイド指向性の受波レベルと、前記周波数成分毎の受波方向と、に基づき、周波数成分毎の前記推進器音の受波レベルを算出する、ことを特徴とする音波到来方向検出方法。 A method for detecting the direction of arrival of sound waves in an underwater vehicle having a passive sonar and a thruster at its rear, comprising:
A first step of calculating a non-directional reception level of a reception signal by the passive sonar that receives a sound wave;
A second step of calculating a received wave level of a cardioid directivity from the received wave signal, the received wave level having a direction of insensitivity set to a rear direction of the underwater vehicle;
A third step of calculating a receiving direction of the received signal;
a fourth step of calculating a reception level of a propeller sound from the propeller based on the non-directional reception level of the reception signal, the cardioid directional reception level and the reception direction;
A fifth step of detecting the direction of arrival of the sound waves, with the influence of the propeller sound corrected, based on the non-directional receiving wave level and the receiving wave level of the propeller sound;
having
The passive sonar,
a first omnidirectional receiver;
A second wave receiver having directivity in the forward and backward directions of the traveling direction of the underwater vehicle;
a third wave receiver having directivity to the left and right of the traveling direction of the underwater vehicle;
having
In the first step, a received signal of the first receiver is converted into a frequency domain, and a non-directional received wave level by the first receiver for each frequency component in a predetermined frequency band is calculated;
In the second step, a cardioid receiving level for each frequency component is calculated based on the non-directional receiving level by the first receiver for each frequency component and the receiving level by the second receiver for each frequency component;
In the third step, a wave receiving direction for each frequency component is calculated based on a wave receiving level for each frequency component in the second wave receiver and a wave receiving level for each frequency component in the predetermined frequency band at the third wave receiver,
The fourth step of the sound wave arrival direction detection method includes calculating a reception level of the propeller sound for each frequency component based on an omnidirectional reception level for each frequency component, a cardioid directional reception level for each frequency component, and a reception direction for each frequency component .
各周波数成分の受波レベルと前記平均値との比率が、予め定められた閾値を超える周波数成分について、船舶が放射する前記音波の到来方向を検出する手段を備えた、ことを特徴とする請求項5に記載の音波到来方向検出方法。 Calculating an average value of the received wave level for each of the frequency components of the received wave signal of the first receiver;
The sound wave arrival direction detection method according to claim 5, further comprising a means for detecting the arrival direction of the sound waves emitted by a ship for frequency components where the ratio of the received wave level of each frequency component to the average value exceeds a predetermined threshold value.
音波を受波した前記パッシブソナーでの受波信号の無指向性の受波レベルを算出する第1の処理と、
前記受波信号から、無感度方向が前記水中航走体の後部方向に設定されたカージオイド(CARDIOID)指向性の受波レベルを算出する第2の処理と、
前記受波信号の受波方向を算出する第3の処理と、
前記受波信号の前記無指向性の受波レベルと、前記カージオイド(CARDIOID)指向性の受波レベルおよび前記受波方向と、から、前記推進器からの推進器音の受波レベルを算出する第4の処理と、
前記無指向性の受波レベルと、前記推進器音の受波レベルとに基づき、前記推進器音の影響を補正した、前記音波の到来方向を検出する第5の処理と、
を実行させるプログラムであって、
前記パッシブソナーが、
無指向性の第1の受波器と、
前記水中航走体の進行方向の前後に指向性を有する第2の受波器と、
前記水中航走体の進行方向の左右に指向性を有する第3の受波器と、
を備え、
前記第1の処理は、前記第1の受波器の受波信号を周波数領域に変換し、所定の周波数帯での周波数成分毎の前記第1の受波器による無指向性の受波レベルを算出し、
前記第2の処理は、前記周波数成分毎の前記第1の受波器による前記無指向性の受波レベルと、周波数成分毎の前記第2の受波器での前記受波レベルと、に基づき、周波数成分毎のカージオイド指向性の受波レベルを算出し、
前記第3の処理は、前記所定の周波数帯での周波数成分毎の前記第2の受波器と、周波数成分毎の前記第3の受波器での受波レベルに基づき、周波数成分毎の受波方向を算出し、
前記第4の処理は、前記周波数成分毎の無指向性の受波レベルと、前記周波数成分毎のカージオイド指向性の受波レベルと、前記周波数成分毎の受波方向と、に基づき、周波数成分毎の前記推進器音の受波レベルを算出する、プログラム。 A computer mounted on an underwater vehicle equipped with a passive sonar and a thruster at the rear,
A first process of calculating a non-directional reception level of a reception signal by the passive sonar that receives a sound wave;
A second process of calculating a received wave level of a cardioid directivity from the received wave signal, the insensitive direction of which is set to the rear direction of the underwater vehicle;
A third process of calculating a receiving direction of the received signal;
A fourth process of calculating a reception level of a propeller sound from the propeller based on the non-directional reception level of the reception signal, the cardioid directional reception level and the reception direction;
A fifth process of detecting the direction of arrival of the sound wave, with the influence of the propeller sound corrected, based on the non-directional receiving wave level and the receiving wave level of the propeller sound;
A program for executing
The passive sonar,
a first omnidirectional receiver;
A second wave receiver having directivity in the forward and backward directions of the traveling direction of the underwater vehicle;
a third wave receiver having directivity to the left and right of the traveling direction of the underwater vehicle;
Equipped with
The first processing includes converting a received signal of the first receiver into a frequency domain and calculating a non-directional received wave level by the first receiver for each frequency component in a predetermined frequency band;
The second process calculates a cardioid directivity wave receiving level for each frequency component based on the non-directional wave receiving level by the first wave receiver for each frequency component and the wave receiving level by the second wave receiver for each frequency component;
The third process calculates a wave receiving direction for each frequency component based on a wave receiving level at the second wave receiver for each frequency component in the predetermined frequency band and at the third wave receiver for each frequency component,
The fourth processing is a program for calculating a receiving level of the propeller sound for each frequency component based on an omnidirectional receiving level for each frequency component, a cardioid directional receiving level for each frequency component, and a receiving direction for each frequency component .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022012229A JP7590002B2 (en) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Sound wave direction detection device, underwater vehicle device, sound wave direction detection method and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022012229A JP7590002B2 (en) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Sound wave direction detection device, underwater vehicle device, sound wave direction detection method and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023110648A JP2023110648A (en) | 2023-08-09 |
| JP7590002B2 true JP7590002B2 (en) | 2024-11-26 |
Family
ID=87546187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022012229A Active JP7590002B2 (en) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Sound wave direction detection device, underwater vehicle device, sound wave direction detection method and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7590002B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000221255A (en) | 1999-02-01 | 2000-08-11 | Nec Corp | Apparatus and method for passive sonar |
| JP2013160564A (en) | 2012-02-02 | 2013-08-19 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | Underwater vessel detector and method for detecting underwater vessel |
| JP2015117944A (en) | 2013-12-16 | 2015-06-25 | 三菱重工業株式会社 | Hydrospace detection device and hydrospace detection method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2865090B2 (en) * | 1997-01-31 | 1999-03-08 | 日本電気株式会社 | Passive sonar device |
| US6108270A (en) * | 1999-07-06 | 2000-08-22 | Depoy, Ii; Martin L. | Torpedo seeker head having directional detection independent of frequency |
-
2022
- 2022-01-28 JP JP2022012229A patent/JP7590002B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000221255A (en) | 1999-02-01 | 2000-08-11 | Nec Corp | Apparatus and method for passive sonar |
| JP2013160564A (en) | 2012-02-02 | 2013-08-19 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | Underwater vessel detector and method for detecting underwater vessel |
| JP2015117944A (en) | 2013-12-16 | 2015-06-25 | 三菱重工業株式会社 | Hydrospace detection device and hydrospace detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023110648A (en) | 2023-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10979805B2 (en) | Microphone array auto-directive adaptive wideband beamforming using orientation information from MEMS sensors | |
| JP6158845B2 (en) | System and method for determining wave characteristics from a mobile platform | |
| EP2063292B1 (en) | Calibrating a multibeam sonar apparatus | |
| Gerstoft et al. | Adaptive beamforming of a towed array during a turn | |
| JP5446745B2 (en) | Sound signal processing method and sound signal processing apparatus | |
| US8565445B2 (en) | Combining audio signals based on ranges of phase difference | |
| JP7590002B2 (en) | Sound wave direction detection device, underwater vehicle device, sound wave direction detection method and program | |
| JP6073556B2 (en) | Underwater vehicle detection apparatus and underwater vehicle detection method | |
| JP4307223B2 (en) | Underwater detector | |
| KR101025859B1 (en) | How to locate an audio outgoing target | |
| KR102265899B1 (en) | Method and apparatus for demon processing in order that removal of external target noise when measuring underwater radiated noise, computer-readable storage medium and computer program for controlling the holder device | |
| Foeth et al. | Localization and source-strength estimation of propeller cavitation noise using hull-mounted pressure transducers | |
| US8045419B1 (en) | Method for mitigating spatial aliasing | |
| CN111257859B (en) | Wave beam domain self-correlation underwater target identification method | |
| JP6598308B2 (en) | Sonar device, acoustic signal processing system, acoustic signal processing method, and acoustic signal processing program | |
| CN116593965B (en) | Horizontal array type estimation method based on far-field opportunity sound source | |
| JP6148166B2 (en) | Underwater detection device and underwater detection method | |
| US12487356B1 (en) | Method for wall direction estimation | |
| JP2875118B2 (en) | Ultrasonic detector | |
| JP6261859B2 (en) | Signal processing device, underwater detection device, signal processing method, and program | |
| JP2865090B2 (en) | Passive sonar device | |
| JP5409452B2 (en) | Detecting device | |
| JP2647041B2 (en) | Passive sonar signal processing method | |
| JP5603355B2 (en) | Ultrasonic measuring device | |
| JP7269784B2 (en) | Underwater detection device, underwater detection method and program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230512 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240404 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240702 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240821 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241015 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241107 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7590002 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |