JPS6322275B2 - - Google Patents
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- JPS6322275B2 JPS6322275B2 JP17115080A JP17115080A JPS6322275B2 JP S6322275 B2 JPS6322275 B2 JP S6322275B2 JP 17115080 A JP17115080 A JP 17115080A JP 17115080 A JP17115080 A JP 17115080A JP S6322275 B2 JPS6322275 B2 JP S6322275B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/96—Sonar systems specially adapted for specific applications for locating fish
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は魚群等の反射体から帰来した反射波
に基づいて、魚群の散乱強度を図示することを目
的とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An object of the present invention is to illustrate the scattering intensity of a school of fish based on reflected waves returned from a reflector such as a school of fish.
従来この種装置としては、例えば特公昭48−
26299号公報に見られるように、反射波強度、船
の航走距離、振動子の指向角に基づき魚群の密度
並びに魚群総量をデイジタル表示する技術が存在
する。しかし、この装置は計算結果を数値で表示
するため統計資料として直観的に利用することは
困難である。 Conventionally, as this type of device, for example, the
As seen in Publication No. 26299, there is a technology for digitally displaying the density of a school of fish and the total amount of fish based on the intensity of reflected waves, the cruising distance of a ship, and the orientation angle of a transducer. However, since this device displays calculation results numerically, it is difficult to use it intuitively as statistical data.
本発明は反射体の密度及びその深度分布等の解
析を迅速に行なえる装置を提供するものである。 The present invention provides an apparatus that can quickly analyze the density of reflectors and their depth distribution.
具体的には微少深度範囲ごとの反射波の積分結
果を各深度に対応してグラフ表示しようとするも
のである。 Specifically, it is intended to graphically display the integration results of reflected waves for each minute depth range corresponding to each depth.
以下本発明を魚群反射波の解析に実施した場合
について説明する。 A case will be described below in which the present invention is applied to the analysis of waves reflected by a school of fish.
本発明の原理
船から超音波を魚群に向けて発射し、その反射
波を分析すれば、何らかの形で魚量に関係する情
報が得られる。特に反射波のレベルは魚群密度を
代表する重要な情報を有する。しかし、反射波レ
ベルは音源から反射物体までの距離の相違によつ
て大きく異なる。このため第1に反射波の減衰補
正を行なう必要がある。従来この減衰補正の方法
としては、単に指数関数的に出力電圧が変化する
関数発生器により利得が制御される増巾器が用い
られているが、定量的な魚群密度測定を行なうに
は不充分である。Principle of the Invention By emitting ultrasonic waves from a boat toward a school of fish and analyzing the reflected waves, information relating to the amount of fish can be obtained in some form. In particular, the level of reflected waves has important information representing the density of fish schools. However, the reflected wave level varies greatly depending on the distance from the sound source to the reflecting object. For this reason, it is first necessary to correct the attenuation of the reflected waves. Conventionally, this attenuation correction method simply uses an amplifier whose gain is controlled by a function generator whose output voltage changes exponentially, but this is insufficient for quantitatively measuring fish density. It is.
一般に、超音波の水中における減衰特性TLは、 TL=20log r+α/1000r ……(1) で与えられる。 Generally, the attenuation characteristic TL of ultrasonic waves in water is TL=20log r+α/1000r...(1) is given by
ここで、
r:音源からの距離でr=Δr×in
α:吸収減衰係数で、周波数依存性を持ち、次
の様な実験式が得られている。 Here, r: distance from the sound source, r=Δr×in α: absorption/attenuation coefficient, which has frequency dependence, and the following experimental formula has been obtained.
α=43.52/7000+2+0.000332(dB/Km)……
(2)
:周波数(kHz)
(1)式で第1項は拡散による減衰を示し、第2項
は吸収による減衰を示す。通常第1項の拡散減衰
に対する補正は時定数を利用した充電又は放電曲
線関数発生器を利用して補正を行なつているが、
第2項の吸収減衰に対しては、厳密な補正を行な
つていない。 α=43.5 2 /7000+ 2 +0.00033 2 (dB/Km)...
(2): Frequency (kHz) In equation (1), the first term indicates attenuation due to diffusion, and the second term indicates attenuation due to absorption. Normally, correction for the diffusion attenuation in the first term is performed using a charge or discharge curve function generator using a time constant.
No strict correction is made to the absorption attenuation in the second term.
本発明の一目的は、(1)式に示される減衰特性に
従う厳密な補正を行なうことである。 One object of the present invention is to perform strict correction according to the attenuation characteristic shown in equation (1).
魚群密度の測定
今第1図に示すように、反射係数がTSの魚が
単位体積当りn尾の密度で分布する散乱層Fを考
える。又この散乱体の散乱強度をSVとする。一
般に音源から距離rの点における音波の強度Iiは
Ii=I0b(θ,φ)1/r2e-〓r ……(3)
微少単位体積ΔVの散乱体からの反射強度Irは
Ir=IisvΔV=IitsnΔV ……(4)
音源における反射強度は
ΔI=Irb(θ,φ)1/r2e-〓r ……(5)
=I0b2(θ,φ)1/r4e-2〓rsvΔv ……(6)
ここで
I0:音源から単位距離の点の強度
b:指向性強度
β:α/1000r=10logeβr ……(6A)
微少体積ΔVを音源から見込む立体角をΔΩとし、
音速C、パルス巾τとすると
ΔV=r2ΔΩcτ/2 ……(7)
(6)式から
ΔI=I0b2(θ,φ)1/r2e-2〓r svcτ/2ΔΩ…
…(8)
従つて、振動子の指向角内に含まれる散乱体から
の反射強度は
I=∫I0b2(θ,φ)1/r2-2〓r svcτ/2dΩ…
…(9)
=I01/r2e-2〓r svcτ/2 4〓0∫b2(θ,φ
)dΩ
……(10)
=I01/r2e-2〓r svcτ/2ψ ……(11)
=I01/r2e-2〓r ntscτ/2ψ ……(12)
ここでψは、ビーム巾で指向性定数である。Measurement of fish school density Now consider a scattering layer F in which fish with a reflection coefficient of TS are distributed at a density of n fish per unit volume, as shown in Figure 1. Also, let the scattering intensity of this scatterer be SV. Generally, the intensity I i of a sound wave at a point at a distance r from the sound source is I i = I 0 b (θ, φ) 1/r 2 e - 〓 r ……(3) Reflection intensity I from a scatterer with a minute unit volume ΔV r is I r = I i svΔV = I i tsnΔV ... (4) The reflection intensity at the sound source is ΔI = I r b (θ, φ) 1/r 2 e - 〓 r ... (5) = I 0 b 2 (θ, φ)1/r 4 e -2 〓 r svΔv ……(6) where I 0 : Intensity b at a point at unit distance from the sound source: Directional strength β : α/1000r=10log e βr ……( 6A) Let ΔΩ be the solid angle at which the minute volume ΔV is viewed from the sound source,
Assuming sound speed C and pulse width τ, ΔV=r 2 ΔΩcτ/2 ...(7) From equation (6), ΔI=I 0 b 2 (θ, φ)1/r 2 e -2 〓 r svcτ/2ΔΩ...
…(8) Therefore, the reflection intensity from the scatterer included within the directivity angle of the oscillator is I=∫I 0 b 2 (θ, φ)1/r 2-2 〓 r svcτ/2dΩ…
…(9) =I 0 1/r 2 e -2 〓 r svcτ/2 4 〓 0 ∫b 2 (θ, φ
)dΩ ……(10) =I 0 1/r 2 e -2 〓 r svcτ/2ψ ……(11) =I 0 1/r 2 e -2 〓 r ntscτ/2ψ ……(12) Here ψ is the beam width and the directivity constant.
10logI=10logI0−(20logr+2αr/1000)
+10log sv+10log(cτ/2ψ) ……(13)
一方音源の送波強度SLは次のように定義され
る。 10logI = 10logI 0 - (20logr + 2αr / 1000) + 10log sv + 10log (cτ / 2ψ) ... (13) On the other hand, the transmission strength SL of the sound source is defined as follows.
SL=10logI0/Iref ……(14)
ここで
Iref:基準強度
受信エコーレベルをEL=10log1/Irefとすると
EL=SL−(20logr+2α/1000r)+sv
+10log(cτ/2ψ) ……(15)
=SL−(20logr+2α/1000r)+TS
+10logn+10log(cτ/2ψ)……(16)
魚群密度
振動子受波感度をER=20logErとするとき、振
動子端における出力V0を求める。 SL=10logI 0 /Iref ……(14) Here, Iref: If the reference intensity received echo level is EL=10log1/Iref, EL=SL−(20logr+2α/1000r)+sv +10log(cτ/2ψ) ……(15) = SL−(20logr+2α/1000r)+TS+10logn+10log(cτ/2ψ)……(16) Fish school density When the transducer receiving sensitivity is ER=20logEr, find the output V 0 at the transducer end.
受波点における音圧Pは
振動子の出力電圧Vは入射音波の音圧Pに比例
し、
ここで
P0=音源電圧
Pref=基準音圧(1μbar)
(18)及び(19)式には、魚群量に関する情報と
してsv又はntsを含んでいる。又対数表現すると、
20logV=SL+ER−(20logr+2α/1000r)
+10log(cτ/2ψ)+sv ……(20)
と表わす事が出来る。 The sound pressure P at the receiving point is The output voltage V of the vibrator is proportional to the sound pressure P of the incident sound wave, Here, P 0 = sound source voltage Pref = reference sound pressure (1 μbar) Equations (18) and (19) include sv or nts as information regarding the amount of fish. Also, in logarithmic expression, it can be expressed as 20logV=SL+ER−(20logr+2α/1000r) +10log(cτ/2ψ)+sv (20).
式(18)に示す様に、魚群エコーの受信出力電
圧は散乱強度svの√ に比例している。 As shown in equation (18), the received output voltage of the fish school echo is proportional to √ of the scattering intensity sv.
又、散乱強度svと魚鮮密度nの関係は
sv=nts=nσ/4π ……(21)
であるから、一尾当りの反射係数ts又は散乱断面
積σがわかれば、出力電圧Vから、魚群密度nを
求める事が出来る。 Also, the relationship between the scattering intensity sv and the fish density n is sv=nts=nσ/4π...(21) Therefore, if the reflection coefficient ts or scattering cross section σ per fish is known, the fish school can be determined from the output voltage V. Density n can be found.
式(18)又は(20)において、
P0/Pref(SL),Er(ER)及c,τ,ψはすべ
てシステム定数で既知である。従つて、音波の伝
搬減衰に関する項、1/re-〓rを補正すれば、出力
電圧Vを推定する事により、距離rに無関係にsv
を求めることが出来る。。 In equation (18) or (20), P 0 /Pref (SL), Er (ER), c, τ, and ψ are all known system constants. Therefore, by correcting the term related to the propagation attenuation of sound waves, 1/re - 〓 r , by estimating the output voltage V, sv
can be found. .
1/re-〓rの補正は一般にTVG(TIME VARIED
GAIN)と呼ばれ、距離に対応し、re〓rの利得
特性を持つ可変利得増巾器により行われる。 The correction of 1/re - 〓 r is generally called TVG (TIME VARIED GAIN) and is performed by a variable gain amplifier that corresponds to the distance and has a gain characteristic of ``re〓 r .
そのTVG増巾器の特性をEg re〓rとすれば増巾
器の出力電圧V0は、
従つて
SV=V0 2/(Eg・Er・Po/Pref)cτ/2ψ ……(23)
=V0 2/10{(EG+ER+SL)/10}・cτ/2ψ ……(24)
又魚群密度n(尾/m3)は
n=V0 2/10{(EG+ER+SL+TS)/10}・cτ/2ψ……(25)
EG=受信アンプゲイン dB
ER=受波感度 dB
SL=ソースレベル dB
TS=ターゲツトストレングス dB
τ=パルス巾 sec
c=音速 m/sec
ψ=指向性定数
EG=20logEg
0dB=1V/1μBar
0dB=1μBar/1m
例えば、
EG:0dB
ER:−75dB
SL:120dB
τ :3msec
ψ :0.062
c :1500m/sec
とし、ある魚群エコーとしてV=1Vrmsの出力
が得られたとする。 If the characteristics of the TVG amplifier are Eg re〓 r , the output voltage V 0 of the amplifier is Therefore, SV=V 0 2 / (Eg・Er・Po/Pref)cτ/2ψ ……(23) =V 0 2 /10{ (EG+ER+SL)/10 }・cτ/2ψ ……(24 ) Also, the fish school density n (tails/m 3 ) is n=V 0 2 /10{ (EG+ER+SL+TS)/10 }・cτ/2ψ...(25) EG=receiver amplifier gain dB ER=receiver Wave sensitivity dB SL = Source level dB TS = Target strength dB τ = Pulse width sec c = Sound speed m/sec ψ = Directivity constant EG = 20logEg 0dB = 1V/1μBar 0dB = 1μBar/1m For example, EG: 0dB ER: - Assume that 75dB SL: 120dB τ: 3msec ψ: 0.062 c: 1500m/sec, and an output of V=1Vrms is obtained as a fish school echo.
この魚群を構成する魚単体の反射係数T sが
−45dBであれば、この魚群の散乱強度及び密度
は式(23)と(25)より
SV=−36.5dB
n=7.2尾/m2
と求められる。 If the reflection coefficient T s of a single fish constituting this school of fish is -45 dB, the scattering intensity and density of this school of fish are calculated from equations (23) and (25) as SV = -36.5 dB n = 7.2 fish/m 2 It will be done.
実際の魚量測定においては、発射パルス毎のデ
ータにはバラツキがあるので、何マイルか毎の平
均値を求める。積分の範囲を水平方向(航走区
間)l、垂直方向(深度区間)R1〜R2とすれば、
その区間の平均散乱強度は、
=〔∫L 0(∫r2 r1sv(r,x)dr)dx〕/L(r2
−r1)
……(26)
=10log ……(27)
となる。 When actually measuring the amount of fish, there are variations in the data for each firing pulse, so the average value is calculated every few miles. If the range of integration is horizontal direction (travel section) l and vertical direction (depth section) R 1 to R 2 , then
The average scattering intensity in that section is = [∫ L 0 (∫ r2 r1 sv(r,x)dr)dx]/L(r 2
-r1 )
...(26) = 10log ...(27)
本発明は式(27)の計算結果をグラフ化するこ
とを目的とするものであつて、以下実施例に従い
これを説明する。 The purpose of the present invention is to graph the calculation results of equation (27), and this will be explained below using examples.
第2図で、1は超音波帯域のパルス波を周期的
に発生する送信器、2はパルス波の周期及びパル
ス巾τを設定する送信制御器、3は送受切換器、
4は超音波送受波器、5は減衰器、6は増巾器7
の利得を距離に対し直線的に増加させる制御電圧
を発生するTVG電圧発生器である。8は増巾器
9内の受波信号から海底反射波を選別する海底検
出器で、後述のゲート手段12を制御して海底波
到来後の受波信号データを処理しないようにここ
で遮断する。10は入力アナログ信号をそのレベ
ル情報も含めてデジタル化するA―D変換器であ
る。11はA―D変換器の出力データを記憶する
記憶器、13は入力が予め設定したレベルを越え
る飽和信号である時には出力を送出して表示ラン
プ14を点灯する飽和検出手段。15はレベル設
定器16で設定されたレベル以下の信号を除外す
るスライス手段である。 In FIG. 2, 1 is a transmitter that periodically generates pulse waves in the ultrasonic band, 2 is a transmission controller that sets the pulse wave period and pulse width τ, 3 is a transmission/reception switch,
4 is an ultrasonic transducer, 5 is an attenuator, and 6 is an amplifier 7.
This is a TVG voltage generator that generates a control voltage that increases the gain of the TVG linearly with distance. Reference numeral 8 denotes a seabed detector that separates seabed reflected waves from the received signal in the amplifier 9, and controls gate means 12, which will be described later, to block the received signal data from being processed after the arrival of the seafloor wave. . 10 is an AD converter that digitizes the input analog signal including its level information. Reference numeral 11 denotes a storage device for storing output data of the AD converter, and reference numeral 13 denotes a saturation detection means for sending an output and lighting an indicator lamp 14 when the input is a saturation signal exceeding a preset level. Reference numeral 15 denotes a slicing means for excluding signals below the level set by the level setter 16.
17は減衰補正手段であつて、第8頁後半で説
明した1/re-〓rの項を補正するためのものであ
る。18は2乗回路であつて、魚群密度を算出す
る(24)式の分子に相当する出力を作成する。 Reference numeral 17 is an attenuation correction means for correcting the term 1/re - 〓r explained in the second half of page 8. 18 is a square circuit which produces an output corresponding to the numerator of equation (24) for calculating the fish school density.
19は魚群探索毎に受波されるデータの加算手
段である。 Reference numeral 19 denotes a means for adding data received each time a school of fish is searched.
次に、20は船速信号発生器で、例えば超音波
によるドツプラ効果を利用したもの等を使えばよ
い。21は送信器1から発射周期に応じた信号を
作成する周期信号発生器である。22は船速信号
と周期信号との掛算手段、23は船の探索距離範
囲Lの設定手段で単位マイルである。24は掛算
手段22の算出結果が設定手段23の設定値に達
したときに出力を送出する比較手段である。25
は比較手段24の出力発生時の加算手段19の出
力をラツチするラツチ手段である。 Next, 20 is a ship speed signal generator, for example, one that utilizes the Doppler effect using ultrasonic waves may be used. 21 is a periodic signal generator that generates a signal from the transmitter 1 according to the emission period. 22 is means for multiplying the ship speed signal and the periodic signal, and 23 is means for setting the search distance range L of the ship, which is expressed in miles. Reference numeral 24 denotes a comparison means that sends an output when the calculation result of the multiplication means 22 reaches the set value of the setting means 23. 25
is a latch means that latches the output of the addition means 19 when the output of the comparison means 24 is generated.
26は送信制御器2の出力からパルス巾信号を
作成するτ信号発生手段、27は(24)式におけ
るシステム定数EG,ER,SL、を設定する定数
信号設定手段、28は同じく指向性定数ψの設定
手段、29は音速信号Cの設定手段である。30
はこれら所定の定数から(24)式の分母K
K=10{(EG+ER+SL)/10}・cτ/2ψ ……(28)
を算出するK算出手段である。 26 is a τ signal generation means for creating a pulse width signal from the output of the transmission controller 2, 27 is a constant signal setting means for setting the system constants EG, ER, and SL in equation (24), and 28 is a directivity constant ψ 29 is a setting means for the sound velocity signal C. 30
is a K calculation means that calculates the denominator K of equation (24) K=10{ (EG+ER+SL)/10 }·cτ/2ψ (28) from these predetermined constants.
なお、本実施例ではK算出手段30には減衰器
5から減衰係数Gが入力される。したがつて、結
局
K=10{(EG+ER+SL+G)/10}・cτ/2ψ……(29)
を得る。 In this embodiment, the attenuation coefficient G is input from the attenuator 5 to the K calculation means 30. Therefore, we finally obtain K=10{ (EG+ER+SL+G)/10 }・cτ/2ψ...(29).
31はラツチ手段25の出力をKで割る割算手
段、32はさらにその出力を探索範囲Lで割つて
平均散乱強度を算出する割算手段、33は割算出
力の対数を取る対数演算手段である。 31 is a division means for dividing the output of the latch means 25 by K, 32 is a division means for further dividing the output by the search range L to calculate the average scattering intensity, and 33 is a logarithm calculation means for taking the logarithm of the division output. be.
この対数演算手段33の出力は、右側に示す記
録ブロツクの比較手段34に供給されている。比
較手段34の他の入力端にはレベル信号発生器3
5からの出力電圧が供給されている。レベル信号
発生器35は、レベルカウンター36が出力する
毎に一段づつレベルが増加する直流信号を発生す
る。レベルカウンタ36は比較手段24の出力に
よつて0にリセツトされ、後述の記録器37のキ
ーパルスが線路Aから到来する毎に登算して所定
入力数毎に出力をレベル信号発生器に供給する。 The output of the logarithm calculation means 33 is supplied to the recording block comparison means 34 shown on the right side. The level signal generator 3 is connected to the other input terminal of the comparing means 34.
The output voltage from 5 is supplied. The level signal generator 35 generates a DC signal whose level increases by one step each time the level counter 36 outputs. The level counter 36 is reset to 0 by the output of the comparing means 24, and is counted up every time a key pulse of a recorder 37, which will be described later, arrives from the line A, and supplies an output to the level signal generator every predetermined number of inputs. .
38はアドレスカウンターであつて、記録紙3
9の有効紙巾に対する深度区間のアドレス指定を
行なう。このため、カウンタ38は記録ペン40
が記録紙39の始端に達したときに発生されるキ
ーイングパルスでリセツトされ、記録ペンの進行
に従つて発生されるクロツクパルス発生器41の
出力を計数する。 38 is an address counter, and recording paper 3
The depth section address for the effective paper width of 9 is specified. Therefore, the counter 38 is
It is reset by the keying pulse generated when the recording pen reaches the beginning of the recording paper 39, and the output of the clock pulse generator 41 generated as the recording pen advances is counted.
アドレスカウンタ38の出力は左上方の記憶手
段11のアドレスを指定する。 The output of the address counter 38 specifies the address of the upper left storage means 11.
37は記録器であつて、矢印方向に低速で移動
する記録紙39と、記録紙を横断走行する無端ベ
ルト42とこのベルトに取付けられた記録ペン4
0を有している。43は記録ペンに信号を与える
通電レール、44,45はベルト走行させるプー
リー、46は記録ペン40が記録紙39の始端に
来た時にパルスを発生するようにベルトに設けら
れたマグネツト、47は信号発生用リードスイツ
チである。48はタイマーであつて一分毎に記録
信号を送出して記録接片49に信号を供給する。
41はクロツクパルス発生器であつて記録ペン4
0の走行と同期してパルスを発生し、アドレスカ
ウンタ38を駆動する。 Reference numeral 37 is a recorder, which includes a recording paper 39 that moves at low speed in the direction of the arrow, an endless belt 42 that runs across the recording paper, and a recording pen 4 attached to this belt.
It has 0. 43 is an energized rail that gives a signal to the recording pen; 44 and 45 are pulleys for driving the belt; 46 is a magnet provided on the belt to generate a pulse when the recording pen 40 reaches the starting edge of the recording paper 39; This is a reed switch for signal generation. 48 is a timer which sends out a recording signal every minute and supplies the signal to the recording contact piece 49.
41 is a clock pulse generator and a recording pen 4.
A pulse is generated in synchronization with the running of 0 to drive the address counter 38.
減衰補正手段
減衰補正は前述したように拡散減衰(20logr)
の補正と、吸収減衰(α/1000r)の補正に大別出
来る。Attenuation correction means Attenuation correction is diffusion attenuation (20logr) as mentioned above.
It can be roughly divided into correction of absorption attenuation (α/1000r) and correction of absorption attenuation (α/1000r).
従来のTVG電圧による補正は主として拡散減
衰を補正するものであるが、深度に換算して約
300m程度までが限度であつた。本発明の実施例
ではこの従来のTVG技術に加えて電子計算機に
よる演算を行ない、300m以上の深度における精
密補正を可能とした。これを次に説明する。 Conventional correction using TVG voltage mainly corrects diffusion attenuation, but in terms of depth, it
The maximum distance was about 300m. In the embodiment of the present invention, in addition to this conventional TVG technology, calculations are performed using an electronic computer, making it possible to perform precise correction at depths of 300 m or more. This will be explained next.
再び第2図において、50は上述TVG電圧発
生器6の補正深度係数inおよびその限界値iiを設
定する補正限界設定手段である。一方別に周波数
設定手段51が設けられ、その出力によりα算出
手段52で(2)式によりαが算出される。53はさ
らに(6A)式によりe〓rを算出する計算手段であ
る。54は測定深度がTVG有効範囲内である場
合(r≦Δrii)は計算手段53の出力をそのまま
減衰補正手段17に供給するが、もし測定深度が
TVG有効範囲を越えている場合(r>Δrii)は、
深深度用TVG電圧発生手段56を駆動してその
出力と計算手段53の出力の積を減衰補正手段1
7に供給する判定手段である。56は深深度用
TVG電圧発生手段であつて深度inに対し
in/ii ……(30)
なる補正係数信号を発生する。 Referring again to FIG. 2, reference numeral 50 denotes correction limit setting means for setting the correction depth coefficient in of the TVG voltage generator 6 and its limit value ii. On the other hand, a frequency setting means 51 is separately provided, and based on the output thereof, α is calculated by an α calculation means 52 using equation (2). 53 is a calculation means that further calculates e〓 r using equation (6A). 54 supplies the output of the calculation means 53 as is to the attenuation correction means 17 when the measured depth is within the TVG effective range (r≦Δrii);
If the TVG effective range is exceeded (r>Δrii),
The attenuation correction means 1 drives the deep TVG voltage generation means 56 and calculates the product of its output and the output of the calculation means 53.
7. 56 is for deep depth
It is a TVG voltage generating means and generates a correction coefficient signal of in/ii (30) for depth in.
ここで、
ii:補正深度限界値
減衰補正手段17では、スライス手段15の出
力である、距離に応じて変化する信号と判定手段
54又は深深度用TVG電圧発生手段56の出力
との積出力
VEge〓rr
を送出する。 Here, ii: Correction depth limit value In the attenuation correction means 17, the product output VEge of the signal that changes depending on the distance, which is the output of the slicing means 15, and the output of the determination means 54 or the deep TVG voltage generation means 56. 〓 Send r r.
装置の動作
上述のような装置において、第3図に示すよう
に船SPが矢印方向に速度Uで区間Lの海域を探
索する場合を考える。船は海底方向に周期τで周
波数Fの超音波パルスを1,2,3……mと云う
ように発射し、その反射波を受波して信号処理し
て行く。この場合深度r方向をΔrづつに区切つ
て、多数の横断層を考え、この横断層毎に反射信
号を進行方向に積分して行くのが本発明の基本的
な信号処理である。Operation of the Apparatus In the apparatus as described above, let us consider a case where the ship SP searches the sea area of section L in the direction of the arrow at speed U, as shown in FIG. The ship emits ultrasonic pulses of frequency F with a period τ of 1, 2, 3... m toward the ocean floor, receives the reflected waves, and processes the signals. In this case, the basic signal processing of the present invention is to divide the depth r direction into sections of Δr, consider a large number of transverse layers, and integrate the reflected signal in the traveling direction for each transverse layer.
第2図で送信器1が高周波パルスを発生する
と、このパルスは送受切換器3を介して超音波送
受波器4を励振しパルス巾τ、指向角θの超音波
パルスを水中に発射する。各深度に散在する魚群
からの反射波は浅深度のものから順次帰来して超
音波送受波器4、送受切換器3を経て減衰器5に
至る。減衰器5では信号が後段の増巾器で飽和し
ないようにレベル調整される。さらに信号は増巾
器7で増巾されるが、この増巾器の増巾度は
TVG電圧発生器6から加わる電圧によつて時間
の経過と共に増加するように設定されている。し
たがつて(1)式の第1項に示される(20log r)の
減衰分は補正される。この補正深度限界はTVG
電圧の最大値で決定され通常深度にして約300m
程度でああ。信号は次に増巾器9に至るが、ここ
ではレベル差を利用した周知の海底選別回路8に
よつて線路Bに海底信号が検出される。次に信号
はA―D変換器10でデイジタル信号に変換され
記憶器11に上記Δr区間毎に記憶される。書込
アドレス信号はアドレスカウンタ38から入力さ
れている。 In FIG. 2, when the transmitter 1 generates a high-frequency pulse, this pulse excites the ultrasonic transducer 4 via the transmitter/receiver switch 3, and emits an ultrasonic pulse having a pulse width τ and a directivity angle θ into the water. Reflected waves from schools of fish scattered at each depth return sequentially from those at shallower depths, pass through the ultrasonic transducer 4 and the transceiver switch 3, and reach the attenuator 5. The level of the signal is adjusted in the attenuator 5 so that the signal does not become saturated in the subsequent amplifier. The signal is further amplified by the amplifier 7, but the degree of amplification of this amplifier is
The voltage applied from the TVG voltage generator 6 is set to increase over time. Therefore, the attenuation of (20log r) shown in the first term of equation (1) is corrected. This correction depth limit is TVG
Determined by the maximum voltage value, the normal depth is approximately 300m.
That's about it. The signal then reaches an amplifier 9, where a submarine signal is detected on line B by a well-known submarine sorting circuit 8 that utilizes a level difference. Next, the signal is converted into a digital signal by an AD converter 10 and stored in a memory 11 for each Δr interval. The write address signal is input from address counter 38.
さて、以後のデータ処理は中央演算処理装置
(以下CPUと略す)が行なうが、その手順を説明
する。 Now, the subsequent data processing is performed by the central processing unit (hereinafter abbreviated as CPU), and the procedure will be explained.
第2図の記録器37において、記録ペン40が
記録紙39の始端に到来した時にリードスイツチ
47が発生するパルスによつてアドレスカウンタ
38が駆動される。このカウンタの読出し指令に
よつて記憶器11のデータが読み出される。これ
等データのうち海底反射波以後の反射波はゲート
手段12で除去される。さらに信号が所定レベル
を越えて飽和すると正しい情報処理ができないの
でこれを飽和検出手段13で検出して表示ランプ
14で報知する。低レベルの信号は処理の対象外
とするためにスライス手段15で除去される。こ
れ等信号は減衰補正手段17で前述の如く超音波
の伝播減衰成分が補正される。この時点で(22)
式を代表する出力が得られたことになる。すなわ
ち深度i、第j番目のパルス周期におけるΔr深
度区間の正しい魚群情報が得られたことになる。 In the recorder 37 shown in FIG. 2, the address counter 38 is driven by a pulse generated by the read switch 47 when the recording pen 40 reaches the starting edge of the recording paper 39. The data in the memory 11 is read out in response to this counter read command. Among these data, the reflected waves after the seabed reflected waves are removed by the gate means 12. Furthermore, if the signal exceeds a predetermined level and becomes saturated, correct information processing cannot be performed, so this is detected by the saturation detection means 13 and notified by the display lamp 14. Low level signals are removed by the slicing means 15 so as not to be processed. These signals are subjected to attenuation correction means 17 in which the propagation attenuation component of the ultrasonic wave is corrected as described above. At this point (22)
This means that an output representative of the formula has been obtained. In other words, correct fish school information for the Δr depth section at depth i and the j-th pulse period has been obtained.
さらにこのデータは2乗手段18で2乗され
る。その結果(23)式又は(24)式の分子が得ら
れたことになる。 Further, this data is squared by a squaring means 18. As a result, a molecule of formula (23) or (24) was obtained.
以上の演算が各深度区間Δr毎に船の航走方向
にくり返し行なわれる。これを39に表示する。 The above calculations are repeated in the ship's traveling direction for each depth section Δr. This is displayed on 39.
云うまでもなく新データの記憶器への書込みと
この記憶器からの読出しとは同期して処理する必
要はなく直接関係ない。したがつて、上述の演算
動作は、船から超音波が発射される毎に行なう必
要はない。 Needless to say, the writing of new data to the memory and the reading from this memory do not need to be processed synchronously and are not directly related. Therefore, the above calculation operation does not need to be performed every time an ultrasonic wave is emitted from the ship.
さて、くり返し演算の航走方向の範囲の決定で
あるが、本実施例では、探索パルス回数の総和と
船速との積が所定値Lに達した場合に比較手段2
4によつてラツチ手段を働かせ、くり返し演算を
停止せしめるようになされる。これは、例えば船
速が1/2に変化しても、範囲L内の探索パルスの
数は2倍になり結局その積は一定となる。すなわ
ち船速の影響を受けずに範囲測定を可能とするた
めである。 Now, regarding the determination of the range in the sailing direction of the iterative calculation, in this embodiment, when the product of the total number of search pulses and the ship speed reaches a predetermined value L, the comparison means 2
4 activates the latch means to stop the repeated calculation. This means that, for example, even if the ship speed changes by half, the number of search pulses within range L will double, and the product will eventually remain constant. In other words, this is to enable range measurement without being affected by ship speed.
一方生の魚群信号は記憶回路11から読み出さ
れてD―A変換された後記録ペン40に与えら
れ、記録紙にF1,F2、として示すように通常の
魚群探知器の記録が行なわれる。 On the other hand, the raw fish school signal is read out from the storage circuit 11, converted into D/A, and then given to the recording pen 40, where the normal fish finder recording is performed as shown on the recording paper as F1 and F2.
比較手段24の出力によつて、レベルカウンタ
ー36がリセツト状態となる。そしてその後に到
来するリードスイツチ47によるパルスを計算す
る毎に一段づつ値が大きくなるレベル信号がレベ
ル信号発生器35から比較手段34に送出され
る。 The output of the comparison means 24 causes the level counter 36 to be reset. Then, a level signal whose value increases by one stage each time a subsequent pulse generated by the reed switch 47 is calculated is sent from the level signal generator 35 to the comparison means 34.
他方演算手段ではK算出手段30から(24)式
の分母を得て、割算手段31でラツチ手段出力の
V0 2を割る。したがつて、割算手段31の出力は
結局(24)式の散乱強度svを示すこととなる。さ
らに割算手段32でsvをLで割つて(26)式の平
均散乱強度を得る。さらに対数演算手段33で
svの対数を取つて(27)式のを得る。この出
力は比較手段34に供給される。 On the other hand, the calculation means obtains the denominator of equation (24) from the K calculation means 30, and the division means 31 calculates the output of the latch means.
Divide V 0 2 . Therefore, the output of the dividing means 31 ends up representing the scattering intensity sv of equation (24). Further, the dividing means 32 divides sv by L to obtain the average scattering intensity of equation (26). Furthermore, the logarithm calculation means 33
Take the logarithm of sv to obtain equation (27). This output is supplied to comparison means 34.
結局比較手段34は、積分範囲Lを経過した直
後の記録位置(直線P)を基準線としてペン一走
査毎に図中左方向に増大する平均散乱強度基準レ
ベルとペン存在位置に該当する深度区間Δrの対
数演算結果とをペン走査と同期して比較すること
になる。そうして両入力が一致した場合に記録ペ
ン40に出力を送出する。したがつて、記録紙3
9には平均散乱強度svが各深度区間毎に直線Pを
基準線とした左方向への偏位グラフQとして表示
されることとなる。 In the end, the comparison means 34 compares the average scattering intensity reference level that increases leftward in the figure with each pen scan with the recording position (straight line P) immediately after passing through the integration range L as a reference line and the depth section corresponding to the pen existing position. The results of the logarithmic calculation of Δr are compared in synchronization with the pen scanning. Then, when both inputs match, an output is sent to the recording pen 40. Therefore, recording paper 3
9, the average scattering intensity sv is displayed for each depth section as a leftward deviation graph Q with the straight line P as the reference line.
なお、記録紙上方の空欄には分時マークM,M
……が表示され、記録紙送り速度を船速に応動す
るようにしておけば記録紙上で船速変化を識別す
ることができる。これは探索パルスの航走方向に
対する粗密度を知る上で役立つ。 In addition, there are minute and hour marks M, M in the blank space above the recording paper.
... is displayed, and if the chart paper feed speed is set to correspond to the ship's speed, changes in ship speed can be identified on the chart paper. This is useful in knowing the coarse density of search pulses in the travel direction.
以上説明したように本発明によれば、探知海域
の平均反射強度を深度方向の分布も含めて直観的
に観察することができ、海域の魚類資源量の把握
に便ならしめることができる。 As explained above, according to the present invention, it is possible to intuitively observe the average reflection intensity in the detection sea area, including the distribution in the depth direction, and it is possible to conveniently grasp the amount of fish resources in the sea area.
なお、上記実施例では、表示器として記録紙を
採用し、現示手段として一本ペンを採用したが、
この現示手段としては、この種記録紙に汎用され
ているマルチペンを利用できる。この場合は、マ
ルチペンの本数をすなわち深度分割区間数とすれ
ば便利である。 In the above embodiment, recording paper was used as the display device and a single pen was used as the display means.
As this display means, a multi-pen, which is commonly used for this type of recording paper, can be used. In this case, it is convenient to use the number of multi-pens as the number of depth division sections.
第1図は本発明の原理を説明するための説明
図、第2図は本発明の実施例を示すブロツク図、
第3図は本発明の動作を説明するための説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the present invention.
Claims (1)
(深度軸)を有する表示器に表示する装置におい
て、上記反射波の強度を上記探索波の伝播による
減衰関数に従つて補正する補正手段と、上記距離
軸を複数の時間区間に分割する手段と、該時間区
間別に上記反射波を所定回数分積分する演算手段
と、上記表示器に設けられ且つ上記距離軸方向に
所定速度で主走査される現示主段と、上記時間軸
方向に上記表示器の表示結果を副走査させる副走
査手段と、上記時間区間毎の演算出力値を上記所
定回数経過後の所定の主走査部位を基準とした上
記時間軸方向への偏位信号に変換する手段と、該
偏位記号を上記現示手段に供給する手段とを備え
たことを特徴とする反射情報の表示装置。 2 上記補正手段が、拡散減衰分を補正する
TVG電圧発生手段と、吸収減衰成分を補正する
演算手段と、両手段の和手段を有したことを特徴
とする請求範囲1に記載した反射情報の表示装
置。 3 上記演算手段は、超音波の伝播減衰補正手段
の出力を2乗する2乗手段と、その値を 10{(EG+ER+SL)/10}・Cτ/2ψ で除する手段とを有したことを特徴とする請求範
囲1に記載した反射情報の表示装置。 4 上記表示器が一定方向に副走査する記録紙を
有してなり且つ上記現示手段が上記記録紙を横断
するごとく並べられた針状記録ペンよりなること
を特徴とする請求範囲1に記載した表示装置。 5 上記表示器がブラウン管表示器よりなり上記
現示手段が上記ブラウン管面を掃引する電子ビー
ムより成ることを特徴とする請求範囲1に記載し
た表示装置。[Claims] 1. In a device that emits a search wave and displays its reflected wave on a display having a time axis versus a distance axis (depth axis), the intensity of the reflected wave is expressed as an attenuation function due to the propagation of the search wave. Accordingly, a correction means for correcting, a means for dividing the distance axis into a plurality of time intervals, an arithmetic means for integrating the reflected wave a predetermined number of times for each time interval, and a computation means provided in the display and for dividing the distance axis into a plurality of time intervals; a main display stage that performs main scanning at a predetermined speed; a sub-scanning means that sub-scans the display result of the display in the time axis direction; A reflection information display device comprising: means for converting into a deviation signal in the time axis direction based on the main scanning portion of the image; and means for supplying the deviation symbol to the display means. . 2 The above correction means corrects the diffusion attenuation.
2. The reflection information display device according to claim 1, comprising TVG voltage generation means, calculation means for correcting absorption and attenuation components, and means for summing both means. 3 The above calculation means has a squaring means for squaring the output of the ultrasonic propagation attenuation correction means and a means for dividing the value by 10{ (EG+ER+SL)/10 }・Cτ/2ψ. The reflection information display device according to claim 1, characterized in that: 4. According to claim 1, wherein the display device comprises a recording paper that performs sub-scanning in a certain direction, and the display means comprises needle-shaped recording pens arranged so as to cross the recording paper. display device. 5. The display device according to claim 1, wherein the display device is a cathode ray tube display, and the display means is an electron beam sweeping the surface of the cathode ray tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17115080A JPS5794671A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Indicator of reflective information |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17115080A JPS5794671A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Indicator of reflective information |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5794671A JPS5794671A (en) | 1982-06-12 |
| JPS6322275B2 true JPS6322275B2 (en) | 1988-05-11 |
Family
ID=15917909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17115080A Granted JPS5794671A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Indicator of reflective information |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5794671A (en) |
-
1980
- 1980-12-03 JP JP17115080A patent/JPS5794671A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5794671A (en) | 1982-06-12 |
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