JPH0693023B2 - Underwater detector - Google Patents
Underwater detectorInfo
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- JPH0693023B2 JPH0693023B2 JP26629486A JP26629486A JPH0693023B2 JP H0693023 B2 JPH0693023 B2 JP H0693023B2 JP 26629486 A JP26629486 A JP 26629486A JP 26629486 A JP26629486 A JP 26629486A JP H0693023 B2 JPH0693023 B2 JP H0693023B2
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、広範囲方向に超音波パルスを送受波する水中
探知装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an underwater detection apparatus that transmits and receives ultrasonic pulses in a wide range of directions.
<従来の技術> 広範囲方向に超音波パルスを送受波する水中探知装置、
たとえば全周スキャニング型の水中探知装置は、受波ビ
ームを探査空間内で回転走査することにより、空間情報
をサンプリングしている。<Prior Art> Underwater detection device that transmits and receives ultrasonic pulses in a wide range of directions,
For example, an all-round scanning underwater detection device samples spatial information by rotating and scanning a received beam in an exploration space.
具体的には、全周スキャニング型の水中探知装置は、多
数の振動子が円筒状に配列された超音波送受波器を備え
ており、この振動子群の全部に駆動信号が加えられて、
その超音波振動が全周方向へ円板状のビームとして広が
っていく。この送振の直後から、個々の振動子の受波信
号が、別々に増幅されるとともに、隣り合う振動子との
間で位相補正が行なわれて、特定方向に強い受波感度を
有する指向性受波ビームが形成され、この受波ビームに
よって各方向から帰来する反射波が受波される。この受
波ビームの方向を高速で切り換えて回転させることによ
り、1回の送振期間中に、全周のスキャニングが行なわ
れる。Specifically, the all-round scanning type underwater detection device is equipped with an ultrasonic transducer in which a large number of transducers are arranged in a cylindrical shape, and a drive signal is applied to all of the transducer groups,
The ultrasonic vibration spreads as a disc-shaped beam in the entire circumferential direction. Immediately after this vibration is transmitted, the received signals of the individual transducers are amplified separately, and the phase correction is performed between adjacent transducers to obtain a directivity with a strong receiving sensitivity in a specific direction. A received beam is formed, and reflected waves returning from the respective directions are received by the received beam. By switching the direction of this received beam at high speed and rotating it, scanning of the entire circumference is performed during one vibration transmission period.
<発明が解決しようとする問題点> ところで、上記のような全周スキャニング型の水中探知
装置において、超音波パルスの1回の発射により得られ
る画像は、水平面に沿った2次元画像であって、3次元
的な画像を得ようとすれば、超音波パルスを数回発射し
て、その送振毎に水平方向にスキャニングを行なって異
なるティルト角の情報を得なければならず、超音波パル
スを数回にわたって送受波することになるので、3次元
画像を表示するまでに時間がかかる、という問題があっ
た。<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the above-mentioned all-round scanning type underwater detection apparatus, an image obtained by emitting one ultrasonic pulse is a two-dimensional image along a horizontal plane. In order to obtain a three-dimensional image, it is necessary to emit ultrasonic pulses several times and perform horizontal scanning for each vibration to obtain information on different tilt angles. Since it is transmitted and received several times, there is a problem that it takes time to display a three-dimensional image.
また、ティルト方向毎に探知時刻がずれるので、3次元
の画像が不正確なものになり、シャープな画像が得られ
ない、という問題もあった。Further, since the detection time is shifted for each tilt direction, there is a problem that a three-dimensional image becomes inaccurate and a sharp image cannot be obtained.
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、超音波パルスの1回の送振期間中に3次元表示に必
要な映像画像が得られるようにして、高速で鮮明な3次
元表示を可能にすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described problems, and a video image necessary for three-dimensional display can be obtained during one ultrasonic wave oscillation period, so that a high-speed and clear image can be obtained. The purpose is to enable dimensional display.
<問題点を解決するための手段> 本発明は、上記の目的を達成するために、1回の送振期
間中に連続的に互いに異なる周波数でかつそれぞれにテ
ィルト方向に対して位相調整された所定複数k種の駆動
信号を生成する駆動信号生成回路と、所定複数kのティ
ルト角範囲に向けてそれぞれ前記駆動信号の駆動により
互いに異なる周波数の超音波パルスを発射する超音波送
受波器と、超音波送受波器の受波信号から各ティルト角
範囲に対応する周波数の受波信号を抽出する所定複数k
の抽出回路と、各抽出回路の出力を各ティルト角範囲に
おいてそれぞれ位相合成して水平方向の指向性受波ビー
ムを形成する所定複数kの水平ビーム形成回路と、前記
受波ビームによって受波される各ティルト角範囲の受波
信号に基づく画像を表示する表示部とを備えて水中探知
装置を構成した。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has continuously and mutually phase-adjusted with respect to the tilt direction at different frequencies during one vibration period. A drive signal generation circuit for generating drive signals of a predetermined plurality of k types; and an ultrasonic transducer that emits ultrasonic pulses of different frequencies by driving the drive signals toward the tilt angle range of the predetermined plurality of k, respectively. Predetermined plural k for extracting the received signal of the frequency corresponding to each tilt angle range from the received signal of the ultrasonic transmitter / receiver
Of the extraction circuits, a plurality of horizontal beam forming circuits of a predetermined number k for phase-combining the outputs of the extraction circuits in the respective tilt angle ranges to form a horizontal directional received beam, and the received beams. The underwater detection apparatus is configured with a display unit that displays an image based on a received signal in each tilt angle range.
<作用> 上記の構成によれば、超音波送受波器は、1回の送振期
間中に連続的に各ティルト角範囲に向けて互いに異なる
周波数の超音波パルスを発射する。各ティルト角範囲か
らは、周波数の異なる反射波が帰来するが、この反射波
に基づく受波信号は、周波数分離により各抽出回路で抽
出される。すなわち、各抽出回路では、対応するティル
ト角範囲の受波信号が抽出される。そして、各抽出回路
の後段では、抽出された受波信号に対して、位相合成に
より水平面内で受波ビームが形成されて、この受波ビー
ムにより特定水平方向の受波信号が取り込まれる。そし
てこの受波信号により、各ティルト角範囲内における映
像信号が得られる。これらの映像信号はティルト方向の
全範囲にわたって得られるから、これにより、3次元的
な画像表示が可能になる。<Operation> According to the above configuration, the ultrasonic wave transmitter / receiver continuously emits ultrasonic wave pulses having different frequencies toward the respective tilt angle ranges during one vibration transmission period. From each tilt angle range, reflected waves with different frequencies come back, and the received signal based on this reflected wave is extracted by each extraction circuit by frequency separation. That is, in each extraction circuit, the received signal in the corresponding tilt angle range is extracted. Then, in the subsequent stage of each extraction circuit, a received beam is formed in the horizontal plane by phase combination with respect to the extracted received signal, and the received signal in the specific horizontal direction is taken in by this received beam. Then, with this received signal, a video signal within each tilt angle range can be obtained. Since these video signals are obtained over the entire range in the tilt direction, this enables a three-dimensional image display.
<実施例> 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。<Examples> Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples shown in the drawings.
第1図は、本発明に係る水中探知装置の全体を示すブロ
ック図であって、この水中探知装置は、広範囲方向に超
音波パルスを発射しうる超音波送受波器1と、この超音
波送受波器1を駆動する数種(この例では4種)の駆動
信号を生成する駆動信号生成回路2と、超音波送受波器
1からの受波信号を処理する複数(この例では4個)の
受波信号処理部3(31〜34)と、各受波信号処理部3で
得られた映像信号を表示する表示器4(41〜44)とを備
えている。FIG. 1 is a block diagram showing an entire underwater detection apparatus according to the present invention. This underwater detection apparatus includes an ultrasonic wave transmitter / receiver 1 capable of emitting ultrasonic pulses in a wide range direction and the ultrasonic wave transmitter / receiver. A drive signal generation circuit 2 that generates several types of drive signals (four types in this example) that drive the wave device 1, and a plurality (four in this example) that processes the reception signals from the ultrasonic wave transmitter / receiver 1. The received signal processing units 3 (3 1 to 3 4 ) and the display 4 (4 1 to 4 4 ) for displaying the video signal obtained by each received signal processing unit 3 are provided.
第1図中、5は、所要周波数の受波信号を抽出するため
の混合信号を発生する混合信号発生回路、6は水平面で
の位相制御を行なうための位相制御信号を発生する位相
信号発生回路、7はキーイングパルス発生回路である。In FIG. 1, 5 is a mixed signal generating circuit for generating a mixed signal for extracting a received signal of a required frequency, and 6 is a phase signal generating circuit for generating a phase control signal for performing phase control on a horizontal plane. , 7 are keying pulse generation circuits.
駆動信号生成回路2は、ROM8に予め書き込まれたデータ
を読み出すことによって、1回の送振期間中に連続的に
互いに異なる周波数でかつそれぞれにティルト方向に対
して位相調整された4種の駆動信号を生成するものであ
って、その駆動信号は、切換器9を介して超音波送受波
器1の各振動子1a,…に供給される。この例では、超音
波送受波器1において振動子1aがティルト方向に8個配
列されているのに応じて、駆動信号は8相となってい
る。なお、その内部構成の詳細は後述する。The drive signal generation circuit 2 reads out the data written in advance in the ROM 8 to continuously drive four types of drive signals having different frequencies and tilted in the tilt direction during one vibration transmission period. A drive signal for generating a signal is supplied to each transducer 1a, ... Of the ultrasonic wave transmitter / receiver 1 via the switch 9. In this example, the drive signals have eight phases in response to the eight transducers 1a arranged in the tilt direction in the ultrasonic wave transmitter / receiver 1. The details of the internal configuration will be described later.
超音波送受波器1は、前記駆動信号に駆動されて、複数
のティルト角範囲に向けてそれぞれ互いに異なる周波数
の超音波パルスを発射するとともに、角ティルト角範囲
からの反射波を受波する。角ティルト角範囲θ1,θ2,θ
3,θ4は、全送波範囲を予めティルト方向に沿って分割
したもので、その分割数は駆動信号の種類に対応してい
る。すなわち、全送波範囲はティルト方向に沿って4つ
に分割されている。The ultrasonic transmitter / receiver 1 is driven by the drive signal to emit ultrasonic pulses of different frequencies toward a plurality of tilt angle ranges and receive a reflected wave from the angular tilt angle range. Angle Tilt Angle range θ 1 , θ 2 , θ
3 and θ 4 are obtained by dividing the entire transmission range in advance along the tilt direction, and the number of divisions corresponds to the type of drive signal. That is, the entire transmission range is divided into four along the tilt direction.
そして、各ティルト角範囲からの反射波に基づく受波信
号は、切換器9および増幅器10を通じて4個の受波信号
処理部31〜34に共通に与えられる。Then, received signals based on the reflected waves from the tilt angle range is commonly applied to switching device 9 and four received signals through the amplifier 10 processor 3 1 to 3 4.
なお、超音波送受波器1を構成する振動子1aの周波数特
性が第2図に示すようなものであるとき、水平面に近い
第1のティルト角範囲θ1に対しては、振動子1aの最高
感度域内の周波数f1が割り当てられ、水平面から遠ざか
るティルト角範囲ほど、その送振周波数には、振動子1a
のより低い感度域内に周波数が割り当てられる。すなわ
ち、水平面に沿った第1ティルト角範囲θ1には周波数
f1が、その下の第2ティルト角範囲θ2には周波数f
2が、更にその下の第3ティルト角範囲θ3には周波数f
3が、最下の第4ティルト角範囲θ4には周波数f4が割
り当てられている。When the frequency characteristic of the transducer 1a that constitutes the ultrasonic wave transmitter / receiver 1 is as shown in FIG. 2, for the first tilt angle range θ 1 close to the horizontal plane, the transducer 1a The frequency f 1 within the maximum sensitivity range is assigned, and the closer to the tilt angle range that is farther from the horizontal plane,
The frequencies are assigned within the lower sensitivity region of. That is, the first tilt angle range θ 1 along the horizontal plane has a frequency
f 1 has a frequency f within the second tilt angle range θ 2 below
2 has a frequency f in the third tilt angle range θ 3 further below.
3 and the frequency f 4 is assigned to the lowermost fourth tilt angle range θ 4 .
各受波信号処理部31〜34は、各ティルト角範囲の受波信
号を処理するものであって、受波信号から各ティルト角
範囲に対応する周波数の受波信号を抽出する抽出回路11
(111〜114)と、各抽出回路11の出力をそれぞれ位相合
成して水平面内での指向性受波ビームを形成する水平ビ
ーム形成回路12(121〜124)とを備える。なお、各受波
信号処理部3の内部構成は、基本的には同一であるの
で、第1の受波信号処理部31についてその内部構成を説
明して、他の受波信号処理部32〜34については詳細な説
明を省略する。Each of the received signal processing units 3 1 to 3 4 is for processing the received signal in each tilt angle range, and is an extraction circuit for extracting the received signal of a frequency corresponding to each tilt angle range from the received signal. 11
(11 1 to 11 4 ) and a horizontal beam forming circuit 12 (12 1 to 12 4 ) for phase-combining the outputs of the extraction circuits 11 to form a directional received beam in a horizontal plane. The internal structure of each received signal processing unit 3, since basically the same, the first for the received signal processing unit 3 1 describes the internal structure, the other received signal processing section 3 About two or three 4 and a detailed description thereof will be omitted.
第1の受波信号処理部31において、抽出回路111は、テ
ィルト方向に並列する振動子1aと同数(この例では8
個)の混合器13,…およびフィルタ14,…からなる。各混
合器13は、受波信号と、混合信号発生器5からの混合信
号とを混合する。混合信号発生回路5は、各混合器13に
対して受波信号処理部3毎に異なる周波数の混合信号f
21〜f24を発生する。混合器13においては、受波信号に
この混合信号を混合することによって、受波信号を一定
の中間周波f0に変換する。フィルタ14は、一定周波数f0
の中間周波のみを通過させることによって、所定のティ
ルト角範囲に対応する受波信号を抽出する。In the first received signal processing unit 3 1, extraction circuit 11 1, the same number as the oscillator 1a for parallel tilt direction (in this example 8
Individual) mixers 13, ... And filters 14 ,. Each mixer 13 mixes the received signal with the mixed signal from the mixed signal generator 5. The mixed signal generation circuit 5 controls the mixer 13 to generate a mixed signal f having a different frequency for each received signal processing unit 3.
Generates 21 to f 24 . The mixer 13 mixes the received signal with the mixed signal to convert the received signal into a constant intermediate frequency f 0 . The filter 14 has a constant frequency f 0.
The received signal corresponding to the predetermined tilt angle range is extracted by passing only the intermediate frequency of.
フィルタ14の出力は、水平ビーム形成回路121に入力す
る。水平ビーム形成回路121は、混合器15と、加算器16
と、フィルタ17とで構成されている。混合器15は、位相
信号発生回路6からの位相制御信号と抽出回路111の出
力とを混合する。The output of the filter 14 is input to the horizontal beam forming circuit 12 1 . Horizontal beam forming circuit 12 1 includes a mixer 15, an adder 16
And a filter 17. The mixer 15 mixes the phase control signal from the phase signal generation circuit 6 and the output of the extraction circuit 111.
位相信号生成回路6は、ROM18に予め書き込まれたデー
タを読み出すことによって、周波数が共通で水平方向に
対して位相調整されたn相の位相制御信号を生成するも
のであって、その内部構成の詳細は後述する。The phase signal generation circuit 6 is for generating an n-phase phase control signal having a common frequency and having a phase adjusted in the horizontal direction by reading the data written in advance in the ROM 18, and has an internal configuration of Details will be described later.
混合器15は、この位相制御信号を混合することにより、
受波ビームを形成する。このように位相合成された信号
は加算器16で加算されたのち、フィルタ17を通過する。The mixer 15 mixes the phase control signals,
Form a received beam. The signals thus phase-synthesized are added by the adder 16 and then passed through the filter 17.
水平ビーム形成回路12の出力は、増幅器19を通じてCRT
のような表示器4に供給される。表示器4は、キーイン
グパルス発生回路7からのキーイングパルスに応答動作
する掃引回路20により掃引制御される。The output of the horizontal beam forming circuit 12 is sent to the CRT through the amplifier 19.
Is supplied to the display device 4 such as. The display 4 is sweep-controlled by a sweep circuit 20 that operates in response to the keying pulse from the keying pulse generating circuit 7.
第3図は、駆動信号生成回路のブロック図、第4図はそ
のタイムチャートである。この駆動信号生成回路2は、
第1のクロックパルス発生器21と、この発生器21の出力
側のゲート22と、ゲート22を通じて供給される第1のク
ロックパルスをカウントする4進カウンタ23と、該カウ
ンタ23のカウント数に応じてROM8の読み出し領域を切り
換える領域設定器24とを備える。前記ゲート22は、第4
図に示すように、キーイングパルス発生回路7からのキ
ーイングパルスaに応答して開き、第1のクロックパル
スを4進カウンタ23に導き、4進カウンタ23の桁上げパ
ルスcにより閉動作する。FIG. 3 is a block diagram of the drive signal generation circuit, and FIG. 4 is its time chart. The drive signal generation circuit 2 is
A first clock pulse generator 21, a gate 22 on the output side of the generator 21, a quaternary counter 23 for counting the first clock pulse supplied through the gate 22, and a count number of the counter 23 Area setting device 24 for switching the read area of the ROM 8. The gate 22 has a fourth
As shown in the figure, in response to the keying pulse a from the keying pulse generating circuit 7, the first clock pulse is led to the quaternary counter 23, and the quaternary counter 23 carries out a closing pulse c to perform a closing operation.
ROM8には4個の記憶領域が設定されており、各領域に
は、2値信号の形で駆動信号が格納されている。これら
駆動信号は予めティィルト方向に対して位相調整されて
いる。Four storage areas are set in the ROM8, and drive signals in the form of binary signals are stored in each area. The phase of these drive signals is adjusted in advance in the tilt direction.
また、この駆動信号生成回路2は、第2のクロックパル
ス発生器25と、そのクロックパルスを4段階にわたって
分周する分周器26と、該分周器26の各出力側に介在する
分周ゲート27,…と、前記4進カウンタ23のカウント出
力をデコードして各分周ゲート27,…を制御するデコー
ダ28と、4個の分周ゲート27の後段のORゲート29と、OR
ゲート29からの分周パルスをカウントしてそのカウント
出力によりROM8のいずれかの領域のデータを読み出す読
み出しカウンタ30とを備える。The drive signal generation circuit 2 also includes a second clock pulse generator 25, a frequency divider 26 that divides the clock pulse in four stages, and a frequency divider that is provided on each output side of the frequency divider 26. .., a decoder 28 for decoding the count output of the quaternary counter 23 and controlling each of the frequency dividing gates 27, ..
A read counter 30 is provided which counts the frequency-divided pulses from the gate 29 and reads the data in any area of the ROM 8 by the count output.
ROM8では、読み出し領域が異なる毎に、読み出しカウン
タ30に与えられる分周パルスの周期が異なるので、ROM8
からは、4種の互いに周波数の異なる駆動信号が連続的
に出力されることになる。ROM8の出力側には、ラッチパ
ルス発生器31からのラッチパルスに応答動作するラッチ
回路32,…と、ゲートパルス発生器33からのゲートパル
スに応答動作するゲート34,…と、増幅器35,…とが設け
られている。In the ROM8, the frequency of the divided pulse given to the read counter 30 is different every time the read area is different.
Therefore, four kinds of drive signals having different frequencies are continuously output. At the output side of the ROM8, a latch circuit 32, ... Responsive to the latch pulse from the latch pulse generator 31, a gate 34, .. Responsive to a gate pulse from the gate pulse generator 33, an amplifier 35 ,. And are provided.
ゲートパルス発生器33は、第4図(d)に示すように、
第1クロックパルスに対してゲート22が開いている間、
すなわちROM8のデータが読み出されている間に、4発の
ゲートパルスを発生する。このゲートパルスによりROM8
の出力側のゲート35が開くので、駆動信号生成回路2
は、第4図(e)に示すように、4種の駆動信号を相次
いで出力することになる。The gate pulse generator 33, as shown in FIG.
While gate 22 is open for the first clock pulse,
That is, four gate pulses are generated while the data in ROM8 is being read. This gate pulse causes ROM8
Since the gate 35 on the output side of the
Will output four kinds of drive signals one after another as shown in FIG. 4 (e).
第5図は、位相信号発生回路のブロック図であって、こ
の位相制御信号発生回路6は、第3のクロックパルス発
生器37と、そのクロックパルスを分周する分周器38と、
分周されたクロックパルスをカウントしてそのカウント
出力によりROM18のデータを読み出す読み出しカウンタ3
9とを備える。ROM18には、水平方向の受波ビームを形成
するための位相制御信号が2値信号の形で格納されてい
る。ROM18の出力側には、読み出しデータをラッチする
ラッチ回路40と、各ラッチ回路40に対してラッチパルス
を供給するラッチパルス発生器41とが設けられている。FIG. 5 is a block diagram of the phase signal generation circuit. The phase control signal generation circuit 6 includes a third clock pulse generator 37, a frequency divider 38 for dividing the clock pulse,
Read counter 3 that counts the divided clock pulses and reads the data of ROM18 by the count output
9 and. The ROM 18 stores a phase control signal for forming a horizontal receiving beam in the form of a binary signal. On the output side of the ROM 18, a latch circuit 40 that latches read data and a latch pulse generator 41 that supplies a latch pulse to each latch circuit 40 are provided.
上記の構成によれば、駆動信号生成回路2では、4進カ
ウンタ23のカウント数が変化する毎に、ROM8の読み出し
領域が切り換わるとともに、その読み出しタイミングが
変わるので、この駆動信号生成回路2は、互いに周波数
の異なる4種の駆動信号を発生する。超音波送受波器1
の各振動子1aは、この駆動信号に駆動されるので、1回
の送振期間中に、連続的に各ティルト角範囲に向けて互
いに異なる周波数の超音波パルスを発射する。According to the above configuration, in the drive signal generation circuit 2, the read area of the ROM 8 is switched and the read timing is changed every time the count number of the quaternary counter 23 is changed. , Four types of drive signals having different frequencies are generated. Ultrasonic transducer 1
Since each transducer 1a is driven by this drive signal, it continuously emits ultrasonic pulses of different frequencies toward each tilt angle range during one vibration transmission period.
各ティルト角範囲からは、周波数の異なる反射波が帰来
するが、この反射波に基づく受波信号は、周波数分離に
より分離され、各抽出回路11で対応するティルト角範囲
の受波信号が抽出されることになる。すなわち、第1の
抽出回路111では第1のティルト角範囲θ1に対応する
周波数f1の受波信号が、また第2の抽出回路112では第
2のティルト角範囲θ1に対応する周波数f2の受波信号
が、第3の抽出回路113では第3のティルト角範囲θ3
に対応する周波数f3の受波信号が、第4の抽出回路114
では第4のティルト角範囲θ4に対応する周波数f4の受
波信号が、それぞれ抽出される。Reflected waves with different frequencies return from each tilt angle range, but the received signal based on this reflected wave is separated by frequency separation, and the received signal in the corresponding tilt angle range is extracted by each extraction circuit 11. Will be. That is, in the first extraction circuit 11 1 , the received signal of the frequency f 1 corresponding to the first tilt angle range θ 1, and in the second extraction circuit 11 2 corresponds to the second tilt angle range θ 1 . In the third extraction circuit 11 3 , the received signal of frequency f 2 is received by the third tilt angle range θ 3
Received signal of a frequency f 3 corresponding to the fourth extraction circuit 11 4
Then, the received signals of the frequency f 4 corresponding to the fourth tilt angle range θ 4 are extracted.
そして、各抽出回路11の後段では、抽出された受波信号
に対して、位相合成により水平面内で受波ビームが形成
されて、この受波ビームにより特定水平方向の受波信号
が取り込まれる。そしてこの受波信号により、各ティル
ト角範囲内における映像信号が得られる。これらの映像
信号はティルト方向の全範囲にわたって得られるから、
これにより、3次元的な画像表示が可能になる。Then, in the subsequent stage of each extraction circuit 11, a received beam is formed in the horizontal plane by phase combination with respect to the extracted received signal, and the received signal in the specific horizontal direction is taken in by this received beam. Then, with this received signal, a video signal within each tilt angle range can be obtained. Since these video signals are obtained over the entire range in the tilt direction,
This enables a three-dimensional image display.
ところで、一般に全周スキャニング型の水中探知装置に
おいては、水平探知に重点が置かれており、水深方向の
探知距離は400mあれば充分で、ティルト角が深くなるに
つれて探知距離が短くなっても実用上、問題が生じな
い。上記実施例では、水平面に近いティルト角範囲に対
して、振動子の最高感度域内の周波数を割り当て、水平
面から遠ざかるティルト角範囲ほど、その送振周波数に
は、振動子のより低い感度域内の周波数を割り当ててお
り、そのため、水平探知距離に対して、水深探知距離が
短くなっている。浅いティルト角範囲に対しては高感度
領域の周波数を使用しているから、水平探知距離が振動
子の特性の最大限にまで拡大されることになる。By the way, generally, in the all-around scanning underwater detection device, emphasis is placed on horizontal detection, and a detection distance of 400 m in the water depth direction is sufficient. In addition, there is no problem. In the above-mentioned embodiment, the tilt angle range close to the horizontal plane is assigned a frequency within the maximum sensitivity range of the oscillator, and the tilt angle range further away from the horizontal plane has its oscillation frequency at a frequency within the lower sensitivity range of the oscillator. Therefore, the depth detection distance is shorter than the horizontal detection distance. Since the frequency in the high sensitivity region is used for the shallow tilt angle range, the horizontal detection distance is extended to the maximum of the characteristics of the oscillator.
図示の実施例では、各ティルト角範囲毎にその画像を専
用の表示器に表示するようにしたが、全ティルト角範囲
の画像を合成して単一の表示器の表示することもでき
る。In the illustrated embodiment, the image is displayed on a dedicated display for each tilt angle range, but the images of all tilt angle ranges can be combined and displayed on a single display.
<発明の効果> 以上のように、本発明によれば、1回の送振期間中に連
続的に各ティルト角範囲に向けて互いに異なる周波数の
超音波パルスを発射し、各ティルト角範囲から帰来する
反射波に基づく受波信号は、各抽出回路で周波数分離に
より抽出され、水平ビーム形成回路において位相合成に
より受波ビームが形成されて、この受波ビームにより特
定水平方向の受波信号が取り込まれる。このように、1
回の送振で、水平方向およびティルト方向に沿った映像
信号が得られ、これにより、高速で鮮明な3次元の画像
表示が可能になる。<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, ultrasonic pulses of different frequencies are continuously emitted toward each tilt angle range during one vibration transmission period, and the tilt angle range is changed from each tilt angle range. The received signal based on the returning reflected wave is extracted by frequency separation in each extraction circuit, the received beam is formed by phase combination in the horizontal beam forming circuit, and the received signal in the specific horizontal direction is formed by this received beam. It is captured. Like this one
By transmitting the image once, a video signal along the horizontal direction and the tilt direction can be obtained, which enables a high-speed and clear three-dimensional image display.
第1図は本発明に係る水中探知装置の全体構成を示すブ
ロック図、第2図は送振周波数と振動子の特性との関係
を示す説明図、第3図は駆動信号生成回路のブロック
図、第4図は駆動信号生成回路におけるタイムチャー
ト、第5図は位相信号発生回路のブロック図である。 1……超音波送受波器、2……駆動信号生成回路、3
(31〜34)……受波信号処理部、11(111〜114)……抽
出回路、12(121〜124)……水平ビーム形成回路、4
(41〜44)……表示器。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an underwater detection apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the transmission frequency and the characteristics of a vibrator, and FIG. 3 is a block diagram of a drive signal generation circuit. FIG. 4 is a time chart of the drive signal generation circuit, and FIG. 5 is a block diagram of the phase signal generation circuit. 1 ... Ultrasonic transmitter / receiver, 2 ... Drive signal generation circuit, 3
(3 1 to 3 4 ) ... Received signal processing unit, 11 (11 1 to 11 4 ) ... Extraction circuit, 12 (12 1 to 12 4 ) ... Horizontal beam forming circuit, 4
(4 1 to 4 4 ) …… Display unit.
Claims (2)
周波数でかつそれぞれにティルト方向に対して位相調整
された所定複数k種の駆動信号を生成する駆動信号生成
回路と、 送波範囲をティルト方向に沿って分割した所定複数kの
ティルト角範囲に向けてそれぞれ前記駆動信号の駆動に
より互いに異なる周波数の超音波パルスを発射する超音
波送受波器と、 超音波送受波器の受波信号から各ティルト角範囲に対応
する周波数の受波信号を抽出する所定複数kの抽出回路
と、 各抽出回路の出力をそれぞれ位相合成して各ティルト角
範囲内での水平方向の指向性受波ビームを形成する所定
複数kの水平ビーム形成回路と、 前記指向性受波ビームによって受波される各ティルト角
範囲の受波信号に基づく画像を表示する表示部と、 を備えたことを特徴とする水中探知装置。1. A drive signal generation circuit for generating a predetermined plurality of k types of drive signals, which are continuously different in frequency during a single vibration transmission period and are phase-adjusted with respect to each tilt direction, and a transmission signal. An ultrasonic wave transmitter / receiver that emits ultrasonic wave pulses of different frequencies by driving the drive signals toward tilt angle ranges of a plurality of predetermined k, which are obtained by dividing the range along the tilt direction, and a receiver / receiver of the ultrasonic wave transmitter / receiver. A predetermined plurality of extraction circuits for extracting a received signal of a frequency corresponding to each tilt angle range from the wave signal, and the outputs of the extraction circuits are phase-combined, respectively, and the horizontal directivity reception within each tilt angle range is performed. A plurality of horizontal beam forming circuits for forming a wave beam, and a display unit for displaying an image based on a received signal in each tilt angle range received by the directional received beam. Underwater detection system according to claim.
に対応する送振周波数のうち、水平面に近いティルト角
範囲の送振周波数が、超音波送受波器の振動子の最高感
度域内に設定され、水平面から遠ざかるティルト角範囲
ほど、その送振周波数が振動子のより低い感度域内に設
定されている特許請求の範囲第1項に記載の水中探知装
置。2. A vibration frequency in a tilt angle range near a horizontal plane among vibration vibration frequencies corresponding to each tilt angle range in an ultrasonic wave transmitter / receiver is set within a maximum sensitivity range of a transducer of the ultrasonic wave transmitter / receiver. The underwater detection device according to claim 1, wherein the vibration transmitting frequency is set within a lower sensitivity range of the vibrator as the tilt angle range becomes farther from the horizontal plane.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26629486A JPH0693023B2 (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Underwater detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26629486A JPH0693023B2 (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Underwater detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63120270A JPS63120270A (en) | 1988-05-24 |
| JPH0693023B2 true JPH0693023B2 (en) | 1994-11-16 |
Family
ID=17428946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26629486A Expired - Lifetime JPH0693023B2 (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Underwater detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693023B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7289390B2 (en) | 2004-07-19 | 2007-10-30 | Furuno Electric Company, Limited | Ultrasonic transmitting/receiving apparatus and scanning sonar employing same |
| JP5550092B2 (en) * | 2009-06-22 | 2014-07-16 | Necネットワーク・センサ株式会社 | Underwater image omnidirectional display processing apparatus and method |
| CN109661591A (en) * | 2016-09-15 | 2019-04-19 | 国立研究开发法人 海上·港湾·航空技术研究所 | Ultrasonic wave three-dimensional measuring apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5848867B2 (en) | 2010-03-16 | 2016-01-27 | テクノポリマー株式会社 | Automotive interior parts with reduced squeaking noise |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP26629486A patent/JPH0693023B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5848867B2 (en) | 2010-03-16 | 2016-01-27 | テクノポリマー株式会社 | Automotive interior parts with reduced squeaking noise |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63120270A (en) | 1988-05-24 |
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