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    公开号:WO1990002958A1
    申请号:PCT/JP1989/000910
    申请日:1989-09-04
    公开日:1990-03-22
    发明作者:Sumio Takaki
    申请人:Furuno Electric Company, Limited；
    IPC主号:G01S15-00
    专利说明:
    [0001] 明細書 発明の名称
    [0002] 水中探知装置 技術分野 .
    [0003] この発明は、 水中の第 1 の位置において超音波探知信号を発射 し、 この探知信号に起因する反射信号を受信することによ り水中状 況を探知し、 この水中状況を示す情報を第 1 の位置から隔たつた第 2の位置へ送信し、 第 2の位置において上記水中状 ¾を表示する水 中探知装置に関する。 背景技術
    [0004] 従来、 たとえば底曳網漁法においては、 第 4図に示すよ うに、 渔 網 aを中心と した海底 b と海面 c までの距離、 漁網 aの周辺に遊泳 する魚群の有無など、 本船 dの後方に曳航する漁網 aに関連する情 報が必要となる。 そのため、 従来、 第 5図に示すような魚群探知装 置が使用されている。
    [0005] この装置では、 漁網 aの網口の上部に送信機 gが、 本船 dに受信 機 hがそれぞれ配置され、 さ らに、 受信機 gには超音波を下向き と 上向きにそれぞれ送受波して得られる反射信号を出力する 2つの送 受波器 i t 、 i 2 が設けられている。 そして、 本船 dで漁網 aを曳 航しながら網側において各送受波器 i i 、 i 2から交互に一定時間 ごとに超音波を送受波し、 これにより漁網 aの上下方向から得られ た反射信号を増幅器 j を介して A M変調器 k (あるいは F M変調 器） で A M変調 （あるいは F M変調） し、 この変調した反射信号を 電力増幅器 mで増幅した後、 送信用振動子 nで超音波に変換して船 側に伝送する。 これを本船 dに設けた受信機 hの受信用振動子 pで 受信し、 この反射信号を増幅器 qで増幅した後、 図外の記憶器や力 ラーモニタに記録、 表示するようにしている。
    [0006] ところで、 送信機から受信機に向けて伝送する超音波の使用帯域 は、 振動子の特性上から一般に狭帯域であり、 また、 他船が使用す る信号との相互の干渉を避ける上からも広帯域に設定できないとい う制約がある。
    [0007] 一方、 底曳網漁法では、 魚を捕獲する上で漁網を中心としたその 上下近傍の情報が最も重要であり、 漁網の位置から遠ざかるのにし たがって情報の重要性は希薄となる。 すなわち、 漁網を中心として その周辺の狭い範囲 （たとえば漁網を中心として上下 5 m前後） の 詳細な情報があればよく、 スキャンニングソナ一等のように本船か らかなり離れた位置における詳細な情報までは必要とされない。
    [0008] ところが、 従来の装置では、 漁網の近傍で得られた情報も、 これ よりはるか遠方で得られた情報も同じ情報密度で伝送している。 こ れは情報の品質という面から見ると、 送受波器の近傍では必要な情 報が不足して劣悪であり、 遠距離の情報は過剰になっていることに なる。
    [0009] したがって、 漁網近傍の情報を表示したり記憶する場合には、 上 述した信号帯域の狭さに加えて近距離の情報が不足し、 必要な情報 の記録、 表示が不明確になる等の不具合を生じていた。
    [0010] 本発明は、 このような事情に鑑みてなされたものであって、 他船 との伝送信号の干渉を起こさないように伝送帯域は従来と同様に狭 帯域に保持しつつ、 漁網近傍の情報密度を高めて伝送できるように して、 漁網周辺の情報の記録、 表示が明確に行えるように るこ と を目的とする。 ' 発明の開示
    [0011] この発明は、 上記の目的を達成するために、 水中探知装置におい て、 次の構成を採る。
    [0012] すなわち、 本発明の水中探知装置では、 送信機を、 送受波器から 出力される反射信号を記憶する送信側メモリ と、 この送信側メモ リ に反射信号を書き込むとき、 上記超音波探知信号発射時から時間の 経過につれてその書き込み周期が長く なるように書き込む手段と、 送信側メモ リ に記憶された反射信号を一定周期で読み出す手段とを 備えて構成している。 上記構成において、 送受波器^ Γ ·得られた反射信号が送信側メモリ - - に記憶される際に、 その書き込み周期が周期可変手段によって送波 直後は早く、 後になるほど遅くなるように時系列的に変化される。
    [0013] これにより、 反射信号は漁網に近い程時間的に細かい分解能で、 遠 方になる程粗い分解能で送信側メモリに格納される- そして、 送信 側メモリに記憶された反射信号は、 一定周期で読み出されて受信機 に伝送される。
    [0014] したがって、 伝送帯域は従来と同一の狭帯域であるが、 漁網近傍 で得られた反射信号については、 送信機で伝送前に予め時間的に伸 長される一方、 漁網より遠方で得られた反射信号については、 送信 機で伝送前に予め時間的に圧縮される。 このため、 信号伝送時間を 徒に引き伸ばすことなく 、 漁網近傍で得られた反射信号の情報密度 を高めて伝送することが可能となる。 図面の簡単な説明
    [0015] 第 1図および第 3図は本発明の実施例を示し、 第 1図 ( a ) は水 中探知装置の送信機のブロック図、 第 1図 （ b ) は水中探知装置の 受信機のブロック図、 第 2図は、 水中探知装置の動作説明に供する タイムチャート、 第 3図は他の実施例を示す受信機のプロック図で ある。
    [0016] 第 4図は底曳網漁法の説明図である。 第 5図は従来の水中探知装置のプロ ック図である。
    [0017] 実施例
    [0018] 第 1図 （ a) は本発明の実施例に係る水中探知装置の送信機のブ ロ ッ ク図、 第 1図 （b ) は同装置の受信機のブロ ッ ク図である。 同 図において、 1は漁網の網口上部に取り付けられる送信機、 2は本 船に配置される受信機である。 そして、 送信機 1には超音波は下向 き と上向きにそれぞれ送受波するとと もに、 超音波を受波して得ら れる反射信号を出力する 2つの送受波器 4 a、 4 bが設けられてい る。 Sは送受波器 4 a、 4 bの切換回路、 8は前段増幅器、 1 0は 各送受波器 4 a、 4'bからの反射信号を AZD変換する Log 圧縮特 性をもつ A D変換器、 1 2は A/D変換された反射信号を記憶す る送信側メモリである。 1 4は、 AZD変換器 1 0のサンプリ ング パルス、 各送受波器 4 a、 4 bの駆動用パルス、 切換回路 6の切換 パルス、 送信機 1 と受信機 2の伝送同期をとるための同期信号およ び送信側メモリ 1 2への反射信号の書き込み、 読み出し用のクロ'ッ ク信号等を発生するタイ ミ ング制御器である。 1 6、 1 8はタイ ミ ング制御器 1 2からの.ク口 ッ ク信号に応じて送信側メモ リ 1 2に対 する書き込みア ドレス、 読み出しア ドレスをそれぞれ発生する書き 込みア ドレスカウンタおよび読み出しア ドレスカウンタである。
    [0019] そして、 この実施例では上記のタイ ミ ング制御器 1 4と書き込み アドレスカウンタ 1 6 とで送信側メモリ 1 2に反射信号を、 上記超 音波探知信号の発射時から時間の経過につれてその書き込み周期が 長くなるように変化させる周期可変手段が構成される。 また、 上記 のタイミング制御器 1 4と読み出しア ドレスカウンタ 1 8とで送信 側メモリ 1 4に記憶された反射信号を一定周期で読み出す手 Sが構 成される。
    [0020] 2 0は送信側メモリ 1 2から読み出された反射信号を D / Α変換 する D Z A変換器、 2 1 は同期信号を発生する同期信号発生器、 2 2は D Z A変換された反射信号に同期信号発生器 2 1からの同期信 号を重畳して電圧ノ周波数変換する V Z F変換器、 2 4は電力増幅 器、 2 6は反射信号を超音波に変換して出力する送信用振動子であ る。
    [0021] —方、 2 8は送信器 1から伝送されてきた反射信号を受信する受 信用振動子、 3 0は増幅器、 3 2は受信した反射信号を A Z D変換 する A Z D変換器、 3 4は反射信号を記憶する受信側メモリであ る。 3 6は増幅器を通った反射信号に含まれる同期信号を検出じて 起動パルスを出力する同期信号検出部、 3 8は同期信号検出部 3 6 からの起動パルスに応答して A Z D変換器 3 2のサンプリングパル ス、 受信側メモリ 3 4への反射信号の書き込み、 読み出し用 ク 口ック信号および後述するカラーモニタ 4 6へのラスター掃引開始 パルスをそれぞれ発生するタイ ミング制御器である。 4 0、 4 2は タイ ミ ング制御器 3 8からのクロ ック信号に応じて受信側メモリ 3 4に対する書き込みア ドレス、 読み出しア ドレスをそれぞれ発生す る書き込みア ドレスカウンタおよび読み出レア ドレスカウンタであ る。 そして、 本例では上記のタイ ミ ング制御器 3 8 と書き込みア ド レスカウンタ 4 0 とで受信側メモリ 3 4に反射信号を送信側メモリ 1 4の読み出し周期に対応した一定周期で書き込む手段が構成され る。 また、 上記のタイ ミ ング制御器 3 8 と読み出しア ド レスカウン タ 4 2 とで受信側メモリ 3 4に記憶された反射信号を送信側メモ リ 1 2の書き込み周期に対応する周期で読み出す手段が構成される。
    [0022] 4 4は受信側メモ リ 3 4から読み出された反射信号を D /.A変換 する逆 Log 伸長特性をもつ D Z A変換器、 4 6は表示器と しての力 ラーモニタである。
    [0023] 次に、 上記構成の水中探知装置の動作について第 2図に示す夕ィ ムチャー トを参照して説明する。
    [0024] 各送受波器 4 a . 4 bは、 タイ ミ ング制御器 1 2から与えられる 駆動パルス Τによ り励振されて、 交互に所定時間ごとに超音波が'送 波される。 この超音波を各送受波器 4 a 、 4 bで受波することによ り、 各送受波器 4 a 、 4 bからは漁網の上下方向からの情報を含む 反射信号が出力される。 たとえば、 下向きの送受波器 4 aで得られ た反射信号に着目すれば、 第 2図 （ a ) に示すように、 魚群 A、 網 口の下縁 B、 海底 C等の情報を含んでいる。 そして、 それらの反射 信号が増幅器 8を介して AZD変換器 1 0で AZD変換され、 その 際、 反射信号の信号レベルが同時に Log 圧縮される。 そして、 A/ D変換された反射信号が次段の送信側メモリ 1 2に供給される。 タイ ミング制御器 1 4は、 送受波器 4 aあるいは 4 bの励振時に 書き込みクロックの発生を開始する。 その際の書き込みクロックの 周期は、 第 2図 （b) に示すように、 送受波直後は早く、 後になる ほど遅く なるように時系列的に変化する。 この書き込みクロックに よって、 書き込みア ドレスカウンタ 1 6が累進し、 書き込みァ ドレ スの変化に応じて反射信号が送信側メモリ 1 2に格納される。 これ によ り、 送信側メモリ 1 2には、 反射信号が漁網に近い程時間的に 細かい分解能で、 遠方になる程粗い分解能でもって格納されること になる。
    [0025] そして、 送信側メモリ 1 2に反射信号が一通り記憶されると、 タ ィ ミング制御器 1 4からは第 2図 （C) に示すように、 一定周期の 読み出しクロックが発生され、 これにより送信側メモリ 1 2に記憶 されている反射信号が読み出しァ ドレスカウンタ 1 8の示す-ァ ドレ ス順に読み出される。 そして、 この反射信号が DZA変換器 20、 VZF変換器 22、 電力増幅器 24を経て、 送信用振動子 26で超 音波に変換され受信機 2に向けて伝送される。
    [0026] —方、 本船に設けた受信機 2では、 送信機 1から伝送される反射 信号を受信用振動子 28で受信し、 この反射信号を増幅器 3ひで増 幅、 周波数/電圧変換した後、 A Z D変換器 3 2 と同期信号検出部 3 6にそれぞれ送出する。 同期信号検出部 3 6は、 受信した反射信 号に含まれる同期信号を検出して起動パルスを出力する。 タイ ミ ン グ制御器 3 8は、 この起動パルスに応答して A Z D変換器 3 2のサ ンブリ ングパルスと書き込みクロ ッ クを発生する。 その際の署き込 みクロ ッ クは、 送信側メモリ 1 2の読み出し周期に比例した一定周 期のクロ ックである （第 2図 （ C ) 参照） 。 これによ り反射信号が A Z D変換され、 また、 書き込みクロ ックによって書き込みァ ドレ スカウンタ 4 0が累進し、 書き込みア ドレスの変化に応じてデジ夕 ル化された反射信号が受信側メモリ 3 4に格納される。 * そして、 受信側メモリ 3 4に反射信号が一通り記憶されると、 夕 イ ミ ング制御器 3 8からはカラーモニ夕 4 6に対してラスター掃弓 I 開始パルスを出力すると と もに、 送信側メモリ 1 2の書き込み周期 に対応する周期の読み出しクロ ッ クを発生する。 すなわち、 この読 み出しクロ ッ クの周期は、 最初は早く 、 後になるほど遅く なるよう に時系列的に変化される。 これによ り送信側メモリ 1 2に記憶され ている反射信号が読み出しア ドレスカウンタ 4 2の示すア ド レス順 に読み出される。 そして、 この反射信号が D Z A変換器 4 4で D Z A変換され、 その際、 反射信号の信号レベルが同時に逆 Log 伸長さ れる。 そして、 D / A変換された反射信号が次段のカラーモニタ 4 6に表示される。 このように、 伝送帯域は従来と同一の狭帯域であるが、 漁網近傍 で得られた反射信号については、 送信機 1で伝送前に予め時間的に 伸長され、 受信機 2で受信した後は時間的に圧縮される。 このた め、 信号伝送時間を徒に引き伸ばすことなく、 漁網近傍で得られた 反射信号の情報密度を高めて伝送することが可能となる。
    [0027] しかも、 本例では、 反射信号を送信機 1の AZD変換器 1 0で Log 圧縮する一方、 受信機の DZ A変換器 44で逆 Log 伸長するよ うにしているので、 信号の見掛け上の帯域を一層広げることがで き、 実質的に SZN比の向上を図ることができる。
    [0028] なお、 本発明では、 送信機側メモリ 1 2の書き込みクロックの周 波数と受信側メモリ 34の読み出しクロックの周波数を共に連続的 にリニアに変化させるようにしているが、 クロック周波数を時間毎 に区切ってステツブ状に変化させることも可能である。 このように すれば、 クロック発生をデジタル回路で構成でき、 無調整化が容易 となる。
    [0029] 第 3図は他の実施例を示す受信機のプロック図である。 - 同！]において、 50は受信用振動子、 52は増幅器、 54は V変換器、 56は AZD変換器、 58は入力バッファ、 60は受信 側メモリである。 また、 62は同期信号検出部、 64は表示器とし てのカラーモニタ、 66はカラーモニタの画素に対応する記憶容量 を有する表示用メモリ、 68は出力バッファ、 7 0は D7A変換 器、 7 2は制御装置である。 この制御装置 7 2は、 同期信号検出部 6 2からの起動パルスに応答して Aノ D変換器 5 6のサンプリ ング パルス、 各メモリ 6 0 、 6 6への反射信号の書き込み、 読み出し用 および入力、 出力バッファ 5 8 、 6 8のタイ ミ ングをそれぞれ制御 する。 そして、 本例ではこの制御装置 7 2によ り、 表示用メモリ 6 6に対して、 受信側メモリ 6 0に記憶されている反射信号を該反射 信号が発生した送受波器 4 a 、 4 bからの距離に対応するア ドレス 位置に書き込む手段が構成される。
    [0030] 第 3図に示す構成においては、 受信用振動子から入力された反射 信号は、 増幅器 5 2で増幅された後信 F Z V変換器 5 4 と同期信号 検出部 6 2 とにそれぞれ入力される。 同期信号検出部 6 2で同期信 号が検出されると、 制御装置 7 2が A Z D変換器 5 6を起動させて F / V変換器 5 4の出力を一定のサンプリ ング周波数でデジ夕ル化 し、 続いて入力バッフ ァ 5 8に取り込みクロ ッ クが与えられて入力 バッフ ァ 5 8に反射信号が取り込まれる。 そして、 入力バッ ファ 5 8に一定量のデータが蓄積ざれるたびに制御装置 7 2は、 このデ一 タを受信側メモリ 6 0に転送して記憶する。
    [0031] 受信側メモリ 6 0に一定量のデータが記憶されると、 次に、 制御 装置 7 2は、 受信側メモリ 6 0に記憶された反射信号のデータを表 示用メモ リ 6 6に転送する。 その際、 制御装置 7 2は、 表示用メモ リ 6 6に対して反射信号が発生した送受波器 4 a 、 4 bからの距離 に対応するァドレス位置に書き込むことで、 表示距離と実際の反射 信号が得られる距離とを対応させる。 しかも、 表示すべき範囲が広 くて受信側メモリ 6 0の格納データを全て表示用メモリ 6 6に転送 できない場合には、 データを適宜間引いて転送する。 これにより、 表示用メモリ 6 6の格納データが制御装置 7 2により読み出されて カラ一モニタ 6 4に出力された場合には、 表示距離と実際の送受波 器 4 a、 4 bからの反射信号が生じた点までの距離とがリニアに対 応する表示となる。
    [0032] この発明によれば、 他船との伝送信号の干渉を起こさないように 伝送帯域は従来と同様に狭帯域に保持しつつ、 漁網近傍で得られた 反射信号の情報密度を高めて伝送できる。 したがって、 漁網周辺の 情報の記録、 表示が一層明確に行えるようになる等の優れた効果が 発揮される。
    权利要求:
    Claims請求の範囲 1 3
    ( 1 ) 水中の第 1 の位置において超音波の送受波に基づく第 1 の位置の周辺の水中状況を示す情報を送信する送信機と、 前記第 1 の位置から隔たった第 2の位置に配置されて前記送信機からの情報 を受信する受信機とを備え、 前記送信機には超音波探知信号を発射 しこの探矢口信号に起因する反射信号を受信する送受波器が設けられ る一方、 前記受信機には受信した情報を表示する表示器が設けられ た水中探知装置において、
    前記送信機は、
    前記送受波器から出力される反射信号を記憶する送信側.メモ リ と、
    この送信側メモリへの反射信号を、 上記超音波探知信号発射時か ら時間の経過につれてその書き込み周期が長く なるよ うに書き込む 手段と、
    前記送信側メモリ に記憶された反射信号を一定周期で読み出し 第 2の位置側へ送信する手段と、
    を備えるこ とを特徴とする水中探知装置。
    ( 2 ) 請求項 1記載の水中探知装置において、
    前記受信機は、
    前記送信側メモリから読み出された反射信号を記憶する受信側メ モ リ と、 T 4
    この受信側メモリに反射信号を一定周期で書き込む手段と、 前記受信側メモリに記憶された反射信号を送信側メモリの書き込 み周期に対応する周期で読み出す手段と、
    を備えることを特徴とする水中探知装置。
    ( 3 ) 請求項 1記載の水中探知装置において、
    前記受信機は、
    前記送信側メモリから読み出された反射信号を記憶する受信側メ モリ と、
    この受信側メモリに反射信号を一定周期で書き込む手段と、 前記表示器の画素に対応する記憶容量を有する表示用メモリ と、 この表示用メモリに対して、 前記受信側メモリに記憶されている 反射信号を、 該反射信号が発生した前記送受波器からの距離に対応 するア ドレス位置に書き込む手段と、
    を備えることを特徴とする水中探知装置。
    ( 4 ) 請求項 1記載の水中探知装置において、 前記受信機が船 に設けられ、 前記送信機が船に曳かれる網に取り付けられること ·を 特徴とする水中探知装置。
    ( 5 ) 請求項 4記載の水中探知装置において、 剪記送信機の送 受波器が送受波器の下方向へ超音波信号を送受波することを特徴と する水中探知装置。
    ( 6 ) 請求項 4記載の水中探知装置において、 前記送信機の送 受波器が送受波器の下及び上方向へ超音波信号を送受波するこ とを 特徴とする水中探知装置。
    ( 7 ) 超音波探知信号を水中へ発射し、 この探知信号に起因す る反射信号を受信する送受波器と、
    この送受波器から送出される反射信号を記憶する記憶器と、 この記憶器に供給された上記反射信号を、 上記超音波探知信号発 射時から時間の経過につれてその書き込み周期が長く なるように書 き込む手段と、
    上記記憶器に記憶された反射信号を一定周期で読み出す手段と、 この記憶器から読み出された反射信号を超音波信号に変換し送信 する送波器とから成'る水中に設けられる送信機。
    ( 8 ) 送信機から送信される水中情報信号を受信する受波器 と、
    この受波器から送出される水中情報信号を記憶する記憶器と、 この記憶器に上記水中情報信号を一定周期で書き込む手段と、 この記憶器に記憶された信号を予め定められた周期で読み出す読 み出し手段と、
    前記記憶器から送出される信号を表示する表示器とから成る受信
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    DK110390A|1990-05-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-03-22| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU DK US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    JP63/222071||1988-09-05||DK110390A| DK110390D0|1988-09-05|1990-05-03|Undervandsdetektionssystem|
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