(57)【要約】【課題】本開示は、水中の気泡の存在に関わらず、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度を高い精度で測定することを目的とする。【解決手段】本開示は、水中へと照射される超音波の周波数を複数種類に制御する超音波制御部２１と、水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、複数種類の周波数のうちの最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する距離／速度測定部２２と、を備えることを特徴とする距離／速度測定装置２である。【選択図】図１
2020067369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中へと照射される超音波の周波数を複数種類に制御する超音波制御部と、
水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、複数種類の周波数のうちの最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する距離／速度測定部と、
を備えることを特徴とする距離／速度測定装置。
【請求項２】
前記超音波制御部は、超音波の周波数を高周波数に制御し、水中の気泡から反射された超音波の強度が所定の強度より高いときに、超音波の周波数を低周波数に制御し、
前記距離／速度測定部は、前記超音波制御部が超音波の周波数を高周波数から低周波数へと制御するなかで、水中の物標から反射された超音波の強度が所定の強度より高くなったときに、そのときの超音波の周波数を前記最適な周波数として選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する
ことを特徴とする、請求項１に記載の距離／速度測定装置。
【請求項３】
前記超音波制御部は、超音波の周波数を低周波数に制御し、水中の物標から反射された超音波の強度が所定の強度より高いときに、超音波の周波数を高周波数に制御し、
前記距離／速度測定部は、前記超音波制御部が超音波の周波数を低周波数から高周波数へと制御するなかで、水中の気泡から反射された超音波の強度が所定の強度より高くならないうちに、そのときの超音波の周波数を前記最適な周波数として選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の距離／速度測定装置。
【請求項４】
前記超音波制御部は、超音波の周波数を高周波数及び低周波数に送信周期内で制御し、
前記距離／速度測定部は、水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、前記超音波制御部が制御した超音波の周波数のうちの前記最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の距離／速度測定装置。
【請求項５】
水中へと照射される超音波の周波数を複数種類に制御する超音波制御ステップと、
水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、複数種類の周波数のうちの最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する距離／速度測定ステップと、
をコンピュータに実行させるための距離／速度測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、水中の物標を高い精度で検出する超音波計測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波計測技術を用いて、水中の物標を高い精度で検出することができる（例えば、特許文献１を参照）。例えば、プランクトン等からの反射信号のドップラーシフトに基づいて、船舶の対水速度や潮流の速度を検出することができる。そして、魚群や海底からの反射信号の伝搬遅延時間に基づいて、魚群や深度を探知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６６６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、船底が海水から受ける抵抗を低減するために、船底近傍の水中に気泡を故意に発生させている。しかし、船底近傍の水中に気泡が故意に発生されているとともに、バルバスバウ近傍の水中に気泡が自然に発生されているため、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度を高い精度で検出することが従来技術ではできていない。
【０００５】
たとえ、水中へと照射される超音波の周波数を低周波数に制御したとしても、水中の気泡から反射された超音波の強度は低くなり、水中の気泡より遠方にある水中の物標から反射された超音波の強度は高くなるが、水中の物標の距離及び速度の分解能は低くなる。一方で、水中へと照射される超音波の周波数を高周波数に制御したときには、水中の物標の距離及び速度の分解能は高くなるが、水中の気泡から反射された超音波の強度は高くなり、水中の気泡より遠方にある水中の物標から反射された超音波の強度は低くなる。
【０００６】
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、水中の気泡の存在に関わらず、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度を高い精度で測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度の高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、複数種類の周波数のうちの最適な周波数を選択することとした。
【０００８】
具体的には、本開示は、水中へと照射される超音波の周波数を複数種類に制御する超音波制御部と、水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、複数種類の周波数のうちの最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する距離／速度測定部と、を備えることを特徴とする距離／速度測定装置である。
【０００９】
また、本開示は、水中へと照射される超音波の周波数を複数種類に制御する超音波制御ステップと、水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、複数種類の周波数のうちの最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する距離／速度測定ステップと、をコンピュータに実行させるための距離／速度測定プログラムである。
【００１０】
これらの構成によれば、水中の気泡の存在に関わらず、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度を高い精度で測定することができる。
【００１１】
また、本開示は、前記超音波制御部は、超音波の周波数を高周波数に制御し、水中の気泡から反射された超音波の強度が所定の強度より高いときに、超音波の周波数を低周波数に制御し、前記距離／速度測定部は、前記超音波制御部が超音波の周波数を高周波数から低周波数へと制御するなかで、水中の物標から反射された超音波の強度が所定の強度より高くなったときに、そのときの超音波の周波数を前記最適な周波数として選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定することを特徴とする距離／速度測定装置である。
【００１２】
この構成によれば、超音波の周波数を高周波数から低周波数へと制御するなかで、最適な周波数を選択する。よって、距離が遠い水中の物標をより遠くまで検出することよりも、距離が近い水中の物標を高い精度で検出することを優先する用途（例えば、魚群探知機、船速計及び潮流計等）に、本開示を適用することができる。
【００１３】
また、本開示は、前記超音波制御部は、超音波の周波数を低周波数に制御し、水中の物標から反射された超音波の強度が所定の強度より高いときに、超音波の周波数を高周波数に制御し、前記距離／速度測定部は、前記超音波制御部が超音波の周波数を低周波数から高周波数へと制御するなかで、水中の気泡から反射された超音波の強度が所定の強度より高くならないうちに、そのときの超音波の周波数を前記最適な周波数として選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定することを特徴とする距離／速度測定装置である。
【００１４】
この構成によれば、超音波の周波数を低周波数から高周波数へと制御するなかで、最適な周波数を選択する。よって、距離が近い水中の物標を高い精度で検出することよりも、距離が遠い水中の物標をより遠くまで検出することを優先する用途（例えば、スキャニングソナー及び測深機等）に、本開示を適用することができる。
【００１５】
また、本開示は、前記超音波制御部は、超音波の周波数を高周波数及び低周波数に送信周期内で制御し、前記距離／速度測定部は、水中の気泡から反射された超音波の低強度化と、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、前記超音波制御部が制御した超音波の周波数のうちの前記最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定することを特徴とする距離／速度測定装置である。
【００１６】
この構成によれば、超音波の周波数を高周波数及び低周波数に送信周期内で制御したうえで、最適な周波数を当該送信周期内で選択することができる。そして、距離が近い水中の物標を高い精度で検出することを優先する用途（例えば、魚群探知機、船速計及び潮流計等）と、距離が遠い水中の物標をより遠くまで検出することを優先する用途（例えば、スキャニングソナー及び測深機等）と、のいずれにも本開示を適用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本開示は、水中の気泡の存在に関わらず、水中の気泡より遠方にある水中の物標の距離及び速度を高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の超音波計測システムの構成を示す図である。
【図２】本開示の第１の距離／速度測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本開示の第１及び第２の距離／速度測定処理の超音波制御方法を示す図である。
【図４】本開示の第１の距離／速度測定処理の周波数選択方法を示す図である。
【図５】本開示の第２の距離／速度測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本開示の第２の距離／速度測定処理の周波数選択方法を示す図である。
【図７】本開示の第３の距離／速度測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本開示の第３の距離／速度測定処理の超音波制御方法を示す図である。
【図９】本開示の第３の距離／速度測定処理の周波数選択方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００２０】
本開示の超音波計測システムの構成を図１に示す。本開示の超音波計測システムは、超音波振動子１、距離／速度測定装置２（超音波制御部２１及び距離／速度測定部２２から構成される。）及び物標表示装置３から構成される。距離／速度測定装置２は、図２、図５及び図７に示す距離／速度測定プログラムのうちの少なくともいずれかのプログラムを、コンピュータにインストールすることにより実現することができる。
【００２１】
超音波振動子１は、照射信号を送信し、反射信号を受信し、例えば、船舶Ｓの船首の船底に配置される。距離／速度測定装置２は、反射信号に基づいて、水中の物標（Ｐ、Ｆ、Ｕ等）を検出し、例えば、船舶Ｓの船首の甲板下に配置される。物標表示装置３は、水中の物標（Ｐ、Ｆ、Ｕ等）の位置や速度を表示し、例えば、船舶Ｓの操舵室に配置される。
【００２２】
例えば、プランクトンＰ等からの反射信号のドップラーシフトに基づいて、船舶Ｓの対水速度や潮流の速度を検出することができる。そして、魚群Ｆや海底Ｕからの反射信号の伝搬遅延時間に基づいて、魚群Ｆや深度を探知することができる。
【００２３】
超音波制御部２１は、水中へと照射される超音波の周波数を複数種類に制御する。距離／速度測定部２２は、水中の気泡Ｂから反射された超音波の低強度化と、水中の気泡Ｂより遠方にある水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかの高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、複数種類の周波数のうちの最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度のうちの少なくともいずれかを測定する。
【００２４】
よって、水中の気泡Ｂの存在に関わらず、水中の気泡Ｂより遠方にある水中の物標の距離及び速度を高い精度で測定することができる。本実施形態では、距離／速度測定部２２は、水中の物標の距離及び速度のうちの両方ともを測定している。変形例として、距離／速度測定部２２は、水中の物標の距離及び速度のうちの一方のみを測定してもよい。
【００２５】
まず、本開示の第１の距離／速度測定処理について、フローチャートを図２に示し、超音波制御方法を図３に示し、周波数選択方法を図４に示す。
【００２６】
超音波制御部２１は、水中へと照射される超音波の周波数を高周波数ｆＨに制御する（ステップＳ１）。図３のように、超音波制御部２１は、送受信繰り返しの連続周期内で、超音波の周波数を上述の周波数ｆＨから後述の周波数ｆＭを経て後述の周波数ｆＬへと変化させる。超音波振動子１として、単数の広帯域振動子又は複数の狭帯域振動子を適用することができる。距離／速度測定部２２は、超音波の各周波数ｆＨ、ｆＭ、ｆＬにおいて、照射信号と反射信号との間の時間差に基づいて、気泡Ｂの深度及び物標の距離を測定する。
【００２７】
距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＨにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の強度を算出する（ステップＳ２）。図４のように、距離／速度測定部２２は、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度を算出している。変形例として、距離／速度測定部２２は、水中の気泡Ｂから反射された超音波のピーク強度を算出してもよい。
【００２８】
水中の気泡Ｂから反射された超音波の強度の積分範囲として、気泡測定の対象深度は、距離／速度測定装置２の用途に応じて設定される。例えば、エコシップ等の用途においては、船舶Ｓの船底が海水から受ける抵抗を低減したいことから、気泡測定の対象深度は、船舶Ｓの船底の直下の位置に設定される。一方で、船速測定等の用途においては、海水の粘性の影響を受けずに船舶Ｓの対水速度を測定したいことから、気泡測定の対象深度は、船舶Ｓの船底から離れた位置に設定される。図３に示した受信エンベロープ波形は、情報量の低減のためのデシメーションにより、図４に示した受信検波波形に加工される。
【００２９】
距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＨにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の強度を、対象深度の対応時間の範囲内で積分する。図４のように、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度は、超音波の各周波数ｆＨ、ｆＭ、ｆＬの順序で、大きい値から小さい値へと変化する。これは、水中の気泡Ｂの大きさが周波数ｆＨでの超音波の波長λＨより小さいことによるレイリー散乱によるものである。
【００３０】
超音波制御部２１は、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が所定の強度より高いため（ステップＳ３においてＹＥＳ）、水中へと照射される超音波の周波数を中間周波数ｆＭに制御する（ステップＳ４）。つまり、超音波の周波数ｆＨにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が高過ぎて、水中の物標から反射された超音波の積分強度が低過ぎるため、超音波の周波数を周波数ｆＨから周波数ｆＭへと切り替える。
【００３１】
距離／速度測定部２２は、超音波制御部２１が超音波の周波数を高周波数から低周波数へと制御するなかで、水中の物標から反射された超音波の積分強度が所定の強度より高くなったときに、そのときの超音波の周波数を最適な周波数として選択したうえで、水中の物標の距離及び速度を測定する（ステップＳ４からステップＳ８まで）。
【００３２】
具体的には、距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＭにおいて、水中の物標から反射された超音波の強度を算出する（ステップＳ５）。図４のように、距離／速度測定部２２は、水中の物標から反射された超音波の積分強度を算出している。変形例として、距離／速度測定部２２は、水中の物標から反射された超音波のピーク強度を算出してもよい。
【００３３】
超音波制御部２１は、水中の物標から反射された超音波の積分強度が所定の強度より低いため（ステップＳ６においてＮＯ）、水中へと照射される超音波の周波数を低周波数ｆＬに制御する（ステップＳ４）。つまり、超音波の周波数ｆＭにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度がまだ高く、水中の物標から反射された超音波の積分強度がまだ低いため、超音波の周波数を周波数ｆＭから周波数ｆＬへと切り替える。
【００３４】
距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＬにおいて、超音波の周波数ｆＭと同様に、水中の物標から反射された超音波の強度を算出する（ステップＳ５）。
【００３５】
超音波制御部２１は、水中の物標から反射された超音波の積分強度が所定の強度より高いため（ステップＳ６においてＹＥＳ）、現在の超音波の周波数ｆＬを最適な周波数として選択する（ステップＳ７）。つまり、超音波の周波数ｆＬにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が十分低く、水中の物標から反射された超音波の積分強度が十分高いため、超音波の周波数を周波数ｆＬに保つ。
【００３６】
距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＬにおいて、水中の物標の距離及び速度を測定する（ステップＳ８）。最後に、ステップＳ３においてＮＯを補足する。超音波制御部２１は、超音波の周波数ｆＨにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が所定の強度より低いときには（ステップＳ３においてＮＯ）、現在の超音波の周波数ｆＨを最適な周波数として選択する（ステップＳ７）。つまり、超音波の周波数ｆＨにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が十分低いときには、水中の物標から反射された超音波の積分強度が十分高いと期待され、超音波の周波数を周波数ｆＨに保つ。
【００３７】
このように、超音波の周波数を高周波数から低周波数へと制御するなかで、最適な周波数を選択する。よって、距離が遠い水中の物標をより遠くまで検出することよりも、距離が近い水中の物標を高い精度で検出することを優先する用途（例えば、魚群探知機、船速計及び潮流計等）に、本開示の第１の距離／速度測定処理を適用することができる。
【００３８】
次に、本開示の第２の距離／速度測定処理について、フローチャートを図５に示し、超音波制御方法を図３に示し、周波数選択方法を図６に示す。
【００３９】
超音波制御部２１は、水中へと照射される超音波の周波数を低周波数ｆＬに制御する（ステップＳ１１）。図３のように、超音波制御部２１は、送受信繰り返しの連続周期内で、超音波の周波数を上述の周波数ｆＬから後述の周波数ｆＭを経て後述の周波数ｆＨへと変化させる。超音波振動子１として、単数の広帯域振動子又は複数の狭帯域振動子を適用することができる。距離／速度測定部２２は、超音波の各周波数ｆＬ、ｆＭ、ｆＨにおいて、照射信号と反射信号との間の時間差に基づいて、気泡Ｂの深度及び物標の距離を測定する。
【００４０】
距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＬにおいて、水中の物標から反射された超音波の積分強度を、図４と同様に算出する（ステップＳ１２）。
【００４１】
超音波制御部２１は、水中の物標から反射された超音波の積分強度が所定の強度より高いため（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、水中へと照射される超音波の周波数を中間周波数ｆＭに制御する（ステップＳ１４）。つまり、超音波の周波数ｆＬにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が十分低く、水中の物標から反射された超音波の積分強度が十分高いため、超音波の周波数を周波数ｆＬから周波数ｆＭへと切り替える。
【００４２】
距離／速度測定部２２は、超音波制御部２１が超音波の周波数を低周波数から高周波数へと制御するなかで、水中の気泡Ｂから反射された超音波の強度が所定の強度より高くならないうちに、そのときの超音波の周波数を最適な周波数として選択したうえで、水中の物標の距離及び速度を測定する（ステップＳ１４からステップＳ１８まで）。
【００４３】
具体的には、距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＭにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度を、図４と同様に算出する（ステップＳ１５）。
【００４４】
超音波制御部２１は、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が所定の強度より低いため（ステップＳ１６においてＮＯ）、水中へと照射される超音波の周波数を高周波数ｆＨに制御する（ステップＳ１４）。つまり、超音波の周波数ｆＭにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度がまだ低く、水中の物標から反射された超音波の積分強度がまだ高いため、超音波の周波数を周波数ｆＭから周波数ｆＨへと切り替える。
【００４５】
距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＨにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度を、図４と同様に算出する（ステップＳ１５）。
【００４６】
超音波制御部２１は、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が所定の強度より高いため（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、直前の超音波の周波数ｆＭを最適な周波数として選択する（ステップＳ１７）。つまり、超音波の周波数ｆＨにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が高過ぎて、水中の物標から反射された超音波の積分強度が低過ぎるため、超音波の周波数を周波数ｆＨから周波数ｆＭへと戻す。
【００４７】
距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＭにおいて、水中の物標の距離及び速度を測定する（ステップＳ１８）。最後に、ステップＳ１３においてＮＯを補足する。超音波制御部２１は、超音波の周波数ｆＬにおいて、水中の物標から反射された超音波の積分強度が所定の強度より低いときには（ステップＳ１３においてＮＯ）、直前の超音波の周波数ｆＬを最適な周波数として選択する（ステップＳ１７）。つまり、超音波の周波数ｆＬにおいて、水中の物標から反射された超音波の積分強度が十分低いときには、超音波の周波数を増加させても水中の物標の検出精度を向上できず、超音波の周波数を周波数ｆＬに保つ。
【００４８】
このように、超音波の周波数を低周波数から高周波数へと制御するなかで、最適な周波数を選択する。よって、距離が近い水中の物標を高い精度で検出することよりも、距離が遠い水中の物標をより遠くまで検出することを優先する用途（例えば、スキャニングソナー及び測深機等）に、本開示の第２の距離／速度測定処理を適用することができる。
【００４９】
次に、本開示の第３の距離／速度測定処理について、フローチャートを図７に示し、超音波制御方法を図８に示し、周波数選択方法を図９に示す。
【００５０】
超音波制御部２１は、水中へと照射される超音波の周波数を、高周波数ｆＨ、中間周波数ｆＭ及び低周波数ｆＬに送信周期内で制御する（ステップＳ２１）。図８のように、超音波制御部２１は、周波数チャープの１送信周期内で、超音波の周波数を周波数ｆＬから周波数ｆＭを経て周波数ｆＨへとスイープする。超音波振動子１として、単数の広帯域振動子を適用することができる。距離／速度測定部２２は、超音波の各周波数ｆＨ、ｆＭ、ｆＬにおいて、照射信号と反射信号との間の時間差に基づいて、気泡Ｂの深度及び物標の距離を測定する。超音波制御部２１は、本実施形態では、下方から上方へと周波数をスイープしているが、変形例として、上方から下方へと周波数をスイープしてもよい。
【００５１】
距離／速度測定部２２は、超音波の各周波数ｆＨ、ｆＭ、ｆＬにおいて、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度を、図４と同様に算出する（ステップＳ２２）。
【００５２】
距離／速度測定部２２は、超音波の各周波数ｆＨ、ｆＭ、ｆＬにおいて、水中の物標から反射された超音波の積分強度を、図４と同様に算出する（ステップＳ２３）。
【００５３】
距離／速度測定部２２は、水中の気泡Ｂから反射された超音波の低強度化と、水中の物標の距離及び速度の高分解能化と、の間のトレードオフを最適化するように、超音波制御部２１が制御した超音波の周波数のうちの最適な周波数を選択したうえで、水中の物標の距離及び速度を測定する（ステップＳ２４からステップＳ２５まで）。
【００５４】
ここで、超音波の周波数ｆＨにおいては、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が高過ぎて、水中の物標から反射された超音波の積分強度が低過ぎる。
【００５５】
一方で、超音波の周波数ｆＬにおいては、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が低過ぎて、水中の物標から反射された超音波の積分強度が高過ぎる。
【００５６】
しかし、超音波の周波数ｆＭにおいては、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度が適度であり、水中の物標から反射された超音波の積分強度も適度である。
【００５７】
そこで、距離／速度測定部２２は、水中の気泡Ｂから反射された超音波の積分強度と、水中の物標から反射された超音波の積分強度と、が適度である超音波の周波数ｆＭを、最適な周波数として選択する（ステップＳ２４）。そして、距離／速度測定部２２は、超音波の周波数ｆＭにおいて、水中の物標の距離及び速度を測定する（ステップＳ２５）。
【００５８】
このように、超音波の周波数を高周波数及び低周波数に送信周期内で制御したうえで、最適な周波数を当該送信周期内で選択することができる。
【００５９】
そして、距離が近い水中の物標を高い精度で検出することを優先する用途（例えば、魚群探知機、船速計及び潮流計等）と、距離が遠い水中の物標をより遠くまで検出することを優先する用途（例えば、スキャニングソナー及び測深機等）と、のいずれにも本開示の第３の距離／速度測定処理を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本開示の距離／速度測定装置及び距離／速度測定プログラムは、船底が海水から受ける抵抗を低減するために、船底近傍の水中に気泡を故意に発生させるエコシップ等の用途において、水中の物標の距離及び速度を高い精度で測定することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１：超音波振動子
２：距離／速度測定装置
３：物標表示装置
２１：超音波制御部
２２：距離／速度測定部
Ｓ：船舶
Ｂ：気泡
Ｐ：プランクトン
Ｆ：魚群
Ｕ：海底
【図１】
2020067369.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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