(57)【要約】【課題】計測に用いる音波発信器と音波受信器の配置を推奨するに際し、配置評価値の予察計算及びその評価にかかる演算量を十分に低減する。【解決手段】配置推奨装置１は、入力部１ａ、演算部１ｂ、及び出力部１ｃを備える。演算部１ｂは、入力部１ａで入力されたパラメータに基づき、音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定し、音波発信器とそれとは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める。演算部１ｂは、音波発信器の配置と計測対象物又は音波受信器の配置との組合せ毎に、音波の伝搬損失を計算して閾値と比較する。演算部１ｂは、伝搬損失が閾値以下である組合せについて、音波発信器と計測対象物と音波受信器の配置の組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、それにより得た探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する組合せを、推奨配置として求める。出力部１ｃは、その推奨配置を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力部と、
前記入力部で入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算部と、
前記演算部で求めた前記推奨配置を出力する出力部と、
を備え、
前記演算部は、
前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、
計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、
前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、
前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、
配置推奨装置。
【請求項２】
前記閾値は、空間分布をもった閾値群である、
請求項１に記載の配置推奨装置。
【請求項３】
前記閾値は、前記音波発信器から前記計測対象物までの音波の伝搬損失を示す閾値である、
請求項１又は２に記載の配置推奨装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記音波発信器から前記計測対象物を介して前記音波受信器まで達する音波の伝搬損失を示す閾値であり、
前記演算部は、前記閾値を、前記音波受信器毎に設定する、
請求項１又は２に記載の配置推奨装置。
【請求項５】
前記パラメータは、前記音波発信器から発信される音波の送波レベル、計測対象物への入力音圧レベルと前記計測対象物からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングス、前記音波受信器で受信される音波のノイズレベル、前記音波受信器の指向性利得、及び前記音波受信器における音波検出閾値、の少なくとも１つの情報を含む、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【請求項６】
前記音波発信器から発信される音波の送波レベルをＳＬ、計測対象物への入力音圧レベルと前記計測対象物からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスをＴＳ、前記音波受信器で受信される音波のノイズレベルをＮＬ、前記音波受信器の指向性利得をＤＩ、前記音波受信器における音波検出閾値をＤＴ、補正項をαとすると、
前記パラメータは、ＳＬ、ＴＳ、ＮＬ、ＤＩ、及びＤＴを少なくとも含み、
前記演算部は、前記閾値をＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ＋αで計算される値に設定する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【請求項７】
前記音波発信器から発信される音波の送波レベルをＳＬ、計測対象物への入力音圧レベルと前記計測対象物からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスをＴＳ、前記音波発信器から発信された音波の残響が前記音波受信器で受信される残響レベルをＲＬ、前記音波受信器における音波検出閾値をＤＴ、補正項をγとすると、
前記パラメータは、ＳＬ、ＴＳ、ＲＬ、及びＤＴを少なくとも含み、
前記演算部は、前記閾値をＳＬ＋ＴＳ−ＲＬ−ＤＴ＋γで計算される値に設定する、
請求項４に記載の配置推奨装置。
【請求項８】
前記パラメータは、前記閾値を示すパラメータである、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【請求項９】
音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算ステップと、
前記演算ステップで求めた前記推奨配置を出力する出力ステップと、
を備え、
前記演算ステップは、
前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、
計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、
前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、
前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、
配置推奨方法。
【請求項１０】
コンピュータに、配置推奨処理を実行させるためのプログラムであって、
前記配置推奨処理は、
音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算ステップと、
前記演算ステップで求めた前記推奨配置を出力する出力ステップと、
を含み、
前記演算ステップは、
前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、
計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、
前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、
前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配置推奨装置、配置推奨方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音波発信器とその音波発信器とは異なる位置に配置される１又は複数の音波受信器とにより、水中等の媒質中の計測対象物を計測する、バイスタティックソーナー方式又はマルチスタティックソーナー方式の計測システムが流通している。このような計測システムでは、音波発信器と音波受信器の配置により探知できる領域等が異なってくるため、適切な配置で機器を設置することが望まれる。
【０００３】
特許文献１には、対象媒質中を所定の物理作用が伝搬する際の伝搬特性を、音線理論を用いて計算する伝搬シミュレーション装置が開示されている。特許文献１に記載の装置では、設定された物理作用の供給源を始点とする各音線につき、当該供給源からの距離が近い座標から順番に、物理作用の少なくとも振幅の計算を含む所定の音線経路計算を実行する。そして、同装置では、当該振幅の値が所定の基準振幅値より小さくなった場合に、この音線経路計算を中止している。
【０００４】
特許文献２には、マルチスタティックソーナーシステムを支援して水中物体及び受信装置の最適な配置を設定する水中物体捜索支援装置が開示されている。特許文献２に記載の装置では、音速プロファイル情報に基づいて仮想捜索海域における仮想反射波が得られる第１エリアを算定し、そのエリア内の任意の複数箇所に水中物体の存在位置を予測し仮設定している。また、同装置では、水中物体の予測位置に向けて伝搬する仮想音波の方位及び水中物体で反射する複数の仮想反射波の各方位を設定し、仮想反射波の伝搬方向先に位置する第２エリア内の任意の複数箇所を仮想反射波の受信位置として暫定的に定めている。そして、同装置では、複数の受信装置をこの受信位置に仮設定している。
【０００５】
特許文献３には、センサ深度毎に得られる目標深度毎の指標パラメータを組み合わせることにより、目標の深度方向に対する探知予測情報を１つの図で示すことが可能となり、深度方向の探知予察状況を俯瞰して把握することが可能な予察装置が開示されている。特許文献３に記載の予察装置では、対象物を音波で探知するセンサを配置する深度を設定し、設定された深度におけるセンサの探知可能範囲を予測（予察計算）している。そして、同装置では、指標パラメータを用いて予測の結果得られた探知確率データから対象物が存在する深度毎の探知確率の評価指標値を計算し、複数の深度における評価指標値を集約して表示している。
【０００６】
特許文献４には、現実的な計算時間内で現在の状況に即した最適な送受信装置の配置を決定することを目的とした配置決定装置が開示されている。特許文献４に記載の配置決定装置では、探知判定のために必要な実環境測定値を測定し、測定した実環境測定値に基づいて配置による残響を考慮したカバレッジを計算している。そして、同装置では、カバレッジの計算結果及び送受信装置のコストに基づいて、最適化手法を用いて複数の送信装置と複数の受信装置の配置を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０８３９３２号公報
【特許文献２】特開２０１１−０５８９０６号公報
【特許文献３】特開２０１５−１６５２０３号公報
【特許文献４】特開２０１５−１９０９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜４に記載の技術はいずれも、配置を評価するための値の予察計算及びその評価にかかる演算量を十分に低減できておらず、推奨する配置を出力するまでに時間がかかる。
【０００９】
本開示の目的は、上述した課題を解決する配置推奨装置、配置推奨方法、及びプログラムを提供することにある。上記課題は、計測に用いる音波発信器と音波受信器の配置を推奨するに際し、配置を評価するための値の予察計算及びその評価にかかる演算量を十分に低減することができないというものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の第１の態様に係る配置推奨装置は、音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力部と、前記入力部で入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算部と、前記演算部で求めた前記推奨配置を出力する出力部と、を備え、前記演算部は、前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、ものである。
【００１１】
本開示の第２の態様に係る配置推奨方法は、音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算ステップと、前記演算ステップで求めた前記推奨配置を出力する出力ステップと、を備え、前記演算ステップは、前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、ものである。
【００１２】
本開示の第３の態様に係るプログラムは、コンピュータに、配置推奨処理を実行させるためのプログラムであって、前記配置推奨処理は、音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算ステップと、前記演算ステップで求めた前記推奨配置を出力する出力ステップと、を含み、前記演算ステップは、前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、ものである。
【発明の効果】
【００１３】
本開示により、上記課題を解決する配置推奨装置、配置推奨方法、及びプログラムを提供することができる。即ち、本開示によれば、計測に用いる音波発信器と音波受信器の配置を推奨するに際し、配置を評価するための値の予察計算及びその評価にかかる演算量を十分に低減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る配置推奨装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】実施形態２に係る配置推奨装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】実施形態２に係る配置推奨装置で使用される配置グリッドの一例を示す模式図である。
【図４】実施形態２に係る配置推奨装置で使用される配置グリッドの他の例を示す模式図である。
【図５】実施形態２に係る配置推奨装置において想定される機器の配置の一例を示す模式図である。
【図６】図２の配置推奨装置における損失計算部で計算されたある方位での伝搬損失結果の一例を示す図である。
【図７】図６の伝搬損失結果において伝搬損失が閾値より大きくなる位置を示す図である。
【図８】図２の配置推奨装置における閾値処理部で閾値処理された結果の一例を示す模式図である。
【図９】図２の配置推奨装置における予察計算部で計算された結果の一例を示す模式図である。
【図１０】図２の配置推奨装置における評価対象値算出部で算出された探知面積の一例を示す模式図である。
【図１１】図２の配置推奨装置における配置推奨部で出力される推奨順序の一例を示す模式図である。
【図１２】図２の配置推奨装置における配置推奨処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図１３】配置推奨装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る配置推奨装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係る配置推奨装置１は、入力部１ａ、演算部１ｂ、及び出力部１ｃを備える。
【００１６】
本実施形態に係る配置推奨装置は、バイスタティックソーナー方式又はマルチスタティックソーナー方式の計測システムに関して、音波発信器と音波受信器の配置を推奨する装置である。ここで、音波発信器は音源となる機器であり、音波受信器は、音波発信器から発信された音波を受信する機器であり、受信センサを有することができる。なお、音波発信器、音波受信器は、セット又は単独で「音響センサ」と称することもできる。
【００１７】
また、計測システムは、音波発信器とその音波発信器とは異なる位置に配置される１又は複数の音波受信器とにより、水中等の媒質中の計測対象物を計測するシステムであり、通常、音波発信器と音波受信器とは通信可能になっている。また、計測システムは、計測対象物の位置、形状をはじめ、演算によりその移動速度などを計測することもできる。なお、計測対象物としては、海底に設置された魚礁等の構造物、魚等の生物、媒質中に漂う遺失物等の物体（水中物体）など、様々なものが挙げられ、媒質の密度差（例えば塩分濃度差）によって生じた層の境界などを計測することもできる。
【００１８】
入力部１ａは、パラメータを入力する部位であり、キーボード、タッチセンサ等の入力デバイスを有することができる。入力されるパラメータは、音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータである。
【００１９】
演算部１ｂは、入力部１ａで入力されたパラメータに基づき上記閾値を設定し、音波発信器と音波受信器とについての推奨配置を求める。上述したように、音波受信器は音波発信器とは異なる位置に配置される機器であり、その数は１以上である。
【００２０】
推奨配置とは、音波発信器及び１又は複数の音波受信器の配置として推奨する配置を指す。推奨配置は、最も推奨する１種類の配置のみであってもよいし、複数種類の配置を推奨してもよく、後者の場合には推奨順序が分かるように後述の出力部１ｃから出力しておくことが好ましい。また、配置は、例えば水平位置及び深度で表現しておくことができるが、表現方法はこれに限ったものではなく、配置を表すための座標系も問わない。
【００２１】
演算部１ｂにおける推奨配置を求める処理について、具体的に説明する。
演算部１ｂは、音波発信器の配置と計測対象物又は音波受信器の配置との組合せ毎に、音波の伝搬損失を計算し、計算した組合せ毎の伝搬損失を閾値と比較する。伝搬損失の計算自体は、既知の手法を採用すればよい。例えば、演算部１ｂは、音速プロファイルや水深等の環境情報と対象の組合せが示す配置情報とに基づき、対象の組合せの伝搬損失を計算することができる。この計算は予測的な計算であり、予測計算又は予察計算と称することができる。
【００２２】
上述のように、伝搬損失は組合せ毎に計算されることになる。そのため、演算部１ｂは、配置の候補となる組合せ全てについて、その配置（例えば水平位置及び深度）を予め記憶しておく。若しくは、演算部１ｂは、単に配置の候補とする範囲（例えば水平位置の範囲及び深度の範囲）を予め記憶しておくとともに、グリッド幅などの配置として採り得る単位を示す値も予め記憶しておいてもよい。
【００２３】
そして、演算部１ｂは、伝搬損失が閾値以下である組合せについて、音波発信器の配置と計測対象物の配置と音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する。この計算も予測的な計算であり、予測計算又は予察計算と称することができる。例えば、ある組合せの探知情報は、その組合せで配置した場合に音波受信器によって探知可能と予測される領域を示す情報とすることができる。なお、探知情報を求める計算自体は、既知の手法を採用すればよい。
【００２４】
演算部１ｂは、予察計算により得た探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する組合せを、推奨配置として求める。なお、所定の推奨基準とは、探知情報に関する推奨基準であり、例えば探知情報が示す値についての基準値とすることができる。換言すれば、演算部１ｂは、予察計算により得た探知情報に基づき、予察計算の対象となった組合せの中から、所定の推奨基準を満たす探知情報を得る元となった組合せを、推奨配置として選択（決定）する。
【００２５】
なお、演算部（制御部）１ｂは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、作業用メモリ、及び配置推奨装置１の全体を制御するためのプログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などによって実現することができる。また、演算部１ｂは、例えば集積回路（Integrated Circuit）によって実現することもできる。これらの点から、演算部１ｂは制御部と称することもできる。
【００２６】
また、出力部１ｃは、演算部１ｂで求めた推奨配置を出力する。出力部１ｃにおける出力方法やそのための出力デバイスは問わず、推奨配置を表示デバイスに表示させてもよい。その他、配置推奨装置１に接続された印刷装置に印刷ジョブを出力して印刷させること（又は配置推奨装置１に設けた印刷装置で印刷させること）もできる。また、出力部１ｃは、配置推奨装置１の外部又は内部に設けたスピーカから音声で出力させることもできる。また、出力部１ｃは、配置推奨装置１の外部又は内部の記憶装置にデータとして出力させるだけでもよい。
【００２７】
出力部１ｃにおける表示形態等の出力形態は問わないが、推奨配置を見ただけ又は聴いただけで推奨される配置を、計測装置の使用者が理解できるような形態であることが好ましい。そのため例えば、音波発信器と音波受信器を緯度経度とともに簡略的に図示することが好ましい。また、ＧＰＳ（Global Positioning System）等による航行ナビゲーションシステムの表示画面にこれらの情報を表示させることもできる。また、海上などにおいては、音波発信器を搭載又は曳航する船舶、音波受信器を搭載又は曳航する船舶（ｎ個の音波受信器を用いる場合には、最大でｎ隻の船舶）のそれぞれに対して、対象の機器を配置すべき緯度経度の情報を送信することもできる。その場合、各船舶は、受信した情報を航行ナビゲーションシステムなどに表示させることもできる。
【００２８】
計測システムにより計測を行う作業者は、出力部１ｃから出力された推奨配置を考慮して、実際に音波発信器及び音波受信器を設置して（それらを設置した船舶を移動させるなどして）計測を行うことができる。
【００２９】
本実施形態では、音波発信器と音波受信器の配置を推奨するに際し、各機器の配置候補の全てに対して探知情報の予察計算を実施する必要がなく、推奨に値しない配置について探知情報の予察計算及び探知情報に基づく配置の評価のための演算を行う必要がなくなる。よって、本実施形態によれば、計測に用いる音波発信器と音波受信器の配置を推奨するに際し、配置を評価するための値の計算（予察計算）及びその評価を行う演算にかかる演算量を十分に低減することができるようになる。つまり、本実施形態によれば、効率的に配置を評価する評価値となる探知情報を算出し、推奨配置を出力するまでの時間を短縮することができる。
【００３０】
＜実施形態２＞
実施形態２について、図２〜図１１を併せて参照しながら、実施形態１との相違点を中心に説明するが、実施形態１で説明した様々な例が適用できる。まず、図２〜図１１を参照しながら本実施形態に係る配置推奨装置について説明する。図２は、本実施形態に係る配置推奨装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【００３１】
以下では、音波発生器は音響センサの音源に相当するため、音源センサと称し、音波受信器は受信センサを有するため、単に受信センサと称し、説明を行う。また、音源センサ、受信センサはいずれも船舶に搭載しておくことができ、以下、音源センサ、受信センサを搭載した船舶をそれぞれ送信艦、受信艦と称する。但し、音源センサ及び受信センサは、船舶に搭載するに限らず、例えば音響ブイとも称される海洋観測用のブイなどに搭載することもできる。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態に係る配置推奨装置１０は、条件設定部１１、損失計算部１２、閾値処理部１３、予察計算部１４、評価対象値算出部１５、及び配置推奨部（配置リコメンド部）を備えることができる。
【００３３】
条件設定部１１は、入力部１ａと、演算部１ｂの一部とに相当する部位であり、必要な情報を入力し、計算条件を設定する部位である。計算条件には、推奨候補となる音源センサと受信センサの位置の全組合せが含まれる。よって、条件設定部１１は上記全組合せを設定（決定）する。位置（配置）は、３次元の位置情報によって示されることが好ましいが、２次元の位置情報によって示されるものであってもよい。
【００３４】
計算条件として又は計算条件の設定のために、条件設定部１１は、例えば下記の項目（ａ）〜（ｋ）を設定する。無論、これ以外にも、閾値の設定や予察計算に必要な項目又は考慮すると好ましい項目を含むことができる。また、これらの項目（ａ）〜（ｋ）等は、例えば次のように入力することができる。例えば、配置推奨装置１０に設けた表示デバイスに入力用のＧＵＩ（Graphical User Interface）画像を表示させておき、ユーザがその表示画面を見ながら入力デバイスにより入力することができる。また、上記必要な項目は、ファイルやデータベースから読み込むことで入力することもできる。
【００３５】
（ａ）音速プロファイル、水深、上面及び底面（海の場合には海面、海底に該当）における反射損失、上面、底面及び媒質中における吸収損失など、ＴＬ（伝搬損失）を決定するのに必要なパラメータ
なお、水深は、計測対象物が含まれる媒質（音波が伝搬する媒質）の上面から底面までの深さの、媒質が水の場合の例である。音速プロファイルは、媒質の深さに応じて変化する音速特性である。なお、上面の反射損失や吸収損失を直接入力するのではなく、例えば風速、風浪階級、波高などを入力デバイスから入力し、換算式やテーブルを用いて、上面の反射損失や吸収損失を算出することもできる。
【００３６】
（ｂ）ＳＬ（音源センサから発信される音波の送波レベル）
（ｃ）ＴＳ（目標［計測対象物］のターゲットストレングス：計測対象物への入力音圧レベルと計測対象物からの反射音圧レベルとのレベル差）
（ｄ）ＮＬ（受信センサで受信される音波のノイズレベル）
（ｅ）ＤＩ（受信センサの指向性利得［受波指向性利得］）
（ｆ）ＤＴ（受信センサにおける検出閾値［探知閾値］）
（ｇ）α（補正項）
【００３７】
（ｈ）目標が存在する深度の範囲（１つの深度のみ指定することもできるが、複数深度を指定してもよい）
（ｉ）推奨の評価基準（探知面積、探知体積、探知密度等の探知情報に関する基準）
（ｊ）音源センサの位置及び深度
（ｋ）受信センサの位置及び深度（受信センサは複数あってもよい）
【００３８】
項目（ａ）は計測時の環境を示す環境情報に該当する。項目（ｂ）〜（ｆ）は、機器の性能及び設置環境（設置された位置の環境情報）の少なくとも一方に依存する値を示す情報である。
【００３９】
ここで、項目（ｃ）で示される値は計測対象物に応じて変わることもある。また、項目（ｄ）で示される値は、主に設置環境に依存する値、具体的には、受信センサの配置やその配置された環境に応じて変わる値となる。つまり、ＮＬは、環境情報の影響を受けうるパラメータである。ＮＬは、例えば周囲雑音と航走雑音の２種類のいずれか一方の値又は両方を合成した値とすることができる。周囲雑音は、風速（又は波高）の影響を受けて変化し、船の航走雑音は、受信センサが搭載される船舶毎に異なり、船速によっても異なる。また、ＮＬは、このような性質の値であることから、受信センサが複数ある場合には基本的に受信センサ毎に設定されることになる。また、項目（ｅ），（ｆ）のＤＩ及びＤＴは、いずれも一定値に設定することができるが、環境情報の影響を受けうるパラメータであると言える。項目（ｄ）以外の項目（ｂ），（ｃ），（ｅ）〜（ｆ）についても、機器毎の能力（性能）及び設置環境の少なくとも一方に依存する値を示す情報であるため、受信センサが複数ある場合には受信センサ毎の値がパラメータとして入力されることが好ましい。但し、これらの項目でも、全ての受信センサに共通の仕様で示された共通の値を採用することもできる。
【００４０】
項目（ｂ）〜（ｇ）はその値自体を入力することができる。また、項目（ｇ）に関し、αとして事前に決めた定数を採用することもできるが、αとしてｎ次関数などを採用することもでき、その場合には必要な複数の定数等の値を入力することができる。
【００４１】
項目（ｊ），（ｋ）は、伝搬損失の計算にも必要であるが、音響センサの空間配置を推奨する対象となりうる候補の情報であるため、複数の候補を示す値を設定しておく必要がある。この例について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、配置推奨装置１０で使用される配置グリッドの一例を示す模式図で、図４は、図３とは異なる例を示す模式図である。
【００４２】
例えば、条件設定部１１は、図３で例示するような矩形グリッド又は図４で例示するような円弧状の辺をもつ同心円グリッドを設定しておき、水平方向の空間配置の候補をそのグリッドの交点で表現するようにしておくことができる。条件設定部１１は、いずれのグリッドを採用する場合にも深度毎に設定しておくことができ、無論、最初から３次元のグリッドを設定しておくこともできる。なお、図４の同心円グリッドは、基準位置からの方位とその方位における距離とにより候補の配置を示すことができる。
【００４３】
条件設定部１１は、このようにしてグリッドを設定しておき、そのグリッドにおける計算範囲（変動させる範囲）を入力することで、項目（ｊ），（ｋ）をその計算範囲に含まれるグリッドの交点として設定することができる。また、条件設定部１１は、計算範囲だけでなく、グリッドの種類（形状）、幅（間隔）をユーザが設定できるように構成しておくこともできる。
【００４４】
また、項目（ｊ），（ｋ）では、深度を１つに固定し空間方向のみ変動させた位置を候補として設定することもでき、逆に空間方向を固定し深度を変動させた位置を候補として設定することもでき、またその他の変動方法を採用して候補を設定することもできる。さらには、音源センサ又は受信センサが固定された状態（つまり既に配置する位置及び深度が決まっている状態）であってもよく、その場合には項目（ｊ）又は（ｋ）において固定値を入力すればよい。
【００４５】
次に、損失計算部１２について、図５及び図６を併せて参照しながら説明する。図５は、配置推奨装置１０において想定される機器の配置の一例を示す模式図で、図６は、損失計算部１２で計算されたある方位での伝搬損失結果（伝搬損失分布）の一例を示す図である。
【００４６】
損失計算部１２は、音源センサをある位置及びある深度に配置した場合の伝搬損失（音源センサから計測対象物までの音波の伝搬損失ＴＬ１）を計算する。例えば、図５の深度２又は深度３における黒丸（●）の点に音源センサを配置することを想定することができる。なお、上記の項目（ｊ），（ｋ）に関し、図５で例示するように深度によってグリッドを異ならせて設定しておくこともできる。
【００４７】
そして、損失計算部１２は、音源センサの配置毎にこのような計算を行う。伝搬損失の計算方法は、例えば特許文献２や下記の「水中音響学  改訂」に記載されている方法など一般的な方法を採用することができる。
「水中音響学  改訂」、  Ｒｏｂｅｒｔ  Ｊ．Ｕｒｉｃｋ  著、新家富雄  監修、三好章夫  翻訳、京都通信社  発行
【００４８】
損失計算部１２において、ある深度に音源センサを配置した場合のある方位の伝搬損失を計算すると、例えば、図６に示すグラフのような結果が得られる。なお、図６では、音源からの距離と深度の２次元図を示しているが、実際の計算では、例えば方位の方向も併せて３次元的な計算が実行され、これによりＴＬ１の３次元空間分布が得られる。また、図６では、伝搬損失とともに、音源センサから発信される音波の伝搬経路も曲線で例示している。
【００４９】
次に、閾値処理部１３における処理について、図７及び図８を併せて参照しながら説明する。図７は、図６の伝搬損失結果において伝搬損失が閾値より大きくなる位置を示す図で、図８は、閾値処理部１３で閾値処理された結果の一例を示す模式図である。
【００５０】
閾値処理部１３は、演算部１ｂの一部に相当する部位であり、条件設定部１１で設定された計算条件に基づき、伝搬損失の閾値を決定する。この閾値の決定は、上述した損失計算部１２による伝搬損失ＴＬ１の計算に先立ち実行しておくことができる。以下、この閾値を伝搬損失閾値ＴＬＣとして説明する。
【００５１】
送信艦に搭載される音源センサから計測対象物（目標）までの伝搬損失をＴＬ１、目標から受信艦に搭載される受信センサまでの伝搬損失をＴＬ２とすると、最大探知距離時のソーナー方程式は次式のようになる。
ＳＬ−（ＴＬ１＋ＴＬ２）＋ＴＳ＝ＮＬ−ＤＩ＋ＤＴ
そして、上式から、合計の伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の最大値が次式のように求まる。
ＴＬ１＋ＴＬ２≦ＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ
【００５２】
上式から、音源センサから目標までの伝搬損失ＴＬ１の最大値も、次式のように求まる。
ＴＬ１＜ＴＬ１＋ＴＬ２≦ＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ
本実施形態において、伝搬損失閾値ＴＬＣとの比較対象となる値は、損失計算部１２での計算について説明したように、ＴＬ１（つまり、音源センサから目標までの音波の伝搬損失を示す値）とする。また、そのＴＬ１についての閾値が、伝搬損失閾値ＴＬＣとなる。但し、上述のように、伝搬損失閾値ＴＬＣは、合計の伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の最大値であり、ＴＬ１＋ＴＬ２の閾値ともなり得る値である。
【００５３】
よって、閾値処理部１３は、予察時の諸元より、以下の式に従って伝搬損失閾値ＴＬＣを計算することができる。下式で伝搬損失閾値ＴＬＣを自動的に計算することにより、計算の度に伝搬損失閾値ＴＬＣをオペレータが直接設定すること必要がなくなる。
ＴＬＣ＝ＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ＋α
【００５４】
ここで、予察時の諸元であるＳＬ，ＴＳ，ＮＬ，ＤＩ，ＤＴ，αは、条件設定部１１で計算条件の一部として入力されている。また、ＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴが最大探知距離時における伝搬損失の最大値であり、通常、伝搬損失閾値ＴＬＣを上記最大値より低く設定しておくことで、計測精度を保つことができる。よって、補正項αは、通常マイナス値が設定されることになる。但し、補正項αを０又はプラス値に設定することもできる。
【００５５】
このように、閾値処理部１３は、伝搬損失閾値をＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ＋αで計算される値に設定することができる。また、上述のように閾値設定のためのパラメータは、ＳＬ、ＴＳ、ＮＬ、ＤＩ、及びＤＴを少なくとも含むことが好ましく、項目（ｇ）として説明したように補正項αの値も含むことが好ましい。但し、補正項αは、事前に決定しておいた値を計算式に含めておいてもよい。
【００５６】
また、上記の諸元のうち１つでも空間分布をもつ値である場合には、閾値処理部１３は、空間分布をもった伝搬損失閾値ＴＬＣを計算する。つまり、伝搬損失閾値は、空間分布をもった閾値群とすることができ、これにより適切に演算量をより減らすようにすることもできる。
【００５７】
また、受信センサを複数用いることを想定しており、且つ、ＮＬ，ＤＩ，ＤＴの少なくとも１つの値が受信センサにより異なる場合には、閾値処理部１３は、受信センサ毎に伝搬損失閾値ＴＬＣを計算する。このように、伝搬損失閾値は受信センサ毎に設定することもできる。受信センサ毎に設定しておくことで、受信センサの個体差、受信センサの配置環境の差などに応じた設定が可能となる。
【００５８】
また、上記の諸元が全て定数だった場合、伝搬損失閾値ＴＬＣを事前に計算することが可能であるため、閾値処理部１３又は条件設定部１１は、条件設定部１１において上記の諸元が入力された時点で伝搬損失閾値ＴＬＣを計算しておいてもよい。
【００５９】
また、条件設定部１１は、伝搬損失閾値ＴＬＣを直接入力可能に構成することもでき、直接入力された場合には、上述した諸元に基づく計算を省略して、閾値処理部１３は、その入力された値を使用すればよい。このように、項目（ｇ）におけるαの値及び項目（ｂ）〜（ｆ）の値を入力せずに、直接、ＴＬＣの値を入力し、その値を使用することもできる。つまり、伝搬損失閾値ＴＬＣを設定するためのパラメータは、伝搬損失閾値ＴＬＣを示す（伝搬損失閾値ＴＬＣそのものを示す）パラメータとすることもできる。
【００６０】
次に、閾値処理部１３は、損失計算部１２で計算された音源センサの伝搬損失値ＴＬ１を伝搬損失閾値ＴＬＣと比較する。ある音源センサの配置及びある目標の配置について、計算された伝搬損失値ＴＬ１が伝搬損失閾値ＴＬＣよりも大きい場合は、任意の位置に受信センサを配置しても目標は探知不可能である。そのため、該当位置に音源センサを配置して、前記目標位置に受信センサを配置しても目標を探知不可能と判断する。探知不可能と判断された音源センサと受信センサの配置のセットに関しては、これ以上の計算（ＴＬ２の計算を含む予察計算等、各部１４〜１６の処理）を実行しないこととする。このように、本実施形態では、合計伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の閾値ともなり得るＴＬＣをＴＬ１だけで超えた位置に、受信センサを配置した場合のＴＬ１＋ＴＬ２を計算しても、その配置での探知が不可であることは確実である。よって、本実施形態では、そのような配置についての、ＴＬ２の計算を含めた予察計算を省略する。
【００６１】
例えば、図７では、図６のグラフにおいて伝搬損失閾値ＴＬＣより大きい領域を斜線で示しているが、音源センサの配置に対してこの斜線に含まれる受信センサの位置については予察演算等を実施しないことになる。なお、図７では、図６と同様に、音源からの距離と深度の伝搬損失の２次元図及びそれに対する伝搬損失閾値判定結果を示しているが、実際の閾値処理では、例えば方位の方向も併せて３次元的な計算が実行される。
【００６２】
このように、閾値処理部１３では、伝搬損失閾値に基づく閾値処理（判定）により、計算不要領域を算出することができる。矩形状のグリッドで配置を設定した場合を例に、閾値処理による判定結果を説明すると、例えば、図８に示すようになる。図８において、黒丸（●）の位置を音源センサの位置、白丸（○）の位置を第１受信センサの位置とした組合せについては、伝搬損失値ＴＬ１が伝搬損失閾値ＴＬＣ以下であることを示している。つまり、この組合せ以外は、合計伝搬損失値ＴＬ１＋ＴＬ２がＴＬ２の計算をするまでもなく伝搬損失閾値ＴＬＣ以上であることを示している。
【００６３】
図８において、黒丸の位置に音源センサを配置する場合、グリッドの交点のうち白丸及び黒丸が存在しない交点が示す位置には第１受信センサを配置することは、伝搬損失の観点から好ましくなく、推奨する候補からこの時点で除かれる。このようにこの時点で除かれた候補の配置については、予察計算等の後段の処理も実行されないこととなり、黒丸の位置に音源センサを配置する場合における受信センサの配置の候補として白丸が存在する位置について、後段の処理が実行されることとなる。なお、受信センサをｎ個配置することも想定する場合には、第２受信センサ、・・・、第ｎ受信センサについて同様の閾値処理が実行されることになる。
【００６４】
なお、比較例として閾値処理を実行しない場合には、格子点全ての箇所に受信センサを配置して予察計算を実施することになる。従って、格子点の数から白丸がついた数を引いた値が後段の処理における計算時の削減パターン数となる。
【００６５】
次に、予察計算部１４について、図９を併せて参照しながら説明する。図９は、予察計算部１４で計算された結果の一例を示す模式図である。
【００６６】
予察計算部１４は、演算部１ｂの一部に相当する部位である。予察計算部１４は、閾値処理部１３において伝搬損失のＴＬ１値が伝搬損失閾値ＴＬＣ以下であると判定された配置について、音源センサの配置と目標の配置と受信センサの配置との組合せ毎に探知情報を計算する予察計算を実行する。つまり、予察計算部１４は、閾値処理部１３で判定により処理対象と決定された音源センサと目標の配置の組合せ全てを満たすような音源センサと受信センサの配置組合せ全てについて、この予察計算を実行する。なお、ここでの予察計算の方法としては、例えば上述の「水中音響学  改訂」や特許文献２に記載されている方法など、一般的な方法を採用することができる。
【００６７】
予察計算部１４では、探知情報の計算に際し、目標から受信センサまでの伝搬損失ＴＬ２の計算結果を使用することができる。その場合、予察計算部１４に損失計算部１２の構成を含めておくか、損失計算部１２に伝搬損失ＴＬ２の計算をさせてその計算結果を受け取るように構成しておく。ここでは後者の例について説明するが、前者の場合も情報のやりとりが異なるだけで同様である。
【００６８】
損失計算部１２は、音源センサをある位置及びある深度に配置し受信センサをある位置及びある深度に配置した場合において、目標から受信センサまでの伝搬損失ＴＬ２を計算し、既に計算済みの伝搬損失ＴＬ１に加算して、合計伝搬損失値ＴＬ１＋ＴＬ２を求める。例えば、図５の深度２又は深度３における黒丸（●）の点に音源センサを配置することを想定することができる。損失計算部１２は、少なくとも推奨する候補となる、受信センサの配置について、配置毎に合計伝搬損失を計算することになる。なお、上記の項目（ｊ），（ｋ）に関し、図５で例示するように深度によってグリッドを異ならせて設定しておくこともできる。
【００６９】
そして、損失計算部１２は、音源センサの配置毎にこのような受信センサの配置毎の計算を行い、予察計算部１４にその結果を渡す。伝搬損失ＴＬ２の計算又は伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の計算も含めた伝搬損失の計算方法は、例えば特許文献２や上述の「水中音響学  改訂」に記載されている方法など一般的な方法を採用することができる。
【００７０】
予察計算される探知情報は、探知領域（指定した探知確率において、計測対象物が探知できる領域）又は探知確率の空間分布とすることができる。ここで、対象となる深度は１つであってもよいし、複数であってもよく、予察計算前に予め定められていればよい。
【００７１】
以下、深度毎の探知面積を求めるための深度毎の探知領域を予察計算する場合を例に挙げて説明する。図９には、第２深度（深度２）における黒丸の位置を音源センサの配置、第１深度（深度１）における白丸の位置を第１受信センサの配置とした組合せで、深度Ａ，Ｂにおける探知領域を予察計算した結果を示す。深度Ａ、深度Ｂは、いずれも計測対象物が存在することが想定される深度（目標存在深度）であるものとする。この結果、目標存在深度における探知領域として、例えば、図８で示すような網線で塗りつぶした範囲が得られる。深度Ａ、深度Ｂ以外にも目標存在深度があればその目標存在深度における探知領域についても、同様に予察計算が実行され、深度毎に結果を得ることになる。
【００７２】
このような予察計算を１回の予察計算として説明する。この場合、予察計算部１４は、音源センサの全配置と考慮しておくべき目標の全配置と全ての受信センサの全配置との組合せ（但し、上述の閾値処理により除かれた組合せを除く）について、探知情報（この例では深度毎の探知領域）の予察計算を実行する。
【００７３】
次に、評価対象値算出部１５について、図１０を併せて参照しながら説明する。図１０は、評価対象値算出部１５で算出された探知面積の一例を示す模式図である。
【００７４】
評価対象値算出部１５は、演算部１ｂの一部に相当する部位であり、予察計算により得た探知情報から、その探知情報が所定の推奨基準を満たすか否かを判定するための評価対象値（判定対象値）を算出する。
【００７５】
所定の推奨基準は、例えば探知体積、探知密度（全体）、平均探知確率（全体）、深度毎の探知面積、深度毎の探知密度、深度毎の平均探知確率など、計測目的に応じて予め定めておけばよい。探知密度（全体）とは、計算前に指定した領域の体積に対して、探知領域が占める体積の割合を指す。深度毎の探知密度に関し、ある深度の探知密度とは、計算前に指定したその深度における領域の面積に対する、探知面積（計測対象物が探知できるその深度における領域の面積）の割合を指す。平均探知確率（全体）とは、計算前に指定した領域全体において計測対象物が探知できる確率を指す。深度毎の平均探知確率に関し、ある深度の平均探知確率とは、計算前に指定したその深度における領域において計測対象物が探知できる確率を指す。なお、予察計算部１４も、計測目的に応じて必要な探知情報を予察計算するように構成しておくことができる。また、配置推奨装置１０は、計測目的を入力可能に構成するとともに、予察計算部１４及び評価対象値算出部１５でその入力された計測目的に応じた処理を自動的に選択して実行するように構成しておくこともできる。
【００７６】
単純な例として、深度Ａにおける探知面積が評価対象値として用いられる場合について説明する。但し、上述したように、評価対象値は所定の推奨基準と比較するための値であるため、評価対象値算出部１５は、探知面積以外の情報を算出するように構成されることがある。
【００７７】
例えば、図１０に示すように、組合せ１（第１組合せ）では、黒丸の位置を音源センサの位置、白丸の位置を第１受信センサの位置とする。その組合せ１で予察計算を実行すると、探知領域は、例えば図１０に示す深度Ａにおける網線で塗りつぶした範囲となる。評価対象値算出部１５は、この探知領域から探知面積を計算し、例えばＳＳ１という値を計算結果として出力する。つまり、評価対象値算出部１５は、組合せ１の場合における深度Ａの探知面積としてＳＳ１という値を計算により得ることができる。同様に、評価対象値算出部１５は、組合せ２（第２組合せ）の場合における深度Ａの探知面積としてＳＳ２という値を計算により得ることができる。これらの結果が配置推奨部１６へ入力される情報となる。
【００７８】
なお、予察計算部１４で必要な予察計算を実施して、評価対象値算出部１５で評価対象値を算出するようにしているが、予察計算の実行した直後に評価対象値の算出までを実行することを１セットの処理とすることもできる。また、所定の推奨基準にも依るが、予察計算部１４から所定の推奨基準と比較できる探知情報が出力される場合には、評価対象値算出部１５を設けないか使用しないこともできる。
【００７９】
次に、配置推奨部１６について、図１１を併せて参照しながら説明する。図１１は、配置推奨部１６で出力される推奨順序の一例を示す模式図である。
【００８０】
配置推奨部１６は、演算部１ｂの一部と出力部１ｃに相当する部位であり、評価対象値算出部１５で算出された全て又は一部の評価対象値を、計測目的に応じた所定の推奨基準と比較する。そして、配置推奨部１６は、その比較結果に基づき、音源センサと受信センサの配置を推奨するような出力を行う。
【００８１】
配置推奨部１６は、簡単な出力例を挙げると、図１１に示すような一覧表を表示デバイスに表示させる。図１１では、探知面積が最も大きい順を評価（推奨度）が高いとして推奨配置を表示している。例えば、ＳＳ１＞ＳＳ２であった場合には、配置推奨部１６は、次のような順序で表示を行うことができる。探知面積ＳＳ１の算出元となった組合せ１が示す、音源センサ及び１又は複数の受信センサの位置及び深度を、探知面積ＳＳ２の算出元となった組合せ２が示す、音源センサ及び１又は複数の受信センサの位置及び深度より、上側に表示することができる。なお、推奨配置の出力に際し、どのように探知面積や配置を出力させるか（どのように加工して出力させるか）は問わず、例えば推奨目的（通常、計測目的に対応）に応じて出力形態を変えるようにしてもよい。
【００８２】
次に、図１２を参照しながら、配置推奨装置１０における配置推奨処理の一例について説明する。図１２は、配置推奨装置１０における配置推奨処理の一例を説明するためのフロー図である。
【００８３】
まず、条件設定部１１が計算条件を設定し（ステップＳ１）、損失計算部１２が音源センサの伝搬損失（音源センサから目標までの伝搬損失）を計算する（ステップＳ２）。次いで、条件設定部１１が伝搬損失閾値を設定する（ステップＳ３）。例えばステップＳ２，Ｓ３の順序は逆であってもよく、ステップＳ３はステップＳ１とともに実行しておくこともできる。
【００８４】
閾値処理部１３は、ステップＳ２で計算された伝搬損失がステップＳ３で設定された伝搬損失閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４でＮＯの場合には、ステップＳ２に戻って次の音源センサの配置についての処理に移行するか、ステップＳ３に戻って次の受信センサについての処理に移行する。
【００８５】
ステップＳ４でＹＥＳの場合、対象となっている配置の組合せについて、予察計算部１４が合計伝搬損失の計算も含めた予察計算を実行し（ステップＳ５）、評価対象値算出部１５が評価対象値を算出する（ステップＳ６）。評価対象値算出部１５は、全ての組合せの計算が終了したか否かを判定し（ステップＳ７）、ＹＥＳの場合には、配置推奨部１６が所定の推奨基準との比較により推奨配置を求めて出力する（ステップＳ８）。ステップＳ７でＮＯの場合には、ステップＳ２に戻って次の音源センサの配置についての処理に移行するか、ステップＳ３に戻って次の受信センサについての処理に移行する。
【００８６】
本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果を奏する。換言すれば、本実施形態によれば、バイスタティック／マルチスタティック運用において、効果的な複数の音響センサの空間配置（距離、方位、深度など）を推奨するに際し、空間配置毎に繰り返し実施される予察計算の回数を低減することができる。
【００８７】
具体的に説明すると、実際、マルチスタティックの予察計算において最も時間がかかるのは、伝搬損失の計算である。ＴＬ１は、１回計算しただけで空間分布を得ることができるが、ＴＬ２まで計算すると、メッシュ（計算格子）数分全てケースで計算しなければならない。よって、本実施形態では、伝搬損失の計算をなるべく減らすために、そのメッシュ数分の計算を少しでも減らすようにＴＬ２の計算を減らしており、これにより演算量を十分に低減させることができる。このように、本実施形態によれば、探知情報の予察計算、評価対象値の算出、及び判定に要する計算回数を低減することができ、それにより、推奨配置の結果出力までの時間を短縮することができる。また、本実施形態によれば、伝搬損失閾値を設定するに際して専門知識を必要としない。
【００８８】
また、伝搬損失閾値を設定するためのパラメータは、項目（ｂ）〜（ｆ）の少なくとも１つの情報を含むことができ、情報は多いほど正確性が増すため好ましいと言える。
【００８９】
また、環境情報として項目（ａ）で例示した各情報を入力する例を挙げたが、これらの情報のうち少なくとも１つの環境情報を入力するように構成することもできる。その場合にも、演算部１ｂは、伝搬損失を、入力部１ａで入力された環境情報に基づいて計算すればよい。また、環境情報としては、媒質の性質、例えば海水であれば塩分濃度、海水温などを示す情報もその一部として計算に採用することもできる。
【００９０】
また、環境情報は、伝搬損失閾値を設定するためのパラメータの一種として入力することができる。この場合、伝搬損失閾値は、センサ能力、目標のＴＳなどの情報を示すパラメータだけでなく、海域に関する情報等の環境情報が示すパラメータに応じて異なる値に設定されることができる。
【００９１】
また、出力部１ｃ又は配置推奨部１６は、上述したように推奨配置を出力するが、その他、推奨配置として出力対象の組合せに対応する探知情報を出力するように構成することもできる。つまり、本実施形態に係る配置推奨装置は、推奨配置により配置した場合の探知情報を予察計算する予察装置として機能させるように構成することもできる。
【００９２】
＜実施形態３＞
実施形態３について、実施形態２との相違点を中心に説明するが、実施形態１，２で説明した様々な例が適用できる。
【００９３】
本実施形態で使用する閾値は、実施形態２における閾値と異なり、音源センサから計測対象物を介して受信センサまで達する音波の伝搬損失を示す閾値とする。実施形態２で説明したように、最大探知距離時のソーナー方程式に基づき、合計伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の最大値が次式のように求まる。
ＴＬ１＋ＴＬ２≦ＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ
【００９４】
よって、本実施形態においても、実施形態２と同様に、閾値処理部１３は、予察時の諸元より、以下の式に従って伝搬損失閾値ＴＬＣを計算することができる。下式で伝搬損失閾値ＴＬＣを自動的に計算することにより、計算の度に伝搬損失閾値ＴＬＣをオペレータが直接設定すること必要がなくなる。
ＴＬＣ＝ＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ＋β
【００９５】
上式では、実施形態２における項目（ｇ）の補正項αの代わりに補正項βが用いられている。補正項βも補正項αと同様の理由から、通常マイナス値が設定されることになる。また、補正項βは補正項αとして設定する値以下の値に設定されることになる。但し、補正項βを０又はプラス値に設定することもできる。
【００９６】
本実施形態では、このような伝搬損失閾値を用いて合計伝搬損失に閾値処理を施すことになるため、損失計算部１２は、音源センサをある位置及びある深度に配置し受信センサをある位置及びある深度に配置した場合の合計伝搬損失を計算する。合計伝搬損失は、上述したように、音源センサから目標までの音波の伝搬損失を示す値ＴＬ１と、目標から受信センサまでの音波の伝搬損失を示す値ＴＬ２の合計となる。例えば、図５の深度２又は深度３における黒丸（●）の点に音源センサを配置することを想定することができる。損失計算部１２は、少なくとも推奨する候補となる、受信センサの配置について、配置毎に伝搬損失を計算することになる。なお、上記の項目（ｊ），（ｋ）に関し、図５で例示するように深度によってグリッドを異ならせて設定しておくこともできる。
【００９７】
そして、損失計算部１２は、音源センサの配置毎にこのような受信センサの配置毎の計算を行う。伝搬損失の計算方法は、例えば特許文献２や上述の「水中音響学  改訂」に記載されている方法など一般的な方法を採用することができる。
【００９８】
次に、閾値処理部１３は、損失計算部１２で計算された音源センサの伝搬損失値を伝搬損失閾値ＴＬＣと比較する。本実施形態において、伝搬損失閾値ＴＬＣとの比較対象となる値、伝搬損失閾値ＴＬＣは、それぞれＴＬ１＋ＴＬ２（つまり、音源センサから計測対象物までの音波の伝搬損失を示す値）、その値についての閾値となる。
【００９９】
ある音源センサの配置及びある受信センサの配置について、計算された伝搬損失値ＴＬ１＋ＴＬ２が伝搬損失閾値ＴＬＣよりも大きい場合は、該当位置に音源センサを配置して該当位置に受信センサを配置しても目標を探知不可能と判断する。探知不可能と判断された配置のセットに関しては、これ以上の計算（予察計算等、各部１４〜１６の処理）を実行しないこととする。例えば、図７では、図６のグラフにおいて伝搬損失閾値ＴＬＣより大きい領域を斜線で示しているが、音源センサの配置に対してこの斜線に含まれる受信センサの位置については予察演算等を実施しないことになる。
【０１００】
このように、閾値処理部１３では、伝搬損失閾値に基づく閾値処理（判定）により、計算不要領域を算出することができ、その例については、図８を参照しながら例示した通りである。
【０１０１】
次に、予察計算部１４について説明する。予察計算部１４は、閾値処理部１３において合計伝搬損失値が伝搬損失閾値ＴＬＣ以下であると判定された配置について、音源センサの配置と目標の配置と受信センサの配置との組合せ毎に探知情報を計算する予察計算を実行する。つまり、予察計算部１４は、閾値処理部１３で判定により処理対象と決定された音源センサと目標と受信センサの配置の組合せ全てについて、この予察計算を実行する。なお、ここでの予察計算の方法としては、例えば上述の「水中音響学  改訂」や特許文献２に記載されている方法など、一般的な方法を採用することができる。
【０１０２】
予察計算される探知情報は、上述した通り、探知体積、探知密度（全体）、平均探知確率（全体）、深度毎の探知面積、深度毎の探知密度、深度毎の平均探知確率の少なくとも１つの情報を含むこと、或いはその情報を計算可能な前段階の情報とすることができる。
【０１０３】
予察計算部１４は、音源センサの全配置と考慮しておくべき目標の全配置と全ての受信センサの全配置との組合せ（但し、上述の閾値処理により除かれた組合せを除く）について、探知情報（この例では深度毎の探知領域）の予察計算を実行する。
【０１０４】
また、評価対象値算出部１５及び配置推奨部１６については、実施形態２と同様であり、その説明を省略する。
【０１０５】
また、本実施形態に係る配置推奨装置１０における配置推奨処理は、基本的に図１２で説明したものと同様である。但し、図１２のステップＳ２において、損失計算部１２が音源センサの伝搬損失として合計伝搬損失を計算し、ステップＳ５の予察計算において、既に計算した合計伝搬損失を用いるなど、実施形態２との相違点はある。
【０１０６】
以上、本実施形態では、実施形態２と異なり、ＴＬ１＋ＴＬ２とそれに関する閾値ＴＬＣを比較し、その閾値ＴＬＣを超えたものは、探知計算を実施しておらず、実施形態２と比較すると伝搬損失の計算量の低減量は少ないものの、時間短縮には効果がある。
【０１０７】
＜実施形態４＞
実施形態４について、実施形態３との相違点を中心に説明するが、実施形態１〜３で説明した様々な例が適用できる。
【０１０８】
実施形態２，３においては、予察計算する海域が雑音支配の環境下の場合に有益な次のソーナー方程式を用いている。
ＳＬ−（ＴＬ１＋ＴＬ２）＋ＴＳ＝ＮＬ−ＤＩ＋ＤＴ
【０１０９】
これに対し、実施形態４に係る配置推奨装置では、実施形態３に係る配置推奨装置において、予察計算する海域が残響支配の環境下の場合に有益な次のソーナー方程式を用いる。
ＳＬ−（ＴＬ１＋ＴＬ２）＋ＴＳ＝ＲＬ＋ＤＴ
【０１１０】
ここで、ＲＬは、残響レベルとする。ここでの残響レベルは、音源センサから発せられた音波の残響（計測対象物以外の物体に反射して或いは計測対象物に再度反射して残った音波）が受信センサで受信されるレベルを指す。
【０１１１】
そして、上式から、合計伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の最大値が次式のように求まる。
ＴＬ１＋ＴＬ２≦ＳＬ＋ＴＳ−ＲＬ−ＤＴ
【０１１２】
よって、本実施形態における閾値処理部１３は、予察時の諸元より、以下の式に従って伝搬損失閾値ＴＬＣを計算することができる。ここで、残響レベルは、合計伝搬損失に関連する値となり、合計伝搬損失等に基づき算出することができる。つまり、ＲＬの計算には実施形態３で説明した損失計算部１２による合計伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の値が必要となる。残響レベルの算出方法については、上述の「水中音響学  改訂」に記載されている方法など一般的な方法を採用することができる。下式で伝搬損失閾値ＴＬＣを自動的に計算することにより、計算の度に伝搬損失閾値ＴＬＣをオペレータが直接設定すること必要がなくなる。
ＴＬＣ＝ＳＬ＋ＴＳ−ＲＬ−ＤＴ＋γ
【０１１３】
上式では、実施形態２における項目（ｇ）の補正項αの代わりに実施形態３で用いた補正項βの代わりとして、補正項γが用いられている。補正項γも補正項αと同様の理由から、通常マイナス値が設定されることになる。但し、補正項γを０又はプラス値に設定することもできる。
【０１１４】
本実施形態において、損失計算部１２による合計伝搬損失ＴＬ１＋ＴＬ２の計算、閾値処理部１３によるその計算結果との伝搬損失閾値ＴＬＣとの比較、並びに予察計算部１４による予察計算については、実施形態３と同様であり、その説明を省略する。また、本実施形態において、評価対象値算出部１５及び配置推奨部１６についても、実施形態３と同様であり、その説明を省略する。また、本実施形態に係る配置推奨装置１０における配置推奨処理の大まかな流れは、上述のような相違点を除き、基本的に図１２を参照しながら実施形態３で説明したものと同様である。
【０１１５】
本実施形態によれば、予察計算する海域が雑音支配の環境下ではなく、残響支配の環境下である場合について、実施形態３と同様の効果を奏する。
【０１１６】
＜他の実施形態＞
［Ｉ］
実施形態１では、図１に示す配置推奨装置１の演算部１ｂの機能について説明したが、配置推奨装置１としてこの機能が実現できればよい。同様に、実施形態２〜４では、図２に示す各部１１〜１６の機能について説明したが、配置推奨装置１０としてこれらの機能が実現できればよい。また、計測システムにおいて主に音波発生器が１台用いられることを前提として説明したが、計測時に音波発生器も複数台用いることもできる。そのような計測システムに対しても同様に、配置推奨装置は、音波発生器と音波受信器の組合せ毎に伝搬損失を計算して閾値と比較し、伝搬損失が閾値以下の組合せについて探知情報を計算し、推奨基準を満たす探知情報が得られた組合せを推奨配置として出力する。
【０１１７】
［ＩＩ］
実施形態１〜４に係る配置推奨装置は、次のようなハードウェア構成を有していてもよい。図１３は、実施形態１〜４に係る配置推奨装置のハードウェア構成の一例を示す図である。なお、上記他の実施形態［Ｉ］についても同様である。
【０１１８】
図１３に示す配置推奨装置１００は、プロセッサ１０１、メモリ１０２、及び、入力デバイス及び出力デバイス等のための入出力インタフェース１０３を有する。実施形態１〜４で説明した配置推奨装置における演算部１ｂの機能或いは各部１１〜１６の機能は、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより実現される。このプログラムは、上述した通り、プロセッサ１０１を演算部１ｂとして機能させるためのプログラムとすることができる。また、このプログラムは、条件設定部１１の機能を入力デバイスと協働させながら実現させるためのサブプログラム、配置推奨部１６の機能を出力デバイスと協働させながら実現させるためのサブプログラムの少なくとも１つを含むことができる。また、このプログラムは、各部１２〜１５の少なくとも１つの機能を実現させるためのサブプログラムを含むことができる。
【０１１９】
上述の例において、上記プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、この例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗを含む。さらに、この例は、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、上記プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１２０】
［ＩＩＩ］
さらに、上述した様々な実施形態において、配置推奨装置における配置推奨処理の手順を例示したように、本開示は、配置推奨方法としての形態も採り得る。この配置推奨方法は、次のような、入力ステップ、演算ステップ、及び出力ステップを備える。入力ステップは、音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する。演算ステップは、入力ステップで入力されたパラメータに基づき閾値を設定し、音波発信器と音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める。出力ステップは、演算ステップで求めた推奨配置を出力する。ここで、演算ステップは、音波発信器の配置と計測対象物又は音波受信器の配置との組合せ毎に、音波の伝搬損失を計算し、計算した組合せ毎の伝搬損失を閾値と比較する。演算ステップは、伝搬損失が閾値以下である組合せについて、音波発信器の配置と計測対象物の配置と音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行する。演算ステップは、それにより得た探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する組合せを推奨配置として求める。なお、その他の例については、上述した様々な実施形態で説明した通りである。また、上記プログラムは、コンピュータに上述した配置推奨方法（配置推奨処理）を実行させるためのプログラムであると言える。
【０１２１】
なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。
【０１２２】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
＜付記＞
【０１２３】
（付記１）
音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力部と、
前記入力部で入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算部と、
前記演算部で求めた前記推奨配置を出力する出力部と、
を備え、
前記演算部は、
前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、
計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、
前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、
前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、
配置推奨装置。
【０１２４】
（付記２）
前記閾値は、空間分布をもった閾値群である、
付記１に記載の配置推奨装置。
【０１２５】
（付記３）
前記閾値は、前記音波発信器から前記計測対象物までの音波の伝搬損失を示す閾値である、
付記１又は２に記載の配置推奨装置。
【０１２６】
（付記４）
前記閾値は、前記音波発信器から前記計測対象物を介して前記音波受信器まで達する音波の伝搬損失を示す閾値であり、
前記演算部は、前記閾値を、前記音波受信器毎に設定する、
付記１又は２に記載の配置推奨装置。
【０１２７】
（付記５）
前記パラメータは、前記音波発信器から発信される音波の送波レベル、計測対象物への入力音圧レベルと前記計測対象物からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングス、前記音波受信器で受信される音波のノイズレベル、前記音波受信器の指向性利得、及び前記音波受信器における音波検出閾値、の少なくとも１つの情報を含む、
付記１〜４のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【０１２８】
（付記６）
前記音波発信器から発信される音波の送波レベルをＳＬ、計測対象物への入力音圧レベルと前記計測対象物からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスをＴＳ、前記音波受信器で受信される音波のノイズレベルをＮＬ、前記音波受信器の指向性利得をＤＩ、前記音波受信器における音波検出閾値をＤＴ、補正項をαとすると、
前記パラメータは、ＳＬ、ＴＳ、ＮＬ、ＤＩ、及びＤＴを少なくとも含み、
前記演算部は、前記閾値をＳＬ＋ＴＳ−ＮＬ＋ＤＩ−ＤＴ＋αで計算される値に設定する、
付記１〜４のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【０１２９】
（付記７）
前記音波発信器から発信される音波の送波レベルをＳＬ、計測対象物への入力音圧レベルと前記計測対象物からの反射音圧レベルとのレベル差であるターゲットストレングスをＴＳ、前記音波発信器から発信された音波の残響が前記音波受信器で受信される残響レベルをＲＬ、前記音波受信器における音波検出閾値をＤＴ、補正項をγとすると、
前記パラメータは、ＳＬ、ＴＳ、ＲＬ、及びＤＴを少なくとも含み、
前記演算部は、前記閾値をＳＬ＋ＴＳ−ＲＬ−ＤＴ＋γで計算される値に設定する、
付記４に記載の配置推奨装置。
【０１３０】
（付記８）
前記パラメータは、前記閾値を示すパラメータである、
付記１〜４のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【０１３１】
（付記９）
前記入力部は、媒質の上面から底面までの深さ、前記媒質の音速プロファイル、前記上面における他の媒質の流れの速度又は前記流れによる応力、前記底面における反射損失、及び前記底面における吸収損失、の少なくとも１つの環境情報を入力し、
前記演算部は、前記伝搬損失を、前記入力部で入力された前記環境情報に基づいて計算する、
付記１〜８のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【０１３２】
（付記１０）
前記探知情報は、探知体積、探知密度、平均探知確率、深度毎の探知面積、深度毎の探知密度、深度毎の平均探知確率の少なくとも１つの情報を含む、
付記１〜９のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【０１３３】
（付記１１）
前記出力部は、前記推奨配置を出力するほか、前記推奨配置として出力対象の前記組合せに対応する前記探知情報を出力する、
付記１〜１０のいずれか１項に記載の配置推奨装置。
【０１３４】
（付記１２）
音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算ステップと、
前記演算ステップで求めた前記推奨配置を出力する出力ステップと、
を備え、
前記演算ステップは、
前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、
計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、
前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、
前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、
配置推奨方法。
【０１３５】
（付記１３）
コンピュータに、配置推奨処理を実行させるためのプログラムであって、
前記配置推奨処理は、
音波発信器から発信される音波の伝搬損失の閾値を設定するためのパラメータを入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力されたパラメータに基づき前記閾値を設定し、前記音波発信器と前記音波発信器とは異なる位置に配置される音波受信器とについての推奨配置を求める演算ステップと、
前記演算ステップで求めた前記推奨配置を出力する出力ステップと、
を含み、
前記演算ステップは、
前記音波発信器の配置と計測対象物又は前記音波受信器の配置との組合せ毎に、前記音波の伝搬損失を計算し、
計算した前記組合せ毎の伝搬損失を前記閾値と比較し、
前記伝搬損失が前記閾値以下である前記組合せについて、前記音波発信器の配置と前記計測対象物の配置と前記音波受信器の配置との組合せ毎の探知情報を計算する予察計算を実行し、
前記予察計算により得た前記探知情報のうちの所定の推奨基準を満たす探知情報に対応する前記組合せを、前記推奨配置として求める、
プログラム。
【符号の説明】
【０１３６】
１、１０、１００  配置推奨装置
１ａ  入力部
１ｂ  演算部
１ｃ  出力部
１１  条件設定部
１２  損失計算部
１３  閾値処理部
１４  予察計算部
１５  評価対象値算出部
１６  配置推奨部
１０１  プロセッサ
１０２  メモリ
１０３  入出力インタフェース
【図１】
2020128878.tif 000003
【図２】
2020128878.tif 000004
【図３】
2020128878.tif 000005
【図４】
2020128878.tif 000006
【図５】
2020128878.tif 000007
【図６】
2020128878.tif 000008
【図７】
2020128878.tif 000009
【図８】
2020128878.tif 000010
【図９】
2020128878.tif 000011
【図１０】
2020128878.tif 000012
【図１１】
2020128878.tif 000013
【図１２】
2020128878.tif 000014
【図１３】
2020128878.tif 000015