(57)【要約】【課題】海底からの音波の反射信号である海底反射信号を、目標物からの反射信号と誤って検出することを防止すること。【解決手段】送波部１００は音波ＷＡを水中へ送信する。受波部２００は送波部１００により出力された音波ＷＡの反射信号ＷＳを受信する。第１の反射信号処理部３１０は、受波部２００により受信される反射信号ＷＳに基づいて、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離と、受波部２００が音波ＷＡを送信した後の経過時間と、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する。【選択図】      図１
2014232004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波を水中へ送信する送波部と、
前記送波部により出力された前記音波の反射信号を受信する受波部と、
前記受波部により受信される前記反射信号に基づいて、前記反射信号に含まれる各信号成分の発生源および前記受波部の間の距離と、前記送波部が前記音波を送信した後の経過時間と、前記反射信号に含まれる各信号成分の信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する第１の反射信号処理部とを備えた信号検出装置。
【請求項２】
前記受波部により受信される前記反射信号に基づいて、前記反射信号に含まれる各信号成分の発生源および前記受波部の間の距離と、前記受波部を基準とした際の前記反射信号に含まれる各信号成分の発生源の方位と、前記反射信号に含まれる各信号成分の信号強度との関係を示す第２の反射信号情報を生成する第２の反射信号処理部とを備えた請求項１に記載の信号検出装置。
【請求項３】
前記第１の反射信号処理部により生成される前記第１の反射信号情報に基づいて、前記反射信号のうちで、目標物からの反射信号成分を抽出する目標物反射信号抽出部とを備え、
前記第２の反射信号処理部は、前記受波部により受信される前記反射信号のうちで、前記目標物反射信号抽出部により抽出された、前記目標物からの反射信号成分以外の信号成分を除いて、前記第２の反射信号情報を生成する請求項２に記載の信号検出装置。
【請求項４】
前記第１の反射信号情報を表示する第１の表示部を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号検出装置。
【請求項５】
前記第２の反射信号情報を表示する第２の表示部を備えた請求項２〜４のいずれか１項に記載の信号検出装置。
【請求項６】
音波を送波部により送信する音波送信ステップと、
前記音波の反射信号を受波部により受信する反射信号受信ステップと、
前記反射信号受信ステップで受信される前記反射信号に基づいて、前記反射信号に含まれる各信号成分の発生源および前記受波部の間の距離と、前記受波部が前記音波を送信した後の経過時間と、前記反射信号に含まれる各信号成分の信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する第１の反射信号情報生成ステップとを含む信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号検出装置および信号検出方法に関し、特に、音波を水中へ送信し、当該音波の反射信号を受信して、目標物を検知する信号検出装置および信号検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水中航走体等の目標物を音波の反射信号によって検知する技術が知られている。この技術では、まず、船体に設けられた送波部が、音波を水中へ送信する。水中に送信された音波は目標物に衝突し反射する。船体に設けられた受信部は、目標物に衝突した後の反射信号を受信する。そして、信号処理部が、受信部により受信する反射信号を解析して、目標物の所在を検知する。
【０００３】
なお、本発明に関連して、特許文献１には、魚群等の反射体から帰来した反射信号に基づいて、魚群の散乱強度を図示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−２２２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水温が高い場合、音波の移動軌跡を示す音線が鉛直下方に折れ曲がる傾向にある。すなわち、水温が高い場合、送波部より送信される音波は、水面に沿って遠方に伝搬するのではなく、水面から鉛直下方向へ向けて伝搬する傾向にある。この場合、送波部より送信される音波は、水面方向で送波部から近い位置の海底に衝突する。このため、音波が海底に衝突した後に生じる反射信号である海底反射信号が、大きな信号強度で検出される場合があった。このように、大きな信号強度の海底反射信号が受波部により受信されると、信号処理部は、海底反射信号を、本来検出したい目標物からの反射信号と誤って認識してしまうことが多く発生するという問題があった。
【０００６】
特に、船を移動させながら、送波部により送信される音波の反射信号を船上で検出しようとする場合、信号処理部は、当該船と同じ速度で同じ方向に移動している目標物からの反射信号なのか、海底からの音波の反射信号である海底反射信号なのかの区別を付けられないことがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、海底からの音波の反射信号である海底反射信号を、目標物からの反射波と誤って検出することを防止するという課題を解決する信号検出装置および信号検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の信号検出装置は、音波を水中へ送信する送波部と、前記送波部により出力された前記音波の反射信号を受信する受波部と、前記受波部により受信される前記反射信号に基づいて、前記反射信号に含まれる各信号成分の発生源および前記受波部の間の距離と、前記受波部が前記音波を送信した後の経過時間と、前記反射信号に含まれる各信号成分の信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する第１の反射信号処理部とを備えている。
【０００９】
本発明の信号検出方法は、音波を送波部により送信する音波送信ステップと、前記音波の反射信号を受波部により受信する反射信号受信ステップと、前記反射信号受信ステップで受信される前記反射信号に基づいて、前記反射信号に含まれる各信号成分の発生源および前記受波部の間の距離と、前記受波部が前記音波を送信した後の経過時間と、前記反射信号に含まれる各信号成分の信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する第１の反射信号情報生成ステップとを含んでいる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる信号検出装置および信号検出方法によれば、海底からの音波の反射信号である海底反射信号を、目標物からの反射信号と誤って検出することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における信号検出装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における信号検出装置を用いて目標物を検出する様子を模式的に示す模式斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における信号検出装置の動作フローを示す図である。
【図４】水中内の音速と水深の関係を示す図である。
【図５】水深と距離の関係で音線分布を示す図である。
【図６】第１の反射信号情報の一例を示す図である。
【図７】第２の反射信号情報の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における信号検出装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における信号検出装置の動作フローを示す図である。
【図１０】第２の反射信号情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態における信号検出装置１０００の構成について、図に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、信号検出装置１０００の構成を示す図である。
【００１４】
図１に示されるように、信号検出装置１０００は、送波部１００と、受波部２００と、信号処理部３００と、第１の表示部４００と、第２の表示部５００とを含んで構成される。
【００１５】
送波部１００は、例えば船体の側面に取り付けられ、音波を水中へ送信（発射）する。受波部２００は、例えば船体の側面（送波部１００と同じ側）に取り付けられ、送波部１００により送信された音波の反射信号を受信する。
【００１６】
信号処理部３００は、受波部２００により受信される反射信号に対して、所定の信号処理を行う。信号処理部３００は、第１の反射信号処理部３１０と、第２の反射信号処理部３２０とを有する。
【００１７】
第１の信号処理部３１０は、受波部２００により受信される反射信号に基づいて、反射信号に含まれる各信号成分の発生源および受波部２００の間の距離と、受波部２００が音波を送信した後の経過時間と、反射信号に含まれる各信号成分信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する。なお、後述するように、反射信号には、目標物からの反射信号成分と、海底からの反射信号である海底反射信号成分と、雑音等の雑反射信号成分とが含まれる。この第１の反射信号情報の具体的な内容については、後述の動作説明内で詳しく説明する。
【００１８】
第２の信号処理部３２０は、受波部２００により受信される反射信号に基づいて、反射信号に含まれる各信号成分の発生源および受波部２００の間の距離と、受波部２００を基準とした際の反射信号に含まれる各信号成分の発生源の方位と、反射信号に含まれる各信号成分の信号強度との関係を示す第２の反射信号情報を生成する。上述したように、反射信号には、目標物からの反射信号成分と、海底からの反射信号である海底反射信号成分と、雑音等の雑反射信号成分とが含まれる。この第２の反射信号情報の具体的な内容については、後述の動作説明内で詳しく説明する。
【００１９】
第１の表示部４００は、第１の信号処理部３１０により生成された第１の反射信号情報を表示提供する。なお、第１の表示部４００は、距離−時間信号表示部とも呼ばれる。
【００２０】
第２の表示部５００は、第２の信号処理部３２０により生成された第２の反射信号情報を表示提供する。なお、第２の表示部５００は、距離−方位信号表示部とも呼ばれる。
【００２１】
以上、信号検出装置１０００の構成を説明した。
【００２２】
次に、信号検出装置１０００の動作について説明する。
【００２３】
図２は、信号検出装置１０００を用いて目標物を検出する様子を模式的に示す模式斜視図である。図３は、信号検出装置１０００の動作フローを示す図である。図４は、水中内の音速と水深の関係を示す図である。図５は、水深と距離の関係で音線分布を示す図である。
【００２４】
図２に示されるように、信号検出装置１０００は、水面に浮いている船体２０００の一側面に取り付けられている。また、ここでは、信号検出装置１０００の検出対象である目標物３０００が、海底４０００と水面の間に存在するものとする。
【００２５】
また、ここでは、図４に示すように、水中の音速分布は、海底に向かって水深が深くなるにつれて、音速が小さくなるような環境を想定するものとする。この場合、図５に示されるように、音波の移動軌跡を示す音線は、音源から離れるにつれて、海底に向かって鋭く折れ曲がって伝搬する軌跡を描いている。図５の例では、３種類の出力角で、所定の出力の音波を水中に送信出力した際の音波の移動軌跡を示している。図５に示されるように、音波を水中内に送信した場合、当該音波は水中で一直線に伝搬しないことがわかる。すなわち、音波は、当該音波の発生源から一定距離（水面に沿った水平距離）のところで急激に海底面に向かって伝搬する。したがって、音波は、当該音波から水平距離で一定の距離のところまでしか届かないことが言える。このような場合、図５の各音線と水深軸の間の領域では、音波が海底面で反射するので、信号強度の強い反射信号が検出されることが知られている。このような環境下で、送波部１００から送信音波ＷＡを送信出力した場合について、具体的に説明する。
【００２６】
図２および図３に示されるように、まず、送波部１００が、船体２０００側面から水中へ向けて、送信音波ＷＡを送信出力する（Ｓ３０１）。送信音波ＷＡは、図２に示されるように、送信元である送波部１００を中心に放射状に伝搬する。そして、送信音波ＷＡは、目標物３０００および海底面４０００に衝突した後に反射する。目標物３０００に衝突した後に生じる反射信号ＷＢは、図２に示されるように、目標物３０００のうちで送信音波ＷＡが衝突した部分を中心に、放射状に伝搬する。なお、反射信号ＷＢは、目標物３０００を発生源とする反射信号や、目標物からの反射信号とも呼ぶ。同様に、海底４０００に衝突した後に生じる反射信号ＷＣは、図２に示されるように、海底面４０００のうちで送信音波ＷＡが衝突した部分を中心に、放射状に伝搬する。なお、反射信号ＷＣは、海底面４０００を発生源とする反射信号や、海底反射信号とも呼ぶ。
【００２７】
次に、受波部２００が、２つの反射信号ＷＢ、ＷＣを含む反射信号ＷＳを受信する（Ｓ３０３）。具体的には、受波部２００は、目標物３００を発生源とする反射信号成分ＷＢと、海底面４０００を発生源とする反射信号成分ＷＣと、これら反射信号成分ＷＢ、ＷＣ以外であって雑音となる雑反射信号成分ＷＤとを受信する。受波部２００は、前記３つの反射信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤを含む反射信号ＷＳを信号処理部３００へ出力する。
【００２８】
次に、信号処理部３００の第１の反射信号処理部３１０が、受波部２００により受信される反射信号ＷＳにビーム整相を行い、第１の反射信号情報を生成する（Ｓ３０５）。また、第１の反射信号処理部３１０は、第１の反射信号情報を第１の表示部４００へ出力する。
【００２９】
次に、信号処理部３００の第２の反射信号処理部３２０が、受波部２００により受信される反射信号ＷＳにビーム整相を行い、第２の反射信号情報を生成する（Ｓ３０７）。また、第２の反射信号処理部３２０は、第２の反射信号情報を第２の表示部５００へ出力する。
【００３０】
なお、ここでは、Ｓ３０５の処理の後にＳ３０７の処理を行うと説明した。しかしながら、Ｓ３０７の処理の後にＳ３０５の処理を行ってもよいし、Ｓ３０５とＳ３０７の処理を同時に行ってもよい。
【００３１】
そして、第１の表示部４００は、第１の反射信号情報を表示提供し、第２の表示部５００は、第２の反射信号情報を表示提供する（Ｓ３０９）。
【００３２】
ここで、第１の反射信号情報とは、前述の通り、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００が送信音波ＷＡを送信した後の経過時間Ｔと、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係を示す情報である。なお、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄは、船体２０００の正横方向において、鉛直方向に対して垂直方向に沿った距離である。
【００３３】
図６は、第１の反射信号情報の一例を示す図である。図６において、縦軸には、受波部２００が送信音波ＷＡを送信した後の経過時間Ｔが設定され、横軸には、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄが設定されている。
【００３４】
図６に示されるように、第１の反射信号情報には、目標からの反射信号ＷＢ、海底反射信号ＷＣおよび雑反射信号ＷＤの各成分について、各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００が送信音波ＷＡを送信した後の経過時間Ｔと、各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係が、含まれている。なお、図６では、反射信号ＷＢ、海底反射信号ＷＣおよび雑反射信号ＷＤの信号強度が強い程に濃い表示とした。
【００３５】
図６に示されるように、雑反射信号成分ＷＤおよび海底反射信号成分ＷＢは、略一定の距離に継続的に存在することが分かる。これに対して、目標からの反射信号成分ＷＢは、特定の時間に存在し、受信部２００との距離Ｄは時間的に変化していることが分かる。
【００３６】
このように、第１の反射信号情報を前記距離Ｄと前記時間Ｔとの関係から分析することにより、目標からの反射信号成分ＷＢ、海底反射信号成分ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤの各成分の存在を、受信部２００からの距離Ｄとの関係で知ることができる。
【００３７】
また、第２の反射信号情報とは、前述の通り、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離と、受波部２００を基準とした際の反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣの発生源の方位と、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係を示す情報である。
【００３８】
図７は、第２の反射信号情報の一例を示す図である。図７において、縦軸には、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄが設定され、横軸には、受波部２００を基準とした際の反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源の方位Ｓが設定されている。
【００３９】
図７に示されるように、第２の反射信号情報には、目標からの反射信号成分ＷＢ、海底反射信号成分ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤの各成分について、受波部２００からの距離Ｄと、受波部２００を基準とした際の各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源の方位Ｓと、各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係が含まれている。なお、図７では、反射信号成分ＷＢ、海底反射信号成分ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤの信号強度が強い程に濃い表示とした。
【００４０】
図７には、各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤが信号強度に応じて示されている。しかしながら、識別子が表示されなければ、表示されている各反射信号成分が、目標物からの反射信号ＷＢの成分なのか、海底反射信号ＷＣの成分なのか、雑反射信号ＷＤの成分なのかを識別することはできない。
【００４１】
一方、図７に示される第２の反射信号情報に、図６に示した第１の反射信号情報を照らすと、第２の反射信号情報における各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の各距離Ｄが、図６で示した第１の反射信号情報から得られる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の各距離Ｄに対応する。
【００４２】
したがって、図６に示された第１の反射信号情報のうちで、目標物からの反射信号成分ＷＢが存在する距離Ｄを図６および図７で対応付けて、図７に示される第２の反射信号情報に含まれる反射信号成分ＷＢを抽出すれば、目標物からの反射信号成分ＷＢの方位を検出することができる。
【００４３】
このように、第１の反射信号情報に含まれる反射信号ＷＢの距離Ｄの情報を用いて、第２の反射信号情報を前記距離Ｄと前記方位Ｓとの関係から分析することにより、受波部２００を基準とした際の目標物からの反射信号成分ＷＢの発生源の方位Ｓを検出することができる。
【００４４】
以上の通り、本発明の第１の実施の形態における信号検出装置１０００は、送波部１００と、受波部２００と、第１の反射信号処理部３１０とを備えている。送波部１００は、音波ＷＡを水中へ送信する。受波部２００は、送波部１００により出力された音波ＷＡの反射信号ＷＢを受信する。第１の反射信号処理部３１０は、受波部２００により受信される反射信号Ｗに基づいて、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００が音波ＷＡを送信した後の経過時間Ｔと、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する。
【００４５】
このように、第１の反射信号処理部３１０により生成される第１の反射信号情報には、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００が音波ＷＡを送信した後の経過時間Ｔと、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係が含まれている。したがって、信号検出装置１０００は、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤについて、これらの信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源が受波部２００からどの位の距離Ｄの位置に存在し、これらの信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤがどの程度の時間の間に存在するのかを、認識することができる。ここで、雑反射信号成分ＷＤおよび海底反射信号成分ＷＢは、略一定の距離に継続的に存在することが知られている。これに対して、目標からの反射信号成分ＷＢは、特定の時間に存在し、反射信号ＷＢの発生源と受信部２００との距離Ｄは時間的に変化していることが知られている。このことから、第１の反射信号情報を前記距離Ｄと前記時間Ｔとの関係から分析することにより、目標からの反射信号成分ＷＢ、海底反射信号成分ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤの存在を、受信部２００からの距離Ｄとの関係も含めて知ることができる。したがって、信号検出装置１０００は、目標からの反射信号成分ＷＢを、海底反射信号成分ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤから区別して認識できる。これにより、信号検出装置１０００は、海底からの音波の反射信号である海底反射信号を、目標物からの反射信号と誤って検出することを防止できる。
【００４６】
また、本発明の第１の実施の形態における信号検出装置１０００は、第２の反射信号処理部３２０を備えている。第２の反射信号処理部３２０は、受波部２００により受信される反射信号ＷＳに基づいて、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００を基準とした際の反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源の方位Ｓと、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係を示す第２の反射信号情報を生成する。
【００４７】
このように、第２の反射信号処理部３２０により生成される第２の反射信号情報には、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００を基準とした際の反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源の方位Ｓと、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係が含まれている。したがって、第１の反射信号情報のうちで目標物からの反射信号ＷＢが存在する距離Ｄに対応して、第２の反射信号情報に含まれる各反射信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤを抽出することで、目標物からの各反射信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの方位を検出することができる。ただし、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分について、目標物からの反射信号ＷＢの成分なのか、海底反射信号ＷＣの成分なのか、雑反射信号ＷＤの成分なのかを識別することはできない。このとき、信号検出装置１０００は、第１の反射信号情報のうちで、目標物からの反射信号ＷＢが存在する距離Ｄについて、第１の反射信号情報と第２の反射信号情報を照合することによって、各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤを抽出することで、目標物からの各反射信号成分ＷＢの方位を検出することができる。すなわち、前述したように、第１の反射信号情報において、雑反射信号成分ＷＤおよび海底反射信号成分ＷＢは、略一定の距離に継続的に存在するのに対して、目標からの反射信号成分ＷＢは、特定の時間に存在し、受信部２００との距離Ｄは時間的に変化していることが知られている。この特性に基づいて、目標からの反射信号成分ＷＢを第１の反射信号情報から抽出することができる。これにより、目標からの反射信号成分ＷＢについて、受波部２００との間の距離Ｄも判明する。そして、第２の反射信号情報のうちで、第１の反射信号情報から抽出した反射信号ＷＢの発生源と受波部２００の間の距離Ｄと同じ距離に位置する信号成分を抽出する。これにより、目標物からの反射信号ＷＢの方位Ｓを検出することができる。
【００４８】
したがって、信号検出装置１０００は、第１および第２の反射信号情報に基づいて、目標物からの信号成分ＷＢがどの方位に、受波部２００からどのくらいの距離Ｄに存在するのかを、認識することができる。これにより、信号検出装置１０００は、海底からの音波の反射信号である海底反射信号を、目標物からの反射信号と誤って検出することなく、目標物が存在する方位と、目標物までの距離を検出することができる。
【００４９】
また、本発明の第１の実施の形態における信号検出装置１０００は、第１の表示部４００を備える。第１の表示部４００は、第１の反射信号情報を表示する。これにより、第１の反射信号に含まれる各種情報が、第１の表示部４００に表示提供される。この結果、作業員は、目視によって、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００が音波ＷＡを送信した後の経過時間Ｔと、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの信号強度との関係を認識することができる。
【００５０】
また、本発明の第１の実施の形態における信号検出装置１０００は、第２の表示部５
００を備える。第２の表示部５００は、第２の反射信号情報を表示する。これにより、第２の反射信号に含まれる各種情報が、第２の表示部５００に表示提供される。この結果、作業員は、目視によって、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００を基準とした際の反射信号ＷＳに含まれる各信号成分ＷＢ、ＷＣ、ＷＤの発生源の方位Ｓと、反射信号ＷＳの信号強度との関係を認識することができる。
【００５１】
本発明の第１の実施の形態における信号検出方法は、音波送信ステップと、反射信号受信ステップと、第１の反射信号情報生成ステップとを含む。音波送信ステップでは、音波ＷＡを送波部１００により送信する。反射信号受信ステップでは、音波ＷＡの反射信号ＷＳを受波部２００により受信する、第１の反射信号情報生成ステップでは、反射信号受信ステップで受信される反射信号ＷＳに基づいて、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分の発生源および前記受波部の間の距離Ｄと、受波部２００が音波ＷＡを送信した後の経過時間Ｔと、反射信号ＷＳに含まれる各信号成分の信号強度との関係を示す第１の反射信号情報を生成する。
【００５２】
この信号検出方法は、上述した信号検出装置に実質的に対応している。したがって、この信号検出方法によっても、上述した信号検出装置が有する効果と同様の効果を奏することができる。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態における電子装置１０００Ａの構成について、図に基づいて説明する。
【００５４】
図８は、信号検出装置１０００Ａの構成を示す図である。なお、図８では、図１〜図７で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図７に示した符号と同等の符号を付している。
【００５５】
図１に示されるように、信号検出装置１０００Ａは、送波部１００と、受波部２００と、信号処理部３００Ａと、第１の表示部４００と、第２の表示部５００とを含んで構成される。
【００５６】
ここで、図１と図８を比較する。図１では、信号処理部３００は、第１の反射信号処理部３１０と、第２の反射信号処理部３２０とを有していた。これに対して、図８では、信号処理部３００Ａは、第１の反射信号処理部３１０および第２の反射信号処理部３２０に加えて、目標物反射信号抽出部３３０を備えている。この点で両者は互いに相違する。
【００５７】
図８に示されるように、目標物反射信号抽出部３３０は、第１の反射信号処理部３１０および第２の反射信号処理部３２０の双方に接続されている。
【００５８】
目標物反射信号抽出部３３０は、第１の反射信号処理部３１０により生成される第１の反射信号情報に基づいて、反射信号ＷＳのうちで目標物からの反射信号成分ＷＢを抽出する。
【００５９】
また、第２の反射信号処理部３２０は、受波部２００により受信される反射信号ＷＳのうちで、目標物反射信号抽出部３３０により抽出された反射信号成分ＷＢ以外の各信号成分ＷＣ、ＷＤを除いて、第２の反射信号情報を生成する。
【００６０】
以上、信号検出装置１０００Ａの構成を説明した。
【００６１】
次に、信号検出装置１０００Ａの動作について説明する。なお、信号検出装置１０００Ａを用いて目標物を検出する様子は、図２と同様である。したがって、適宜、図２も用いて、信号検出装置１０００Ａの動作説明を行う。
【００６２】
ここで、図９のＳ９０１、Ｓ９０３、Ｓ９０５、Ｓ９０７およびＳ９０９は、図３のＳ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７およびＳ３０９に対応する。ただし、Ｓ９０７の処理は、以下で詳しく説明する通り、目標物からの反射信号を除いて第２の反射信号情報を生成する点で、Ｓ３０７の処理と相違する。
【００６３】
図２および図９に示されるように、まず、送波部１００が、船体２０００側面から水中へ向けて、送信音波ＷＡを送信出力する（Ｓ９０１）。送信音波ＷＡは、図２に示されるように、送信元である送波部１００を中心に放射状に伝搬する。そして、送信音波ＷＡは、目標物３０００および海底面４０００に衝突した後に反射する。目標物３０００に衝突した後に生じる反射信号ＷＢは、図２に示されるように、目標物３０００のうちで送信音波ＷＡが衝突した部分を中心に、放射状に伝搬する。同様に、海底４０００に衝突した後に生じる反射信号ＷＣは、図２に示されるように、海底面４０００のうちで送信音波ＷＡが衝突した部分を中心に、放射状に伝搬する。
【００６４】
次に、受波部２００が、反射信号ＷＳを受信する（Ｓ９０３）。具体的には、受波部２００は、目標物３００を発生源とする反射信号成分ＷＢと、海底面４０００を発生源とする反射信号成分ＷＣと、これら反射信号ＷＢ、ＷＣ以外の雑音を含む雑反射信号ＷＤとを受信する。受波部２００は、反射信号ＷＳを信号処理部３００へ出力する。
【００６５】
次に、信号処理部３００の第１の反射信号処理部３１０が、受波部２００により受信される反射信号ＷＳにビーム整相を行い、第１の反射信号情報を生成する（Ｓ９０５）。第１の反射信号情報は、図６に示した内容と同様の情報である。また、第１の反射信号処理部３１０は、第１の反射信号情報を目標物反射信号抽出部３３０へ出力する。
【００６６】
次に、目標物反射信号抽出部３３０は、第１の反射信号処理部３１０により生成される第１の反射信号情報に基づいて、反射信号ＷＳのうちで、目標物からの反射信号ＷＢを抽出する（Ｓ９０６）。ここで、第１の実施の形態で説明したように、雑反射信号ＷＤや海底反射信号ＷＢの成分が略一定の距離に継続的に存在するのに対して、目標からの反射信号成分ＷＢは、特定の時間に存在し、受信部２００との距離Ｄは時間的に変化していることが分かる。この特性を用いて、目標物反射信号抽出部３３０は、海底反射信号ＷＣおよび雑反射信号ＷＤと区別して、目標物からの反射信号ＷＢを抽出する。そして、目標物反射信号抽出部３３０は、抽出結果を第２の反射信号処理部３２０へ出力する。
【００６７】
次に、信号処理部３００の第２の反射信号処理部３２０が、受波部２００により受信される反射信号ＷＳにビーム整相を行い、目標物からの反射信号ＷＢ以外の信号成分ＷＣ、ＷＤを除いて第２の反射信号情報を生成する（Ｓ９０７）。また、第２の反射信号処理部３２０は、第２の反射信号情報を第２の表示部５００へ出力する。
【００６８】
図１０は、第２の反射信号情報の一例を示す。図１０に示されるように、第２の反射信号情報には、目標物からの反射信号ＷＢ（反射信号ＷＳのうち、目標物からの反射信号ＷＢ以外の信号成分ＷＣ、ＷＤを除いた信号成分）の発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００を基準とした際の反射信号成分ＷＢの発生源の方位Ｓと、これらの反射信号ＷＢの信号強度との関係が含まれている。
【００６９】
そして、第１の表示部４００は、第１の反射信号情報を表示提供し、第２の表示部５００は、第２の反射信号情報を表示提供する（Ｓ９０９）。
【００７０】
このとき、第２の表示部５００には、図１０に示すように、海底反射信号成分ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤが除去された情報として、目標物からの反射信号成分ＷＢのみが表示提供される。作業員は、目視によって、海底反射信号ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤが除去された状態で、目標物からの反射信号ＷＢの発生源および受波部２００の間の距離Ｄと、受波部２００を基準とした際の反射信号ＷＢの発生源の方位Ｓと、これら反射信号ＷＢ、ＷＤの信号強度との関係を確認することができる。
【００７１】
以上の通り、本発明の第２の実施の形態における信号処理装置１０００Ａは、さらに目標物射信号抽出部３３０を備えている。目標物反射信号抽出部３３０は、第１の反射信号処理部３１０により生成される第１の反射信号情報に基づいて、反射信号ＷＳのうちで目標物を発生源とする成分である、目標物からの反射信号ＷＢを抽出する。また、第２の反射信号処理部３２０は、受波部２００により受信される反射信号ＷＳのうちで、目標物反射信号抽出部３３０により抽出された、目標物からの反射信号ＷＢ以外の反射信号成分ＷＣ、ＷＤを除いて、第２の反射信号情報を生成する。
【００７２】
これにより、第２の反射信号処理部３２０は、海底反射信号成分ＷＣおよび雑反射信号成分ＷＤが除去された情報として、目標物からの反射信号成分ＷＢのみを含む情報を、第２の反射信号情報として生成することができる。したがって、信号検出装置１０００は、海底からの音波の反射信号である海底反射信号を、目標物からの反射信号と誤って検出することを防止できる。
【００７３】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを加えてもよい。これらの変更、増減、組合せが加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００７４】
１００    送波部
２００    受波部
３００    信号処理部
３００Ａ    信号処理部
３１０    第１の反射信号処理部
３２０    第２の反射信号処理部
３３０    目標物反射信号抽出部
４００    第１の表示部
５００    第２の表示部
１０００    信号検出装置
１０００Ａ    信号検出装置
【図１】
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【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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【図１０】
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