(57)【要約】【課題】海底に着底する水中航走体を効率よく検出すること。【解決手段】音響センサ１００は、水中内で探信音ＷＡを鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角度θ内で送信し、水中内で探信音ＷＢが海底に着底する水中航走体５００を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音ＷＢを受信する。水深方向距離調整部２５３は、音響センサ１００および海底６００の間の水深方向距離ＶＤが、予め設定された所定の水深方向距離になるように調整する。到来方位算出部２３１は、反響音ＷＢの到来方位Ｓを算出する。水平方向距離算出部２３２は、到来方位Ｓに対応して、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の水平方向距離ＨＤを算出する。そして、水中航走体検出装置１０００は、到来方位Ｓと水平方向距離ＨＤとに基づいて、水中航走体５００を検出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中内で探信音を鉛直方向に対して略垂直方向の面を基準に所定の仰角度内で送信し、水中内で前記探信音が海底に着底する水中航走体を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音を受信する音響センサと、
前記音響センサおよび前記海底の間の距離である水深方向距離が、予め設定された所定の水深方向距離になるように調整する水深方向距離調整部と、
前記反響音が前記音響センサに入射する方位である到来方位を算出する到来方位算出部と、
前記到来方位算出部により算出される前記到来方位に対応して、前記反響音と前記音響センサとの間の距離である水平方向距離を算出する水平方向距離算出部と、
前記到来方位算出部により算出される前記到来方位と、前記水平方向距離算出部により算出される前記水平方向距離とに基づいて、前記水中航走体を検出する水中航走体検出装置。
【請求項２】
前記音響センサは、水中内で略鉛直方向へ向けて海底探信音を送信し、水中内で前記海底探信音が海底に衝突するときに生じる海底反響音を受信するとともに、水中内で探信音を鉛直方向に対して略垂直方向の面を基準に所定の仰角内で送信し、水中内で前記探信音が海底に着底する水中航走体を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音を受信し、
前記海底探信音が前記音響センサにより送信される時間から、前記海底反響音が前記音響センサにより受信される時間までの間の時間に基づいて、前記音響センサおよび前記海底の間の距離である水深方向距離を算出する水深方向距離算出部とさらに備え、
前記水深方向距離調整部は、前記水深方向距離算出部により算出される前記水深方向距離が予め設定された所定の水深方向距離になるように調整する請求項１に記載の水中航走体装置。
【請求項３】
前記到来方位算出部により算出される前記到来方位と、前記水平方向距離算出部により算出される前記水平方向距離を表示提供する表示部をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中航走体検出装置。
【請求項４】
音響センサが、水中内で探信音を鉛直方向に対して略垂直方向の面を基準に所定の仰角度内で送信する探信音送信ステップと、
前記音響センサが、水中内で前記探信音が海底に着底する水中航走体を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音を受信する反響音受信ステップと、
前記音響センサおよび前記海底の間の距離である水深方向距離が、予め設定された所定の水深方向距離になるように調整する水深方向距離調整ステップと、
前記反響音が前記音響センサに入射する方位である到来方位を算出する到来方位算出ステップと、
前記到来方位算出ステップで算出される前記到来方位に対応して、前記反響音と前記音響センサとの間の距離である水平方向距離を算出する水平方向距離算出ステップと、
前記到来方位算出ステップで算出される前記到来方位と、前記水平方向距離算出ステップで算出される前記水平方向距離とに基づいて、前記水中航走体を検出する水中航走体検出ステップとを含む水中航走体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中航走体検出装置および水中航走体の検出方法に関し、水中内で海底に着底する水中航走体（例えば、潜水船艦など。）を検出するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な水中航走体検出装置では、水中航走体が航走する際に放出する音波を検出することにより、水中航走体を検出していた。
【０００３】
なお、関連技術として、例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０６９１０９号公報
【特許文献２】特開昭６１−０４４３８２号公報
【特許文献３】特開平０６−２８９１３２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、近年、大陸棚などの浅い海の海底に水中航走体を着底させて、一般的な水中航走体検出装置による検出を回避する方法が想定される。このように、水中航走体が海底に着底すると、スクリュー音などの音波を放射しないため、水中航走体を容易に検出することができないという問題があった。
【０００６】
また、ソナーの音響センサでは、海底に着底する水中航走体からの反響音と、海底からの反響音とを区別することができないため、水中航走体を検出することができないという問題があった。
【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、海底に着底する水中航走体を検出することが困難であるという課題を解決する水中航走体検出装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の水中航走体検出装置は、水中内で探信音を鉛直方向に対して略垂直方向の面を基準に所定の仰角度内で送信し、水中内で前記探信音が海底に着底する水中航走体を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音を受信する音響センサと、前記音響センサおよび前記海底の間の距離である水深方向距離が、予め設定された所定の水深方向距離になるように調整する水深方向距離調整部と、前記反響音が前記音響センサに入射する方位である到来方位を算出する到来方位算出部と、前記到来方位算出部により算出される前記到来方位に対応して、前記反響音と前記音響センサとの間の距離である水平方向距離を算出する水平方向距離算出部と、前記到来方位算出部により算出される前記到来方位と、前記水平方向距離算出部により算出される前記水平方向距離とに基づいて、前記水中航走体を検出する。
【０００９】
また、本発明の水中航走体の検出方法は、音響センサが、水中内で探信音を鉛直方向に対して略垂直方向の面を基準に所定の仰角度内で送信する探信音送信ステップと、前記音響センサが、水中内で前記探信音が海底に着底する水中航走体に衝突する時に生じる反響音を受信する反響音受信ステップと、前記音響センサおよび前記海底の間の距離である水深方向距離が、予め設定された所定の水深方向距離になるように調整する水深方向距離調整ステップと、前記反響音が前記音響センサに入射する方位である到来方位を算出する到来方位算出ステップと、前記到来方位算出ステップで算出される前記到来方位に対応して、前記反響音と前記音響センサとの間の距離である水平方向距離を算出する水平方向距離算出ステップと、前記到来方位算出ステップで算出される前記到来方位と、前記水平方向距離算出ステップで算出される前記水平方向距離とに基づいて、前記水中航走体を検出する水中航走体検出ステップとを含んでいる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる水中航走体検出装置によれば、海底に着底する水中航走体を効率よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における水中航走体検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における水中航走体検出装置の使用例を概念的に示す図である。
【図３】音響センサにより送信される探信音の送信範囲を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における水中航走体検出装置の表示部による表示例を簡略的に示す模式図である。
【図５】音響センサおよび海底の間の距離である水深方向距離を自動操縦制御部により調整する方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態における水中航走体検出装置の動作フローを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における水中航走体検出装置の動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態における水中航走体検出装置１０００の構成について、図に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、水中航走体検出装置１０００の構成を示すブロック図である。図２は、水中航走検出装置１０００の使用例を概念的に示す図である。
【００１４】
図１に示されるように、水中航走体検出装置１０００の各構成要素は、音響センサ１００と、ヘリコプター２００とに、搭載される。
【００１５】
水中航走体検出装置１０００は、例えば図２に示されるように、使用される。すなわち、水中航走体検出装置１０００のうち、音響センサ１００は、ヘリコプター２００から吊り下げロープ３００によって吊り下げられる。なお、音響センサ１００はソナーでもある。そして、音響センサ１００は、ヘリコプター２００により吊り下げられた状態で、海面４００下の水中に配置される。音響センサ１００およびヘリコプター２００は、互いに吊り下げロープ３００内の光ファイバー等を介した通信を行う。
【００１６】
図２に示されるように、水中航走体５００が海底６００に着底している場合を想定する。なお、以下の説明では、水中航走体５００が海底６００に完全に着底せずに海底６００に近接して配置している場合も、水中航走体５００が海底６００に着底している場合に含まれるものとする。水中航走体５００の具体例として、例えば、潜水船、沈没船、機雷などが挙げられる。
【００１７】
後で詳しく説明するように、探信音ＷＡが、音響センサ１００内で、ヘリコプター２００から送信される指示信号に従って生成される。そして、探信音ＷＡは、音響センサ１００から海中に向けて送信される。その後、探信音ＷＡは、海底６００に着底している水中航走体５００に衝突する。この衝突時に反響音ＷＢが生じる。そして、音響センサ１００が反響音ＷＢを受信し、当該反響音ＷＢをヘリコプター２００へ送信する。ヘリコプター２００は、反響音ＷＢを取得し、これを分析等して、水中航走体５００を検出する。
【００１８】
ところで、反響音ＷＢには、検出対象である水中航走体５００から反射される反響音と、海底６００から反射される反響音（海底６００からの残響）とが含まれ得る。背景技術で説明したように、水中航走体５００から反射される反響音と、海底６００から反射される反響音とが、混在すると、水中航走体５００を検出することができない。
【００１９】
このため、水中航走体装置１０００では、海底６００から反射される反響音が音響センサ１００へ入射することを抑制するように、音響センサ１００の探信音ＷＡの送信範囲に垂直指向性を持たせている。具体的には、図２に示されるように、鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳから所定の仰角θとなるように、音響センサ１００の探信音ＷＡの送信範囲を設定する。
【００２０】
一方、音響センサ１００の探信音ＷＡの送信範囲で鉛直方向ＶＬに指向性を持たせた場合であっても、音響センサ１００と海底６００の間の距離が小さいと、海底６００から反射される反響音が音響センサ１００へ入射することも考えられる。
【００２１】
このため、水中航走体装置１０００では、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを算出して、海底６００から反射される反響音が音響センサ１００へ入射しないように、水深方向距離ＶＤを所定の距離になるように調整する。
【００２２】
すなわち、水中航走体装置１０００では、後で詳しく説明するように、ヘリコプター２００から送信される指示に従って、音響センサ１００内で海底探信音ＷＫＡが生成される。そして、海底探信音ＷＫＡは、音響センサ１００から海底６００に向けて鉛直方向ＶＬに送信される。その後、海底探信音ＷＫＡは、海底６００に衝突する。この衝突時に海底反響音ＷＫＢが生じる。そして、音響センサ１００が、海底反響音ＷＫＢを受信し、当該海底反響音ＷＫＢをヘリコプター２００へ送信する。ヘリコプター２００は、海底反響音ＷＫＢを受信する。また、ヘリコプター２００は、海底探信音ＷＫＡを送信した時間と、海底反響音ＷＫＢを受信した時間との間に時間に基づいて、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを算出する。ヘリコプター２００内では、水深方向距離ＶＤが所定値になるように調整される。
【００２３】
なお、図２では、探信音ＷＡが水中航走体５００に衝突した際に生じた反響音ＷＢを例示している。
【００２４】
本発明の実施の形態では、以下の記載で詳細に説明するように、水中航走体５００が海底６００に着底している場合を想定して、ヘリコプター２００により吊り下げられた音響センサ１００と海底６００との間の距離である水深方向距離ＶＤが所定の距離になるように音響センサ１００を配置して、鉛直方向ＶＬに指向性を有する探信音ＷＡを送信し、海底６００からの残響を抑制して水中航走体５００からの反響音を効率よく検出している。
【００２５】
また、音響センサ１００と海底６００との間の距離が所定の距離になるように音響センサ１００を配置するとともに、鉛直方向ＶＬに指向性を有する探信音ＷＡを送信するので、海底６００から反射される反響音が音響センサ１００へ入射することが抑制される。このため、以下の説明では、反響音ＷＢは、水中内で探信音ＷＡが海底６００面に着底する水中航走体５００を含む海底突起物（不図示）に衝突する時に生じる音とする。
【００２６】
なお、図２では、水中航走体検出装置１０００が海水中に存在する水中航走体５００を検出する例を示した。一方、水中航走体検出装置１０００は、海水、淡水またはこれらの混合水の中に存在する水中航走体５００も検出することができる。以下の説明では、特に断りがない場合、水は海水、淡水またはこれらの混合水の全てを包括的に含むものとする。
【００２７】
図１に戻って、本発明の実施の形態における水中航走体検出装置１０００は、音響センサ１００と、ヘリコプター２００とを有する。
【００２８】
まず、音響センサ１００の構成を説明する。
【００２９】
図１に示されるように、音響センサ１００は、ヘリコプター２００から吊り下げロープ３００によって吊り下げられている。また、音響センサ１００は、圧電素子１１０と、送受信切替部１２０と、Ａ／Ｄ（Analog / Digital）変換部１３０と、水中データ通信部１４０と、送信波形生成部１５０と、Ｄ／Ａ（Digital/ Analog）変換部１６０と、増幅部１７０とを備えている。
【００３０】
図１に示されるように、圧電素子１１０は、送受信切替部１２０に電気的に接続されている。圧電素子１１０は、電気信号と音波の相互切り換えを行う。圧電素子１１０は、後述の増幅部２１０が電気信号を出力している場合、電気信号を海底探信音ＷＫＡまたは探信音ＷＡに変換して水中内に送信する。このとき、音響センサ１００は、図２を用いて説明した通り、水中内で略鉛直方向ＶＬへ向けて、海底探信音ＷＫＡを送信する。また、音響センサ１００は、図２を用いて説明した通り、水中内で探信音ＷＡを鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面を基準に所定の仰角度θ内で送信する。
【００３１】
ここで、図３は、音響センサ１００により送信される探信音ＷＡの送信範囲を示す図である。図３では、鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面を、仰俯角０度の線で示している。また、図３では、音響センサ１００の移動方向Ｘを示している。音響センサ１００はヘリコプター２００により吊り下げられているので、この音響センサ１００の移動方向Ｘはヘリコプター２００の飛行方向に対応する。図３に示されるように、例えば、探信音ＷＡの垂直指向性が３度であった場合、指向性の仰角θをθ＝１．５度に設定すれば、探信音ＷＡの指向性が仰角０〜３度となる。これにより、仰角０度未満の方向にある海底６００は、探信音ＷＡの指向性（探信音ＷＡの送信範囲）から外れる。この結果、音響センサ１００は、探信音ＷＡが海底６００に衝突することを抑制できる。よって、探信音ＷＡが海底６００に衝突して生じる反響音が、音響センサ１００により受信されることを、抑制できる。
【００３２】
図１に戻って、圧電素子１１０は、後述の増幅部２１０が電気信号を出力していない場合、海底探信音ＷＫＢまたは反響音ＷＢを受信して、この海底探信音ＷＫＢまたは反響音ＷＢを電気信号に変換する。反響音ＷＢとは、前述の通り、水中内で探信音ＷＡが海底６００面に着底する水中航走体５００を含む海底突起物に衝突する時に生じる音をいう。圧電素子１１０は、図２を用いて説明した通り、水中内で海底探信音ＷＫＡが海底６００に衝突する時に生じる海底反響音ＷＫＢを受信する。また、圧電素子１１０は、図２を用いて説明した通り、水中内で探信音ＷＡが海底６００に着底する水中航走体５００に衝突する時に生じる反響音ＷＢを受信する。
【００３３】
図１に示されるように、送受信切替部１２０は、圧電素子１１０、Ａ／Ｄ変換部１３０および増幅部１７０に接続されている。送受信切替部１２０は、圧電素子１１０の接続先を、増幅部１７０およびＡ／Ｄ変換部１３０のうちいずれかに、切り替える。圧電素子１１０が海底探信音ＷＫＡまたは探信音ＷＡを送信している場合、送受信切替部１２０は、圧電素子１１０と増幅部１７０とを電気的に接続する。圧電素子１１０が海底反響音ＷＫＢまたは反響音ＷＢを受信している場合、送受信切替部１２０は、圧電素子１１０とＡ／Ｄ変換部１３０とを接続する。
【００３４】
図１に示されるように、Ａ／Ｄ変換部１３０は、送受信切替部１２０および水中データ通信部１４０に接続されている。Ａ／Ｄ変換部１３０は、圧電素子１１０により受信される海底反響音ＷＫＢまたは反響音ＷＢを、送受信切替部１２０を介して取得する。そして、Ａ／Ｄ変換部１３０は、アナログ信号の電圧をデジタルの数値データへ変換する。すなわち、Ａ／Ｄ変換部１３０は、海底反響音ＷＫＢまたは反響音ＷＢをアナログデジタル変換してデジタルデータを生成し、このデジタルデータを水中データ送信部１４０へ出力する。
【００３５】
図１に示されるように、水中データ通信部１４０は、Ａ／Ｄ変換部１３０および送信波形生成部１５０に接続されている。また、水中データ通信部１４０は、ヘリコプター２００の機上データ通信部２１０との間で、吊り下げロープ３００内の光ファイバー等の通信線により通信を行う。水中データ通信部１４０は、後述のヘリコプター２００内の送信波形生成指示部２５１により生成される指示信号を、機上データ通信部２１０から受信する。また、水中データ通信部１４０は、Ａ／Ｄ変換部１３０で生成される海底反響音ＷＫＢまたは反響音ＷＢのデジタルデータを、ヘリコプター２００内の機上データ通信部２１０へ、吊り下げロープ３００内の光ファイバー等の通信線によって送信する。
【００３６】
図１に示されるように、送信波形生成部１５０は、Ｄ／Ａ変換部１６０および水中データ通信部１４０に接続されている。送信波形生成部１５０は、後述のヘリコプター２００の送信波形生成指示部２５１の指示信号に従って、音響センサ１００から送信される海底探信音ＷＫＡまたは探信音ＷＡの信号波形のデジタルデータを生成し、これをＤ／Ａ変換部２２０へ出力する。
【００３７】
図２および図３を用いて説明したように、送信波形生成部１５０は、探信音ＷＡを生成する際に、鉛直方向ＶＬ（垂直方向）に指向性を持たせるように、垂直指向性の仰角を制御する処理を行う。すなわち、送信波形生成部１５０は、鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角度θとなるように、探信音ＷＡを生成する。
【００３８】
また、図２を用いて説明したように、送信波形生成部１５０は、海底探信音ＷＫＡが鉛直方向ＶＬに向けて出力されるように、海底探信音ＷＫＡを生成する。
【００３９】
図１に戻って、Ｄ／Ａ変換部１６０は、増幅部１７０および送信波形生成部１５０に接続されている。Ｄ／Ａ変換部１６０は、送信波形生成部１５０により生成される送信波形のデジタルデータをデジタルアナログ変換してアナログ信号を生成し、これを増幅部１７０へ出力する。
【００４０】
図１に示されるように、増幅部１７０は、送受信切替部１２０およびＤ／Ａ変換部１６０に接続されている。増幅部１７０は、音響センサ１００から大音量の海底探信音ＷＫＡまたは探信音ＷＡを送信するために、Ｄ／Ａ変換部１６０によりデジタルアナログ変換されたアナログ信号の電力を増幅する。また、増幅部１７０は、増幅したアナログ信号の電力を送受信切替部１２０へ出力する。
【００４１】
以上、音響センサ１００の構成を説明した。
【００４２】
次に、ヘリコプター２００の構成を説明する。
【００４３】
図１に示されるように、ヘリコプター２００は、機上データ通信部２１０と、信号検出部２２０と、計算処理部２３０と、表示部２４０と、自動操縦制御部２５０と、メインローターピッチ制御部２６０と、音響センサ巻上部２７０とを有している。
【００４４】
図１に示されるように、機上データ通信部２１０は、信号検出部２２０に接続されている。機上データ通信部２１０は、音響センサ１００の水中データ通信部１４０との間で、吊り下げロープ３００内の光ファイバー等の通信線により通信を行う。
【００４５】
図１に示されるように、信号検出部２２０は、機上データ通信部２１０、計算処理部２３０および自動操縦制御部２５０に接続されている。信号検出部２２０は、機上データ通信部２１０により受信されるデータに基づいて、海底反響音ＷＫＢまたは反響音ＷＢを検出する。とくに、信号検出部２２０は、機上データ通信部２１０により受信される海底反響音ＷＫＢのデジタルデータが所定の閾値以上であるかを判断することで、海底反響音ＷＫＢを検出する。また、信号検出部２２０は、海底反響音ＷＫＢを検出したタイミングを、自動操縦制御部２５０へ出力する。また、信号検出部２２０は、検出した反響音ＷＢを、計算処理部２３０へ出力する。
【００４６】
図１に示されるように、計算処理部２３０は、信号検出部２２０および表示部２４０に接続されている。計算処理部２３０は、各種情報を算出する。計算処理部２３０は、到来方位算出部２３１と、水平方向距離算出部２３２とを備えている。
【００４７】
到来方位算出部２３１は、到来方位Ｓを算出する。到来方位とは、反響音ＷＢが音響センサ１００に入射する方位である。
【００４８】
水平方向距離算出部２３２は、到来方位算出部２３１により算出される到来方位に対応して、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離である水平方向距離ＨＤを算出する。このとき、反響音ＷＢの受信までの時間が長いほどに、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離が大きいと考えて、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離を算出している。すなわち、例えば、水中音速Ｃ（例えばＣ＝約１５００（ｍ／秒））と、探信音ＷＡが送信された時から反響音ＷＢが受信された時までの間の時間ＴＡ（秒）と、反響音ＷＢおよび音響センサ１００の間の水平方向距離ＨＤ（ｍ）との関係は、以下の式１で表される。
ＨＤ＝（１／２）×Ｃ×ＴＡ      ・・・・・（式１）
図１に示されるように、表示部２４０は、計算処理部２３０に接続されている。表示部２４０は、計算処理部２３０により算出される各種情報を、表示提供する。すなわち、表示部２４０は、反響音ＷＢの到来方位Ｓと、反響音ＷＢおよび音響センサ１００の間の水平方向距離ＨＤを、表示提供する。表示部２４０は、これらの情報を、コンピュータグラフィックスを用いて、濃淡または色彩で表示する。表示部２４０は、液晶表示装置や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置などで構成される。
【００４９】
図４は、水中航走体検出装置１０００の表示部２４０による表示例を簡略的に示す模式図である。
【００５０】
図４に示されるように、ヘリコプター２００が表示部２４０の中央部に表示されている。表示部２４０は、ヘリコプター２００の位置は音響センサ１００に対応しているものとして、音響センサ１００の位置の代わりにヘリコプター２００の位置を表示部２４０の表示画面の中央部に表示する。実際には、ヘリコプター２００の位置と音響センサ１００の位置は完全に合致しないが、音響センサおよび反響音ＷＢの間の水平方向距離ＨＤと比較すれば、ヘリコプター２００と音響センサ１００の位置の誤差は非常に小さい。
【００５１】
また、ヘリコプター２００を中心とする探索領域ＥＲが表示されている。さらに、反響音ＷＢが、探索領域ＥＲよりも濃い色で、表示されている。
【００５２】
図４に示されるように、反響音ＷＢの到来方位Ｓは、ヘリコプター２００（音響センサ１００）を中心に、基準方位ＮＮからδ（度）回転した方向を向いていることがわかる。また、音響センサ１００（ヘリコプター２００）および反響音ＷＢの間の水平方向距離ＨＤは、到来方位Ｓに沿った距離であるから、反響音ＷＢが図４に示される位置に存在することがわかる。そして、表示部２４０を確認することにより、水中航走体５００が反響音ＷＢの位置に存在することを検出することができる。
【００５３】
図１に示されるように、自動操縦制御部２５０は、信号検出部２２０、メインローターピッチ制御部２６０および音響センサ巻上部２７０に接続されている。図１に示されるように、自動操縦制御部２５０は、送信波形生成指示部２５１と、水深方向距離算出部２５２と、水深方向距離調整部２５３とを備えている。
【００５４】
送信波形生成指示部２５１は、自動操縦制御部２５０に含まれている。送信波形生成指示部２５１は、音響センサ１００の送信波形生成部１５０に対して、音響センサ１００から送信される海底探信音ＷＫＡまたは探信音ＷＡの信号波形のデジタルデータを生成させる指示信号を出力する。
【００５５】
水深方向距離算出部２５２は、自動操縦制御部２５０に含まれている。水深方向距離算出部２５２は、海底探信音ＷＫＡの送信を制御したタイミングと、水深反射音ＷＫＢを検出したタイミングとの間の時間間隔を計測し、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤ（図２を参照）を算出する。すなわち、水深方向距離算出部２５２は、海底探信音ＷＫＡが音響センサ１００により送信される時間ｔ１から、海底反響音ＷＫＢが音響センサ１００により受信される時間ｔ２までの間の時間ＴＢに基づいて、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを算出する。
【００５６】
水深方向距離ＶＤと、海底探信音ＷＫＡが音響センサ１００により送信される時間ｔ１（秒）から、海底反響音ＷＫＢが音響センサ１００により受信される時間ｔ２（秒）までの間の時間ＴＢと、水中音速Ｃ（例えばＣ＝約１５００（ｍ／秒））との関係は、以下の式２で示される。
ＶＤ＝（１／２）×Ｃ×ＴＢ
＝（１／２）×Ｃ×（ｔ２−ｔ１）        ・・・・・（式２）
水深方向距離調整部２５３は、自動操縦制御部２５０に含まれている。水深方向距離調整部２５３は、水深方向距離算出部２５２により算出される水深方向距離ＶＤが予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する。具体的には、水深方向距離調整部２５３は、メインローターピッチ制御部２６０および音響センサ巻上部２７０に対して、水深方向距離ＶＤが予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する指示をする。
【００５７】
メインローターピッチ制御部２６０は、自動操縦制御部２５０および音響センサ巻上部２７０に接続されている。メインローターピッチ制御部２６０は、ヘリコプター２００に搭載されている。メインローターピッチ制御部２６０は、水深方向距離調整部２５３により指示に従って、メインローターの角度ピッチを制御することにより、ヘリコプター２００のホバリング飛行高度を調整する。
【００５８】
音響センサ巻上部２７０は、自動操縦制御部２５０およびメインローターピッチ制御部２６０に接続されている。音響センサ巻上部２７０は、ヘリコプター２００に搭載されている。音響センサ巻上部２７０は、水深方向距離調整部２５３により指示に従って、ヘリコプター２００および音響センサ１００の間の吊り下げロープ３００の長さを調整する。
【００５９】
次に、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを自動操縦制御部２５０により調整する方法を説明する。図５は、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを自動操縦制御部２５０により調整する方法を説明するための図である。
【００６０】
図５に示されるように、ヘリコプター２００が、海面４００上を飛行している。音響センサ１００は、ヘリコプター２００から吊り下げロープ３００により吊り下げられている。なお、図５では、説明の便宜上、ヘリコプター２００内の構成要素のうち、自動操縦制御部２５０、メインローターピッチ制御部２６０および音響センサ巻上部２７０だけを表示している。
【００６１】
図５に示されるように、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤが、例えば、ＶＤ＝２５０（ｍ）であったとする。また、所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）が、例えば、ＶＤ（ＲＥＦ）＝２００（ｍ）であったとする。
【００６２】
この場合、水深方向距離調整部２５３は、水深方向距離ＶＤが所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）である２００（ｍ）になるように調整する。このとき、水深方向距離調整部２５３は、メインローターピッチ制御部２６０および音響センサ巻上部２７０に対して、水深方向距離ＶＤが２００（ｍ）にするように調整する指示をする。
【００６３】
そして、メインローターピッチ制御部２６０は、水深方向距離調整部２５３により指示に従って、メインローターの角度ピッチを制御することにより、ヘリコプター２００のホバリング飛行高度を調整する。音響センサ巻上部２７０は、水深方向距離調整部２５３により指示に従って、ヘリコプター２００および音響センサ１００の間の吊り下げロープ３００の長さを調整する。
【００６４】
これにより、水深方向距離ＶＤが所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）である２００（ｍ）に設定される。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態における水中航走体検出装置１０００の構成について説明した。
【００６６】
次に、本発明の実施の形態における水中航走体検出装置１０００の動作について、図に基づいて説明する。
【００６７】
図６および図７は、水中航走体検出装置１０００の動作フローを示す図である。図６は、水深方向距離ＶＤを所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）に調整するまでの処理を示す。図７は、水中航走体５００を検出する処理を示す。
【００６８】
図６に示されるように、まず、自動操縦制御部２５０が、海底探信音ＷＫＡの送信指示をする（ステップ：ＳＴＥＰ（以下、単にＳＴと称する）１）。すなわち、自動操縦制御部２５０では、送信波形生成指示部２５１が、音響センサ１００の送信波形生成部１５０に対して、音響センサ１００から送信される海底探信音ＷＫＡの信号波形のデジタルデータを生成させる指示信号を出力する。この指示信号は、信号検出部２２０および機上データ通信部２１０を介して、音響センサ１００の水中データ通信部１４０に入力される。水中データ通信部１４０は、指示信号を、送信波形生成部１５０へ出力する。
【００６９】
次に、図６に示されるように、送信波形生成部１５０は、送信波形生成指示部２５１による指示信号に従って、音響センサ１００から送信される海底探信音ＷＫＡの信号波形データを生成する（ＳＴ２）。そして、送信波形生成部１５０は、海底探信音ＷＫＡの信号波形データをＤ／Ａ変換部１６０へ出力する。なお、海底探信音ＷＫＡには、特別な指向性を設定していない。
【００７０】
次に、図６に示されるように、Ｄ／Ａ変換部１６０は、送信波形生成部１５０により生成される送信波形のデジタルデータをデジタルアナログ変換してアナログ信号（海底探信音ＷＫＡ）を生成する（ＳＴ３）。また、Ｄ／Ａ変換部１６０は、生成されたアナログ信号を増幅部１７０へ出力する。
【００７１】
次に、図６に示されるように、増幅部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１６０によりデジタルアナログ変換された海底探信音ＷＫＡのアナログ信号の電力を増幅する（ＳＴ４）。また、増幅部１７０は、増幅された海底探信音ＷＫＡのアナログ信号の電力を、音響センサ１００の送受信切替部１２０を介して、圧電素子１１０へ出力する。
【００７２】
次に、図６に示されるように、圧電素子１１０が、増幅部１７０が電気信号を出力している場合、海底探信音ＷＫＡの信号を、音波として、水中内で略鉛直方向ＶＬ（図２を参照）へ向けて送信する（ＳＴ５）。
【００７３】
次に、図７に示されるように、圧電素子１１０は、増幅部１７０が電気信号を出力していない場合、海底反響音ＷＫＢを受信する（ＳＴ６）。そして、圧電素子１１０は、海底反響音ＷＫＢを電気信号に変換して、これを送受信切替部１２０を介して、Ａ／Ｄ変換部１３０へ出力する。ここで、海底反響音ＷＫＢとは、上述の通り、水中内で海探信音ＷＫＡが海底６００に衝突するときに生じる音をいう。
【００７４】
次に、図６に示されるように、Ａ／Ｄ変換部１３０が、海底反響音ＷＫＢの信号をデジタルデータに変換する（ＳＴ７）。また、Ａ／Ｄ変換部１３０が、海底反響音ＷＫＢのデジタルデータ信号を水中データ通信部１４０へ出力する。水中データ通信部１４０は、海底反響音ＷＫＢのデジタルデータ信号をヘリコプター２００へ向けて送信する。ヘリコプター２００では、機上データ通信部２１０が、海底反響音ＷＫＢのデジタルデータ信号を受信し、信号検出部２２０へ出力する。
【００７５】
次に、図６に示されるように、信号検出部２２０は、海底反響音ＷＫＢのデジタルデータのうち、予め設定された閾値を超えた信号を、海底反響音ＷＫＢをして検出する（ＳＴ８）。すなわち、信号検出部２２０は、機上データ通信部２１０により受信される海底反響音ＷＫＢのデジタルデータが所定の閾値以上であるかを判断することで、海底反響音ＷＫＢを検出する。
【００７６】
次に、図６に示されるように、信号検出部２２０は、海底反響音ＷＫＢを検出したタイミング（検出タイミング）を、自動操縦制御部２５０へ出力する（ＳＴ９）。
【００７７】
次に、図６に示されるように、自動操縦制御部２５０では、水深方向距離算出部２５２が、海底探信音ＷＫＡの送信を制御したタイミングと、水深反射音ＷＫＢを検出したタイミングとの間の時間間隔を計測し、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤ（図２を参照）を算出する（ＳＴ１０）。すなわち、水深方向距離算出部２５２は、式２を用いて説明したように、海底探信音ＷＫＡが音響センサ１００により送信される時間ｔ１から、海底反響音ＷＫＢが音響センサ１００により受信される時間ｔ２までの間の時間ＴＢに基づいて、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを算出する。
【００７８】
次に、図６に示されるように、自動操縦制御部２５０では、水深方向距離調整部２５３が、音響センサ１００と海底６００の距離（水深方向距離ＶＤ）を一定に保つように、メインローターピッチ制御部２６０および音響センサ巻上部２７０へ制御信号を出力する（ＳＴ１１）。すなわち、水深方向距離調整部２５３は、水深方向距離算出部２５２により算出される水深方向距離ＶＤが予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する。具体的には、水深方向距離調整部２５３は、メインローターピッチ制御部２６０および音響センサ巻上部２７０に対して、水深方向距離ＶＤが予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する指示を、制御信号を介して行う。ここでは、例えば、所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）がＶＤ（ＲＥＦ）＝１０±１（ｍ）になるように、制御信号が水深方向距離調整部２５３により生成される。
【００７９】
そして、図３を用いて説明したように、メインローターピッチ制御部２６０は、水深方向距離調整部２５３による指示（制御信号）に従って、メインローターの角度ピッチを制御することにより、ヘリコプター２００のホバリング飛行高度を調整する。音響センサ巻上部２７０は、水深方向距離調整部２５３による指示（制御信号）に従って、ヘリコプター２００および音響センサ１００の間の吊り下げロープ３００の長さを調整する。これにより、水深方向距離ＶＤが予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）（例えば、ＶＤ（ＲＥＦ）＝１０±１（ｍ））になるように調整される。音響センサ１００が海底６００に接触すると、ヘリコプター２００のホバリング飛行に重大な支障（最悪の場合、ヘリコプター２００の墜落事故）が生じうる。しかし、水深方向距離調整部２５３による調整により、このような支障を回避することができる。また、海底６００に着底する水中航走体５００を含む海底突起物を検出するためには、音響センサ１００を海底から数ｍの高さに吊り下げる必要がある。この要求に対しても、水深方向距離調整部２５３による調整により対応することができる。
【００８０】
次に、図７に移って、自動操縦制御部２５０が、探信音ＷＡの送信指示をする（ＳＴ１２）。すなわち、自動操縦制御部２５０では、送信波形生成指示部２５１が、音響センサ１００の送信波形生成部１５０に対して、音響センサ１００から送信される探信音ＷＡの信号波形のデジタルデータを生成させる指示信号を出力する。この指示信号は、信号検出部２２０および機上データ通信部２１０を介して、音響センサ１００の水中データ通信部１４０に入力される。水中データ通信部１４０は、指示信号を、送信波形生成部１５０へ出力する。
【００８１】
次に、図７に示されるように、送信波形生成部１５０は、送信波形生成指示部２５１による指示信号に従って、音響センサ１００から送信される探信音ＷＡの信号波形データを生成する（ＳＴ１３）。具体的には、図２および図３を用いて説明したように、送信波形生成部１５０は、探信音ＷＡを生成する際に、鉛直方向ＶＬ（垂直方向）に指向性を持たせるように、垂直指向性の仰角を制御する処理を行う。すなわち、送信波形生成部１５０は、鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角度θ（例えば、θ＝＋１．５度）となるように、信号波形の位相を調整して、探信音ＷＡを生成する。そして、送信波形生成部１５０は、探信音ＷＡの信号波形データをＤ／Ａ変換部１６０へ出力する。
【００８２】
次に、図７に示されるように、Ｄ／Ａ変換部１６０は、送信波形生成部１５０により生成される送信波形のデジタルデータをデジタルアナログ変換してアナログ信号（探信音ＷＡ）を生成する（ＳＴ１４）。また、Ｄ／Ａ変換部１６０は、生成されたアナログ信号を増幅部１７０へ出力する。
【００８３】
次に、図７に示されるように、増幅部１７０は、Ｄ／Ａ変換部１６０によりデジタルアナログ変換された探信音ＷＡのアナログ信号を増幅する（ＳＴ１５）。また、増幅部１７０は、増幅された探信音ＷＡのアナログ信号を、音響センサ１００の送受信切替部１２０を介して、圧電素子１１０へ出力する。
【００８４】
次に、図２および図７に示されるように、圧電素子１１０が、増幅部１７０が電気信号を出力している場合、探信音ＷＡの信号を、音波として探信音ＷＡを、水中内で鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角θ内で送信する（ＳＴ１６）。
【００８５】
次に、図７に示されるように、圧電素子１１０は、増幅部１７０が電気信号を出力していない場合、反響音ＷＢを受信する（ＳＴ１７）。そして、圧電素子１１０は、反響音ＷＢを電気信号に変換して、これをアナログの電気信号として、送受信切替部１２０を介して、Ａ／Ｄ変換部１３０へ出力する。ここで、反響音ＷＢとは、上述の通り、水中内で探信音ＷＡが海底６００に着底する水中航走体５００を含む海底突起物に衝突する時に生じる音をいう。
【００８６】
次に、図７に示されるように、Ａ／Ｄ変換部１３０が、反響音ＷＢのアナログ信号をデジタルデータに変換する（ＳＴ１８）。また、Ａ／Ｄ変換部１３０が、反響音ＷＢのデジタルデータ信号を水中データ通信部１４０へ出力する。水中データ通信部１４０は、反響音ＷＢのデジタルデータ信号をヘリコプター２００へ向けて送信する。ヘリコプター２００では、機上データ通信部２１０が、反響音ＷＢのデジタルデータ信号を受信し、信号検出部２２０へ出力する。
【００８７】
次に、図７に示されるように、信号検出部２２０が、反響音ＷＢのデジタルデータに、バンドパスフィルタ処理を行う（ＳＴ２０）。すなわち、信号検出部２２０は、バンドパスフィルタとして、反響音ＷＢのデジタルデータから、探信音ＷＡと同じ周波数成分以外の周波数帯域のデータを除去する。ここでは、水中航走体５００は、海底６００に着底した状態で移動せず静止しているものと想定し、周波数のドップラーシフトは生じないものとする。そして、信号検出部２２０は、バンドパスフィルタ処理後のデジタルデータを、計算処理部２３０へ出力する。
【００８８】
次に、図７に示されるように、計算処理部２３０が、反響音ＷＢの到来方位（水平方向の方位）と、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離である水平方向距離ＨＤとを算出する（ＳＴ２０）。
【００８９】
すなわち、計算処理部２３０の到来方位算出部２３１は、計算処理部２３０により入力されるデジタルデータについて水平方向の方位毎の指向性ビームを合成することにより、方位毎の反響音ＷＢの強度を計算して、反響音ＷＢの到来方位Ｓを算出する。反響音ＷＢの到来方位とは、前述の通り、反響音ＷＢが音響センサ１００に入射する方位である。なお、方位毎の反響音ＷＢの大きさは、全方位の平均値に対して、特定の方位が相対的に大きいか小さいかの比率を信号強度とする。
【００９０】
また、水平方向距離算出部２３２は、到来方位算出部２３１により算出される到来方位に対応して、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離である水平方向距離ＨＤを式１に従って算出する。
【００９１】
次に、表示部２４０は、図４で例示したように、反響音ＷＢの到来方位Ｓと、反響音ＷＢおよび音響センサ１００の間の水平方向距離ＨＤを、濃淡またはカラーで表示提供する（ＳＴ２１）。すなわち、表示部２４０は、計算処理部２３０から入力される方位毎の信号強度のデータを、水平方向距離Ｄ毎に、濃淡またはカラーでコンピュータグラフィックスによって表示提供する。図４に示されるように、表示部２４０の表示画面を確認することによって、濃い色で表示された反響音ＷＢの位置に、水中航走体５００を含む海底突起物が存在すると、識別することができる。このときの前記海底突起物が、ヘリコプター２００（音響センサ１００）を中心に、基準方向ＮＮからδ（度）回転した方向に、ヘリコプター２００（音響センサ１００）から距離ＨＤの位置に、存在することが検出される。
【００９２】
以上、本発明の実施の形態における水中航走体検出装置１０００の動作について、説明した。
【００９３】
以上の通り、本発明の実施の形態における水中航走体検出装置１０００は、音響センサ１００と、水深方向距離調整部２５３と、到来方位算出部２３１と、水平方向距離算出部２３２とを備えている。
【００９４】
音響センサ１００は、水中内で探信音ＷＡを鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角度θ内で送信し、水中内で探信音ＷＢが海底に着底する水中航走体５００を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音ＷＢを受信する。水深方向距離調整部２５３は、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤが、予め設定された所定の水深方向距離になるように調整する。到来方位算出部２３１は、反響音ＷＢが音響センサ１００に入射する方位である到来方位Ｓを算出する。水平方向距離算出部２３２は、到来方位算出部２３１により算出される到来方位Ｓに対応して、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離である水平方向距離ＨＤを算出する。そして、水中航走体検出装置１０００は、到来方位算出部２３１により算出される到来方位Ｓと、水平方向距離算出部２３２により算出される水平方向距離ＨＤとに基づいて、水中航走体５００を検出する。
【００９５】
このように、音響センサ１００は、水中内で探信音ＷＡを鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角度θ内で送信する。すなわち、音響センサ１００は、鉛直方向ＶＬに指向性を有する探信音ＷＡを送信する。したがって、音響センサ１００の探信音ＷＡの送信範囲に垂直指向性が生じるので、探信音ＷＡが海底６００に衝突した際に生じる反響音が生じることを抑制できる。この結果、音響センサ１００は、探信音ＷＡが海底６００に衝突した際に生じる反響音（海底６００からの残響）が含まれないように、水中内で探信音ＷＢが海底に着底する水中航走体５００を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音ＷＢを受信することができる。
【００９６】
一方、音響センサ１００の探信音ＷＡの送信範囲で鉛直方向ＶＬに指向性を持たせた場合であっても、音響センサ１００と海底６００の間の距離が小さいと、海底６００から反射される反響音が音響センサ１００へ入射することも考えられる。そこで、水深方向距離調整部２５３は、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤが、予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する。これにより、音響センサ１００から送信される探信音ＷＡが海底６００に衝突しにくい位置に、音響センサ１００を、配置することができる。また、音響センサ１００が海底６００からの反響音を受信しにくい位置に、音響センサ１００を、配置することができる。
【００９７】
そして、到来方位算出部２３１は到来方位Ｓを算出し。水平方向距離算出部２３２は、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離である水平方向距離ＨＤを算出する。さらに、水中航走体検出装置１０００は、到来方位算出部２３１により算出される到来方位Ｓと、水平方向距離算出部２３２により算出される水平方向距離ＨＤとに基づいて、水中航走体５００を検出する。
【００９８】
上述したように、音響センサ１００の探信音ＷＡの送信範囲に垂直指向性（鉛直方向ＶＬの指向性）を設けて、音響センサ１００と海底６００との間の水深方向距離ＶＤが所定の距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように音響センサ１００を配置している。これにより、海底６００から反射される反響音（海底６００からの残響）が音響センサ１００へ入射することは抑制される。
【００９９】
この結果、本発明の実施の形態における水中航走体検出装置１０００によれば、海底６００に着底する水中航走体５００を含む海底突起物からの反響音ＷＢを効率よく検出することができる。また、一般的な水中航走体検出装置と比較して、より高い精度で、海底６００に着底する水中航走体５００を含む海底突起物を検出することができる。
【０１００】
本発明の実施の形態における水中航走体装置１０００において、音響センサ１００は、水中内で略鉛直方向ＶＬへ向けて海底探信音ＷＫＡを送信し、水中内で海底探信音ＷＫＡが海底に６００衝突するときに生じる海底反響音ＷＫＢを受信するとともに、水中内で探信音ＷＡを鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角θ内で送信し、水中内で探信音ＷＡが海底６００に着底する水中航走体５００を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音ＷＢを受信する。水中航走体装置１０００は、水深方向距離算出部２３２をさらに備えている。この水深方向距離算出部２５２は、海底探信音ＷＫＡが音響センサ１００により送信される時間から、海底反響音ＷＫＢが音響センサ１００により受信される時間までの間の時間に基づいて、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを算出する。そして、水深方向距離調整部２５３は、水深方向距離算出部２５２により算出される水深方向距離ＶＤが予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する。
【０１０１】
このように、音響センサ１００は、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを算出するために、探信音ＷＡとは別に、海底探信音ＷＫＡを、水中内で略鉛直方向ＶＬへ向けて送信し、水中内で海底探信音ＷＫＡが海底に６００衝突するときに生じる海底反響音ＷＫＢを受信している。そして、水深方向距離算出部２５２が、海底探信音ＷＫＡが音響センサ１００により送信される時間から、海底反響音ＷＫＢが音響センサ１００により受信される時間までの間の時間に基づいて、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを算出する。さらに、水深方向距離調整部２５３が、水深方向距離ＶＤが予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する。これにより、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤを、簡単に調整することができる。この結果、音響センサ１００から送信される探信音ＷＡが海底６００に衝突しにくい位置に、音響センサ１００を、より正確に配置することができる。また、音響センサ１００が海底６００からの反響音を受信しにくい位置に、音響センサ１００を、より正確に配置することができる。
【０１０２】
本発明の実施の形態における水中航走体装置１０００は、表示部２４０をさらに備えている。表示部２４０は、到来方位算出部２３１により算出される到来方位Ｓと、水平方向距離算出部２３２により算出される水平方向距離ＨＤを表示提供する。
【０１０３】
これにより、操作員が表示部２４０に表示される反響音ＷＢの到来方位Ｓと、音響センサ１００から反響音ＷＢまでの水平方向距離ＨＤとを、目視で確認することができる。
【０１０４】
本発明の実施の形態における水中航走体検出方法は、探信音送信ステップと、反響音受信ステップと、水深方向距離調整ステップと、到来方位算出ステップと、水平方向距離算出ステップと、水中航走体検出ステップとを含んでいる。探信音送信ステップでは、音響センサ１００が、水中内で探信音ＷＡを鉛直方向ＶＬに対して略垂直方向の面ＨＳを基準に所定の仰角度θ内で送信する。反響音受信ステップでは、音響センサ１００が、水中内で探信音ＷＡが海底６００に着底する水中航走体５００を含む海底突起物に衝突する時に生じる反響音ＷＢを受信する。水深方向距離調整ステップでは、音響センサ１００および海底６００の間の距離である水深方向距離ＶＤが、予め設定された所定の水深方向距離ＶＤ（ＲＥＦ）になるように調整する。到来方位算出ステップでは、反響音ＷＢが音響センサ１００に入射する方位である到来方位Ｓを算出する。水平方向距離算出ステップでは、到来方位算出ステップで算出される到来方位Ｓに対応して、反響音ＷＢと音響センサ１００との間の距離である水平方向距離ＨＤを算出する。水中航走体検出ステップでは、到来方位算出ステップで算出される到来方位Ｓと、水平方向距離算出ステップで算出される水平方向距離ＨＤとに基づいて、水中航走体５００を検出する。
【０１０５】
このような水中航走体検出方法であっても、前述した水中航走体装置１０００と同様の効果を奏する。
【０１０６】
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】
【０１０７】
１００    音響センサ
１１０    圧電素子
１２０    送受信切替部
１３０    Ａ／Ｄ変換部
１４０    水中データ通信部
１５０    送信波形生成部
１６０    Ｄ／Ａ変換部
１７０    増幅部
２００    ヘリコプター
２１０    機上データ通信部
２２０    信号検出部
２３０    計算処理部
２３１    到来方位算出部
２３２    水平方向距離算出部
２４０    表示部
２５０    自動操縦制御部
２５１    送信波形生成指示部
２５２    水深方向距離算出部
２５３    水深方向距離調整部
２６０    メインローターピッチ制御部
２７０    音響センサ巻上部
３００    吊り下げロープ
４００    海面
５００    水中航走体
６００    海底
ＷＡ    探信音
ＷＫＡ    海底探信音
ＷＢ    反響音
ＷＫＢ    海底反響音
１０００    水中航走体検出装置
【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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