JP2016038323A - 探知装置、探知方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】干渉の頻度が増大した場合であっても、当該干渉を適切に除去することができる探知装置、探知方法、およびプログラムを提供する。【解決手段】閾値算出部１６１は、一の探知方向毎のデータ列の各対象データについて順に、対象データの直前の複数（Ｍ個）のデータに基づいて閾値Ｔｈを算出する。すなわち、ｎ＋Ｍ番目の対象データについて、振幅データ列（ｒ［ｎ］，ｒ［ｎ＋１］，・・・，ｒ［ｎ＋Ｍ−１］）を構成するＭ個のデータの平均値を求める。閾値Ｔｈは、当該平均値をそのまま用いてもよいし、当該平均値に所定の係数Ｃ（例えばＣ＝３）を乗算した値としてもよい。振幅制限部１６２は、各対象データについて順に、閾値Ｔｈと、対象データの振幅と、を比較する。振幅制限部１６２は、対象データの振幅Ｚが、閾値Ｔｈを上回る場合、当該対象データの振幅Ｚを閾値Ｔｈ以下に制限する。【選択図】図２

Description

この発明は、探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信する探知装置、探知方法、およびプログラムに関するものである。

従来、探知装置としては、水中に音波の探知信号を送信し、魚群等の対象物からの反射波を受信する超音波探知装置が知られている。このような超音波探知装置では、他船から送信された超音波（干渉信号）が受信信号に含まれている場合がある（特許文献１を参照）。

そこで、従来の超音波探知装置では、最新の送受信動作で得られた受信信号と、前回の送受信動作で得られた受信信号と、の振幅比を取り、該振幅比が所定値以上の場合に干渉であると判定することが行われている。

特許第４０１７９４３号公報

しかし、従来の手法では、干渉の頻度が増大した場合に十分に干渉除去を行うことができなかった。例えば、複数回の送受信動作において、それぞれ同じタイミングで干渉信号が受信された場合には、最新の送受信動作で得られた受信信号と、前回の送受信動作で得られた受信信号と、の振幅比に大きな差がなくなり、干渉であると判定することが困難になる。

そこで、この発明は、干渉の頻度が増大した場合であっても、当該干渉を適切に除去することができる探知装置、探知方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の探知装置は、探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信信号として受信する送受波器と、前記受信信号のうち一の探知方向毎のデータ列内で、各対象データについて順に、該対象データに近接する複数のデータの振幅に基づいて閾値を算出する閾値算出部と、各対象データについて順に、前記閾値算出部が算出した閾値と、前記対象データの振幅と、を比較し、前記対象データの振幅が前記閾値を上回る場合に、前記対象データの振幅を制限する振幅制限部と、を備えたことを特徴とする。

このように、本発明の探知装置は、一の探知方向毎のデータ列内で閾値を算出するため、複数回の送受信動作において、それぞれ同じタイミングで干渉信号が受信された場合であっても、干渉を適切に除去することができる。また、例えば、探知距離に応じた増幅処理を行う（ＴＶＧ処理を行う）場合において、干渉信号が短い周期で同じレベルで入力されると、遠方になるほど対象物からの反射波のレベルに比べて干渉のレベルが大きくなる場合があるが、本発明の探知装置は、各対象データについて順に、近接する複数のデータを用いて閾値を算出するため、ＴＶＧ処理を行う場合であっても、干渉を適切に除去することができる。

なお、閾値の算出は、対象データよりも時間的に前（すなわち自装置に近い側）の複数のデータを用いてもよいし、時間的に後（自装置から遠い側）の複数のデータを用いてもよい。また、閾値の算出は、対象データに対して時間的に前後する複数のデータを用いてもよい。

閾値は、どのような手法で算出してもよいが、例えば振幅の平均値、中央値または最頻値に基づいて算出する。

また、閾値算出部は、前記対象データに近接する複数のデータを、連続する所定数のデータを１グループとして、複数のグループに分け、各グループにおける、所定数のデータの振幅の値に基づいて閾値を算出することが好ましい。例えば、閾値算出部は、グループ毎に平均値を算出し、これら平均値のうち最小値を閾値とする。これにより、一の探知方向において干渉信号が非常に大きい振幅のパルスとして入力された場合であっても、干渉信号の影響で閾値が大きくなり過ぎることがなく、干渉を適切に除去することができる。

また、閾値の算出に用いられる複数のデータの時間長は、干渉信号の時間幅よりも長く、探知信号の時間幅よりも短いことが好ましい。これにより、対象物に反射して受信されたエコーを除去することなく干渉信号だけを適切に除去することができる。

また、干渉除去部は、ビーム形成部の後段、かつフィルタ部の前段に配置されていることが好ましい。一般的に、ビーム形成後の受信信号の数（探知方向の数）は、ビーム形成前の受信信号の数（超音波振動子の数）より少ない。したがって、干渉除去部がビーム形成部の後段に配置されることで、演算量を低減することができる。また、干渉信号の時間幅が短い場合においてフィルタ部においてパルス圧縮を行うと、当該干渉信号が時間方向に伸張されるため、干渉除去の効果が低下する場合がある。したがって、干渉除去部がフィルタ部の前段に配置されることで、干渉信号が時間方向に伸張されることがなくなり、当該干渉信号を適切に除去することができる。

また、探知装置は、受信信号を複素信号に変換する直交検波部を備えていることが好ましい。この場合、閾値算出部は、該複素信号の振幅に基づいて閾値を算出し、振幅制限部は、該複素信号の振幅に基づいて算出された閾値と、該複素信号のうち対象データの振幅と、を比較し、当該対象データの振幅が閾値を上回る場合に、該複素信号の位相を保持しつつ振幅を制限する。これにより、位相は保持したまま、振幅だけを制限することができる。

また、本発明の探知方法は、探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信信号として受信する送受波ステップと、前記受信信号のうち一の探知方向毎のデータ列内で、各対象データについて順に、対象データに近接する複数のデータの振幅に基づいて閾値を算出する閾値算出ステップと、各対象データについて順に、前記閾値算出ステップで算出した閾値と、前記対象データの振幅と、を比較し、前記対象データの振幅が前記閾値を上回る場合に、前記対象データの振幅を制限する振幅制限ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明のプログラムは、探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信信号として受信する送受波ステップと、前記受信信号のうち一の探知方向毎のデータ列内で、各対象データについて順に、対象データに近接する複数のデータの振幅に基づいて閾値を算出する閾値算出ステップと、各対象データについて順に、前記閾値算出ステップで算出した閾値と、前記対象データの振幅と、を比較し、前記対象データの振幅が前記閾値を上回る場合に、前記対象データの振幅を制限する振幅制限ステップと、を探知装置に実行させることを特徴とする。

この発明は、干渉の頻度が増大した場合であっても、当該干渉を適切に除去することができる。

図１（Ａ）は、本発明の探知装置の一例であるスキャニングソナーによる水中探知動作を説明するための斜視図であり、図１（Ｂ）は、超音波振動子の外観図である。 スキャニングソナーの構成を示すブロック図である。 表示器に表示される画像（探知画像）の一例を示す図である。 閾値の算出手法を説明するための図である。 閾値の算出手法の応用例を説明するための図である。 干渉除去処理の効果を示す図である。

図１（Ａ）は、本発明の探知装置の一例であるスキャニングソナーによる水中探知動作を説明するための斜視図である。

スキャニングソナー１は、自船に搭載されている。スキャニングソナー１の送受波器１０は、船底等に設置される。スキャニングソナー１は、超音波を用いて水中を探知する装置である。超音波は、図１（Ｂ）に示すような複数の超音波振動子１００により、放射状に送信される。水中に送信された超音波は、魚群等の対象物に反射して、複数の超音波振動子１００に受信信号として受信される。図１（Ａ）に示すように、スキャニングソナー１は、複数の超音波振動子１００の受信信号を合成することで、水平面に対して所定の角度θに指向性を有するビーム６０を形成する。スキャニングソナー１は、合成に用いる複数の超音波振動子１００を切り替えることで、複数のビーム６０を生成する。そして、スキャニングソナー１は、各ビーム６０の振幅に基づく映像信号を生成し、表示器３０にエコー画像を表示する。

また、魚群探知機２が自船に搭載されている。自船の船底には、魚群探知機２の送受波器が設置されている。魚群探知機２も、探知装置の一例である。魚群探知機２は、自船の直下に超音波を送受信する。スキャニングソナー１および魚群探知機２は、互いに近接して配置されている。したがって、魚群探知機２から放射された超音波は、干渉信号としてスキャニングソナー１に受信される。そこで、スキャニングソナー１は、受信信号に含まれる干渉信号の除去処理を行う。

図２（Ａ）は、スキャニングソナー１の構成を示すブロック図である。スキャニングソナー１は、送受波器１０、送受切替器１１、送信装置１２、受信装置２０、および表示器３０を備えている。図２（Ｂ）は、受信装置２０の構成を示すブロック図である。受信装置２０は、Ａ／Ｄ変換部１３、直交検波部１４、ビーム形成部１５、干渉除去部１６、フィルタ部１７、および映像信号生成部１８を備えている。

送受波器１０は、例えば図１（Ｂ）に示すような円筒形の筐体１５０を備えている。送受波器１０は、当該円筒形の筐体１５０の円周側面に、複数の超音波振動子１００が所定のパターンで配列されている。

送信装置１２は、パルス状の送信信号を出力する。送信信号は、送受切替器１１を介して送受波器１０に出力される。送受波器１０は、入力された送信信号を、探知信号である超音波パルスに変換し、当該超音波パルスを複数の超音波振動子１００から水中に放射する。複数の各超音波振動子１００は、それぞれ対象物からの反射波を受信信号として受信する。

送受切替器１１は、送受波器１０における複数の超音波振動子１００が受信した受信信号をそれぞれ受信装置２０のＡ／Ｄ変換部１３に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１３は、入力されたアナログの受信信号をそれぞれ所定のサンプリング周期でデジタルの受信信号に変換し、直交検波部１４に出力する。

直交検波部１４は、複数の超音波振動子１００が受信した受信信号にそれぞれ直交検波処理を行い、Ｉ信号成分およびＱ信号成分を抽出する。これらＩ信号成分およびＱ信号成分は、Ｎ個のデータ列Ｉ［０］＋ｊＱ［０］，Ｉ［１］＋ｊＱ［１］，・・・，Ｉ［Ｎ−１］＋ｊＱ［Ｎ−１］からなる複素信号として表される。当該複素信号の絶対値は、複数の超音波振動子１００が受信した受信信号の振幅に相当し、当該複素信号の偏角は、位相に相当する。複素信号に変換された受信信号は、ビーム形成部１５に出力される。

ビーム形成部１５は、所定の探知方向について、複数の超音波振動子１００が受信した受信信号を合成することで、当該所定の探知方向に指向性を有するビームを形成する。また、ビーム形成部１５は、合成に用いる複数の超音波振動子１００を切り替えることで、複数の探知方向にビームを形成することができる。

各探知方向のビームの信号として合成された受信信号は、干渉除去部１６に入力される。干渉除去部１６は、入力された各探知方向の受信信号に含まれる干渉信号の除去処理を行う。干渉信号が除去された後の受信信号は、フィルタ部１７に入力される。

フィルタ部１７は、入力された受信信号に各種フィルタ処理を施す。例えば、フィルタ部１７は、基準となる信号（例えば送信信号）と受信信号との相関演算を行い、受信信号のパルス圧縮を行う。また、例えば、フィルタ部１７は、受信信号の帯域制限を行う。

映像信号生成部１８は、フィルタ処理が施された後の受信信号に基づいて映像信号を生成し、表示器３０に出力する。例えば、映像信号生成部１８は、各探知方向の受信信号の振幅に応じた階調の映像信号を生成し、表示器３０にエコー画像を表示させる。また、映像信号生成部１８は、受信信号のデータ数を表示器３０の表示画素数に合わせる処理を行う。

また、映像信号生成部１８は、直前の１回または複数回の送信で得られた映像信号を一時記憶するメモリ（不図示）を内蔵している。これにより、映像信号生成部１８は、過去の映像信号と今回の映像信号との相関処理を行うことができる。例えば、映像信号生成部１８は、連続する２回（今回と前回）の送信時に得られる映像信号を比較し、各画素についてレベルの低い方の映像信号を選択して出力する。これにより、エコー画像のレベルを低下させることなく、相対的に高レベルである干渉信号を除去することができる。ただし、映像信号生成部１８による画像相関処理は、本発明において必須の構成ではない。

以上のようにして、表示器３０には、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すような画像が表示される。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、表示器３０に表示される画像（探知画像）の一例を示す図である。表示器３０には、自船の位置を中心として、方位および距離に対応したエコー画像が表示される。この例では、自船の周囲に海面反射に相当するノイズ画像が表示されている。また、自船の後方には、スクリューノイズに相当する画像が表示されている。また、画面右上側には、魚群のエコー画像が表示されている。

図３（Ａ）は、干渉除去部１６が干渉除去を行わない場合（従来の構成）の探知画像であり、図３（Ｂ）は、干渉除去部１６が干渉除去を行った場合（本実施形態の構成）の探知画像である。

スキャニングソナー１の送受波器１０に近接して魚群探知機２の送受波器が設置されている場合、干渉信号は、当該魚群探知機２の送信の周期に対応して、周期的に受信される。この例では、スキャニングソナー１の送信の周期が魚群探知機２の送信の周期よりも長いため、図３（Ａ）に示すように、スキャニングソナー１の探知画像内において、一定距離毎に干渉信号に起因する高レベルの干渉画像が表示される。干渉除去部１６は、当該一定距離毎に現れる干渉信号を除去する。

図２（Ｃ）は、干渉除去部１６の構成を示すブロック図である。干渉除去部１６は、閾値算出部１６１および振幅制限部１６２を備えている。

閾値算出部１６１には、ビーム形成部１５から出力された各探知方向の受信信号が入力される。閾値算出部１６１は、各探知方向の受信信号の振幅に基づいて、干渉であるか否かを判定するための閾値を算出する。

図４（Ａ）は、閾値の算出手法を説明するための図である。図４（Ａ）に示すグラフの横軸は距離を表し、縦軸は振幅を表す。閾値算出部１６１は、ある探知方向の受信信号がＮ個のデータ列の複素数のＩ［０］＋ｊＱ［０］，Ｉ［１］＋ｊＱ［１］，・・・，Ｉ［Ｎ−１］＋ｊＱ［Ｎ−１］からなる場合、各複素データの振幅、すなわち、各複素データの絶対値（ｒ［０］，ｒ［１］，・・・，ｒ［Ｎ−１］）を算出する。そして、閾値算出部１６１は、各複素データ（以下これを「対象データ」と表記する）について順に、対象データの直前の複数（Ｍ個：Ｍ＜Ｎ）の複素データの振幅に基づいて閾値Ｔｈを算出する。すなわち、ｎ＋Ｍ番目の対象データについて、振幅データ列（ｒ［ｎ］，ｒ［ｎ＋１］，・・・，ｒ［ｎ＋Ｍ−１］）を構成するＭ個の振幅データの平均値を求める。閾値Ｔｈは、当該平均値をそのまま用いてもよいし、当該平均値に所定の係数Ｃ（例えばＣ＝３）を乗算した値としてもよい。あるいは、平均値に所定の定数を加算する態様としてもよいし、平均値と所定の係数を乗算した値に所定の定数を加算する態様としてもよい。また、閾値Ｔｈの算出手法は、平均値に限らず、例えば、中央値または最頻値等に基づいて算出する態様としてもよい。

閾値算出部１６１は、算出した各対象データの閾値Ｔｈを振幅制限部１６２に出力する。閾値算出部１６１は、このような閾値Ｔｈの算出処理を、ｎの値を０からＮ−Ｍまで変えながら繰り返す。すなわち、Ｍ番目からＮ−１番目までの対象データについて閾値Ｔｈを算出する。０からＭ−１番目までの対象データに対しては、所定の定数を閾値Ｔｈとして出力する。

振幅制限部１６２は、ビーム形成部１５から出力された各探知方向の受信信号を入力する。そして、振幅制限部１６２は、各対象データについて順に、閾値Ｔｈと、対象データの振幅と、を比較する。振幅制限部１６２は、対象データの振幅（絶対値）Ｚが、閾値Ｔｈを上回る場合、当該対象データの振幅（絶対値）Ｚを閾値Ｔｈ以下に制限する。すなわち、ｎ＋Ｍ番目の対象データについてのＩ信号Ｉ［ｎ＋Ｍ］およびＱ信号Ｑ［ｎ＋Ｍ］の値を、それぞれＴｈ／Ｚ・Ｉ［ｎ＋Ｍ］およびＴｈ／Ｚ・Ｑ［ｎ＋Ｍ］に置換する。

これにより、複素信号としての位相はそのままで、振幅（絶対値）だけが閾値Ｔｈ以下に制限されることになる。よって、干渉除去部１６は、後段のフィルタ部１７におけるパルス圧縮の処理に影響することなく、干渉信号を除去することができる。なお、干渉除去部１６は、フィルタ部１７の後段に配置されていてもよい。ただし、干渉信号のパルス幅が送信信号のパルス幅よりも短い場合においてフィルタ部１７がパルス圧縮を行うと、当該干渉信号が時間方向に伸張されるため、干渉除去の効果が低下する可能性がある。したがって、干渉除去部１６は、フィルタ部１７の前段に配置されることが好ましい。また、干渉除去部１６は、ビーム形成部１５の前段に配置されていてもよい。ただし、一般的には、ビーム形成後の受信信号の数（探知方向の数）は、ビーム形成前の受信信号の数（超音波振動子１００の数）より少ない。したがって、干渉除去部１６は、ビーム形成部１５の後段に配置されることが好ましい。これにより、演算量を低減することができる。

なお、この例では、閾値算出部１６１は、対象データの直前のＭ個のデータから閾値を算出したが、例えば直前のデータを除くＭ個の振幅データ列（ｒ［ｎ−１］，ｒ［ｎ］，・・・，ｒ［ｎ＋Ｍ−２］）から閾値を算出してもよい。また、閾値の算出は、Ｍ個の振幅データ列のうち全てのデータを用いる必要はない。例えば、８個の振幅データ列（ｒ［ｎ］，ｒ［ｎ＋１］，・・・，ｒ［ｎ＋７］）のうち、２個に１個の割合で間引きした振幅データ列（ｒ［ｎ］，ｒ［ｎ＋２］，・・・，ｒ［ｎ＋６］）、すなわち４個のデータを用いて閾値を算出してもよい。

また、閾値の算出は、例えば図４（Ｂ）に示すように、対象データよりも時間的に後の複数のデータ（自装置から遠い側）のＭ個の振幅データを用いてもよい。あるいは、図４（Ｃ）に示すように、対象データよりも時間的に前の複数のデータと後の複数のデータとを両方用いてもよい。なお、対象データよりも時間的に後のデータを用いるためには、１回の送受信動作における受信信号を保持するメモリを設け、受信信号が保持された状態で閾値を算出する。

なお、Ｍ個のデータの時間長は、どのような長さであってもよいが、干渉信号の時間幅よりも長く、かつ探知信号の時間幅よりも短いことが好ましい。すなわち、Ｍ個のデータの時間長は、魚群探知機２の送信信号のパルス幅よりも長く、スキャニングソナー１の送信信号のパルス幅よりも短いことが好ましい。Ｍ個のデータの時間長が魚群探知機２の送信信号のパルス幅より短い場合には、干渉信号を除去することができない場合があり、送信信号のパルス幅よりも長い場合には、スキャニングソナー１から出力した超音波によるエコーまで除去される場合がある。したがって、Ｍ個のデータの時間長は、魚群探知機２の送信信号のパルス幅よりも長く、スキャニングソナー１の送信信号のパルス幅よりも短いことで、魚群等の対象物に反射して受信されたエコーは除去されることなく、干渉を適切に除去することができる。

以上のように、スキャニングソナー１は、受信信号のうち一の探知方向毎のデータ列内で、各対象データについて順に、対象データに近接する複数のデータの閾値を算出することで、例えば複数回の送受信動作においてそれぞれ同じタイミングで干渉信号が受信された場合であっても、当該干渉信号だけを適切に除去することができる。

また、ＴＶＧ処理を行う場合、短い周期の干渉信号が同程度のレベルで入力されると、遠方になるほど対象物からの反射波のレベルに比べて干渉のレベルが大きくなる場合がある。しかし、スキャニングソナー１は、各対象データについて順に、近接する複数のデータを用いて閾値を算出するため、ＴＶＧ処理を行う場合であっても、干渉信号だけを適切に除去することができる。

次に、図５（Ａ）は、閾値の算出手法の応用例を説明するための図である。応用例に係る閾値算出部１６１は、対象データの直前のＭ個のデータ（振幅データ列）を、連続する所定数のデータを１グループとして、複数のグループに分け、分けた各グループにおける振幅（絶対値）に基づいて閾値を算出する。この例では、閾値算出部１６１は、対象データの振幅ｒ［ｎ＋１２］について、それぞれ４個のデータからなる第１グループの振幅データ列（ｒ［ｎ］，ｒ［ｎ＋１］，・・・，ｒ［ｎ＋３］）、第２グループの振幅データ列（ｒ［ｎ＋４］，ｒ［ｎ＋５］，・・・，ｒ［ｎ＋７］）、および第３グループの振幅データ列（ｒ［ｎ＋８］，ｒ［ｎ＋９］，・・・，ｒ［ｎ＋１１］）に分ける。そして、閾値算出部１６１は、第１グループの振幅データ列の平均値、第２グループの振幅データ列の平均値、および第３グループの振幅データ列の平均値をそれぞれ求める。閾値算出部１６１は、これらグループ毎に求めた平均値の最小値を選択する。最後に、閾値算出部１６１は、選出した最小値に所定の係数Ｃ（例えばＣ＝３）を乗算した値を閾値Ｔｈとする。ただし、最小値は、そのまま閾値として採用してもよいし、最小値に所定の定数を加算する態様としてもよいし、最小値と所定の係数を乗算した値に所定の定数を加算する態様としてもよい。また、各グループにおいては、平均値に限らず、例えば、中央値または最頻値等に基づいて算出する態様としてもよい。

これにより、干渉除去部１６は、一の探知方向において干渉信号が非常に大きい振幅で入力された場合であっても、閾値が大きくなり過ぎることがなく、干渉を適切に除去することができる。例えば、対象データが干渉信号の一部である場合には、これに最も近い第３グループにも干渉信号が含まれてその平均値が大きくなる場合がある。この場合であっても、他のグループにおける平均値が大きくなりすぎることがないため、最終的に算出される閾値が大きくなりすぎることがない。

なお、複数のグループに分ける場合においても、例えば図５（Ｂ）に示すように、対象データよりも時間的に後（自装置から遠い側）のＭ個のデータを複数のグループに分けてもよい。あるいは、図５（Ｃ）に示すように、対象データよりも時間的に前の複数のデータと後の複数のデータとを両方用いて、複数のグループに分けてもよい。ただし、図５（Ｃ）の例では、第２グループのデータ列のうち、対象データｒ［ｎ＋６］を閾値算出の対象から除く態様としている。

また、上記の例では、閾値算出部１６１は、閾値算出のために用いるデータを１２個として、それぞれ４個のデータからなる３つのグループに分ける例を示したが、閾値算出のために用いるデータ数はこの例に限るものではないし、各グループを構成するデータの数も４個に限るものではない。例えば、２４個のデータをそれぞれ８個のデータからなる３つのグループに分けてもよい。また、グループの数も３つに限らず、２つのグループに分けてもよいし、さらに多数（例えば５つ）のグループに分けてもよい。さらに、各グループの平均値から一つを選択するための基準は、最小値に限るものではない。例えば、各グループの平均値のうち中央値を選択してもよいし、各グループの平均値のうち２番目に大きい値を選択してもよい。

次に、図６は、干渉除去処理の効果を示す図である。図６（Ａ）は、干渉除去処理を行わずにＴＶＧ処理を行った場合のデータ列を示すグラフであり、図６（Ａ）は、干渉除去処理を行った後にＴＶＧ処理を行った場合のデータ列を示すグラフである。いずれのグラフも、横軸は距離を表し、縦軸は振幅（絶対値）を表す。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すデータ列は、それぞれ図３（Ａ）および図３（Ｂ）で示した直線（図中の画面右上側に表示されている魚群のエコー画像を通る直線）の探知方向におけるデータ列に対応する。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、干渉除去部１６の干渉除去処理は、魚群のエコーに対応するデータのレベルは低下させずに、干渉に対応するデータのレベルだけ低減させることができる。

なお、本実施形態では、探知装置としてスキャニングソナー１を示し、干渉信号は魚群探知機２の送信信号である例を説明した。しかし、干渉除去部１６は、スキャニングソナー１に設けられる例に限るものではない。例えば、半導体素子を用いた固体化レーダとマグネトロンを用いたレーダとを比較すると、マグネトロンを用いたレーダの送信信号のパルス幅は、固体化レーダの送信信号のパルス幅よりも短い。また、マグネトロンを用いたレーダの送信信号の振幅は、固体化レーダの送信信号の振幅よりも大きい。したがって、電磁波の探知信号を送信する固体化レーダにおいても、本実施形態で示した干渉除去部１６の干渉除去処理を適用することで、マグネトロンを用いたレーダからの干渉信号を適切に除去することができる。また、船底等に複数の魚群探知機の送受波器を設置する場合において、各魚群探知機の送信信号が異なるパルス幅を有する場合にも、干渉除去部１６の干渉除去処理を適用することができる。

なお、本実施形態で示した干渉除去部１６の構成は、探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信信号として受信する探知装置において、当該探知装置に実行されるソフトウェア（プログラム）により実現することも可能である。

１…スキャニングソナー
２…魚群探知機
１０…送受波器
１１…送受切替器
１２…送信装置
１３…Ａ／Ｄ変換部
１４…直交検波部
１５…ビーム形成部
１６…干渉除去部
１７…フィルタ部
１８…映像信号生成部
２０…受信装置
３０…表示器
６０…ビーム
１００…超音波振動子
１５０…筐体
１６１…閾値算出部
１６２…振幅制限部

Claims (10)

1. 探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信信号として受信する送受波器と、
   前記受信信号のうち一の探知方向毎のデータ列内で、各対象データについて順に、対象データに近接する複数のデータの振幅に基づいて閾値を算出する閾値算出部と、
   各対象データについて順に、前記閾値算出部が算出した閾値と、前記対象データの振幅と、を比較し、前記対象データの振幅が前記閾値を上回る場合に、前記対象データの振幅を制限する振幅制限部と、
   を備えたことを特徴とする探知装置。
2. 請求項１に記載の探知装置において、
   前記閾値算出部は、各対象データについて順に、該対象データよりも時間的に前の複数のデータ、または時間的に後の複数のデータの振幅に基づいて前記閾値を算出することを特徴とする探知装置。
3. 請求項１に記載の探知装置において、
   前記閾値算出部は、各対象データについて順に、該対象データに対して時間的に前後する複数のデータの振幅に基づいて前記閾値を算出することを特徴とする探知装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の探知装置において、
   前記閾値算出部は、前記対象データに近接する複数のデータの振幅の平均値に基づいて前記閾値を算出することを特徴する探知装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の探知装置において、
   前記閾値算出部は、前記対象データに近接する複数のデータを、連続する所定数のデータを１グループとして、複数のグループに分け、
   各グループにおける、所定数のデータの振幅の値に基づいて前記閾値を算出することを特徴する探知装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の探知装置において、
   前記閾値の算出に用いられる複数のデータの時間長は、前記干渉信号の時間幅よりも長く、前記探知信号の時間幅よりも短いことを特徴とする探知装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の探知装置において、
   前記受信信号を複数合成することにより、所定の探知方向にビームを形成するビーム形成部と、
   所定のフィルタ処理を行うフィルタ部と、を備え、
   前記閾値算出部および前記振幅制限部は、前記ビーム形成部の後段、かつ前記フィルタ部の前段に配置されていることを特徴とする探知装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の探知装置において、
   前記受信信号を複素信号に変換する直交検波部を備え、
   前記閾値算出部は、前記複素信号の振幅に基づいて前記閾値を算出し、
   前記振幅制限部は、前記複素信号の振幅に基づいて算出された閾値と、前記複素信号のうちの対象データの振幅と、を比較し、当該対象データの振幅が当該閾値を上回る場合に、前記複素信号の位相を保持しつつ振幅を制限することを特徴とする探知装置。
9. 探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信信号として受信する送受波ステップと、
   前記受信信号のうち一の探知方向毎のデータ列内で、各対象データについて順に、対象データに近接する複数のデータの振幅に基づいて閾値を算出する閾値算出ステップと、
   各対象データについて順に、前記閾値算出ステップで算出した閾値と、前記対象データの振幅と、を比較し、前記対象データの振幅が前記閾値を上回る場合に、前記対象データの振幅を制限する振幅制限ステップと、
   を含むことを特徴とする探知方法。
10. 探知信号を送信して、対象物からの反射波を受信信号として受信する送受波ステップと、
    前記受信信号のうち一の探知方向毎のデータ列内で、各対象データについて順に、対象データに近接する複数のデータの振幅に基づいて閾値を算出する閾値算出ステップと、
    各対象データについて順に、前記閾値算出ステップで算出した閾値と、前記対象データの振幅と、を比較し、前記対象データの振幅が前記閾値を上回る場合に、前記対象データの振幅を制限する振幅制限ステップと、
    を探知装置に実行させることを特徴とするプログラム。

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