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JP5592673B2 - Underwater detector, underwater detection method, and underwater detection program - Google Patents

Underwater detector, underwater detection method, and underwater detection program Download PDF

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JP5592673B2 JP2010048192A JP2010048192A JP5592673B2 JP 5592673 B2 JP5592673 B2 JP 5592673B2 JP 2010048192 A JP2010048192 A JP 2010048192A JP 2010048192 A JP2010048192 A JP 2010048192A JP 5592673 B2 JP5592673 B2 JP 5592673B2
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祐司 大西
智雄 和田
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Furuno Electric Co Ltd
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

この発明は、海底の底質を判別し、画面表示を行う底質判別装置に関するものである。   The present invention relates to a bottom sediment discriminating apparatus that discriminates the bottom sediment of a seabed and performs screen display.

従来、船舶に用いられる魚群探知機では、海底の底質(岩、石、砂等)を判別し、表示を行うものが知られている(例えば特許文献1を参照)。底質判定は、超音波の送信パルスの海底エコーを解析することによって行われる。例えば、海底が岩や石等のように硬く起伏の大きい場所では、海底エコーの時間幅は長く、砂や泥等のように柔らかく平坦な場所では、海底エコーの時間幅は短くなる。画面上では、各底質との類似度や、各底質の中で最も類似する底質を表示することが行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fish finder used for a ship is known that discriminates and displays the bottom sediment (rock, stone, sand, etc.) of the seabed (see, for example, Patent Document 1). The bottom sediment determination is performed by analyzing the sea bottom echo of the ultrasonic transmission pulse. For example, in a place where the sea floor is hard and undulating, such as a rock or stone, the time width of the sea bottom echo is long, and in a soft and flat place such as sand or mud, the time width of the sea bottom echo is short. On the screen, the degree of similarity with each bottom sediment and the bottom sediment most similar to each bottom sediment are displayed.

特開2008−275351号公報JP 2008-275351 A

しかし、海面の状況や船体からの振動、他船からのノイズの影響等によって、底質判別の信頼度が低下する場合がある。従来の装置では、フィルタ処理等を用いて種々のノイズ抑制を行っているが、許容範囲を超えたノイズが発生する場合もある。従来の装置は、このような場合であっても、最も類似する底質、あるいは類似度を表示することを行っていた。   However, the reliability of bottom sediment determination may be reduced due to sea surface conditions, vibrations from the hull, noise from other ships, and the like. In the conventional apparatus, various noise suppression is performed using filter processing or the like, but noise exceeding an allowable range may occur. Even in such a case, the conventional apparatus displays the most similar bottom sediment or similarity.

そのため、例えば、判別結果が変化したとき、ユーザは、本当に底質が変化したのか、ノイズによる影響により変化したのか、把握することができない状況となっていた。   For this reason, for example, when the discrimination result changes, the user cannot grasp whether the sediment has really changed or whether it has changed due to the influence of noise.

そこで、この発明は、底質判別の信頼度の低下が発生した状況を的確に把握することができる底質判別装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a bottom sediment discrimination device that can accurately grasp the situation in which a decrease in the reliability of bottom sediment discrimination has occurred.

本発明の底質判別装置は、水中に超音波を出力してエコーを受信し、受信したエコーの強度に応じた受信信号を出力する送受信部と、前記受信信号に基づいて海底の底質を判別する底質判別処理部と、前記底質判別処理部の判別信頼度を算出する信頼度算出部と、前記底質判別処理部の判別結果および前記判別信頼度を通知する通知手段と、を備えたことを特徴とする。   The bottom sediment determination device of the present invention outputs an ultrasonic wave in water to receive an echo, and outputs a reception signal corresponding to the intensity of the received echo, and the bottom sediment on the seabed based on the reception signal. A bottom sediment determination processing unit for determining; a reliability calculation unit for calculating the determination reliability of the bottom sediment determination processing unit; and a notification means for notifying the determination result of the bottom sediment determination processing unit and the determination reliability. It is characterized by having.

信頼度算出部は、受信信号に基づいて底質の判別信頼度を算出する。例えば、海底に対応する受信信号を判別し、海面から海底までの受信信号のノイズレベルから判別信頼度を算出する。具体的には、海底に対応する受信信号よりも浅い深度に対応する受信信号を複数に区分し、各区分における受信信号の最大値を求め、さらに各最大値の中から最も小さい値を選び、ノイズレベルとする。このノイズレベルがしきい値を超えた場合、信頼度が低下した旨の表示を行う。   The reliability calculation unit calculates the determination reliability of the bottom sediment based on the received signal. For example, the received signal corresponding to the sea floor is discriminated, and the discrimination reliability is calculated from the noise level of the received signal from the sea surface to the sea floor. Specifically, the received signal corresponding to the depth shallower than the received signal corresponding to the sea floor is divided into a plurality, the maximum value of the received signal in each section is obtained, and the smallest value is selected from each maximum value, Use noise level. When the noise level exceeds the threshold value, a display indicating that the reliability has decreased is displayed.

特に、判別結果を各底質との類似度として表示している場合において、例えば砂と岩の類似度がそれぞれ50%程度として表示された場合、従来の装置では、本当に底質が砂と岩の入り交じった状態であるのか、ノイズによる影響により正しく判別できていないのかの判断が困難であったが、本発明によれば、底質判別の結果とは別にその判別信頼度が表示されるため、判別結果が変化したとき、ユーザは、本当に底質が変化したのか、ノイズによる影響により変化したのか、的確に把握することができる。   In particular, when the discrimination result is displayed as the similarity to each sediment, for example, when the similarity between the sand and the rock is displayed as about 50%, the conventional apparatus is actually using the sand and rock as the sediment. However, according to the present invention, the discrimination reliability is displayed separately from the result of the bottom sediment discrimination. Therefore, when the determination result changes, the user can accurately grasp whether the sediment has really changed or whether it has changed due to the influence of noise.

この発明によれば、底質判別の信頼度が低下した状況を的確に把握することができる。   According to the present invention, it is possible to accurately grasp the situation in which the reliability of bottom sediment discrimination has decreased.

魚群探知機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a fish finder. 信号処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a signal processing part. 受信信号の時間軸波形を示した図である。It is the figure which showed the time-axis waveform of the received signal. 受信信号の時間軸波形を示した図である。It is the figure which showed the time-axis waveform of the received signal. 表示画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display screen.

図1は、本発明の海底検出装置の実施形態に係る魚群探知機の構成を示すブロック図である。魚群探知機は、操作部10、送受波器11、送受切替部12、送信回路13、制御部14、受信回路15、A/D変換器16、信号処理部17、表示部18、およびセンサ部19を備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fish finder according to an embodiment of the seabed detection apparatus of the present invention. The fish detector includes an operation unit 10, a transducer 11, a transmission / reception switching unit 12, a transmission circuit 13, a control unit 14, a reception circuit 15, an A / D converter 16, a signal processing unit 17, a display unit 18, and a sensor unit. 19 is provided.

制御部14は、魚群探知機を統括的に制御するものであ。制御部14は、操作部10からの各種操作(探知レンジの設定等の指示入力等)に応じて、送信回路13の送信周期、探知レンジ等を設定し、対応するA/D変換器16のサンプリング周期設定、信号処理部17への各種処理の実行指示を行うものである。表示部18は、画面上の縦軸を深度方向とし、横軸を時間方向としたエコーデータの表示を行うものである。   The control unit 14 controls the fish finder in an integrated manner. The control unit 14 sets the transmission cycle, the detection range, and the like of the transmission circuit 13 in accordance with various operations from the operation unit 10 (instruction input for setting the detection range, etc.), and the corresponding A / D converter 16 The sampling cycle is set and an instruction to execute various processes is given to the signal processing unit 17. The display unit 18 displays echo data with the vertical axis on the screen as the depth direction and the horizontal axis as the time direction.

送信回路13は、トラップ回路を内蔵した送受切替部12を介して、送受信部である送受波器11にパルス状の信号を入力する。信号の入力タイミングやレベル、パルス幅等は、制御部14により制御される。送受波器11は、船底等に取り付けられる振動子であり、送信回路13から入力されるパルス状の信号に応じて水中に超音波を出力する。   The transmission circuit 13 inputs a pulse-like signal to the transducer 11 that is a transmission / reception unit via the transmission / reception switching unit 12 including a trap circuit. The signal input timing, level, pulse width, and the like are controlled by the control unit 14. The transmitter / receiver 11 is a vibrator attached to the ship bottom and the like, and outputs ultrasonic waves in water according to a pulsed signal input from the transmission circuit 13.

送受波器11が出力した超音波は、魚群や海底等の物標に反射し、エコー信号として受信される。送受波器11は、受信したエコー信号の強度に応じた受信信号を、送受切替部12を介して受信回路15に出力する。受信回路15は、入力された受信信号を増幅してA/D変換器16に出力する。A/D変換器16は、受信信号を所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換し、信号処理部17に出力する。信号処理部17は、デジタル化された受信信号をメモリ(不図示)に順次記録する。   The ultrasonic wave output from the transducer 11 is reflected on a target such as a school of fish or the seabed and received as an echo signal. The transducer 11 outputs a reception signal corresponding to the intensity of the received echo signal to the reception circuit 15 via the transmission / reception switching unit 12. The receiving circuit 15 amplifies the input received signal and outputs it to the A / D converter 16. The A / D converter 16 converts the received signal into a digital signal at a predetermined sampling period and outputs the digital signal to the signal processing unit 17. The signal processing unit 17 sequentially records the digitized reception signals in a memory (not shown).

信号処理部17は、記録した受信信号に基づいて、海底検出処理、底質判別処理および判別信頼度算出処理を行う。海底検出処理の結果、底質判別の結果および判別信頼度を示す情報は、表示部18に画面表示される。   The signal processing unit 17 performs sea bottom detection processing, bottom sediment determination processing, and determination reliability calculation processing based on the recorded received signal. Information indicating the result of the seabed detection processing, the result of the bottom sediment discrimination and the discrimination reliability is displayed on the display unit 18 on the screen.

以下、信号処理部17の処理について詳細に説明する。図2は、信号処理部17の構成を示すブロック図である。信号処理部17は、底質判別処理部171、ノイズ検出部172、信頼度算出部173、および表示処理部174を備えている。   Hereinafter, the processing of the signal processing unit 17 will be described in detail. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the signal processing unit 17. The signal processing unit 17 includes a bottom sediment determination processing unit 171, a noise detection unit 172, a reliability calculation unit 173, and a display processing unit 174.

底質判別処理部171、ノイズ検出部172、および表示処理部174には、A/D変換器16から受信信号が入力される。底質判別処理部171、ノイズ検出部172、および表示処理部174は、1回の測定分(1ping分)の受信信号をメモリ(不図示)に記録し、以下に示す処理を1ping分の受信信号を記録する度に行う。   A received signal is input from the A / D converter 16 to the bottom sediment determination processing unit 171, the noise detection unit 172, and the display processing unit 174. The bottom sediment determination processing unit 171, the noise detection unit 172, and the display processing unit 174 record a reception signal for one measurement (for one ping) in a memory (not shown), and receive the following processing for one ping. This is done every time a signal is recorded.

底質判別処理部171は、入力された受信信号に基づいて海底の底質を判別する処理を行う。底質の判別手法は、どの様な態様であってもよいが、例えば、受信信号とリファレンスデータとのマッチング度(類似度)によって判別される。すなわち、底質判別処理部171は、受信信号から海底深度を求め、この海底深度から所定時間範囲の(所定しきい値以上のレベルを有する)受信信号を海底エコーとし、リファレンスデータとパターンマッチングを行うことにより、類似度を算出する。マッチングの手法として、ファジィ推論やニューラルネットワーク等を用いてもよい。リファレンスデータは、泥、砂、石、岩等の複数種類のデータを用意しておく。   The bottom sediment discrimination processing unit 171 performs processing for discriminating the bottom sediment of the seabed based on the input received signal. Any method may be used for determining the bottom sediment, and for example, the determination is performed based on the degree of matching (similarity) between the received signal and the reference data. That is, the bottom sediment determination processing unit 171 obtains the seabed depth from the received signal, uses the received signal within a predetermined time range (having a level equal to or higher than a predetermined threshold) from the seabed depth as a seabed echo, and performs pattern matching with reference data. By doing so, the similarity is calculated. As a matching method, fuzzy reasoning, a neural network, or the like may be used. As reference data, multiple types of data such as mud, sand, stone, and rock are prepared.

例えば、図3(A)に示すように、岩や石等のように硬く起伏の大きい場所では、反射率が高いため、海底エコーの最初のピーク(1次エコー)に対して2度目のピーク(海底に反射した音波がさらに反射して受信される2次エコー)のレベルが高くなる傾向がある。また、1次エコーに対する尾引(初期残響音に対応する高レベル信号)が長く、受信信号の積分値が大きくなる傾向にある。   For example, as shown in FIG. 3 (A), in a hard and undulating place such as a rock or stone, the reflectance is high, so the second peak with respect to the first peak of the seabed echo (primary echo). There is a tendency that the level of (secondary echo received by further reflecting the sound wave reflected on the seabed) is increased. In addition, the tail to the primary echo (high level signal corresponding to the initial reverberation sound) is long, and the integrated value of the received signal tends to increase.

逆に、同図(B)に示すように、砂や泥等のように柔らかく平坦な場所では、1次エコーに対する2次エコーのレベルが低く、かつ、1次エコーの尾引が短く、受信信号の積分値が小さくなる傾向にある。   On the contrary, as shown in FIG. 5B, in a soft and flat place such as sand or mud, the level of the secondary echo with respect to the primary echo is low, and the tailing of the primary echo is short. The integrated value of the signal tends to be small.

底質判別処理部171は、以上のような各底質に特徴的な時間軸波形を有するリファレンスデータを用意しておき、入力した受信信号と各リファレンスデータとのマッチングを行うことにより類似度を算出する。算出した類似度は、表示処理部174に出力される。   The bottom sediment determination processing unit 171 prepares reference data having a time axis waveform characteristic for each sediment as described above, and performs matching between the received signal and each reference data to obtain the similarity. calculate. The calculated similarity is output to the display processing unit 174.

なお、海底深度の検出手法は、所定レベル以上のエコーを受信したタイミングを基準とする手法や、微分値が最も高くなるタイミングを基準とする手法、あるいは、出力した超音波のパルス幅に等しい波形をリファレンス信号として、受信信号との相関を求め、相関値が最も高くなるタイミングを基準とする手法等、種々の手法を用いることができる。   In addition, the detection method of the seabed depth is a method based on the timing at which an echo of a predetermined level or higher is received, a method based on the timing at which the differential value becomes the highest, or a waveform equal to the pulse width of the output ultrasonic wave. As a reference signal, a correlation with the received signal is obtained, and various methods such as a method based on the timing at which the correlation value becomes the highest can be used.

次に、ノイズ検出部172は、受信信号のノイズレベルを検出する処理を行う。ノイズレベルの検出手法もどの様なものであってもよいが、例えば以下の様にして行う。   Next, the noise detection unit 172 performs processing for detecting the noise level of the received signal. Any method for detecting the noise level may be used, for example, as follows.

ノイズ検出部172は、図4(A)および同図(B)に示すように、まず海底深度を検出し、この海底深度よりも浅い深度に対応する受信信号を複数の区分(T1,T2,...,TN)に分割する。区分の数は、固定(例えば10程度)にし、海底深度に応じて各区分の時間長を可変とするようにしてもよいし、各区分の時間長を固定にし、海底深度に応じて区分の数を可変とするようにしてもよい。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the noise detection unit 172 first detects the seabed depth, and the received signal corresponding to the depth shallower than the seabed depth is divided into a plurality of sections (T1, T2, ..., TN). The number of sections may be fixed (for example, about 10), and the time length of each section may be variable according to the seabed depth, or the time length of each section may be fixed, and The number may be variable.

そして、ノイズ検出部172は、各区間における受信信号の最大値(T1max,T2max,...,TNmax)を求め、さらにこれら最大値の中から最も小さい値を示す受信信号をノイズレベルとして検出する。ノイズ検出部172は、検出したノイズレベルを信頼度算出部173に出力する。   And the noise detection part 172 calculates | requires the maximum value (T1max, T2max, ..., TNmax) of the received signal in each area, and also detects the received signal which shows the smallest value from these maximum values as a noise level. . The noise detection unit 172 outputs the detected noise level to the reliability calculation unit 173.

このように、ノイズ検出部172は、ある区間毎に最大値を求め、さらに各区間の最大値の中から最も小さいものをノイズレベルとすることで、突発的に低いレベルの信号が含まれていた場合にノイズレベルを低く誤認識してしまうこともなく、高レベル信号の魚群等の物標のエコーをノイズであると誤認することもない。   In this way, the noise detection unit 172 obtains a maximum value for each section, and further uses the smallest value among the maximum values of each section as the noise level, thereby suddenly including a low level signal. In this case, the noise level is not mistakenly recognized, and the echo of a target such as a school of fish with a high level signal is not mistaken for noise.

次に、信頼度算出部173は、ノイズ検出部172の検出したノイズレベルに基づいて、底質判別処理部171の判別信頼度を算出する処理を行う。信頼度算出部173は、ノイズレベルが所定のしきい値以上であるか否かによって判別信頼度を算出する。例えば、ノイズレベルが第1しきい値NL1未満であれば信頼度「高」を算出し、ノイズレベルが第1しきい値NL1以上、かつ第2しきい値NL2未満であれば信頼度「中」を算出し、ノイズレベルが第2しきい値以上NL2以上であれば信頼度「低」を算出する。   Next, the reliability calculation unit 173 performs processing for calculating the determination reliability of the bottom sediment determination processing unit 171 based on the noise level detected by the noise detection unit 172. The reliability calculation unit 173 calculates the determination reliability based on whether or not the noise level is equal to or higher than a predetermined threshold value. For example, if the noise level is less than the first threshold NL1, the reliability “high” is calculated, and if the noise level is not less than the first threshold NL1 and less than the second threshold NL2, the reliability “medium” is calculated. If the noise level is equal to or higher than the second threshold value and equal to or higher than NL2, the reliability “low” is calculated.

なお、信頼度算出部173は、ノイズ検出部172から海底深度の受信信号のレベル(海底深度レベル)を入力し、この海底深度レベルに対するノイズレベルの値を求め(いわゆるSN比を求め)、このSN比が所定のしきい値以上であるか否かによって判別信頼度を算出してもよい。また、ノイズ検出部172から海底の1次エコーのピークレベルを入力し、この1次エコーのピークレベルに対するノイズレベルの値を求め、1次エコーのピーレベルとの比が所定のしきい値以上であるか否かによって判別信頼度を算出してもよい。   The reliability calculation unit 173 inputs the level of the received signal at the seabed depth (the seabed depth level) from the noise detection unit 172, obtains the value of the noise level with respect to the seabed depth level (so-called SN ratio), The determination reliability may be calculated based on whether the SN ratio is equal to or higher than a predetermined threshold value. Further, the peak level of the primary echo on the sea floor is input from the noise detection unit 172, and the value of the noise level with respect to the peak level of the primary echo is obtained, and the ratio with the peak level of the primary echo is a predetermined threshold value or more. Depending on whether or not, the determination reliability may be calculated.

また、判別信頼度は、「高」、「中」、「低」の3段階に限らず、さらに複数段階に分けてもよい。また、最も信頼度の高い状態を100%、最低を0%とする相対的な値(連続データ)を算出してもよい。   Further, the determination reliability is not limited to three levels of “high”, “medium”, and “low”, and may be further divided into a plurality of levels. Alternatively, a relative value (continuous data) may be calculated with the most reliable state being 100% and the lowest being 0%.

以上のようにして算出された判別信頼度を示す情報は、表示処理部174に出力される。   Information indicating the discrimination reliability calculated as described above is output to the display processing unit 174.

表示処理部174は、A/D変換器16、底質判別処理部171および信頼度算出部173から入力された各種情報を可視化する処理を行う。すなわち、表示処理部714は、入力される受信信号を、超音波を出力してからの経過時間に応じて、深度に対応したエコーデータとして表示部18に表示する処理を行う。さらに、表示処理部174は、底質判別の結果および信頼度に対応する画像を表示部18に表示する。   The display processing unit 174 performs processing for visualizing various information input from the A / D converter 16, the bottom sediment determination processing unit 171, and the reliability calculation unit 173. That is, the display processing unit 714 performs a process of displaying the input reception signal on the display unit 18 as echo data corresponding to the depth according to the elapsed time after outputting the ultrasonic wave. Furthermore, the display processing unit 174 displays an image corresponding to the result of bottom sediment discrimination and the reliability on the display unit 18.

図5は、表示部18に表示される表示画面の例を示す図である。同図(A)は、最も類似度の高い底質をテクスチャ画像として表示する態様であり、同図(B)は、類似度の算出結果をそのままグラフ表示する態様である。同図(A)および同図(B)の画面は、送信超音波の周波数の異なる2つの画面を左右に並べる例を表示しているが、以下の説明においては、代表して右画面に表示している画像について説明する(特に、右画面中心付近の区間A〜Dについて説明する)。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a display screen displayed on the display unit 18. FIG. 5A shows a mode in which the bottom sediment with the highest similarity is displayed as a texture image, and FIG. 6B shows a mode in which the similarity calculation result is displayed as a graph. The screens of FIGS. 6A and 6B show an example in which two screens having different transmission ultrasonic frequencies are arranged on the left and right. In the following description, the screens are displayed on the right screen as a representative. A description will be given of the image (in particular, the sections A to D near the center of the right screen will be described).

同図(A)および同図(B)に示すように、表示処理部174は、深度に対応したエコーデータが表示されるエコー表示エリア30と、底質判別結果画像表示エリア40(または類似度グラフ表示エリア41)と、信頼度表示エリア50と、を表示部18に表示する。エコー表示エリア30は、海底や物標のエコーを表示する最も重要な画像であるため、画面上部から画面下部まで、7〜8割程度の割合の表示エリアが確保されている。底質判別結果画像表示エリア40は、画面下部に3割程度の割合の表示エリアが確保されている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the display processing unit 174 includes an echo display area 30 in which echo data corresponding to the depth is displayed, and a bottom sediment discrimination result image display area 40 (or similarity). A graph display area 41) and a reliability display area 50 are displayed on the display unit 18. Since the echo display area 30 is the most important image for displaying the echoes of the seabed and targets, a display area of about 70 to 80% is secured from the upper part of the screen to the lower part of the screen. The bottom quality discrimination result image display area 40 has a display area of about 30% at the bottom of the screen.

底質判別結果画像表示エリア40は、ping毎に縦に十数画素数のテクスチャ画像を表示する。例えば、同図(A)に示す区間Aおよび区間Bにおいては、底質判別処理部171から入力される類似度のうち、岩の底質との類似度が最も高い区間であるため、岩のテクスチャ画像を表示している。一方で、類似度グラフ表示エリア41は、ping毎に縦にさらに数十画素のグラフ画像を表示する。例えば、同図(B)に示す区間Aおよび区間Bにおいては、底質判別処理部171から砂の底質と岩の底質が入り交じった状態の情報(砂との類似度と岩との類似度がそれぞれ20〜80%程度)が入力されており、入力された類似度をそのままグラフ表示している。   The bottom quality discrimination result image display area 40 displays a texture image having a dozen pixels vertically for each ping. For example, in the section A and the section B shown in FIG. 5A, the similarity with the bottom sediment of the rock is the highest among the similarities input from the bottom sediment determination processing unit 171. A texture image is displayed. On the other hand, the similarity graph display area 41 further displays a graph image of several tens of pixels vertically for each ping. For example, in the section A and the section B shown in FIG. 5B, information on the state in which the sand bottom sediment and the rock bottom sediment are mixed from the bottom sediment discrimination processing unit 171 (the similarity between the sand and the rock The degree of similarity is about 20 to 80%, respectively, and the inputted degree of similarity is displayed as a graph.

ここで、表示処理部174は、エコー表示エリア30と底質判別結果画像表示エリア40との間に、縦数画素程度の信頼度表示エリア50を画面表示する。例えば、区間Aにおいては、ノイズレベルが第1しきい値NL1未満であり、信頼度「高」を入力しているため、高信頼度画像(同図の例では白無地画像)51を表示する。一方、区間Bおよび区間Dにおいては、ノイズレベルが第1しきい値NL1以上、第2しきい値未満であり、信頼度「中」を入力しているため、注意画像(同図の例ではドットパターン画像)52を表示する。また、区間Cにおいては、ノイズレベルが第2閾値以上であり、信頼度「低」を入力しているため、判別不能画像(同図の例ではハッチング画像)53を表示する。特に、この例において、判別不能画像53は、信頼度表示エリア50だけでなく、底質判別結果画像表示エリア40も覆うように表示され、底質判別結果を表示されないようにしている。   Here, the display processing unit 174 displays a reliability display area 50 of several vertical pixels between the echo display area 30 and the bottom sediment discrimination result image display area 40. For example, in the section A, since the noise level is less than the first threshold NL1 and the reliability “high” is input, the high reliability image (white plain image in the example in the figure) 51 is displayed. . On the other hand, in the section B and the section D, the noise level is not less than the first threshold NL1 and less than the second threshold, and the reliability “medium” is input. Dot pattern image) 52 is displayed. In section C, since the noise level is equal to or higher than the second threshold and the reliability level is “low”, an indistinguishable image (a hatched image in the example in the figure) 53 is displayed. In particular, in this example, the indistinguishable image 53 is displayed so as to cover not only the reliability display area 50 but also the bottom sediment discrimination result image display area 40 so that the bottom sediment discrimination result is not displayed.

なお、画像の表示態様は、上記の例に限るものではなく、例えば高信頼度画像を緑色で表示し、注意画像を黄色表示する等、信頼度に応じて色を変化させてもよい。   The display mode of the image is not limited to the above example, and the color may be changed according to the reliability, for example, the high reliability image is displayed in green and the attention image is displayed in yellow.

以上の様な表示を行うことにより、本実施形態の魚群探知機では、底質判別の結果が変化したとき、底質判別の信頼度が低下しのか、底質が実際に変化したのか、を的確に把握することができる。例えば、区間Aおよび区間Bにおいては、底質判別処理部171から砂の底質と岩の底質が入り交じった情報が入力されている状態であり、ユーザは、本当に底質が砂と岩の入り交じった状態であるのか、ノイズの影響により正しく判別できていないのかの判断が困難であったが、本実施形態の魚群探知機では、底質判別の結果の上部に判別信頼度が表示されるため、区間Aにおいては、判別信頼度が高く、実際に砂と岩の入り交じった底質であると判断することができ、区間Bにおいては、判別信頼度が低く、ノイズにより正しく判別できていないと判断することができる。また、区間Dのように、実際には岩の状態であるにも関わらず、ノイズの影響によりほぼ100%泥の状態である旨が表示されている場合もある。従来の装置では、本当に岩の底質であるかどうかを判断することができず、100%泥の状態である旨が表示されているため、誤って網を投下してしまい、投下した網が岩にかかって破れてしまうこともあった。しかし、本実施形態の魚群探知機では、100%泥の状態である旨を表示したとしても、注意画像52が表示されている(あるいは区間Cのように判別不能画像53が底質判別結果画像表示エリア40も覆うように表示されている)ため、実際には泥の底質ではないと判断することができる。このように、本実施形態の魚群探知機では、底質判別結果が変化したとき、ユーザは、本当に底質が変化したのか、ノイズによる影響により変化したのか、的確に把握することができる。   By performing the display as described above, in the fish finder of the present embodiment, when the bottom sediment discrimination result changes, whether the bottom sediment discrimination reliability is lowered or whether the bottom sediment has actually changed. It can be accurately grasped. For example, in the section A and the section B, the state in which the bottom sediment judgment processing unit 171 has input the information in which the bottom sediment of the sand and the bottom sediment of the rock are intermingled. Although it was difficult to determine whether it was in a mixed state or whether it could not be correctly determined due to the effect of noise, the fish detector of this embodiment displays the determination reliability at the top of the bottom sediment determination result Therefore, in section A, the determination reliability is high, and it can be determined that the sediment is actually a mixture of sand and rock. In section B, the determination reliability is low and is correctly determined by noise. It can be determined that it is not done. Further, as in section D, there is a case where it is displayed that the state is almost 100% mud due to the influence of noise even though it is actually in a rock state. With the conventional device, it is impossible to judge whether it is really the sediment of the rock, and since it is displayed that the state is 100% mud, the net was accidentally dropped and the dropped net Sometimes it hit the rock and it was torn. However, in the fish finder of the present embodiment, the caution image 52 is displayed even if the fact that the state is 100% mud is displayed (or the indistinguishable image 53 is the bottom sediment discrimination result image as in the section C). Since the display area 40 is also covered), it can be determined that it is not actually mud bottom. Thus, in the fish finder of the present embodiment, when the bottom sediment discrimination result changes, the user can accurately grasp whether the bottom sediment has really changed or has changed due to the influence of noise.

なお、上述の例では、ノイズレベルに基づいて判別信頼度を算出する手法を示したが、例えば海底深度に基づいて判別信頼度を算出する態様であってもよい。海底深度が深くなるにつれ、受信信号にはノイズが多く含まれるようになるため、海底深度に所定のしきい値を設定し、上述の様な信頼度「高」、信頼度「中」、信頼度「低」を表示する態様とすることも可能である。   In the above-described example, the method of calculating the discrimination reliability based on the noise level has been described. However, for example, the discrimination reliability may be calculated based on the seabed depth. As the depth of the seabed becomes deeper, the received signal will contain a lot of noise. Therefore, a predetermined threshold is set for the seabed depth, and the reliability level is high, reliability level is medium, and reliability level is as above. It is also possible to display the degree “low”.

また、1次エコーのピークレベルに基づいて信頼度を算出してもよい。例えば、送受波器11と海中との間に船底等の障害物があった場合、ノイズレベルは低いが、エコーのレベルも低くなるため、1次エコーのピークレベルが低い場合も信頼度が低いものとして表示する態様とする。   Further, the reliability may be calculated based on the peak level of the primary echo. For example, when there is an obstacle such as a ship bottom between the transducer 11 and the sea, the noise level is low, but the echo level is also low, so the reliability is low even when the peak level of the primary echo is low. It is set as the aspect displayed as a thing.

また、図2に示すように、信頼度算出部173にセンサ部19から各種情報を入力し、判別信頼度を算出してもよい。信頼度算出部173は、センサ部19から、船速情報、ロール角、ピッチ角、等の船体の状態を示す各種情報が入力される。例えば船速が速い場合には、船体の揺れも大きくなり、ノイズが大きくなるため、船速が速い場合には、信頼度が低いものとして表示する態様とする。   Further, as shown in FIG. 2, various kinds of information may be input from the sensor unit 19 to the reliability calculation unit 173 to calculate the determination reliability. The reliability calculation unit 173 receives various types of information indicating the state of the hull such as ship speed information, roll angle, and pitch angle from the sensor unit 19. For example, when the boat speed is fast, the hull sways and the noise becomes large. Therefore, when the boat speed is fast, the display is made with low reliability.

また、底質判別結果の連続性に応じて判別信頼度を算出してもよい。例えば、連続して同じ判別結果が算出される場合、ノイズの影響が少ないものとして、信頼度が高い表示を行う態様とする。   Further, the discrimination reliability may be calculated according to the continuity of the bottom sediment discrimination result. For example, when the same determination result is continuously calculated, a display with high reliability is performed on the assumption that the influence of noise is small.

さらに、上述の各種の信頼度算出手法は、いずれか1つの手法を用いてもよいし、複数の手法を組み合わせてもよい(無論、全ての手法を組み合わせることも可能である)。複数の手法を組み合わせる場合、重み付けを行ってもよい。例えば、ノイズレベルによる信頼度算出結果の重み付けを大きくし、他の算出結果の重み付けを小さくし、総合的な信頼度を算出する。   Further, any one of the various reliability calculation methods described above may be used, or a plurality of methods may be combined (of course, all methods may be combined). When combining a plurality of methods, weighting may be performed. For example, the weight of the reliability calculation result based on the noise level is increased, the weight of the other calculation results is decreased, and the total reliability is calculated.

なお、本実施形態においては、エコーデータや底質判別結果を表示する画面上に数画素程度のライン表示を行う態様としたが、別の表示器(LED等)を用いてユーザに判別信頼度の通知を行ってもよい。例えば、信頼度が「低」となったときに赤色LEDを点灯させる態様とすることも可能であるし、音声で警告を発する態様とすることも可能である。   In the present embodiment, a line display of about several pixels is displayed on a screen that displays echo data and bottom sediment discrimination results. However, the discrimination reliability is shown to the user using another display (such as an LED). May be notified. For example, a red LED can be turned on when the reliability is “low”, or a warning can be issued by voice.

10…操作部
11…送受波器
12…送受切替部
13…送信回路
14…制御部
15…受信回路
16…A/D変換器
17…信号処理部
18…表示部
19…センサ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Operation part 11 ... Transmitter / receiver 12 ... Transmission / reception switching part 13 ... Transmission circuit 14 ... Control part 15 ... Reception circuit 16 ... A / D converter 17 ... Signal processing part 18 ... Display part 19 ... Sensor part

Claims (9)

水中に超音波を出力してエコーを受信し、受信したエコーの強度に応じた受信信号を出力する送受信部と、
前記受信信号に基づいて海底の底質を判別する底質判別処理部と、
前記底質判別処理部の判別信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記底質判別処理部の判別結果および前記判別信頼度を通知する通知手段と、
前記受信信号のレベルに対応するエコーデータを表示する表示器と、
を備えた魚群探知機であって、
前記通知手段は、前記表示器に前記判別結果および前記判別信頼度に対応する画像を、前記エコーデータとともに表示することを特徴とする水中探知機。
A transmission / reception unit that outputs an ultrasonic wave in water to receive an echo, and outputs a reception signal according to the intensity of the received echo;
A bottom sediment determination processing unit for determining the bottom sediment of the seabed based on the received signal;
A reliability calculation unit for calculating the determination reliability of the bottom sediment determination processing unit;
A notification means for notifying the determination result of the bottom sediment determination processing unit and the determination reliability;
A display for displaying echo data corresponding to the level of the received signal;
A fish finder equipped with
The notification means displays an image corresponding to the determination result and the determination reliability together with the echo data on the display.
前記信頼度算出部は、前記受信信号に基づいて前記判別信頼度を算出することを特徴とする請求項1に記載の水中探知機The underwater detector according to claim 1, wherein the reliability calculation unit calculates the determination reliability based on the received signal. 前記信頼度算出部は、海底に対応する受信信号のレベルに対するノイズレベルを算出することにより前記判別信頼度を算出することを特徴とする請求項2に記載の水中探知機The underwater detector according to claim 2, wherein the reliability calculation unit calculates the discrimination reliability by calculating a noise level with respect to a level of a reception signal corresponding to the seabed. 前記信頼度算出部は、前記海底に対応する受信信号よりも浅い深度に対応する受信信号を複数に区分し、各区分における受信信号のレベルに基づいて前記ノイズレベルを算出することを特徴とする請求項3に記載の水中探知機The reliability calculation unit divides a received signal corresponding to a depth shallower than a received signal corresponding to the seabed into a plurality of sections, and calculates the noise level based on a level of the received signal in each section. The underwater detector according to claim 3. 前記信頼度算出部は、前記ノイズレベルを所定のしきい値と比較することにより前記判別信頼度を算出する請求項3または4に記載の水中探知機The underwater detector according to claim 3 or 4, wherein the reliability calculation unit calculates the determination reliability by comparing the noise level with a predetermined threshold value. 前記通知手段は、前記判別結果を複数の底質との類似度として表示する請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の水中探知機The underwater detector according to any one of claims 1 to 5, wherein the notification unit displays the determination result as a degree of similarity with a plurality of bottom sediments. 前記通知手段は、前記判別信頼度が所定の信頼度よりも低い場合に、前記判別結果を表示しないことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の水中探知機The underwater detector according to any one of claims 1 to 6, wherein the notification unit does not display the determination result when the determination reliability is lower than a predetermined reliability. 水中に超音波を出力してエコーを受信し、受信したエコーの強度に応じた受信信号を出力するステップと、
前記受信信号に基づいて海底の底質を判別する底質判別ステップと、
前記底質判別ステップの判別信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
前記底質判別ステップの判別結果および前記判別信頼度を通知する通知ステップと、
前記受信信号のレベルに対応するエコーデータを表示する表示ステップと、
を備えた水中探知方法であって、
前記表示ステップにおいて、前記判別結果および前記判別信頼度に対応する画像を、前記エコーデータとともに表示することを特徴とする水中探知方法。
Outputting an ultrasonic wave in water to receive an echo, and outputting a received signal corresponding to the intensity of the received echo;
Bottom sediment determination step for determining the bottom sediment of the seabed based on the received signal;
A reliability calculation step of calculating the determination reliability of the bottom sediment determination step;
A notification step of notifying the determination result of the bottom sediment determination step and the determination reliability;
A display step for displaying echo data corresponding to the level of the received signal;
An underwater detection method comprising:
In the display step, an image corresponding to the discrimination result and the discrimination reliability is displayed together with the echo data.
水中に超音波を出力してエコーを受信し、受信したエコーの強度に応じた受信信号を出力するステップと、
前記受信信号に基づいて海底の底質を判別する底質判別ステップと、
前記底質判別ステップの判別信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
前記底質判別ステップの判別結果および前記判別信頼度を通知する通知ステップと、
前記受信信号のレベルに対応するエコーデータを表示する表示ステップと、
をコンピュータに実行させる水中探知プログラムであって、
前記表示ステップにおいて、前記判別結果および前記判別信頼度に対応する画像を、前記エコーデータとともに表示することを特徴とする水中探知プログラム。
Outputting an ultrasonic wave in water to receive an echo, and outputting a received signal corresponding to the intensity of the received echo;
Bottom sediment determination step for determining the bottom sediment of the seabed based on the received signal;
A reliability calculation step of calculating the determination reliability of the bottom sediment determination step;
A notification step of notifying the determination result of the bottom sediment determination step and the determination reliability;
A display step for displaying echo data corresponding to the level of the received signal;
An underwater detection program that causes a computer to execute
In the display step, an image corresponding to the discrimination result and the discrimination reliability is displayed together with the echo data.
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