專利名稱：用于搜索水中目標(biāo)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于搜索水下目標(biāo)的裝置，特別是涉及一種魚群搜索器，其由附著在船的底部的發(fā)送器向水中實(shí)體發(fā)送超聲波，接收由魚群或類以群體反射的超聲波，將接收的超聲波變換為電信號并進(jìn)一步變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)在顯示器上顯示代表出現(xiàn)的魚群的圖像，以及如果出現(xiàn)，則顯示其密度和規(guī)模。
魚群搜索器以可視方式顯示出現(xiàn)在捕魚船的作業(yè)區(qū)內(nèi)的魚群的密度和規(guī)模，廣泛應(yīng)用在這類捕魚船中和其它船舶中。然而，常規(guī)的捕魚船存在的缺陷是，它們需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間來探測魚群。具體地說，為了精確地探測和顯示魚群的位置和規(guī)模，必須使用具有窄的定向性的發(fā)送器。然而當(dāng)使用這種具有窄的定向性的發(fā)送器時(shí)，僅可以掃描一個(gè)狹窄的區(qū)域。因此，為了定位魚群，該船必須圍繞它的作業(yè)區(qū)移動(dòng)，以進(jìn)行接近搜索。這就導(dǎo)致增加作業(yè)時(shí)間，因而增加勞動(dòng)量和燃料費(fèi)用。
本發(fā)明的目的消除對于在水中的目標(biāo)例如魚群的無效尋找和跟蹤，例如在一作業(yè)區(qū)內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行接近搜索。通過對于在水表面下的空間進(jìn)行3D(維)掃描和對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行光線跟蹤，用以在2D屏幕上進(jìn)行3D顯示，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這一目的。
根據(jù)本發(fā)明的魚群搜索器包括掃描器、光線跟蹤器和顯示器。掃描器利用定向的超聲波對于水表面下的區(qū)域進(jìn)行三維掃描，以便得到揭示在水中存在還是不存在魚群，以及魚群的密度和規(guī)模的接收數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)用按照相對于船身作為原點(diǎn)的3D極座標(biāo)系統(tǒng)來表示。該光線跟蹤器對利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行光線跟蹤處理，使得一與當(dāng)由一假想的觀察點(diǎn)觀察該空間時(shí)將會(huì)看到的圖像相似的圖像顯示在一顯示屏上。根據(jù)已經(jīng)過光線跟蹤處理的接收數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示代表水下魚群出現(xiàn)或者不出現(xiàn)其密度和規(guī)模的圖像。因此，根據(jù)本發(fā)明，用戶可以得到關(guān)于圍繞船的區(qū)域的信息，無需進(jìn)行無價(jià)值的嘗試，例如為接近搜索同時(shí)使該船作圓運(yùn)動(dòng)。此外，由于在顯示屏上顯示的圖像是便利的包含深度信息的3D圖像，用戶可以直覺地了解所顯示的魚群的相關(guān)的規(guī)模、狀態(tài)和其它信息。
利用一能以二維方式改變其射束方向的二維(2D)發(fā)送器陣列可以構(gòu)成本發(fā)明的掃描器。將包含按陣列排列的2D探測器陣列以固定的方式附著到船身上，以使每個(gè)探測器能發(fā)送或接收信號。希望對發(fā)送或接收信號進(jìn)行移相，從而，使射束方向可以按二維方式變化(例如沿前/后方向和沿標(biāo)桿(post)/右舷方向)。這樣就能對低于水面下的區(qū)域進(jìn)行3D掃描。然而，這種結(jié)構(gòu)存在的問題是需要太多的探測器(和相關(guān)的移相器)，這不可避免地增加裝置整體的尺寸規(guī)模。
為了避免這一問題，將若干1D探測器以固定方式附著到船身上，陣列中的探測器配置方向是彼此交叉的。這里所述的1D探測器陣列是一種具有使若干探測器沿預(yù)定方向一維方式排列的結(jié)構(gòu)的探測器陣列。正如公知的，在與探測器排列方向相垂直的一個(gè)平面內(nèi)的探測器陣列的射束寬度與當(dāng)探測器單獨(dú)使用時(shí)的相同。然而，在與該平面垂直的一個(gè)平面即與探測器排列方向相平行的平面內(nèi)的射束寬度明顯地窄于當(dāng)探測器單獨(dú)使用時(shí)的射束寬度。
因此，在將本發(fā)明投入使用時(shí)，最好，第一1D探測器陣列是這樣排列的，即它的探測器排列方向(即在其中該射束方向是可變的)平行于與水平面交叉的第一平面，以及第二1D探測器排列方向是這樣的，即它的探測器排列方向平行于與水平面和第一平面相交叉的第二平面。此外，在第一探測器陣列按預(yù)定的時(shí)間安排向水中群體發(fā)送超聲波的同時(shí)，設(shè)有一發(fā)送器/接收器，用于向射線跟蹤器提供與已通過水中群體發(fā)送的和由第二探測器陣列接收的超聲波相關(guān)的數(shù)據(jù)。此外，設(shè)有一射束發(fā)送方向控制器，用于對構(gòu)成第一探測器陣列的每一探測器相關(guān)的信號進(jìn)行移相，使得第一探測器陣列的射束在第一平面上的方位角θ在預(yù)定的角度范圍內(nèi)變化。此外，設(shè)有一接收射束方向控制器，用于對與構(gòu)成第二探測器陣列的每一探測器相對應(yīng)的信號進(jìn)行移相，使得第二探測器陣列的射束在在第二平面上的方位角φ，當(dāng)射束方向θ的大小變化和超聲波的傳播距離保持在預(yù)定數(shù)值范圍內(nèi)時(shí)，在一短的時(shí)間段內(nèi)在預(yù)定的角度范圍內(nèi)反復(fù)地變化。如上所述，當(dāng)將第一和第二探測器陣列分別用于發(fā)送和接收以及希望對關(guān)于發(fā)送和接收信號的相位移控制時(shí)，可以對水下區(qū)域進(jìn)行二維掃描，與其中采用一用于按二維方式操縱控制窄射束的2D探測器陣列相似。此外，當(dāng)射束在一與探測器排列方向交叉的平面上以扇形(扇形射束)構(gòu)成時(shí)，可以增大3D掃描的區(qū)域。此外，探測器(和相關(guān)的移相器)的數(shù)目整體上可以減少，這使得能夠減少裝置的尺寸規(guī)模。
當(dāng)將第一探測器陣列不僅用于發(fā)送而且用于接收時(shí)，將第一和第二探測器陣列接收到的輸出進(jìn)行結(jié)合(例如得到輸出的乘積)，將具有更窄得多的接收寬度的所得接收數(shù)據(jù)提供到光線跟蹤器。按照這種設(shè)置，由第一探測器陣列形成的射束的寬度可以窄于在第一探測器陣列專用于發(fā)送時(shí)的情況下的對應(yīng)寬度。這樣就必然使該裝置較少受噪聲的影響(例如來自不同于魚群的其它物體的聲波)并提高了分辨率。在不增加探測器尺寸的情況下，可以實(shí)現(xiàn)這種設(shè)置。
在本發(fā)明中的光線跟蹤器可以作為一種用于對用在將接收數(shù)據(jù)寫入與顯示器屏幕相對應(yīng)的2D存儲(chǔ)器空間(例如圖像存儲(chǔ)器)的寫入地址進(jìn)行控制或操作的裝置來實(shí)現(xiàn)。即，當(dāng)由掃描器得到的接收數(shù)據(jù)寫入到與顯示器屏幕相對應(yīng)的2D存儲(chǔ)器空間時(shí)，對與該存儲(chǔ)器空間相關(guān)的存儲(chǔ)器地址進(jìn)行控制，使與該空間相關(guān)的接收數(shù)據(jù)以代表與當(dāng)由假想的觀察點(diǎn)觀察水面下的空間時(shí)將會(huì)看到的圖像相類似的圖像的2D數(shù)據(jù)的形式寫入到該存儲(chǔ)器空間內(nèi)。該顯示器在其屏幕上根據(jù)在該存儲(chǔ)器空間中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)顯示一指示魚群是否出現(xiàn)、密度和規(guī)模的圖像。如上所述，通過利用相對簡單的方法例如寫地址控制可以實(shí)現(xiàn)用于對在2D屏幕上以與3D極座標(biāo)系統(tǒng)相一致的方式表示的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行投影的光線跟蹤器。應(yīng)指出，雖然，用于在光柵掃描顯示器屏幕上PPI(平面位置指示器)顯示的雷達(dá)裝置或類似裝置按常規(guī)已采用寫地址控制用以進(jìn)行座標(biāo)變換，但這種座標(biāo)變換(即掃描變換)完全不同于本發(fā)明的光線跟蹤，因?yàn)榍罢呋蚴怯?D極座標(biāo)系統(tǒng)向2D正交座標(biāo)系統(tǒng)的變換(在船艦雷達(dá)或類似裝置)，或者是由3D極座標(biāo)系統(tǒng)向2D正交座標(biāo)系統(tǒng)的變換(在氣象雷達(dá)或類以裝置)。此外，在3D圖像裝置或類似裝置的領(lǐng)域內(nèi)，光線跟蹤按常規(guī)方式已應(yīng)用于在2D屏幕上顯示與3D物體相關(guān)的信息。然而，這種光線跟蹤也不同于本發(fā)明在于座標(biāo)系統(tǒng)，表示的物體和物體數(shù)據(jù)的屬性與其相一致。具體地說，在前者中關(guān)于光線跟蹤的目標(biāo)是與3D正交座標(biāo)系統(tǒng)相一致的方式表示的仿真數(shù)據(jù)，而在后者是與3D極座標(biāo)系統(tǒng)相一致的方式表示的搜索/測量數(shù)據(jù)。
當(dāng)在上述存儲(chǔ)器空間中寫入數(shù)據(jù)時(shí)，最好確定在由假想的觀察點(diǎn)觀察的掃描區(qū)域內(nèi)的各個(gè)位置之間的透視關(guān)系。例如，當(dāng)與要寫入到該存儲(chǔ)器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置存在于相同的方向時(shí)，當(dāng)由假想的觀察點(diǎn)觀察時(shí)由于與已寫入到該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置處于該位置，禁止向該存儲(chǔ)器空間寫入數(shù)據(jù)，使得已寫入到該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)保留，而不會(huì)被重寫或丟失。另外，即使在正常應(yīng)禁止寫入數(shù)據(jù)的狀態(tài)下(如上所述)，如果與要寫入的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置接近于假想的觀察點(diǎn)而不是與已寫入該存儲(chǔ)器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置，可以允許數(shù)據(jù)寫入，使得當(dāng)由假想的觀察點(diǎn)觀察時(shí)的各位置之間建立和維持透視相互關(guān)系。正如再一種替換方案，當(dāng)與要寫入到該存儲(chǔ)器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置存在于相同方向時(shí)，當(dāng)由該假想的觀察點(diǎn)觀察時(shí)由于與已寫入存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置處于該位置，要寫入的數(shù)據(jù)可以按照計(jì)算方式與已寫入該存儲(chǔ)器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，以使所得的數(shù)據(jù)按照與已寫入該存儲(chǔ)器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)相關(guān)的地址寫入。按照這種設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)其它各種數(shù)據(jù)處理，例如沿著一由假想的觀察點(diǎn)起的延伸線即假想的光線可以實(shí)現(xiàn)對接收數(shù)據(jù)的積分。
此外，上述假想觀察點(diǎn)的位置可以響應(yīng)于用戶指令而改變。在這種情況下，最好設(shè)一數(shù)據(jù)庫，用以存儲(chǔ)利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)。即，當(dāng)用戶指令改變假想觀察點(diǎn)的位置時(shí)，更新用于顯示的存儲(chǔ)器空間的存儲(chǔ)值，同時(shí)，利用該存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)增補(bǔ)在該存儲(chǔ)器空間中缺少的數(shù)據(jù)，使得在顯示屏幕上顯示的圖像可以根據(jù)指令旋轉(zhuǎn)。這樣就能防止當(dāng)用戶改變假想的觀察點(diǎn)時(shí)顯示帶有局部缺陷的圖像的問題出現(xiàn)。
再者，通過利用羅盤儀、航速表、GPS(全球定位系統(tǒng))或類似儀器可以檢測船的運(yùn)動(dòng)，在光線跟蹤處理中，隨著相對于通過利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)的極座標(biāo)系統(tǒng)的移動(dòng)，反映所得到的信息(運(yùn)動(dòng)速度，移動(dòng)距離、傾斜度等)。這樣就使得能降低由于船的移動(dòng)使用于發(fā)現(xiàn)魚群的顯示圖像受到影響的可能性。
還有，當(dāng)假想觀察點(diǎn)設(shè)在水面上方，從該點(diǎn)以假想方式觀察掃描的目標(biāo)空間時(shí)，在顯示屏幕上可以顯示當(dāng)由船上觀看水面下方時(shí)投影到水面上的圖像，或者通過按照一個(gè)所需的平面對該掃描的目標(biāo)空間取斷面得到的圖像。例如，當(dāng)假想的觀察點(diǎn)位于在一與水面垂直的直線上時(shí)，在顯示屏幕上能夠顯示當(dāng)由船上觀看直接在水面之下的部分時(shí)所看到的投影到水面上的圖像。這能與用戶的要求接近一致。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明可用于搜索出現(xiàn)在水中的任何目標(biāo)，不僅是魚群，并顯示它的特性信息。因此，可以理解作為關(guān)于一種用于搜索水下目標(biāo)的裝置的本發(fā)明。被搜索的目標(biāo)可以包含單個(gè)或一群生物、沉船、水中實(shí)體底面、水下結(jié)構(gòu)之類。特征信息可以包含規(guī)模、形狀、密度或者關(guān)于目標(biāo)的任何相關(guān)信息。
根據(jù)對結(jié)合附圖所舉的優(yōu)選實(shí)施例的如下介紹將會(huì)使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更加清楚，其中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的魚群搜索器結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖2是表示根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的配置在船身上的探測器陣列的示意圖；圖3A是表示用在第一優(yōu)選實(shí)施例的關(guān)于探測器陣列的探測器配置排列的透視圖；圖3B是表示與探測器排列方向相平行的一個(gè)平面上的射束形狀和用于控制射束方向的結(jié)構(gòu)的概念性示意圖；圖3C是表示在與探測器排列方向相垂直的一個(gè)平面上的射束的形狀和分布的概念性示意圖；圖4和5是與在第一優(yōu)選實(shí)施例中的用于對水平下的空間掃描的方法相關(guān)的概念性示意圖；圖6是與在第一優(yōu)選實(shí)施例中的用于光線跟蹤的方法相關(guān)的概念性示意圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的魚群搜索器的主要部分的方塊圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的魚群搜索器的主要部分的方塊圖。
在如下部分中，根據(jù)附圖將對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行介紹。對于各個(gè)實(shí)施例共同部分的介紹和附圖不必重復(fù)。
(1)探測器陣列的排列和方向性圖1表示根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的魚群搜索器的結(jié)構(gòu)。在這一實(shí)施例中，探測器陣列110、111分別用于發(fā)送和接收超聲波。探測器陣列110以固定方式配置在帶有魚群搜索器的船S的底部，使它的探測器的排列方向平行于船S的前后連線。探測器陣列111以固定方式配置在船體上，使它的探測器的排列方向垂直于龍骨線。即探測器陣列110、111構(gòu)成以固定方式附著到船S底部上的一對1D探測器陣列，使它們的探測器陣列的方向通常彼此相交，特別是直角相交。
用作探測器陣列110或探測器陣列111的1D探測器陣列是這樣一種探測器陣列，它的射束在一與其探測器排列方向相交的平面上呈扇形。如在圖3A中所示的。示范性的探測器陣列110即1D探測器陣列包含若干沿預(yù)定方向排列的探測器10，其中在一與探測器排列方向平行的平面上的射束寬度B1窄，如在圖3B中所示；以及在與探測器排列方向垂直的平面上寬度B2寬，如在圖3C中所示。
再者，如在圖3B中所示，探測器陣列在一平行于探測器排列方向的平面上的射束方向在垂直于船身的方向yy1上不是固定的，而是可以改變的，例如在附圖中所示的方向yy2上。設(shè)有一移相器電路121，以改變由方向yy2相對于方向yy1形成的角度(下文還稱之為“射束角度θ”)，如圖1中所示，其包含若干移相器(未表示)和組合器/分配器(未表示)。
響應(yīng)于外部提供的控制信號，每個(gè)移相器將由構(gòu)成探測器陣列110的所有探測器中相關(guān)聯(lián)的探測器輸出的信號的相位。例如，確定各個(gè)相位移，以便與在探測器陣列110的一端配置的探測器10相關(guān)聯(lián)的移相器可以對信號進(jìn)行較大數(shù)量的移相，與在另一端配置的探測器10相關(guān)聯(lián)的移相器可以進(jìn)行較小數(shù)量的移相，以及根據(jù)在探測器陣列中相關(guān)聯(lián)的探測器10的位置，按照通過比例分配確定的數(shù)量可以進(jìn)行其它移相器的移相。應(yīng)指出，本發(fā)明可以通過利用各種用于控制相位移量的已按常規(guī)方式在1D探測器陣列中采用的方法來實(shí)施，并不局限于一種特定的方法。該結(jié)合器/分配器將由外部提供到移相器電路121上的信號經(jīng)過相關(guān)聯(lián)的移相器提供到每一個(gè)探測器10。
此外，射束方位角θ最好控制在例如+/-60度的范圍內(nèi)。再者，設(shè)有一移相器電路131，其對應(yīng)于探測器陣列110，用于對在與探測器陣列111中的探測器排列方向平行的平面上的射束力位角φ進(jìn)行可變控制。移相器電路131的工作基本上與移相器電路121相同(除了移相器電路131的結(jié)合器/分配器是結(jié)合接收信號取代分配發(fā)送信號以外)，因此這里不再解釋。
(2)掃描方法在這一實(shí)施例中，對處于船S作業(yè)區(qū)內(nèi)的3D水下區(qū)域進(jìn)行掃描，同時(shí)跟著進(jìn)行在圖4和5中概括表示的操作程序，以便探測魚群是否出現(xiàn)，如果發(fā)現(xiàn)，探測它們的密度和規(guī)模。
參閱圖4，字母“a”代表船身，字母“f”標(biāo)注豎直位于船身下方的一點(diǎn)，直線af指定為由船S豎直向下延伸到水中的一條直線。如上所述，探測器陣列110、111的射束寬度在一平行于它們的探測器排列方向的平面上是窄的，在與該方向垂直的一個(gè)平面上寬，呈扇形。參閱圖4，與探測器陣列110相關(guān)聯(lián)的扇形射束屬于將按照“abc”表示的平面，或者一射束發(fā)送平面，以及探測器陣列110屬于一平面“ade”，或者一射束接收平面。由探測器陣列110向水中實(shí)體發(fā)送的超聲波基本上沿著平面abc傳播，以及由任何出現(xiàn)在該平面abc上的障礙物例如魚群所反射。在接收器側(cè)的探測器陣列按照較高的增益接收已沿著在水中實(shí)體中的平面ade順序行進(jìn)的超聲波。即屬于已由探測器陣列110發(fā)送到水中實(shí)體中和由其中的障礙物反射的超聲波，探測器111主要接收在平面abc,ade彼此相交的直線ag上出現(xiàn)的障礙物反射的射束。這樣就基本上實(shí)現(xiàn)射束至少窄于在相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中，其中利用具有窄的射束的探測器實(shí)現(xiàn)的超聲波發(fā)送/接收。
平面adc和豎直線af形成一等于射束力位角θ的角度，平面ade和豎直線af形成一等于射束方位角φ的角度。在這一實(shí)施例中，射束方位角θ按照相對慢的速度變化，而射束方位角φ按照相對快的速度變化。具體地說，在將射束方位角θ置于所需的數(shù)值之后，探測器陣列110發(fā)送超聲波，探測器陣列111的射束方向φ反復(fù)地變化，按照高的速度由直線ac的方向到直線ab變化，同時(shí)基本上維持相同的射束方位角θ。于是在射束方位角θ變化一微小角度和由超聲波陣列110發(fā)送超聲波之后，進(jìn)行按照上述的相同的控制操作，特別是按高速反復(fù)變化探測器陣列111的射束方位角φ。然后，在其后重復(fù)整個(gè)過程，同時(shí)射束方位角θ在控制范圍內(nèi)變化。
由于由探測器陣列110發(fā)送的超聲波的傳播速度是有限的，當(dāng)在一個(gè)明顯短于該其中射束方位角θ變化的周期的周期內(nèi)，射束方位角φ由直線ac變化到直線ab時(shí)，按照位置P→P1，位置Q→Q1,…位置R→R1的次序沿著圖4中所示的曲線同時(shí)射束方位角θ維持在所需的數(shù)值上，可以探測在水面下是否出現(xiàn)魚鮮。應(yīng)指出，分別連接位置P和P1、位置Q和Q1，…位置R和R1的曲線可以按照以將船身中心用作原點(diǎn)的同心圓弧處理。然而該曲線嚴(yán)格意義上并不是圓弧，因?yàn)?，?dāng)該射束方位角φ由直線ac側(cè)向直線ab側(cè)變化時(shí)，超聲波也是均勻傳播的。在射束方位角θ改變之后，重復(fù)上述控制操作。
如上所述，當(dāng)兩個(gè)(一般地說，為若干)1D探測器陣列以固定方式附著到船身上，它們的探測器排列方向彼此交叉以及一個(gè)專用于發(fā)送另一個(gè)用于接收時(shí)，就可以在未移動(dòng)船S的情況下接收以超聲波形式的各種與在水面下的3D空間相關(guān)的信息。應(yīng)指出，雖然通過利用一按2D方式用窄射束對3D空間掃描的2D探測器陣列可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，但按照上述方式使用1D探測器陣列可以簡化并降低該裝置的規(guī)模。
參閱圖1，上述的3D掃描操作(裝置)涉及探測器陣列110、111，移相器電路121,131，發(fā)送器122，接收器132和控制器170。具體地說，包含一或多個(gè)處理器和外圍電路的控制器170指令發(fā)送器122按照預(yù)定的周期產(chǎn)生發(fā)送的脈沖響應(yīng)于該指令，發(fā)送器122周期性地產(chǎn)生發(fā)送的脈沖，經(jīng)過移相器電路121提供到探測器陣列110。受到發(fā)送的脈沖的激勵(lì)，探測器陣列110向水面下發(fā)送超聲波。另一方面，探測器陣列111接收通過水中實(shí)體到達(dá)的超聲波，并將接收的超聲波變換為電信號，經(jīng)過移相器電路131提供到接收器132。接收器132對接收信號進(jìn)行檢測和解碼，以此檢測它的幅值?？刂破?70以與在發(fā)送器122中產(chǎn)生發(fā)送脈沖同步的方式控制關(guān)于構(gòu)成移相器121、131的各自移相器的移相。按照上述配置，實(shí)現(xiàn)在圖4和5中所示的3D掃描。
應(yīng)注意，用于控制移相的控制信號由控制器170提供到移相器電路121，131，或者一個(gè)關(guān)于射束方位角θ或φ的指令可以由控制器170提供到移相器電路121,131，以便移相器電路121,131將該指令變換為與移相相關(guān)的控制信號。此外，射束方位角θ和φ可以按微小角度步進(jìn)式地變化，或者可以連續(xù)地變化。
(3)光線跟蹤通常，當(dāng)與在水面下的某點(diǎn)相關(guān)連的由接收器132檢測的接收超聲波的幅值處在一預(yù)定的或更大的電平時(shí)，就可以確定在該點(diǎn)有不可忽略的反射標(biāo)的物，例如魚群。此外，由圖4和5可以明顯看出，由接收器132檢測的幅值是以與按船身用作原點(diǎn)的3D極座標(biāo)相一致的方式表示的。以與3D極座標(biāo)相一致的方式說明魚群是否存在，密度和規(guī)模的幅值信息，在A/D變換器140中將模擬信號變換為數(shù)字信號，并在控制器170的定時(shí)控制之下存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器141中。最好，緩沖存儲(chǔ)器141具有的容量能夠存儲(chǔ)與一弧形曲線(線段P-P1等，如圖5中所示)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。
將存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器141中的數(shù)據(jù)寫入到圖像顯示器160中，該存儲(chǔ)器是一個(gè)用于提供與顯示器180的屏幕相對應(yīng)的2D存儲(chǔ)器空間的存儲(chǔ)器。根據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器160中的數(shù)據(jù)，按照光柵掃描式裝置實(shí)現(xiàn)的例如CRT,LCD的顯示器180顯示圖像。例如，存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器160中的數(shù)據(jù)表明具有大的幅值，則顯示紅色圖像。與之相似，對于表明具有小的幅值的數(shù)據(jù)以及對于表示具有小得多的幅值的數(shù)據(jù)，將分別顯示黃色和藍(lán)色的圖像。換句話說，將根據(jù)幅值即代表魚群密度的幅值顯示圖像。
在控制器170的控制之下由光線跟蹤器150產(chǎn)生用于將短時(shí)存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器141中的數(shù)據(jù)寫入圖像存儲(chǔ)器160中的寫地址。于是，通過按一寫地址操作，關(guān)于3D極座標(biāo)系統(tǒng)的3D數(shù)據(jù)可以變換為與顯示器180的屏幕相適合的2D數(shù)據(jù)。在本申請中這稱之為“光線跟蹤”。
圖6概念性地表示光線跟蹤處理過程的內(nèi)容。參閱圖中上左部，表示要由魚群搜索器掃描的3D空間A(或其一部分)，更具體說，是由裝在船S的船身a上的探測器陣列110、111掃描。通過對空間A掃描得到的接收信號可以識別為如在圖的下左部所示的微小體積空間A1的集合，當(dāng)各空間利用A/D變換器140數(shù)字化時(shí)被識別。每個(gè)微小體積的空間A1是由按將船身用作中心的兩個(gè)弧形段(在圖中為Q、Q1)限定的。即，在某一時(shí)間短時(shí)存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器141中的數(shù)據(jù)是與沿著同一同心的弧形曲線Q-Q1排列的若干微小體積的空間A1相關(guān)的數(shù)據(jù)，即與3D極座標(biāo)系統(tǒng)相一致的離散數(shù)據(jù)。
參閱附圖的右側(cè)，其表示在顯示器180的屏幕中的假想位置和觀看者的視點(diǎn)的假想位置相對于空間A的相互關(guān)系。應(yīng)指出，在這里所使用的“觀看者”術(shù)語意指關(guān)于光線跟蹤處理的假設(shè)的使用人，其等于觀看屏幕的假想的人。如在圖中所示，在光線跟蹤過程中，假設(shè)顯示器180中的假想屏幕位于在空間A和觀看者的視點(diǎn)的假想位置V之間。
如由位置V觀看該掃描空間A，將要顯示的即投影到假想的屏幕上的信息可以顯示到顯示器180的實(shí)際屏幕上，該實(shí)際屏幕是使用人以實(shí)像形式看見的，由假想的位置V觀看的空間A的狀態(tài)(例如魚群是否存在)。在這一實(shí)施例中的光線跟蹤處理是用于將作為與微小體積的空間A1相關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合的和以與3D極坐標(biāo)系統(tǒng)相一致的方式表示的數(shù)據(jù)變換為投影到2D假想屏幕上的圖像，使得在該掃描空間A中的狀態(tài)以三維方式顯示在顯示器180中的實(shí)際2D屏幕上。
如上所述，在這一實(shí)施例中，與出現(xiàn)在水面下的掃描空間A相關(guān)的信息可以按照3D擴(kuò)展和深度的圖像顯示在2D屏幕上，即使該接收信號基本上按照與3D極座標(biāo)系統(tǒng)(即已按常規(guī)方式用在其它技術(shù)領(lǐng)域的在光線跟蹤處理中不能被處理的座標(biāo)系統(tǒng))相一致的方式表示。這樣就能得到對于使用人為高可用性的裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明，有船運(yùn)動(dòng)有關(guān)的信息例如速度或單位時(shí)間運(yùn)動(dòng)距離或者裝有本發(fā)明的魚群搜索器的船S的傾斜度利用運(yùn)動(dòng)檢測器200進(jìn)行檢測和輸入，該檢測器包含GPS、羅盤儀、航速計(jì)或其它類似裝置；使得在光線跟蹤處理中將該信息作為船身移動(dòng)即掃描空間A的原點(diǎn)移動(dòng)(信息)使用。具體地說，對在光線跟蹤處理中使用的原點(diǎn)信息進(jìn)行校正，或由圖像存儲(chǔ)器160讀出是受控的，使得圖像可以在顯示器180的屏幕上滾動(dòng)顯示。因此，即使當(dāng)船S運(yùn)動(dòng)時(shí)，在顯示器180的屏幕上顯示的圖像所受擾動(dòng)可以降低。
再者，在本發(fā)明中，如果提出要求，在對空間A掃描的過程中，在要在其中已寫入不同數(shù)據(jù)的圖像存儲(chǔ)器160上的地址寫入數(shù)據(jù)時(shí)，光線跟蹤器150禁止在該地址再寫入，因此防止寫入的數(shù)據(jù)被重寫或者損失。按照這種配置，可以顯示所有得到的與沿由位置V觀看時(shí)的相同方向的若干位置有關(guān)的數(shù)據(jù)中的起始得到的數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)關(guān)于存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器160中的每一數(shù)據(jù)項(xiàng)的深度信息(由位置V到對應(yīng)的微小體積的空間A1的距離)或者保持在光線跟蹤器150或圖像存儲(chǔ)器160中，其它的處理可以利用該存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行。例如，如果在掃描該空間A的過程中，如果要在其中已寫入不同數(shù)據(jù)的地址處寫入，光線跟蹤器150檢測與在該地址的要寫入數(shù)據(jù)相關(guān)的微小體積的空間A1相對于位置V比與已寫入在該地址的數(shù)據(jù)相關(guān)的微小體積的空間A1是更遠(yuǎn)還是更接近，或者禁止或者允許在該地址寫入，以便使與更接近微小體積的空間A1相關(guān)的數(shù)據(jù)被保留存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器160中。應(yīng)指出，倘若與較遠(yuǎn)的微小體積的空間A1相關(guān)的數(shù)據(jù)表明具有較大的幅值，光線跟蹤器150禁止或者允許寫入，以便關(guān)于較遠(yuǎn)空間A1的數(shù)據(jù)被保留存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器160中。另外，如果在掃描空間A1的過程中，提出要求要在其中已寫入不同數(shù)據(jù)的地址處寫入數(shù)據(jù)，光線跟蹤器150通過計(jì)算將在該地址要寫入的數(shù)據(jù)和已寫入的數(shù)結(jié)合，以便在該地址寫入該結(jié)果(數(shù)據(jù))。這樣就能實(shí)現(xiàn)沿由位置V起的光線各接收數(shù)據(jù)的結(jié)合，因而，顯示根據(jù)沿深度方向的密度調(diào)制的魚群F的圖像。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然在圖6所示的實(shí)例中視點(diǎn)V位于在空間A這一側(cè)，但視點(diǎn)V可以位于在水面之上。按照后一安排，與當(dāng)由船上觀看水面下方時(shí)投影到水面上的圖像相似的圖像，或沿一所需平面的空間A的斷面圖像可以顯示在顯示器180的屏幕上。特別是，按照位于在相對于水平的豎直線上的視點(diǎn)，與當(dāng)由船上觀看直接位于水面下時(shí)可以看到的水面上的投影圖像相類似的圖像，或者按所需水深的相對于水平面的斷面圖像可以顯示在顯示器180的屏幕上。即，根據(jù)本發(fā)明，能夠更接近與使用人的要求一致。
(4)旋轉(zhuǎn)處理圖7表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的魚群搜索器的主要元件。在這一實(shí)施例中，設(shè)有一數(shù)據(jù)庫190，用于在至少一個(gè)掃描周期(即由對空間A掃描的一個(gè)周期的起到止的一段時(shí)間)的過程中，保存已寫入到緩沖存儲(chǔ)器141中的數(shù)據(jù)。光線跟蹤器150連接到用于使用人操作的操作部分，以便使用人通過操作該操作部分191指令光線跟蹤器旋轉(zhuǎn)、放大或縮小顯示的圖像，即改變圖6中的位置V。響應(yīng)于這一指令，光線跟蹤器150利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫190中的數(shù)據(jù)更新圖像存儲(chǔ)器160的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因而更新在顯示器180的屏幕上顯示的圖像。例如，當(dāng)形成一旋轉(zhuǎn)所顯示的圖像時(shí)，在由于旋轉(zhuǎn)顯示的圖像將由其它部分掩蔽的部分上的數(shù)據(jù)由在圖像存儲(chǔ)器160中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中刪除。由于旋轉(zhuǎn)的結(jié)果已被掩蔽和將要出現(xiàn)的部分上的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫190中讀出，以便寫入圖像存儲(chǔ)器100中，在其它部分上的數(shù)據(jù)被指定滾動(dòng)換幀處理。按照這種配置，使用人可以按要求確定視點(diǎn)位置V，以便由其按不同角度觀看魚群F的圖像。
(5)在發(fā)送和接收時(shí)共用的探測器陣列圖8表示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的魚群搜索器中的主要元件。在這一實(shí)施例中，探測器陣列110不僅用于發(fā)送而且還用于接收超聲波。此外，由探測器陣列110接收的接收信號在移相器電路121中進(jìn)行移相，在接收器123中進(jìn)行檢測和解調(diào)，并與來自接收器132的輸出一起提供到處理器133。處理器133計(jì)算來自接收器123和132的輸出的積并將該結(jié)果提供到A/D變換器140。
因此，在本實(shí)施例中能夠得到比在第一和第二實(shí)施例中更窄的接收射束。即，由于探測器陣列110的發(fā)送定向性和接收定向性的結(jié)合導(dǎo)致形成比在圖3中的射束寬度B1更窄的射束寬度，結(jié)合的較窄的射束寬度和探測器陣列111的接收輸出之間的結(jié)合，將導(dǎo)致形成更窄的射束寬度。具體地說，來自位于在平面ade的和由圖4中的直線位移的聲源的噪聲即由其發(fā)動(dòng)機(jī)或推進(jìn)器引起的噪聲，或者由于其它船引起的航行噪聲不大可能會(huì)出現(xiàn)在需輸出到A/D變換器140的數(shù)據(jù)中。此外，較窄的接收射束寬度能實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。在不擴(kuò)大構(gòu)成探測器陣列110、111的探測器的規(guī)模的情況下，換句話說，在不增加成本或降低航行速度的情況下，可以實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)，即防止噪聲和提高分辨率。另外，可以這樣構(gòu)成處理器133，如果不損害窄接收射束寬度的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)行不同于僅用于相乘的任何處理。
權(quán)利要求
1.一種魚群搜索器，包含--掃描器，用于利用由船身發(fā)送的定向超聲波對水下區(qū)域進(jìn)行掃描，以獲得代表在該區(qū)域魚群是否出現(xiàn)、其密度和規(guī)模的接收數(shù)據(jù)，該接收數(shù)據(jù)以與利用船身作為原點(diǎn)的3D極座標(biāo)系統(tǒng)相一致的方式表示；--光線跟蹤器，用于對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行光線跟蹤處理，以便在顯示器的屏幕上顯示一個(gè)與當(dāng)由一假想視點(diǎn)觀看該區(qū)域時(shí)將看到的圖像相類似的圖像；以及顯示器，根據(jù)進(jìn)行了光線跟蹤處理的接收處理在其2D屏幕上顯示代表在該區(qū)域內(nèi)的魚群是否出現(xiàn)、其密度和規(guī)模的3D圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魚群搜索器，其中該搜索器包含第一探測器陣列，以固定方式附著在船身上，在來自外側(cè)的控制下產(chǎn)生一其在與水平交叉的第一平面上的力位角θ是可變的射束，該射束在與水面和第一平面交叉的第二平面上呈扇形；第二探測器陣列，以固定方式附著在船身上，它的探測器排列方向與第一探測器的探測器排列方向交叉，在來自外側(cè)的控制下產(chǎn)生一其在第二平面上的方位角φ是可變的射束，該射束在第一平面上呈扇形；發(fā)送器/接收器，用于使第一探測器陣列按預(yù)定時(shí)間安排向水中群體發(fā)送超聲波，和用于向光線跟蹤器提供已通過該水中群體發(fā)送和由第二探測器陣列接收的超聲波相關(guān)的作為接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)；射束發(fā)送方向控制器，用于對與每個(gè)構(gòu)成第一探測器陣列的探測器相關(guān)的信號進(jìn)行移相，以此在預(yù)定的角度范圍內(nèi)改變該方位角；及射束接收方向控制器，用于對與每個(gè)構(gòu)成第二探測器陣列的探測器相關(guān)的信號進(jìn)行移相，以此在其中改變方位角θ的大小和超聲波的傳播距離維持在預(yù)定微小數(shù)值變化范圍內(nèi)的短時(shí)間段的過程中，在預(yù)定角度范圍內(nèi)反復(fù)改變方位角φ。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的魚群搜索器，其中的發(fā)送器/接收器包含控制器，用于使第一探測器陣列按照預(yù)定的時(shí)間安排向水中群體發(fā)送超聲波，及處理器，用于按照實(shí)現(xiàn)較窄接收射束寬度的方式將第一探測器陣列的接收輸出和第二探測器陣列的接收輸出相結(jié)合，以產(chǎn)生接收數(shù)據(jù)提供到光線跟蹤器，以此，第一探測器陣列發(fā)送和接收超聲波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魚群搜索器，其中光線跟蹤器將利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)寫入與顯示器的屏幕相對應(yīng)的2D存儲(chǔ)器空間，以及控制關(guān)于該存儲(chǔ)器空間的寫入地址，以便將與該空間相關(guān)的接收數(shù)據(jù)以代表與當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看該空間時(shí)將看到的圖像相類似的圖像的2D數(shù)據(jù)的形式寫入到該存儲(chǔ)空間內(nèi)，及顯示器，根據(jù)在該存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在其屏幕上顯示代表魚群是否出現(xiàn)，其密度和規(guī)模的圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的魚群搜索器，其中當(dāng)沿相同的方向存在一與要寫入存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置時(shí)，當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看時(shí)由于與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置處在該位置，禁止向該存儲(chǔ)器空間寫入，以防止已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)被重寫或丟失。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的魚群搜索器，其中即使當(dāng)沿相同的方向存在與要寫入存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置時(shí)，當(dāng)由假想的觀看點(diǎn)觀看時(shí)，由于與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置已處在該位置，倘若與要寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置比該已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置更接近假想的視點(diǎn)時(shí)，允許寫入該空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的魚群探測器，其中按計(jì)算方式將要寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)結(jié)合到該已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)，以及當(dāng)沿相同的方向存在與要寫入到該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置時(shí)，當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看時(shí)由于與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置處于該位置，結(jié)合的數(shù)據(jù)按與已寫入到與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的地址寫入。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的魚群搜索器，還包含數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)，一裝置，用于當(dāng)使用人指令改變假想的視點(diǎn)時(shí)，響應(yīng)于該指令旋轉(zhuǎn)在顯示器的屏幕上顯示的圖像和用于當(dāng)利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中保存的數(shù)據(jù)補(bǔ)充在該存儲(chǔ)器空間中缺少的數(shù)據(jù)同時(shí)，校正該存儲(chǔ)器空間的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的魚群搜索器，其中光線跟蹤器將通過利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)寫入到與顯示器的屏幕相對應(yīng)的2D存儲(chǔ)器空間以及控制關(guān)于該存儲(chǔ)器空間的寫入地址，以便以代表與當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看該空間時(shí)將看到的圖像相似的圖像的2D數(shù)據(jù)的形式將與該空間相關(guān)的接收數(shù)據(jù)寫入到該存儲(chǔ)器空間中；以及顯示器，根據(jù)在該存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在其屏幕上顯示代表魚群是否出現(xiàn)、其密度和規(guī)模的圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的魚群搜索器，其中當(dāng)沿相同的方向存在與要寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置時(shí)，當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看時(shí)，由于與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置處在該位置，禁止寫入該存儲(chǔ)器空間，以防止已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)被重寫和丟失。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的魚群搜索器，其中即使當(dāng)沿相同的方向存在與要寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置時(shí)，當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看時(shí)由于與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置處于該位置，倘若與要寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置比與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置更接近于假想的視點(diǎn)，允許向該存儲(chǔ)器空間寫入。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的魚群搜索器，其中將要與入到該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)按計(jì)算方式結(jié)合到已寫入到已寫入該存儲(chǔ)器空間內(nèi)的數(shù)據(jù)以及當(dāng)沿相同的方向存在與要寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的位置時(shí)，當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看時(shí)，由于與已寫入該存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)的位置處于該位置，按與已寫入存儲(chǔ)器空間的數(shù)據(jù)相關(guān)的地址寫入結(jié)合的數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的魚群搜索器，還包含數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)，一裝置，用于當(dāng)使用人指定改變假想的視點(diǎn)時(shí)，響應(yīng)于該指令旋轉(zhuǎn)顯示器的屏幕上的圖像和用于在利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中保存的數(shù)據(jù)補(bǔ)充在該存儲(chǔ)器空間內(nèi)缺少的數(shù)據(jù)的同時(shí)校正該存儲(chǔ)器空間的存儲(chǔ)參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魚群搜索器，還包含運(yùn)動(dòng)探測器，用于探測船的運(yùn)動(dòng)，其中隨著3D極座標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)相對于利用掃描器得到的接收數(shù)據(jù)移動(dòng)時(shí)，光線跟蹤器反映該在光線跟蹤處理過程中檢測的運(yùn)動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魚群搜索器，其中按照其中將假想的視點(diǎn)設(shè)在水面上方的安排，光線跟蹤器在顯示器的屏幕上顯示圖像，即按一所需的平面通過對水面下的該空間取截面得到的圖像，或與當(dāng)由船上向水面下觀看時(shí)投影到水面的圖像相同的圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的魚群搜索器，其中按照其中將假想的視點(diǎn)設(shè)在與水面垂直的直線上的安排，光線跟蹤器在顯示的屏幕上顯示當(dāng)由船上觀看直接位于下方的水面時(shí)將看到的水面投影圖像，或與通過按照所需水深處的水平面對該空間取斷面得到的圖像相似的圖像。
17.一種用于搜索水中目標(biāo)的裝置，包含掃描器，用于利用由船身發(fā)送的定向超聲波對水下區(qū)域進(jìn)行掃描，以便得到包含在該區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)的特征信息的接收數(shù)據(jù)，該接收數(shù)據(jù)以與利用船身作為原點(diǎn)的3D極座標(biāo)系統(tǒng)相一致的方式表示；光線跟蹤器，用于根據(jù)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行光線跟蹤處理，以便在顯示器的屏幕上顯示與當(dāng)由假想的視點(diǎn)觀看該區(qū)域時(shí)將看到的圖像相類似的圖像；以及顯示器，根據(jù)已進(jìn)行光線跟蹤處理的接收數(shù)據(jù)，在其屏幕上顯示代表在該區(qū)域中的目標(biāo)的特征信息的3D圖像。
全文摘要
一種具有在船身上豎直排列的兩個(gè)1D探測器陣列的魚群搜索器。每個(gè)1D探測器陣列產(chǎn)生一在與沿探測器排列方向的平面平行的平面上具有窄的寬度且在一與該平面交叉的平面上呈扇形的射束。通過利用第一1D探測器陣列的扇形射束朝在第一平面上的目標(biāo)發(fā)送并由其接收超聲波,并通過利用第二1D探測器陣列的扇形射束由與第一平面垂直的第二平面接收超聲波。在第一1D探測器陣列的射束方向逐漸變化時(shí),第二1D探測器陣列的射束方向快速變化,得到關(guān)于水面下的3D空間的信息。對所得到的信息進(jìn)行光線跟蹤處理,用以在2D屏幕上顯示3D圖像。這種配置方案能更快地探測魚群。
文檔編號G01S15/96GK1234510SQ9910625
公開日1999年11月10日 申請日期1999年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月31日
發(fā)明者關(guān)根兆五 申請人:日本無線株式會(huì)社