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小型ステレオ超音波受信装置を用いた物体との相対位置を連続して測定する方法 新技術説明会

国内特許コード P07A010641
掲載日 2007年10月4日
出願番号 特願2005-369121
公開番号 特開2007-170989
登録番号 特許第4811916号
出願日 平成17年12月22日(2005.12.22)
公開日 平成19年7月5日(2007.7.5)
登録日 平成23年9月2日(2011.9.2)
発明者
  • 赤松 友成
出願人
  • 国立研究開発法人水産研究・教育機構
発明の名称 小型ステレオ超音波受信装置を用いた物体との相対位置を連続して測定する方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】小型で軽量の超音波受信装置、特に水中を遊泳する動物に直接装着することが可能な小型で軽量の超音波受信装置を提供すること。
【解決手段】CPU、帯域通過フィルタ、アナログデジタル変換器、メモリからなる回路、及び駆動用電池を防水ケース内に収納し、2個のハイドロホンを前記防水ケース内のCPUと接続し、前記メモリの一部に格納したプログラムソフトにより前記2個のハイドロホンで受信した音声信号を前記CPUで処理し、その振幅と時刻をメモリに記録するよう構成する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


電波を用いたGPSが利用できない水中での物体の位置測定には、音波が利用される。
水中の物体それ自体が音波を発生しない場合は外部から音波を物体に照射し、その反射音を計測するアクチブソーナーが使用され、物体が発音体である場合には、音源が放射している水中音響信号を受信するパッシブソーナーが使用され、物体までの距離が測定される。
アクチブソーナーはその目的により、伝播損失の少ない低周波を用い数十km離れた潜水艦を探知するものから、数百kHzの高周波を用い目標物体の形状を認識するものまで、多くの種類が、防衛分野、海洋開発分野で実用化されているが、送受信設備を必要とするので大型化し、目標物体が発信される音波を検知してしまうという問題がある。
これに対し、パッシブソーナーは、相手に悟られることなく目標の監視・探索を行うことができ、主として軍事用利用の面で発達してきたが、最近では海底火山活動や地震の監視、生物の鳴音の観察などの分野で活用されている。しかしながら、パッシブソーナーでは受信した音響信号の複数のハイドロホンへの到達時間差から水中位置を解析するため、陸上局と接続する海底ケーブルを設置したり、測定船にハイドロホンアレイを設置したり、受信した音響信号を電波で伝送する手段が必要となる。
このように水中での物体の位置を計測するためには、通常、大規模な音響送受信システムを必要とした。



ところで、水中を遊泳する動物の位置を測定するため、小型の超音波発信器(ピンガー)を動物に装着し、船舶などでこれを追跡しながら測定するバイオテレメトリは、特定の対象について詳細な生態的情報をうることができ、従来から広く採用されている。標識音のみのピンガーの例では半径8.5mm、長さ33mm、寿命10日間程度のものが実用化されている(非特許文献1)が、検知レベルは30mから500mであり、この範囲内で船舶が追跡可能な動物に限られ、また超音波に敏感な動物では標識音により動物の行動が変化し、音圧レベルによっては威嚇反応が認められるという問題があった。また、群れで遊泳する動物の相対位置を測定するには、すべての動物にピンガーを装着する必要があり、しかも群れの離合が生じた場合、一艘の追跡船ですべての動物の位置を追跡することは事実上不可能であった。



一方、水中を遊泳する動物からの生物音波を受信し、その位置や深度を計測する方法も
提案されている(特許文献1)が、大型のブイを利用するもので、動物に直接装着できる
ような小型の超音波受信装置は知られていない。
【特許文献1】
特表平5-509404号公報
【非特許文献1】
音響学会編「海洋音響の基礎と応用」成山堂書店、平成16年4月28日発行

産業上の利用分野


本発明は、ハイドロホンを2個備えた小型ステレオ超音波受信装置及びそれを用いる水中物体の相対的位置を測定する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
CPU、帯域通過フィルタ、アナログデジタル変換器、メモリからなる回路、及び駆動用電池を防水ケース内に収納し、2個のハイドロホンをケース内の前記回路と接続し、前記メモリの一部に、ハイドロホンで受信した音声信号を前記CPUで処理して、その振幅と時刻をメモリに記録するプログラムソフトを格納した装置、及び該装置を測定位置に所定時間固定する手段及び該装置を水面に浮上させる手段を備える小型ステレオ超音波受信装置を、水中遊泳動物に装着し、当該動物と近接して存在する音を発生する物体との相対位置を連続して測定する方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005369121thum.jpg
出願権利状態 登録


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