A Study of Acoustic Lens for Imaging Target Object Using Ocean Ambient Noise

利用海洋环境噪声对目标物体成像的声透镜研究

• 批准号: 21360440
• 负责人: MORI Kazuyoshi
• 金额: $ 12.31万
• 依托单位: 防衛大学校
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360440/
• 关键词: 海洋科学; 海洋工学; 海洋探査; 音響レンズ; 海中周囲雑音; 物体映像化; 沿岸域生物雑音

Ambient noise imaging(ANI) is the novel idea to utilize natural ocean ambient noises positively. We designed and fabricated an aspherical lens with an aperture diameter of 1.0 m to develop a prototype system for ANI. It was also verified that this acoustic lens realizes a directional resolution, which is a beam width of 1 degree at the center frequency of 120 kHz over the field of view from-7 to+7 degrees. The sea trial of silent target detection using the prototype ANI system was conducted under only natural ocean ambient noise at Uchiura Bay, in November of 2010.We proposed a classification method to extract transients of only target scatterings from many transient noises. By analyzing transients extracted as target scatterings, it was verified that the power spectrum density levels of the on-target directions were greater than those of the off-target directions in the higher frequency band over 60 kHz. These results showed that the targets are successfully detected under natural ocean ambient noise, mainly generated by snapping shrimps.

环境噪声成像（ANI）是积极利用自然海洋环境噪声的新思想.我们设计并制作了一个非球面透镜的孔径直径为1.0米，开发了一个原型系统的ANI。还验证了该声透镜实现了方向分辨率，其是在从-7度到+7度的视场上在120 kHz的中心频率处的1度的波束宽度。2010年11月在内浦湾进行了纯自然海洋环境噪声条件下的无声目标检测试验。提出了一种从多个瞬态噪声中提取纯目标散射瞬态的分类方法。通过分析作为目标散射提取的瞬态，它被验证，在目标方向的功率谱密度水平大于那些在60 kHz以上的较高频带的目标方向。实验结果表明，该方法能够在自然海洋环境噪声（主要是虾类噪声）下成功地检测出目标。

项目成果

Design and Convergence Performance Analysis of Aspherical Acoustic Lens Applied to Ambient Noise Imaging in Actual Ocean Experiment

非球面声学透镜应用于实际海洋实验环境噪声成像的设计及收敛性能分析

• DOI: 10.1143/jjap.50.07hg09
• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: K. Mori;H. Ogasawara;T. Nakamura;T. Tsuchiya;and N. Endoh
• 通讯作者: and N. Endoh

横須賀走水港におけるインパルス性生物雑音の音源測位

横须贺桥水港脉冲生物噪声声源定位

• 发表时间: 2010
• 作者: 加田春樹;淡路圭祐;新里幸宏;上村清二;森和義;小笠原英子;中村敏明
• 通讯作者: 中村敏明

周囲雑音イメージングの実海域試験に向けた音響レンズの設計

用于环境噪声成像实海测试的声学透镜设计

• 发表时间: 2010
• 作者: J. Kawanaka;H. Furuse;D. Albach;Y. Takeuchi;A. Yoshida;T. Kawashima;H. Kan;Kousuke Okazaki;李 光鎬・松島 潤;和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行
• 通讯作者: 和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行

Design of Acoustic Lens Beamformer for Ambient Noise Imaging and Preliminary Results of Target Detection in Actual Ocean Trial Using Prototype System

环境噪声成像声透镜波束形成器设计及原型系统实际海洋试验中目标检测的初步结果

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proceedings of 4th Conference of Underwater Acoustic Measurement
• 作者: K. Mori;H. Ogasawara;T. Nakamura;T. Tsuchiya;and N. Endoh
• 通讯作者: and N. Endoh

音響レンズを用いた周囲雑音イメージングにおけるターゲット散乱波の分類手法に関する基礎的研究

声透镜环境噪声成像中目标散射波分类方法的基础研究

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Eto;H. Asanuma;M. Adachi;M.Saeki;K. Aoyama;H. Ozeki;M. Haring;森和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行
• 通讯作者: 森和義,小笠原英子,中村敏明,土屋健伸,遠藤信行