GARMIN魚探革命 2015年現在 各社の魚探のテクノロジーは近年大幅に進化しています。 GARMINが世界に先駆けてリリースしている発信振技術 受信技術 識別技術についてご紹介いたします 振技術 受信技術 識別技術この中ではどれが重要なのか？ レーダーの世界をひも解いてみるとわかるのですが、実は超音波や電波の送信方法は1970年代で完成しています。その後40年間かけて進化したのはその反射エコーを解析して識別するソフトウエアの技術でした。 発振技術においては 魚群探知機の魚群識別技術についてはまだまだ改善の余地が残されている中、大きな革命が起きたのが2012年です 「我々はHD-ID技術によって どうやって出力を上げたのか？ 魚群識別技術です。 高画質化と大パワー化はこれまでも各社が進めてきました。 短パルス→連続可変周波数連続波(ブロードバンド化）→ステップCHIRP方式→スイングCHIRP方式と進化してきました。 しかし大きな疑問が生じていました 高画質化+大パワー化＝釣果の増大につながるのか？
つまり魚を「identify」見分ける.識別することと比例します 魚を見分ける「identify」をどうしたらできるか？ GARMINが出した 送信回路でも受信回路でもない GARMINの考えはシンプルです。 識別能力を上げてから 《色で識別 HD-ID カラーゲイン》 カラーゲイン機構は、どのレベルの信号から色分けするかを決定する機構です。医療機器の分野では超音波エコーで使われる画像処理認識技術の一種ですこの機構によって、患部を違う色で表現したりします。 実例：カラーゲインで底質識別 |
比較的 硬い底質の海底に魚がいます |
■硬い底質の上に■砂■泥が乗っていることがわかります 実例：カラーゲインで底質識別 イカを識別 イカは魚群探知機には映らないといいますがHD-ID技術搭載の魚探は全く無調整AUTOの状態で映ります |
上記写真ではHDテクノロジーで高画質化していますのでAUTO相当イカが映っています |
さらにここでカラーゲインをあげて弱い反応と強い反応の差が出るメイリハリある画像にするともっと簡単にイカが識別できる表現になりました。
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《識別技術の革命 HD-ID》 300m測深できる魚群探知機と 極論いうと300W50khzであれば水深1000mにだって超音波は届きます。 但し、反射エコーは小さくノイズに埋もれてしまっていて 300mで釣れる魚群探知機の違いはパワーや発信方法ではなく 小さな信号を増幅する受信増幅技術+表示識別技術＝高画質技術が違っています この高画質技術はディープの釣りに非常に重要です 《高画質拡大で識別》 縦600ドットなら300m÷600ドット＝0.5 そこで活躍するのがこのRAWズーム ズームしても画像が荒くならない 他社下位モデルでは300M下の魚群をズームした場合4倍程度のデジタルズームです RAWズームを持つモデルでは 底から3mの画像を600ドットの縦ピクセルにキャッシュされているRAWデータから新たに再描画します。 300m届くライフルでも300m先のターゲットが見えるスコープがなければ狙い撃ちできません ディープの魚を狙い撃ちする高倍率高画質スコープ |
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RAWデータズームでヤリイカを簡単に発見 基本的に映りにくいイカ そして中でもヤリイカは海底付近にいるので魚探に映りにくいといわれてきましたが、 サバやアジなどツノヒットする魚がいないので手返しよく釣れて釣果が伸びます。 イカをたくさん釣るキモはイカだけの群れを選んで釣ることです。 |
この群れにはアジなどが混じっていてツノにアタックするので手返しが悪くなります アジは■や■で出ています |
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《ノイズと魚を分離識別 ヒストグラム自動補正》 カメラの液晶画面や、画像加工ソフトなどで、写真とともに現れるグラフのようなものを見たことはありますか？ 必要な信号だけをぬきだして増幅する伸長化をコントロールしするカラーゲインは識別能力 測深能力を大幅に向上させています ■ヒストグラム自動補正の効果 高画質化のための重要な機能にノイズを消すことがありますがこれまでのノイズフィルターをかけると画質が劣化していました。 ■ヒストグラム自動補正の効果 魚群の分離が容易に |
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《どの水深 船速でも識別 ノンリニアLOGアンプ》 その結果 100mで見えた海底に張り付くベイト、微妙な低質といった違いが同じ色で200mでもAUTOで調整なしに見えます。微細な感度設定を自動で水深に応じて行い、自己補正する。これがHD-IDノンリニアLOGアンプです。
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■ノンリニアLOGアンプの効果 どの水深でも同じ色 ■ノンリニアLOGアンプの効果 どの周波数でも同じ色 ■ノンリニアLOGアンプの効果 どの周波数でもイカが映る |
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《なぜイカは映しにくいのか？HD-ID開発の背景》 「イカには浮き袋がないうえ、体そのものが海水の密度に近い。そのため魚群探知機に反応として映らないケースも多くある」とよく言われています。 また、特にヤリイカの場合海底付近に集中しているために。パルス長が長い魚探はデッドゾーンになって映りませんでした。 そこで考えられたのがデッドゾーンを極小化する短パルスです。 しかし、短パルス発信は ボトムとヤリイカを分離する能力がありましたが、短パルスではエネルギーが小さく 深く到達する50khzではエネルギーが大きくてヤリイカをほとんど透過してしまい受信感度を上げるとノイズに埋もれて ヤリイカを映すには大きなエネルギーと海底付近を映し出す高解像度という相反する発信と 300ｍまで届くエネルギーとボトムから分離する高解像度を考えて従来 一部のプロの間で ヤリイカは周波数120khz 出力は1kw この1-2kw振動子は大きなスルーハルでプレジャーボートに着けるのは至難の業でした。
ではどうしたら映るのか ■発振回路は⊿t極小化スイープブロードバンドが必須 ■受信回路はLOGアンプが必須 イカの体にあたって跳ね返る信号をノイズに埋もれないように増幅する ■画像処理 ヒストグラム補正機能が必須 水深 周波数が違ってもイカが同じ色で表現できるのも強みです ■表示機能 生データから再描画RAWズームが必須 これらの機能をすべて備えるHD-ID回路搭載の魚群探知機はイカをどの水深でも同じ色で映し出します。 |
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■ノンリニアLOGアンプの効果 魚がアーチ状に表示 ガーミンHD-ID技術は、以前のソナー技術よりも優れたターゲットセパレーションで、魚のアーチを表示することができます。一匹一匹分離して表示するためには2つのファクターが重要です、 一つは そして重要なのがターゲットがつぶれない最適感度をどの水深 どの周波数でも得る受信信号増幅回路です。 ブロードバンド化 CHIRP化で超音波の解像度が上がりましたが、受信感度の最適化はマニュアルで行うしかありませんでしたがGARMINは自動最適化して魚群の一匹一匹の表示とアーチでの表示ができています。 HD-IDはCHIRPでなくても魚のアーチを表示することができます。一匹一匹分離して表示することも難なくこなします。 |
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《高画質発信で識別 HD-IDスイープ発信回路》 HD-ID化で200/50KHZ出力500W/PEAK4000wの魚探が700mの測深可能になっています。 その秘密は極小周波数連続可変するスイープ発振回路 HD-IDでは周波数可変周期と周波数可変幅が同クラス他社モデルの1/8-10と小さいために超音波密度を10倍まで高めます ■周波数ステップ可変方式からスイープ方式へ 分解能＝周波数可変時間⊿t/2 底にべったりついた魚を判別できるかどうかは解像度の高いスイープ方式で初めて可能になりました。 解像度と魚群を分けるにはこのスイープ発射が大きな意味を持ちます。 HD-IDモデルはスイープ周波数可変が可能な発射回路です を比べた場合、 |
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■スイープ発信による高解像度化 その結果2.5ｍｍのものから映ります 水深107ｍに着底した5本針仕掛けのイカツノが映っています |
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■スイープ発信による微細反応の顕在化 反射面積が小さい 超音波透過率が高いターゲーットにスイープ発信で連続した反射を得ることができるようになり、微細な反射信号を増幅してもノイズに埋もれない、ノイズ以外を増幅できるLOGAMPを開発し 微細な信号を顕在化して識別する画像識別技術を採用したことで初めて可能になった |
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■可変周波数範囲のワイド化 ワイド化にスイープ化が済んだ発信方式が最強の新方式です。 —-断続波の改良ーーーー 海底付近を映すことが深海でもできるようにピークパワーを引き上げていきましたが限界がありました |
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—-連続波への変革—- 《ステップBB》《ステップCHIRP》 周波数可変方式が階段式に変えるステップ方式 |
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—-ステップからスイープへの変革—- GARMINが自社開発してHD-ID方式に最適化された振動子はスイープHD-IDブロードバンド発射で測深能力 解像度ともにステップ方式CHIRPを上回ります 《周波数可変時間を極小化して高解像度識別 ■スイープHD-IDブロードバンド振動子 GARMIN GT41(600w） |
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HD-IDは発信時にスイープ周波数可変で周波数の可変が細かく極小時間で行っています。その結果超音波密度が向上しています。連続した超音波密度はHD-IDのLOGAMP+画像識別によってクリアに表示されます。CHIRPではないHD-IDスイープブロードバンド50khz(600w)でメーカー発表では700ｍ 実測で600mまで探査できています（600ｍまでしか実証していません 反応を見る限りでは十分に反射エコーが来ています。さらにもっと深く測れそうです）スイープ周波数可変でCHIRP発信をした場合さらに深場を探れます。
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—-シングルコアからマルチコア 多重波への変革—- シングルコアCHIRP振動子では1チャンネルの送受信をしています ■シングルコアCHIRP+HD-IDブロードバンド振動子 800/455khz スイープダウンビューCHIRP
《多重波で識別 HD-IDスイープCHIRP》 マルチコア連続多重スイープ周波数変化CHIRP波 このマルチコアCHIRP振動子を使って多重の周波数をスイープ周波数変化発信する技術です ■発振回路+マルチコアCHIRP専用振動子 GSD26+AIRMAR B265LH（1Kｗ） GSD26+AIRMAR R509LH（3Kｗ） |
| ここで発信方式と周波数可変方式 周波数可変幅を順位付けするとします 《発信方法の変遷》 断続波ロングパルス方式 |
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ガーミンHD-ID技術 の先進性は、魚群探知機の画面表示に偵察衛星や現像処理で採用されている画像処理識別技術を持ち込んだところにあります。 以前の魚群探知機と比べて優れたターゲットセパレーションと魚のアーチと底質やストラクチャーの詳細を表示 識別を改善しています。そして最新のECHOMAPシリーズではこうしたソフトウエアの向上だけでなく振動子とそのコア振動板を新設計しました。 本当においしい魚は森がはぐくむ 最近のモデルチェンジを見ていると本当に性能的に向上して実感として新しくなったと感じられるGPS魚探に巡り合うことは稀です。 本当に良いものは基本パーツやその基礎理論 基本思想という源流域から始めないと作ることはできません。 それには膨大な労力 時間 知恵 経験が必要です ECHOMAPシリーズは魚群探知機の性能を決める振動子設計から始まって送受信回路、画像識別回路とすべてのシステムを最初から構築しました。ソフトの更新やディスプレイを替えただけのNEWモデルではなく本当の意味でのNEWモデルです 最高のパフォーマンスを発揮して誰にでも簡単に振動子を設置できるサイドビューは上位9/7インチに採用 5/4インチモデルにはダウンビューと通常魚探を使用できる 測深性能はサイドビューで300mダウンビューは225m という目標をかなえるためにGARMINは振動子の振動板設計製造過程から構築しました。そしてそのためには過去からの遺産を受け継ぎながらその遺産を捨てる勇気も必要でした。 変化こそ唯一の永遠である。 大きな変化を起こす第一弾になったのがECHOMAPシリーズです。 2015年現在マルチコアCHIRP振動子を自社製造できるのは2社だけです 600W2インチ振動板では性能を発揮できないLO-CHIRP LO-CHIRP方式は最も高いエネルギーを発生する方式ですが、その構造上ブロードバンドよりも広い周波数可変をするために複数の振動板(マルチコア）が必要でLO-CHIRPを発信するには最低4インチの振動口径サイズが必要でした。そのため2インチの1枚振動板ではLO-CHIRPは十分なエネルギーを発信できませんでした。 簡単に取付ができるのは2インチの振動子 世界で最も早く民生用CHIRPを開発した 2インチ600W1枚の振動板で 700mを超える水深を超える探査をするには高エネルギーが必要 トランサムにつける振動子は2インチが限界 2インチでは最高出力は600Wが限界 この複数の限界に挑戦するために GARMINは600Wで2インチ1枚の振動板で発信する場合最も効率が良い方法を検討しました。 連続波でより高いエネルギーを得るには3のアプローチがあります。 より広く周波数を可変する その結果 600Wの40-60KHZをLO-CHIRP発振するより GARMINが出した答えは LO-CHIRPより周波数可変幅が1/2と狭いブロードバンド発信にし、その分振動板を3倍以上高速振動させる方式を採用しました。 新型振動板により こうして開発されたECHOMAP専用設計 新型振動子が HD-ID振動子GT40とGT41です 微細振動 極小周波数可変 極小可変時間に対応するに ■振動子の送受信と送受信回路が最適化されているHD-ID ■水平+垂直スキャンと通常魚探探査ができる これまで2個の振動子でサイド/ダウンビュー通常魚探2周波を行っていたことが1個でまかなえるので、セットアップが大幅にシンプルになります。 GT4XシリーズはスイープHD-IDブロードバンド送受信 GT40浅場用振動子 振動子を替えることで探査深度 発信周波数を替えることができます。狙う魚種 海域 使用するボートによって振動子選択は変わります。振動子の選択を間違うと十分な性能が発揮できませんし、取付工賃もかかります。 フリーダイヤル 0800-200-3866 |
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■垂直スキャンとHD-ID通常魚探探査ができる ECHOMAP92SV 72SVはGT20/21振動子を使うと 水平スキャンをしないならGT2Xシリーをお選びください GT2XシリーズはECHOMAPシリーズで使用した場合 GT20浅場用振動子 800/455/200/77/khz GT21深海用振動子 455/260/200/50khz 500-700m -TMはトランサムマウント という意味があります 振動子を替えることで探査深度 発信周波数を替えることができます |
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《HD-ID化で実用面で変わったこと》 ■高エネルギー密度発射をどの水深でも行うので 《分析精度が向上》 《識別能力が向上》 |
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