JP2005351685A

JP2005351685A - 海中及び海面上における物体の位置測定方法

Info

Publication number: JP2005351685A
Application number: JP2004170727A
Authority: JP
Inventors: Bunji Shigematsu; 文治重松
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】従来、海中における物体の位置、海底に設置された物体の位置、浮上中の物体の位置、海上の物体位置を一連として正確に測定することはできないという欠点があった。
【解決手段】本発明の海中及び海面上における物体の位置測定方法は、海底に設置せしめた物体と、海上の測量船に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受波器との間の距離を超音波により測距する工程を、上記測量船を海上の異なる３箇所に移動して行ない上記物体の座標位置を演算せしめる工程と、海面上に浮上した上記物体の上記測量船からの方位と、測量船までの水平距離を測定し、上記測量船と物体との位置をモニタ画面上に表示する工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は海中及び海面上における物体の位置測定方法、特に海底に設置した計測器等の物体の位置や、海底から海上に浮上中の物体の位置や、海中を移動中のＲＯＶ（水中ロボット）の位置や、海上に浮上した物体の位置を測定する方法に関するものである。

図６は従来のＳＢＬ方式によるＲＯＶ等の物体の位置測定方法を示し、１はＲＯＶ等の物体、２ａはこの物体１に設けた超音波発信器、３は上記物体１を支援するため海面４上に浮かせた測量船、５はこの測量船３の船底に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受信器である。

このＳＢＬ方式の物体の位置測定方法によれば、物体の座標位置を３個の超音波受信器５によって検知でき、これを基として測量船３から有線または超音波で物体１を操縦できるようになる。

また、図７は従来のＬＢＬ方式による物体の位置測定方法を示し、この方法では海底に互いに離間して三角形状に３個の固定超音波受信器６ａ〜６ｃを配置し、この受信器によって物体１の超音波発信器２ａからの超音波を受け、物体１の座標位置を検知するようにしている。

上記のような従来の海中における物体の位置測定方法は例えば特許文献１に示されている。
特開平７−２７０５１９号公報（図９）

然しながら、上記ＳＢＬ方式による位置測定方法では各超音波受信器５の間隔が短いので、深い海底に設置した物体の位置を正確に測定することができない。

また、上記ＬＢＬ方式による位置測定方法では深い海底に設置した上記固定超音波受信器６ａ，６ｂ，６ｃを海底の正確な位置に設置することが困難である。

また、ＬＢＬ方式の場合には音波にマルチパスなどのノイズが乗りやすいという欠点があった。

本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。

本発明の海中における物体の位置測定方法は、海底に設置せしめた物体と、海上の測量船に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受波器との間の距離を超音波により測距する工程を、上記測量船を海上の異なる３箇所に移動して行ない上記物体の座標位置を演算せしめることを特徴とする。

また、本発明の海中及び海面上における物体の位置測定方法は、海底に設置せしめた物体と、海上の測量船に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受波器との間の距離を超音波により測距する工程を、上記測量船を海上の異なる３箇所に移動して行ない上記物体の座標位置を演算せしめる工程と、海面上に浮上した上記物体の上記測量船からの方位と、測量船までの水平距離を測定し、上記測量船と物体との位置をモニタ画面上に表示する工程とを有することを特徴とする。

また、本発明の海中及び海面上における物体の位置測定方法は、海底に設置せしめた物体と、海上の測量船に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受波器との間の距離を超音波により測距する工程を、上記測量船を海上の異なる３箇所に移動して行ない上記物体の座標位置を演算せしめる工程と、海上の第１の位置における測量船から海面上に浮上した上記物体の第１の方位を測定し、上記測量船の第１の位置から上方第１の方位方向に延びる第１の直線をモニタ画面上に表示したままとする工程と、上記第１の方位に対し傾斜した方向に上記測量船を移動せしめ、この移動後の測量船から上記物体の第２の方位を測定し、この移動後の測量船から上記第２の方位方向に延びる第２の直線をモニタ画面上に表して上記第１，第２の直線の交点を上記物体の位置とする工程とを有することを特徴とする。

本発明の海中及び海面上における物体の位置測定方法によれば、海底に設置した物体１の位置、海中の物体の位置、海中を移動中の物体の位置、海上に浮上した物体の位置を精度よく一連に測定可能であるという大きな利益がある。

また、マルチパスなどの影響を軽減して物体の位置を精度良く測定することができる。

また、海上に浮上した物体の位置は電波方位計のみを用いて測定でき、またモニタ画面上に表示させることにより視覚的に位置が分かるようになる。

以下図面によって本発明の実施例を説明する。

本発明においては図１に示すように超音波の送受波器２を有する構造物や計測器等の物体１を海底に設置し、この物体１の位置を計測するために海面４上に電波方位計７と船底に互いに離間して三角形状に配置した１個の超音波の送受波器５ａと、２個の超音波受波器５ｂ，５ｃとを有する測量船３を浮かべ、複数の人工衛星（図示せず）からのＧＰＳ信号とを上記測量船３により受信せしめ、上記測量船３の座標位置を演算し、記憶装置（図示せず）に記憶せしめる。

また、第１の位置にある上記測量船３の送受波器５ａから上記物体１に超音波制御信号を発信し、上記物体１の送受波器２から上記測量船３の各受波器５ａ，５ｂ，５ｃに超音波信号を発信し、上記測量船３の各受波器５ａ，５ｂ，５ｃは夫々これに応じて図２に示すような超音波信号Ｃｈ１〜Ｃｈ３を受信できるものとし、各受波器５ａ，５ｂ，５ｃの受信出力の合成値を受信した時刻と上記物体１に超音波制御信号を発信した時刻との時間差を求めて記憶せしめ、次に上記測量船３を上記第１の位置とは異なる第２の場所に移動し、上記と同様にして測量船３の座標位置と上記受波器５ａ〜５ｃの超音波発信から受信までの時間差を演算して記憶せしめ、更に上記測量船３を上記第１，第２の位置とは異なる第３の場所に移動し、上記と同様にして測量船３の座標位置と上記受波器５ａ〜５ｃの発信から受信までの時間差を演算して記憶せしめ、上記各記憶した座標位置と時間差を用いて従来既知の方法によって海底に設置された上記物体１の位置を演算せしめる。

本発明のこの実施例１においては、図２に示すように上記測量船３の各受波器５ａ，５ｂ，５ｃが夫々受信した超音波信号Ｃｈ１〜Ｃｈ３に誤差信号１３が含まれていても正しい時点で生ずる信号１４の合成信号１５は大きな値となって誤差信号１３から区別できるようになり、マルチパスによる誤差の影響を低減することができるようになる。

また、第１〜第３の位置で形成される大きな三角形による三角測量によれば、水深が大きくても精度の良い計測が可能となる。

次に、海底から浮上し海面近くになった物体１の座標位置を計測する場合には、図３に示すように上記測量船３の上記送受波器５ａから上記物体１に超音波制御信号を発信し、上記物体１の送受波器２から超音波を発信させ、これを上記測量船３の送受波器５ａと、２個の超音波受波器５ｂ，５ｃが受信したときの上記送受波器５ａの発信から上記各受波器５ａ，５ｂ，５ｃの受信までの各時間差から従来既知の方法によって浮上中の上記物体１の位置を演算せしめ、上記物体１の移動に応じて複数回これを繰り返し、上記物体１の軌跡を演算せしめる。

本発明の実施例２においては、図３に示すように海上に浮上した上記物体１の方位を電波方位計７により上記物体１から発せられる電波をキャッチすることで測定し、上記測量船３に設けた超音波距離計などにより測量船３と物体１間の水平距離を測り、上記記憶した上記測量船３の座標位置から上記物体１の位置を演算せしめる。

なお、物体１が超音波の届かない遠方にある場合には上記測量船３の座標位置をＧＰＳ情報により演算し、上記電波方位計７により上記物体１から発せられる電波をキャッチすることによりその方位を計測し、図４に示すように、モニタ画面８上に海上のＸＹ平面を表示せしめ、その中心に上記測量船３の位置９を表示し、その位置９から物体１が存在する方位方向に延びる直線１０を表示せしめたままとする。

次に、上記測量船３を上記計測した物体１の方位に対して約３０度〜４５度の角度の方向に移動せしめ、上記と同様に上記測量船３の座標位置をＧＰＳ情報により演算し、上記電波方位計７により物体１の方位を計測し、図５に示すように、モニタ画面８上のＸＹ平面の中心に上記測量船３の現在位置１１を表示せしめ、その位置１１から物体１が存在する方位に向って延びる直線１２を表示せしめる。このようにすれば移動前の上記測量船３の位置９から延びる直線１０と移動後の測量船３の位置１１から延びる直線１２の交点が上記物体１の位置となる。

上記のように本発明によれば、海底に設置した物体の位置、海中の物体の位置、海中を移動中の物体の位置、海上に浮上した物体の位置を精度よく一連に測定可能であるという大きな利益がある。

また、海上に浮上した物体の位置を電波方位計のみを用いて測定でき、またパソコン画面上に表示させることにより視覚的に位置が分かるようになる。

本発明における海底での物体の位置測定方法の説明図である。図１の物体の位置測定方法で受信された超音波信号の説明図である。本発明の海中における物体の位置測定方法の説明図である。本発明の海面上における物体の位置測定方法に用いるパソコン画面の説明図である。本発明の海面上における物体の位置測定方法に用いるパソコン画面の説明図である。従来の海中における物体の位置測定方法の説明図である。従来の海底における物体の他の位置測定方法の説明図である。

符号の説明

１物体
２送受波器
２ａ超音波発信器
３測量船
４海面
５超音波受信器
５ａ超音波送受波器
５ｂ超音波受波器
５ｃ超音波受波器
６ａ固定超音波受信器
６ｂ固定超音波受信器
６ｃ固定超音波受信器
７電波方位計
８モニタ画面
９位置
１０直線
１１位置
１２直線
１３誤差信号
１４信号
１５合成信号
Ｃｈ１超音波信号
Ｃｈ２超音波信号
Ｃｈ３超音波信号

Claims

海底に設置せしめた物体と、海上の測量船に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受波器との間の距離を超音波により測距する工程を、上記測量船を海上の異なる３箇所に移動して行ない上記物体の座標位置を演算せしめることを特徴とする海中における物体の位置測定方法。
海底に設置せしめた物体と、海上の測量船に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受波器との間の距離を超音波により測距する工程を、上記測量船を海上の異なる３箇所に移動して行ない上記物体の座標位置を演算せしめる工程と、
海面上に浮上した上記物体の上記測量船からの方位と、測量船までの水平距離を測定し、上記測量船と物体との位置をモニタ画面上に表示する工程と
を有することを特徴とする海中及び海面上における物体の位置測定方法。
海底に設置せしめた物体と、海上の測量船に互いに離間して三角形状に配置した３個の超音波受波器との間の距離を超音波により測距する工程を、上記測量船を海上の異なる３箇所に移動して行ない上記物体の座標位置を演算せしめる工程と、
海上の第１の位置における測量船から海面上に浮上した上記物体の第１の方位を測定し、上記測量船の第１の位置から上方第１の方位方向に延びる第１の直線をモニタ画面上に表示したままとする工程と、
上記第１の方位に対し傾斜した方向に上記測量船を移動せしめ、この移動後の測量船から上記物体の第２の方位を測定し、この移動後の測量船から上記第２の方位方向に延びる第２の直線をモニタ画面上に表して上記第１，第２の直線の交点を上記物体の位置とする工程と
を有することを特徴とする海中及び海面上の物体の位置測定方法。