JPH06118170A - Acoustic position measuring device - Google Patents

Acoustic position measuring device

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JPH06118170A
JPH06118170A JP4264847A JP26484792A JPH06118170A JP H06118170 A JPH06118170 A JP H06118170A JP 4264847 A JP4264847 A JP 4264847A JP 26484792 A JP26484792 A JP 26484792A JP H06118170 A JPH06118170 A JP H06118170A
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JP
Japan
Prior art keywords
acoustic
transponder
transponders
vehicle
positioning device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4264847A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Jinushi
誠司 地主
Tomoki Murayama
智希 村山
秀幸 ▲高▼橋
Hideyuki Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK, Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an acoustic position measuring device which can measure the position of a cruising body also by the wave received from two transponders. CONSTITUTION:This measuring device consists of a cruising body 3 which sends acoustic interrogation signals and receives acoustic response signals, a plurality of transponders sending the above acoustic response signals with different frequencies to the acoustic interrogation signals, a depth sensor 10 obtaining the depth information of the cruising body, and position selection means 12 and 13. The position coordinates of the cruising body are obtained according to two direct distances and the depth information obtained from at least two acoustic response signals and the position coordinates of the cruising body 3 are selected by the position selection means 12 and 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、音響測位装置の測位計
算処理に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning calculation process of an acoustic positioning device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11及び図12によって従来の音響測
位について説明する。図11は従来の音響測位装置のブ
ロック図であり、図12は従来の音響測位装置の構成図
である。図11及び図12において、41は水中、42
−1〜42−3はそれぞれ海底に設置された第1〜第3
トランスポンダ、43は水中を航走する航走体、44A
は航走体に取り付けられた受波器、44Bは送波器、4
5−1〜45−3は航走体内部に設置された第1〜第3
Long Base Line(以下、「LBL」とい
う。)受信機、46は送信機、47は演算制御部、48
は表示器、49は基準時計である。
2. Description of the Related Art Conventional acoustic positioning will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a block diagram of a conventional acoustic positioning device, and FIG. 12 is a configuration diagram of the conventional acoustic positioning device. In FIGS. 11 and 12, 41 is underwater, 42
-1 to 42-3 are first to third installed on the seabed, respectively
Transponder, 43 is a vehicle that sails underwater, 44A
Is a wave receiver attached to the vehicle, 44B is a wave transmitter, 4
5-1 to 45-3 are first to third installed inside the vehicle.
Long Base Line (hereinafter referred to as “LBL”) receiver, 46 is a transmitter, 47 is a calculation control unit, 48
Is a display and 49 is a reference clock.

【0003】前記の構成による従来の音響測位装置の動
作を以下に説明する。送信機46は、基準時計49から
のタイミング信号に従ってある基準時間から一定周期ご
とに演算制御装置47から送信指令が与えられ、送信信
号を送波器44Bに送信する。送波器44Bは前記送信
信号によって駆動され、水中1に周波数f0 の超音波パ
ルスを送信する。
The operation of the conventional acoustic positioning device having the above structure will be described below. The transmitter 46 is given a transmission command from the arithmetic and control unit 47 at regular intervals from a certain reference time according to the timing signal from the reference clock 49, and transmits the transmission signal to the wave transmitter 44B. The transmitter 44B is driven by the transmission signal and transmits an ultrasonic pulse having a frequency f 0 to the underwater 1.

【0004】この超音波パルスが音響質問信号として第
1〜第3トランスポンダ42−1〜42−3において受
信されると、各トランスポンダはそれぞれ異なった周波
数f 1 ,f2 ,f3 (例えば、f1 =15kHz,f2
=16kHz,f3 =17kHz)の音響応答信号を送
信する。第1〜第3トランスポンダ42−1〜42−3
から、それぞれ送信された音響応答信号は受波器44A
によって受波されて電気信号に変換された後に、それぞ
れ第1〜第3LBL受信機45−1〜45−3によって
受信される。
This ultrasonic pulse is used as the acoustic interrogation signal.
In the first to third transponders 42-1 to 42-3
Once delivered, each transponder will have a different frequency.
Number f 1, F2, F3(For example, f1= 15 kHz, f2
= 16 kHz, f3= 17kHz) acoustic response signal
Believe. First to third transponders 42-1 to 42-3
From each of the acoustic response signals transmitted from the receiver 44A
After being received by and converted into an electric signal,
The first to third LBL receivers 45-1 to 45-3
Be received.

【0005】各LBL受信機45−1〜45−3は演算
制御部47が送信指令を出力してから、トランスポンダ
42−1〜42−3の音響応答信号が検出されるまでの
時間(すなわち、超音波パルスが航走体43とトランス
ポンダ42−1〜42−3との間を往復する伝搬時間)
からトランスポンダ42−1〜42−3までの直距離
(一般にスラントレンジと呼ばれる。)を計測する。
In each of the LBL receivers 45-1 to 45-3, the time from when the arithmetic control unit 47 outputs the transmission command to when the acoustic response signals of the transponders 42-1 to 42-3 are detected (that is, Propagation time for the ultrasonic pulse to travel back and forth between the vehicle 43 and the transponders 42-1 to 42-3)
To the transponders 42-1 to 42-3 (generally called slant range) are measured.

【0006】すなわち、第1LBL受信機45−1は第
1トランスポンダ42−1から送信された周波数f1
音響応答信号を受信し、その直距離r1 を計測する。ま
た、第2LBL受信機は第2トランスポンダ42−2か
ら送信された周波数f2 の音響応答信号を受信し、その
直距離r2 を計測する。同様に、第3LBL受信機は第
3トランスポンダ42−3から送信された周波数f3
音響応答信号を受信し、その直距離r3 を計測する。こ
れらの計測された直距離r1 〜r3 のデータは、各LB
L受信機45−1〜45−3から演算制御部47に供給
される。あらかじめ第1〜第3トランスポンダ42−1
〜42−3の位置をキャリブレーションという作業によ
って確定しておくと、航走体43の位置は第1〜第3ト
ランスポンダ42−1〜42−3から直距離r1 〜r3
の交点として計算される。
That is, the first LBL receiver 45-1 receives the acoustic response signal of frequency f 1 transmitted from the first transponder 42-1 and measures its direct distance r 1 . Further, the second LBL receiver receives the acoustic response signal of frequency f 2 transmitted from the second transponder 42-2, and measures its direct distance r 2 . Similarly, the third LBL receiver receives the acoustic response signal of frequency f 3 transmitted from the third transponder 42-3, and measures its direct distance r 3 . The data of these measured direct distances r 1 to r 3 is used for each LB.
The L receivers 45-1 to 45-3 supply the arithmetic control unit 47. In advance, the first to third transponders 42-1
If the positions of ~ 42-3 are fixed by a work called calibration, the position of the running body 43 is determined by direct distances r 1 to r 3 from the first to third transponders 42-1 to 42-3.
Calculated as the intersection of

【0007】演算制御部47によって計算された航走体
43の位置座標は、表示器48に表示される。
The position coordinates of the flying body 43 calculated by the arithmetic control unit 47 are displayed on the display 48.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の構成の音響測位装置では以下の問題点を有してい
る。 (1)第1〜第3トランスポンダの位置から直距離r1
〜r3 の交点を求める計算を行なうが、3本のトランス
ポンダからの受信波のうち1つでも受信できない場合に
は測位計算を行なうことができず、航走体の位置を求め
ることができない。
However, the acoustic positioning device having the above-mentioned conventional configuration has the following problems. (1) Direct distance r 1 from the positions of the first to third transponders
Calculation is performed to obtain the intersection point of r 3 but if even one of the received waves from the three transponders cannot be received, positioning calculation cannot be performed and the position of the vehicle cannot be obtained.

【0009】本発明では、2本のトランスポンダからの
受信波によっても航走体の位置を測定することのできる
音響測位装置を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an acoustic positioning device capable of measuring the position of a running body by using received waves from two transponders.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、音響質問信号を送信し音響応答信号を受信する航
走体と、音響質問信号に対してそれぞれ異なる周波数の
前記音響応答信号を送信する複数のトランスポンダと、
航走体の深度情報を得る深度センサと、位置選択手段と
からなり、少なくとも二つの前記音響応答信号から得ら
れる二つの直距離と深度情報とによって航走体の位置座
標を求め、位置選択手段によって前記航走体の位置座標
の選択を行なうものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a running body that transmits an acoustic interrogation signal and receives an acoustic response signal, and an acoustic response signal of a different frequency for the acoustic interrogation signal are provided. Multiple transponders to send,
A depth sensor for obtaining depth information of the vehicle and a position selection means, and the position coordinate of the vehicle is obtained from the position coordinates of the vehicle based on the two direct distances and the depth information obtained from at least two acoustic response signals. The position coordinates of the vehicle are selected by.

【0011】また、深度センサは航走体に設置すること
もでき、位置選択手段は母船から送信される前記航走体
の位置情報、あるいは航走体の蓄積位置情報によって選
択することができる。
Further, the depth sensor can be installed in the running body, and the position selecting means can select the position by the position information of the running body transmitted from the mother ship or the accumulated position information of the running body.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、2本のトランスポンダから
得られる二つの直距離と深度センサからの航走体の深度
を入力とによって航走体の位置座標を求め、その位置座
標のなかから航走体の推測位置を入力するスイッチ手段
によって一つの位置座標を選択するものであり、これに
よって、2本のトランスポンダによっても航走体の位置
座標を求めることができる。
According to the present invention, the position coordinates of the running body are obtained by inputting the two direct distances obtained from the two transponders and the depth of the running body from the depth sensor, and the running coordinate is obtained from the position coordinates. One position coordinate is selected by the switch means for inputting the estimated position of the body, whereby the position coordinate of the running body can be obtained by the two transponders.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の音響測位装置の
ブロック図であり、図2は本発明の音響測位装置の構成
図である。図1及び図2において、1は水中、2−1〜
2−2はそれぞれ海底に設置された第1〜第2トランス
ポンダ、3は水中1を航行する航走体、4A、4Bは航
走体3に取り付けられた受波器及び送波器、5−1〜5
−2は航走体3内部に設置された第1〜第2LBL受信
機、6は送信機、7は演算制御部、8は表示器、9は基
準時計、10は深度センサ、11はアナログ・デジタル
変換器、12はスイッチ入力回路である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an acoustic positioning device of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of the acoustic positioning device of the present invention. In FIG. 1 and FIG. 2, 1 is water, 2-1.
Reference numeral 2-2 is first and second transponders respectively installed on the seabed, 3 is a traveling body that travels underwater 1, 4A and 4B are wave receivers and transmitters attached to the traveling body 3, and 5- 1-5
-2 is the first to second LBL receivers installed inside the vehicle 3, 6 is a transmitter, 7 is an arithmetic control unit, 8 is a display, 9 is a reference clock, 10 is a depth sensor, 11 is an analog The digital converter 12 is a switch input circuit.

【0014】前記の構成による本発明の音響測位装置の
動作を以下に説明する。送信機6は、基準時計9からの
入力に従ってある基準時間から一定周期ごとに演算制御
装置7から送信指令が与えられ、送信信号を送波器4B
に送信する。送波器4Bは前記送信信号によって駆動さ
れ、水中1に周波数f0 の超音波パルスを送信する。
The operation of the acoustic positioning device of the present invention having the above configuration will be described below. The transmitter 6 is given a transmission command from the arithmetic and control unit 7 at regular intervals from a certain reference time according to the input from the reference clock 9, and transmits a transmission signal to the wave transmitter 4B.
Send to. The wave transmitter 4B is driven by the transmission signal and transmits an ultrasonic pulse having a frequency f 0 to the underwater 1.

【0015】この超音波パルスが音響質問信号として第
1トランスポンダ2−1及び第2トランスポンダ2−2
に受信されると、各トランスポンダはそれぞれ異なった
周波数f1 ,f2 (例えば、f1 =15kHz,f2
16kHz)の音響応答信号を送信する。第1トランス
ポンダ2−1及び第2トランスポンダ2−2からそれぞ
れ送信された音響応答信号は、受波器4Aによって受波
され電気信号に変換された後にそれぞれ第1LBL受信
機5−1及び第2LBL受信機5−2によって受信され
る。
This ultrasonic pulse serves as an acoustic interrogation signal for the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2.
When received by the transponders, the transponders have different frequencies f 1 and f 2 (for example, f 1 = 15 kHz, f 2 =
16 kHz) acoustic response signal is transmitted. The acoustic response signals respectively transmitted from the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2 are received by the wave receiver 4A and converted into electric signals, and then the first LBL receiver 5-1 and the second LBL reception, respectively. Machine 5-2.

【0016】第1LBL受信機5−1及び第2LBL受
信機5−2は、演算制御部7が送信指令を出力してから
第1トランスポンダ2−1及び第2トランスポンダ2−
2の音響応答信号が検出されるまでの時間(すなわち、
超音波パルスが航走体3と第1トランスポンダ2−1及
び第2トランスポンダ2−2との間を往復する伝搬時
間)を計測し、その計測時間から第1トランスポンダ2
−1及び第2トランスポンダ2−2までの直距離(一般
にスラントレンジと呼ばれる。)を計測する。
In the first LBL receiver 5-1 and the second LBL receiver 5-2, the first transponder 2-1 and the second transponder 2- after the arithmetic control unit 7 outputs the transmission command.
2 until the acoustic response signal of 2 is detected (ie,
The propagation time that the ultrasonic pulse travels back and forth between the vehicle 3 and the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2) is measured, and the first transponder 2 is measured from the measured time.
-1 and the direct distance to the second transponder 2-2 (generally called slant range) are measured.

【0017】すなわち、第1LBL受信機5−1は第1
トランスポンダ2−1から送信された周波数f1 の音響
応答信号を受信し、その直距離r1 を計測する。また、
第2LBL受信機は第2トランスポンダ2−2から送信
された周波数f2 の音響応答信号を受信し、その直距離
2 を計測する。図3は直距離を求めるタイムチャート
である。
That is, the first LBL receiver 5-1 is the first
The acoustic response signal of the frequency f 1 transmitted from the transponder 2-1 is received, and its direct distance r 1 is measured. Also,
The second LBL receiver receives the acoustic response signal of frequency f 2 transmitted from the second transponder 2-2, and measures its direct distance r 2 . FIG. 3 is a time chart for obtaining the direct distance.

【0018】送波器4Bからの音響質問信号aは、一方
は第1のトランスポンダ2−1において受信され、その
受信信号bに基づいて送信信号cを発する。また、他方
の第2のトランスポンダ2−2においても前記送波器4
Bからの音響質問信号aを受信し、その受信信号dに基
づいて送信信号eを発する。航走体3の受波器4Aは、
第1のトランスポンダ2−1からの送信信号cを受信信
号fとして受信する。この受信信号fと音響質問信号a
との時間間隔は、航走体3と第1のトランスポンダ2−
1との距離r1 の2倍の距離を伝搬する時間である。
One of the acoustic interrogation signals a from the wave transmitter 4B is received by the first transponder 2-1, and a transmission signal c is emitted based on the reception signal b. Also, in the other second transponder 2-2, the wave transmitter 4 is also used.
The acoustic interrogation signal a from B is received, and the transmission signal e is emitted based on the reception signal d. The wave receiver 4A of the vehicle 3 is
The transmission signal c from the first transponder 2-1 is received as a reception signal f. The received signal f and the acoustic inquiry signal a
The time interval between and is the spacecraft 3 and the first transponder 2-
This is the time required to propagate a distance twice the distance r 1 from 1 .

【0019】また、前記と同様に、航走体3の受波器4
Aは、第2のトランスポンダ2−2からの送信信号eを
受信信号gとして受信する。この受信信号gと音響質問
信号aとの時間間隔は、航走体3と第2のトランスポン
ダ2−2との距離r2 の2倍の距離を伝搬する時間であ
る。これらの計測された直距離r1 及びr2 のデータ
は、各第1LBL受信機5−1及び第2LBL受信機5
−2から演算制御部7に供給される。あらかじめ第1ト
ランスポンダ2−1及び第2トランスポンダ2−2の位
置をキャリブレーションという作業によって確定してお
くと、航走体3の位置は第1トランスポンダ2−1及び
第2トランスポンダ2−2から直距離r1 〜r2 の交点
として計算される。
In addition, similarly to the above, the wave receiver 4 of the navigation vehicle 3
A receives the transmission signal e from the second transponder 2-2 as a reception signal g. The time interval between the reception signal g and the acoustic interrogation signal a is a time for propagating a distance twice the distance r 2 between the vehicle 3 and the second transponder 2-2. The data of the measured direct distances r 1 and r 2 are used for the first LBL receiver 5-1 and the second LBL receiver 5 respectively.
-2 to the arithmetic control unit 7. When the positions of the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2 are determined in advance by a work called calibration, the position of the navigation vehicle 3 is directly determined from the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2. It is calculated as the intersection of the distances r 1 -r 2 .

【0020】トランスポンダが前記の様に第1トランス
ポンダ2−1及び第2トランスポンダ2−2の2つの場
合には、その直距離r1 〜r2 の交点は1つに特定する
ことはできず、円弧状の交点の軌跡となる。図4及び図
5は2つのトランスポンダによる直距離の交点図であ
る。図4は、第1トランスポンダ2−1及び第2トラン
スポンダ2−2を結ぶ基線を平面上に見た場合の図であ
り、図5は図4をAの方向から見た図である。
When there are two transponders, that is, the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2 as described above, the intersection of the straight distances r 1 to r 2 cannot be specified as one, It becomes a locus of arc-shaped intersections. FIG. 4 and FIG. 5 are intersection diagrams of two transponders at a direct distance. FIG. 4 is a diagram when a base line connecting the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2 is viewed on a plane, and FIG. 5 is a diagram when FIG. 4 is viewed from the direction A.

【0021】図4において、直距離r1 の軌跡は第1ト
ランスポンダ2−1を中心として半径をr1 とする球上
にあり、一方、直距離r2 の軌跡は第2トランスポンダ
2−2を中心として半径をr2 とする球上にある。そし
て、直距離r1 〜r2 の交点は、前記2つの球の交差す
る円の軌跡となり、図において一点鎖線によって表され
る。
In FIG. 4, the trajectory of the direct distance r 1 is on a sphere centered on the first transponder 2-1 and having a radius of r 1 , while the trajectory of the direct distance r 2 is the second transponder 2-2. It is on a sphere with radius r 2 as the center. The intersection of the straight distances r 1 to r 2 is the locus of a circle where the two spheres intersect, and is represented by a chain line in the figure.

【0022】図5に示す様に図4をAの方向から見る
と、直距離r1 〜r2 の交点は一点鎖線によって表され
る円の軌跡によって表される。したがって、2つのトラ
ンスポンダのデータのみからは、航走体3の位置を特定
することはできない。そこで、本発明の音響測位装置に
おいては、2つのトランスポンダからのデータに加えて
深度情報によって、航走体の座標位置を決定する。
As shown in FIG. 5, when FIG. 4 is viewed from the direction A, the intersection of the straight distances r 1 to r 2 is represented by the locus of a circle represented by the one-dot chain line. Therefore, the position of the vehicle 3 cannot be specified only from the data of the two transponders. Therefore, in the acoustic positioning device of the present invention, the coordinate position of the vehicle is determined based on the depth information in addition to the data from the two transponders.

【0023】図4及び図5において、深度dと直距離r
1 〜r2 の交点である前記円との交差点を求めることに
よって航走体の座標位置を決定することができる。第1
及び第2LBL受信機5−1,5−2によって受信され
た第1及び第2トランスポンダ2−1,2−2からの信
号によって直距離r1 〜r2 を計測し、第1、第2トラ
ンスポンダ2−1,2−2の位置から直距離r1 〜r2
の交点を求める計算を行うと、第1及び第2トランスポ
ンダ2−1,2−2を結ぶ平面の上下に円として航走体
の位置の解が求められる。この円上において航走体の位
置を特定するには、深度センサ7から入力しアナログ・
デジタル変換器11で入力された深度情報を使用し、深
度との交点を解として演算制御部7で求める。
4 and 5, the depth d and the direct distance r
The coordinate position of the vehicle can be determined by finding the intersection with the circle, which is the intersection of 1 to r 2 . First
And the direct distances r 1 to r 2 are measured by the signals from the first and second transponders 2-1 and 2-2 received by the second and second LBL receivers 5-1 and 5-2, and the first and second transponders are measured. Direct distances r 1 to r 2 from positions 2-1 and 2-2
When the calculation of the intersection point is performed, the solution of the position of the vehicle is obtained as a circle above and below the plane connecting the first and second transponders 2-1 and 2-2. To specify the position of the vehicle on this circle, input from the depth sensor 7
Using the depth information input by the digital converter 11, the calculation control unit 7 obtains an intersection with the depth as a solution.

【0024】深度情報は深度センサ10によって求めら
れる。該深度センサ10は、航走体3の外部に取り付け
られ水圧を感じ、センサ自体の抵抗などを変化させ、結
果として出力の電圧変化として出力するものである。ま
た、アナログ・デジタル変換器11は、深度センサ10
から入力された深度相当の電圧をデジタル値に変換し、
演算制御部7に入力する。
The depth information is obtained by the depth sensor 10. The depth sensor 10 is attached to the outside of the running body 3 to sense water pressure, change the resistance of the sensor itself, etc., and as a result, output as a change in output voltage. In addition, the analog-digital converter 11 is the depth sensor 10
Converts the voltage corresponding to the depth input from to a digital value,
Input to the arithmetic control unit 7.

【0025】さらに、図6及び図7によって、深度情報
による航走体の座標位置の決定について説明する。図6
は2つのトランスポンダによる直距離の交点図であり、
第1トランスポンダ2−1と第2トランスポンダ2−2
を結ぶ平面に対する2つの交点の位置関係を示してい
る。また、図7は図6のX軸側から見た図である。
Further, the determination of the coordinate position of the vehicle based on the depth information will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Figure 6
Is a direct distance intersection diagram of two transponders,
First transponder 2-1 and second transponder 2-2
It shows the positional relationship of the two intersections with respect to the plane connecting them. Further, FIG. 7 is a view seen from the X-axis side of FIG.

【0026】図において、第1トランスポンダ2−1か
らr1 の距離、第2トランスポンダ2−2からr2 の距
離にある点は破線で示す円上にあり、深度dと前記円と
の交点を求めることによって第1の交点と第2の交点を
得ることができる。この第1交点と第2交点は、第1ト
ランスポンダ2−1と第2トランスポンダ2−2を結ぶ
基線に対して両側に位置している。また、図4及び図5
において見ると、深度dと一点鎖線で示される円との交
点は、深度によっては1点に特定することができるが、
通常2点となる。
In the figure, points at a distance of r 1 from the first transponder 2-1 and a distance of r 2 from the second transponder 2-2 are on a circle indicated by a broken line, and an intersection of the depth d and the circle is defined. By obtaining, the first intersection and the second intersection can be obtained. The first intersection and the second intersection are located on both sides of the base line connecting the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2. Also, FIG. 4 and FIG.
Looking at, the intersection of the depth d and the circle indicated by the alternate long and short dash line can be specified as one point depending on the depth.
Usually 2 points.

【0027】第1トランスポンダ2−1と第2トランス
ポンダ2−2を結ぶ前記基線に対して存在する2つの解
のどちらを選ぶかは、あらかじめ他の測位装置により基
線の左右どちらで運用するかを決定し、スイッチ入力回
路12のスイッチ13で左右いずれかを選択することに
よって行なうことができ、これによって選択された解を
航走体の位置座標とする。
Which of the two solutions existing for the base line connecting the first transponder 2-1 and the second transponder 2-2 is selected depends on which of the left and right sides of the base line is operated by another positioning device in advance. This can be done by deciding and selecting either left or right with the switch 13 of the switch input circuit 12, and the solution thus selected is used as the position coordinate of the vehicle.

【0028】次に、図8の本発明の音響測位装置による
航走体の位置座標決定のフローチャートによって動作を
説明する。始めにステップS1及びステップS2におい
て、前記の様にしてLBL受信機によって第1トランス
ポンダ2−1と航走体3との距離r1 及び第2トランス
ポンダ2−2と航走体3との距離r2 を求める。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 8 for determining the position coordinates of the vehicle by the acoustic positioning system of the present invention. First, in steps S1 and S2, the distance r 1 between the first transponder 2-1 and the vehicle 3 and the distance r between the second transponder 2-2 and the vehicle 3 are determined by the LBL receiver as described above. Ask for 2 .

【0029】次に、ステップS5において、前記ステッ
プ1及びステップS2によって求めた距離r1 と距離r
2 の交わる軌跡の位置座標を求める。一方、ステップS
3において、航走体3の深度センサ10によって深度デ
ータdを求めておく。そして、ステップS6において、
ステップS5において求めた位置座標と前記深度dとの
交わる座標を求めることによって、2つの交点座標を求
める。
Next, in step S5, the distance r 1 and the distance r obtained in step 1 and step S2 are determined.
Find the position coordinates of the locus where 2 intersects. On the other hand, step S
3, the depth data d is obtained by the depth sensor 10 of the navigation body 3. Then, in step S6,
Two intersection point coordinates are obtained by obtaining the coordinates at which the position coordinates obtained at step S5 and the depth d intersect.

【0030】さらに、ステップS7において、ステップ
S4で求めておいた基線に対する位置情報を用いてステ
ップS6の2つの交点座標から1点を選択する。次に、
スイッチ入力回路12のスイッチ13で左右いずれかを
選択するための基線に対する航走体3の位置情報につい
て説明する。第1トランスポンダ2−1と第1トランス
ポンダ2−2とを結ぶ基線に対して航走体3が何れの側
に存在するかの決定手段として、(1)航走体3が逐次
その位置情報を蓄積し、該位置情報に基づいて測定時の
位置を推定することによるもの、(2)母船から航走体
3に対して航走体3の概略の位置情報を送信するもの等
がある。
Further, in step S7, one point is selected from the two intersection coordinates in step S6 by using the position information with respect to the base line obtained in step S4. next,
The position information of the running body 3 with respect to the base line for selecting the right or left with the switch 13 of the switch input circuit 12 will be described. As means for determining on which side the traveling body 3 exists with respect to the base line connecting the first transponder 2-1 and the first transponder 2-2, (1) the traveling body 3 sequentially outputs its position information. There are a method of accumulating and estimating a position at the time of measurement based on the position information, and a method of (2) transmitting general position information of the traveling body 3 from the mother ship to the traveling body 3.

【0031】始めに、前記(1)の手段の例について説
明する。図9は航走体の基線に対する位置決定のための
構成図である。図において、7は演算制御部、21は判
定装置、22は基線位置情報、23は速度、加速度及び
時間情報の計測装置、24は現在位置推定装置である。
判定装置21は、現在位置推定装置24からの推定位置
と基線位置情報22からの位置情報とを比較することに
よって航走体3の基線に対する位置を決定し、その出力
をスイッチ入力回路12のスイッチ13を選択する。
First, an example of the means (1) will be described. FIG. 9 is a block diagram for determining the position of the vehicle with respect to the baseline. In the figure, 7 is a calculation control unit, 21 is a determination device, 22 is baseline position information, 23 is a speed, acceleration and time information measurement device, and 24 is a current position estimation device.
The determination device 21 determines the position of the vehicle 3 with respect to the baseline by comparing the estimated position from the current position estimation device 24 with the position information from the baseline position information 22, and outputs the output to the switch of the switch input circuit 12. Select 13.

【0032】前記現在位置推定装置24は、演算制御部
7からの出力である航走体3の前回の測位時の位置情報
と、前回の測位時と今回の測位時の間の速度、加速度及
びその時間間隔等の情報とから現在の航走体の位置を推
定するものである。次に、前記(2)の手段の例につい
て説明する。図10は航走体の基線に対する位置決定の
ための他の構成図である。
The current position estimation device 24 outputs the position information of the running body 3 at the time of the previous positioning, which is the output from the arithmetic and control unit 7, and the speed, the acceleration, and the time between the previous positioning and the current positioning. The current position of the vehicle is estimated from information such as the distance. Next, an example of the means (2) will be described. FIG. 10 is another block diagram for determining the position of the vehicle with respect to the baseline.

【0033】図において、31は判定装置、32は基線
位置情報、33は母船からの位置情報である。判定装置
31は、母船からの位置情報33と基線位置情報32か
らの位置情報とを比較することによって航走体3の基線
に対する位置を決定し、その出力をスイッチ入力回路1
2のスイッチ13を選択する。
In the figure, 31 is a determination device, 32 is baseline position information, and 33 is position information from the mother ship. The determination device 31 determines the position of the vehicle 3 with respect to the baseline by comparing the position information 33 from the mother ship with the position information from the baseline position information 32, and outputs the output to the switch input circuit 1
2 switch 13 is selected.

【0034】位置情報33は母船から航走体3に送信さ
れるものであり、母船は基準線に対して何れの側にある
かの航走体3の概略の位置を測定し、その位置情報を航
走体3に送信するものでる。前記基線に対する航走体3
の位置決定の手段は、状況に応じて選択することができ
る。
The position information 33 is transmitted from the mother ship to the running body 3. The mother ship measures the approximate position of the running body 3 on which side it is with respect to the reference line. Is transmitted to the vehicle 3. Vessel 3 for the baseline
The position determining means can be selected according to the situation.

【0035】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、2本のトランスポンダからの直距離と深度デー
タから航走体の位置を二つ同時に得られる解として得、
その一方をスイッチによって選択することができ、従来
のように2本のトランスポンダでは不可能であった測位
を可能とし、精度の良い測位を行なうことができる。
As described above in detail, according to the present invention, two positions of the vehicle can be obtained simultaneously from the direct distances from the two transponders and the depth data,
One of them can be selected by a switch, which enables positioning that was not possible with two transponders as in the related art, and positioning can be performed with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の音響測位装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an acoustic positioning device of the present invention.

【図2】本発明の音響測位装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an acoustic positioning device of the present invention.

【図3】直距離を求めるタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart for obtaining a direct distance.

【図4】2つのトランスポンダによる直距離の交点図で
ある。
FIG. 4 is a direct distance intersection diagram of two transponders.

【図5】2つのトランスポンダによる直距離の交点図で
ある。
FIG. 5 is a direct distance intersection diagram of two transponders.

【図6】2つのトランスポンダによる直距離の交点図で
ある。
FIG. 6 is a direct distance intersection diagram of two transponders.

【図7】2つのトランスポンダによる直距離の交点図の
X軸側から見た図である。
FIG. 7 is a diagram viewed from the X-axis side of a direct distance intersection diagram of two transponders.

【図8】本発明の音響測位装置による航走体の位置座標
決定のフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart for determining the position coordinates of a vehicle by the acoustic positioning device of the present invention.

【図9】航走体の基線に対する位置決定のための構成図
である。
FIG. 9 is a configuration diagram for determining a position of a vehicle with respect to a baseline.

【図10】航走体の基線に対する位置決定のための他の
構成図である。
FIG. 10 is another configuration diagram for determining the position of the vehicle with respect to the baseline.

【図11】従来の音響測位装置のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a conventional acoustic positioning device.

【図12】従来の音響測位装置の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional acoustic positioning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水中 2−1 第1トランスポンダ 2−2 第2トランスポンダ 3 水中1を航行する航走体 4A 受波器 4B 送波器 5−1 第1LBL受信機 5−2 第2LBL受信機 6 送信機 7 演算制御部 8 表示器 9 基準時計 10 深度センサ 11 アナログ・デジタル変換器 12 スイッチ入力回路 1 Underwater 2-1 1st transponder 2-2 2nd transponder 3 Navigation body which sails underwater 1 4A Wave receiver 4B Wave transmitter 5-1 1st LBL receiver 5-2 2nd LBL receiver 6 Transmitter 7 Calculation Control unit 8 Display 9 Reference clock 10 Depth sensor 11 Analog / digital converter 12 Switch input circuit

フロントページの続き (72)発明者 村山 智希 東京都港区芝浦4丁目10番3号 株式会社 沖システック東海内 (72)発明者 ▲高▼橋 秀幸 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Satoshi Murayama 4-10-3 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Oki Systech Tokai Co., Ltd. (72) Inventor ▲ Hideyuki Takahashi 1-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)音響質問信号を送信し、音響応答
信号を受信する航走体と、(b)前記音響質問信号に対
して、それぞれ異なる周波数の前記音響応答信号を送信
する複数のトランスポンダと、(c)前記航走体の深度
情報を得る深度センサと、(d)位置選択手段とからな
り、(e)少なくとも二つの前記音響応答信号から得ら
れる二つの直距離と深度情報とによって航走体の位置座
標を求め、(f)前記位置選択手段によって前記航走体
の位置座標の選択を行なうことを特徴とする音響測位装
置。
1. A running body that transmits (a) an acoustic inquiry signal and receives an acoustic response signal, and (b) a plurality of vehicles that transmit the acoustic response signals of different frequencies with respect to the acoustic inquiry signal. A transponder, (c) a depth sensor for obtaining depth information of the running body, and (d) position selecting means, and (e) two direct distances and depth information obtained from at least two acoustic response signals. An acoustic positioning device, wherein the position coordinates of the running body are obtained by (f) and the position coordinates of the running body are selected by the position selecting means.
【請求項2】 前記深度センサは前記航走体に設置され
る請求項1記載の音響測位装置。
2. The acoustic positioning device according to claim 1, wherein the depth sensor is installed in the navigation vehicle.
【請求項3】 前記位置選択手段は母船から送信される
前記航走体の位置情報によって選択される請求項1記載
の音響測位装置。
3. The acoustic positioning device according to claim 1, wherein the position selecting means is selected based on position information of the navigation vehicle transmitted from a mother ship.
【請求項4】 前記位置選択手段は前記航走体の蓄積位
置情報によって選択される請求項1記載の音響測位装
置。
4. The acoustic positioning device according to claim 1, wherein the position selection means is selected based on accumulated position information of the navigation vehicle.
JP4264847A 1992-10-02 1992-10-02 Acoustic position measuring device Withdrawn JPH06118170A (en)

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JP4264847A JPH06118170A (en) 1992-10-02 1992-10-02 Acoustic position measuring device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018027739A (en) * 2016-08-17 2018-02-22 株式会社Ihi Underwater sailing body monitoring device and underwater sailing body monitoring method

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