JP2004340883A - 超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数の異なる、あるいは送信開始時間や送信間隔の異なる個別の超音波の直接波方式を利用して、水中の静止または動作する個々の物体の三次元座標位置を計測する。
【解決手段】プール・河川・湖沼・海等の水中で静止または動作する物体の超音波による三次元座標位置計測装置において、被計測対象物の所定箇所に取着され、所定の周波数の超音波を送信する超音波送信手段１０と、それぞれ異なる位置に配置され、超音波送信手段から送信される超音波を受信する少なくとも３つ以上の受信手段３０と、超音波送信手段と受信手段とを同期させる同期手段２０と、各受信手段により受信した超音波を解析して超音波送信手段が位置する三次元座標位置を検出する解析手段４０と、を備えて構成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】プール・河川・湖沼・海等の水中で静止または動作する物体の超音波による三次元座標位置計測装置において、被計測対象物の所定箇所に取着され、所定の周波数の超音波を送信する超音波送信手段１０と、それぞれ異なる位置に配置され、超音波送信手段から送信される超音波を受信する少なくとも３つ以上の受信手段３０と、超音波送信手段と受信手段とを同期させる同期手段２０と、各受信手段により受信した超音波を解析して超音波送信手段が位置する三次元座標位置を検出する解析手段４０と、を備えて構成されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数の異なる、あるいは送信開始時間や送信間隔の異なる個別の超音波の直接波方式を利用して、水中の静止または動作する個々の物体の三次元座標位置を計測する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水中での位置計測としては、特開２００１−９０１０１号に記載されたものが知られている。これは、ＧＰＳを用いて、グラブを昇降する滑車の空中での三次元位置を計測しながら、ゆれているグラブが水中に降ろされた後の位置を超音波で補正するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９０１０１号（第２頁〜第３頁、第１図、第２図）
【０００４】
しかし、前述した特許文献１に係る発明は、超音波単独で、水中の三次元座標位置を求めるものでなく、同時刻には一つの三次元座標位置の計測しかできない。また、これ以外の水中での計測方法としては、魚群探知機のように、超音波の反射を利用して、その画像からだいたいの形状を計測する方法があるが、これも大きな物体や群のだいたいの形状を計測するもので、個々の動的な物体の三次元座標位置を求めるものとは全く異なる技術である。
一方、空中で、数ｍの距離で三次元座標位置を計測する方法は、既知のものとして存在する。しかしながらこの方法は、１つの超音波送信機からの信号を３つの超音波受信機で受けて、三次元座標位置を計測するもので、同周波数でしか受信できない。その為、静止または動作している複数個の物体の三次元座標位置を同時に計測するためには、送信開始の時間をずらして、いくつかの超音波送信機から順々に信号を送信し、それを同じ３つの超音波受信機で受信することでしか三次元座標位置を計測できない。その為、信号処理の関係で、超音波送信機の個数もあまり増やせず、せいぜい８個くらいが限度で、８個も使うと、計測周波数が１個当たり、最速のものでも５０Ｈｚとなり、カメラの６０Ｈｚよりも遅くなる。しかも個々の超音波送信機の信号送信には同期性もない。また、信号送信するタイミングを取る為には、送信開始を知らせる為の信号の送受信も必要となり、超音波送信機用バッテリーとそのコントローラ部分が一体となり、それと受信機は有線化されている。水中では空気中に比べて減衰の問題が改善され数ｋｍの送受信が可能になるが、この有線の部分がネックになり、基本的には、それほど離れた距離での計測はできない。有線ゆえに、線による拘束性の問題もあり、実用化には適さない。
このように、超音波により、水中で数ｋｍも離れた距離で、静止または動作する物体の連続的な三次元座標位置を同時に複数箇所計測する方法は、存在していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は以上のような問題点を解決するものであり、周波数の異なる、あるいは送信開始時間や送信間隔の異なる超音波送信手段を被計測対象者に複数取付け、水中で、数ｋｍ先までの複数個の超音波送信機の連続的な三次元座標位置及び／又は絶対三次元座標位置として計測することによって、その計測値から被計測対象者の動きを二次元又は三次元的に表示することによって被計測対象者の位置や運動状態を認識することができる超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、プール・河川・湖沼・海等の水中で静止または動作する物体の超音波による三次元座標位置計測装置において、被計測対象物の所定箇所に取着され、所定の周波数の超音波を送信する超音波送信手段と、それぞれ異なる位置に配置され、超音波送信手段から送信される超音波を受信する少なくとも３つ以上の受信手段と、超音波送信手段と受信手段とを同期させる同期手段と、各受信手段により受信した超音波を解析して超音波送信手段が位置する三次元座標位置を検出する解析手段と、を備えて構成されたことを特徴とする。
【０００７】
前記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波を利用した三次元座標計測装置において、同じ周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信手段から送信される超音波の送信開始時間及び送信タイミングをずらすことにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ検出可能としたことを特徴とする。
【０００８】
前記目的を達成するため請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の超音波を利用した三次元座標計測装置において、異なる周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信機及び受信機との同期を取る同期手段とをさらに備え、それにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ同時に検出可能としたことを特徴とする。
【０００９】
前記目的を達成するため請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、三次元座標位置の原点をＧＰＳにより測位することにより超音波送信手段の絶対位置を計測可能とされたことを特徴とする。
【００１０】
前記目的を達成するため請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、超音波送信手段により送信される超音波を送信する時間の間隔は調整可能とされ、予め設定した時間が経過した後は送信間隔を伸ばして超音波を送信するように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
前記目的を達成するため請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、被計測対象物がダイバーのような水中を潜水する人であり、超音波送信手段を少なくとも１つ又は複数個の場合にはダイバーの関節に取着することにより水中における位置又は動きを知ることができるように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１は、図１に示すように、超音波送信手段である超音波送信機１０と、同期手段であるトリガー装置２０と、受信手段である受信機３０と、解析手段である解析装置４０と、ＧＰＳ装置５０と、を備えて構成され、特に、水中でのダイビングにおいて、ダイバーのウエットスーツに当該超音波送信機１０を取り付けておくことによって、ダイバーの海中での三次元座標位置が判り、ダイバーが予定していた潜水範囲と外れた場合や危険地域に侵入してしまった場合、ダイバーの行方が分からなくなった場合に、その三次元座標位置を検出して、ダイバーへ警告を出したり、行方が分からなくなったダイバーを捜索したりすることができる。
【００１３】
超音波送信機１０は、図２に示すように、送信要求信号受信部１２と、送信要求信号復調部１４と、原子時計１５と、超音波信号コントロール部１６と、超音波信号発生部１７と、発信素子１８と、バッテリ１９とを備えて構成されている。
【００１４】
送信要求信号受信部１２は、受信機３０から超音波送信機１０と受信機３０との送受信の動機を取るための信号である送信要求信号１００を受信し、その送信要求信号１００を送信要求信号復調部１４へ送出する。送信要求信号１００としては光又は電磁波が有効に利用できる。
【００１５】
送信要求信号復調部１４は、送信要求信号受信部１２で受信した光又は電磁波などの送信要求信号１００を電子回路で処理できるように、電気信号である受信信号１１０に変換するものである。そして送信要求信号復調部１４は、原子時計１５に受信信号１１０を送出する。一方、超音波コントロール部１６にも受信信号１１０を送出するが、これによって超音波コントロール部１６に内装されているＣＰＵ装置やメモリに蓄積されている残存データが消去され初期状態に戻される。
【００１６】
原子時計１５は、ＬＳＩ等のチップで構成されており、超音波送信機１０に内装されているものである。当該原子時計１５は、超音波の発生開始の合図として前記受信信号１１０を受け取る。原子時計１５は、トリガー信号として前記受信信号１１０を一回だけ受けることによってその動作を開始し、その後は超音波を発生させるタイミングとして原子時計１５が有する発信周波数で超音波発生タイミング信号１２０を超音波信号コントロール部１６へ送出することができる。
【００１７】
超音波信号コントロール部１６は、送信要求信号復調部１４からの受信信号１１０を受け取り、超音波送信機１０における各種の内部処理を行う図示しないＣＰＵの動作開始を制御すると共に、原子時計１５からの超音波発生タイミング信号１２０を受けて、所定の周波数の超音波制御信号１３０を超音波信号発生部１７へ送出する。また、超音波信号コントロール部１６は、図示しない内部メモリに記憶されているプログラム又は受信信号１１０の入力のタイミングによって、所定の範囲で超音波制御信号１３０の発信周波数及び発信間隔を調整することが可能とされている。
【００１８】
超音波信号発生部１７は、超音波信号コントロール部１６からの電気信号である超音波制御信号１３０をさらに超音波発生信号１４０へ変換し発信素子１８へ送出する。超音波発生信号１４０は、超音波信号発生部１７へ供給されるバッテリ１９によって所定の電力を受けて、超音波発生信号１４０の周波数で発信素子１８を振動させることが可能となる。
【００１９】
発信素子１８は、所定の帯域の発信周波数を有する圧電素子であり超音波信号発生部１７を受信して超音波１５０を発信する。
【００２０】
トリガー装置２０は、図３に示すように、少なくとも３つの受信機３０に有線又は無線により接続され、前記受信機３０、３０相互の同期をとるためのトリガー信号２００を送信するためのトリガー信号発信部２２を備えて構成されている。
トリガー装置２０は、各受信機３０、３０にそれぞれ設けられており、各受信機３０、３０に対してトリガー信号２００を送信し、受信機３０、３０相互の同期をとるものである。
【００２１】
受信機３０は、図３に示すように、受信素子３１と、超音波検出部３２と、信号制御部３４と、原子時計３５と、トリガー信号受信部３６と、トリガー信号復調部３７と、信号送信部３８と、送信要求信号送信部３９と、を備えて構成されている。
【００２２】
受信素子３１は、圧電素子であり、所定の周波数帯域において当該範囲内の周波数の超音波を受信することができる。超音波信号送信機２０から発信された超音波１５０を受信し、その超音波の周波数に対応した受信信号３００を超音波検出部３２へ送出する。
【００２３】
超音波検出部３２は、受信信号３００を受信して整流処理等を行い信号制御部３４へ送出する。
【００２４】
一方、トリガー信号受信部３６は、トリガー装置２０から送信されたトリガー信号２００を受信して、そのトリガー信号２００をトリガー復調部３７に送出する。
【００２５】
トリガー復調部３７は、トリガー信号２００を受信して電気信号であるトリガー処理信号３１０に変換する。さらに、信号制御部３４及び原子時計３５に当該トリガー処理信号３１０を送信する。
【００２６】
信号制御部３４は、トリガー復調部３７から送出されたトリガー処理信号３１０を受け取り、図示しない内装されたＣＰＵ装置を動作開始させる。また、正確な周期を有する原子時計３５から送出されたタイミング信号３２０を受信して当該タイミングに従って信号送信部３８に対して受信信号３００を送出する。
【００２７】
原子時計３５は、ＬＳＩ等のチップで構成されており、超音波送信機３０に内装されている。また、原子時計３５は、各超音波送信機１０に対応する少なくとも３つの受信機３０、３０がそれぞれ同じ時刻に受信した信号である受信信号３００を同じタイミングで解析装置４０へ送出するために、信号制御部３４に対して受信信号３００の送出開始の合図として前記タイミング信号３２０を送出する。尚、原子時計３５は、トリガー処理信号３１０を１回だけ受けることによって、その動作を開始し、その後は超音波を受信するタイミングとして原子時計３５が有する発信周波数で送信要求信号１００を送信要求信号送信部３９へ送出することができる。
【００２８】
受信信号送信部３８は、信号制御部３４から受信信号３００を受信して、解析装置４０へ送出する。尚、受信信号３００の送出は有線又は無線送信のどちらでも行うことができる。
【００２９】
送信要求信号送信部３９は、原子時計３５から送信要求信号１００を受け取り、各超音波送信機１０、１０へ当該送信要求信号１００を送信する。これにより、受信機３０、３０が受信可能な状態となった時に、その合図として超音波送信機１０、１０に対して送信要求信号１００を送り、それを受けた超音波送信手段１０、１０は超音波１５０を発信する合図となる。
【００３０】
次に、解析装置４０は、図４に示すように、信号受信部４２と、演算部４４と、信号送信部４６と、を備えて構成されている。
【００３１】
信号受信部４２は、対応する各受信機３０、３０からの受信信号３００、３００を受信し、それを演算部４４へ送出する。
【００３２】
演算部４４は、複数の受信信号３００、３００から被計測対象者５００の三次元座標位置を演算により算出する。受信信号３００、３００の受信方向と発信から受信までの時間から被計測対象者５００の距離を算出して三次元座標位置を算出する。
【００３３】
演算部４４では、さらに被計測対象者５００に取り付けられた複数の超音波送信機１０、１０の位置を実時間で算出し被計測対象者５００の運動状態を検出しているが、この時、それぞれの超音波送信機１０、１０相互の速度、加速度、角度、角加速度などの物理量から被計測対象者５００の運動状態を検出する。
【００３４】
演算部４４は、さらに被計測対象者５００の三次元座標位置及び運動状態を検出した後、その情報に仮想キャラクターデータと共に、座標信号４００として信号送信部４６へ送出する。
【００３５】
信号送信部４６は、座標信号４００を受け取り、その後船体内にある図示しないデータ記憶装置へ当該座標信号４００を送信し、必要な場合には外部出力装置によりダイバーの仮想キャラクターを表示するようにする。この送信は、有線又は無線送信のどちらでもよいことは言うまでもない。
【００３６】
以上の装置によって、本発明では、ダイバー５００の水中での三次元座標位置とそのダイバー５００の運動状態を知ることができる。また、ダイバー５００が想定される最大移動領域から外れた場合には、ダイバー５００に装着された音声発生器や発光装置によって、自分の位置を確認して前記領域から外れている場合には修正をするように、音や光によって知らせることもできる。
【００３７】
次に、以上で説明した超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の第一の実施例について説明する。
【００３８】
まず、図１に示すように、ダイビングにおいて、入水する前に、ダイバー５００が着用するダイビングスーツに１又は２以上の本発明に係る超音波送信機１０を取り付けておく。この際、ダイバー５００の頭、首、腰又は腕や足の関節部分にそれぞれ１つずつ装着されるようにするのが望ましい。次に、船体６００に本発明に係るトリガー装置２０、受信機３０、解析装置４０を装備する。トリガー装置２０、１又は２以上の受信機３０並びに解析装置４０は一つのパッケージで構成されており、その全体が船体６００の船底から海中へ下ろされる。この時、複数の受信機３０は、全てダイバー５００の方角へ向けられるようにする。
【００３９】
次に、ダイバー５００が入水した後、トリガー装置２０を作動させる。トリガー装置２０を作動させると、トリガー装置２０から受信機３０に対してトリガー信号２００が送信される。当該トリガー信号２００を受信した受信機３０は内装されている原子時計１５が動作を開始し、時間が計測される。ここで、ダイバー５００に複数の受信機３０、３０が装着されている場合には、それぞれの受信機３０，３０にトリガー信号２００がほぼ同時に送信される。したがって、全ての受信機３０，３０に内装されている原子時計１５、１５は同時刻を刻むこととなる。つまり、複数の受信機３０、３０は全て同じ時間で信号を処理することができ、その意味では同期がとれた状態であるといえる。
【００４０】
次に、受信機３０が受信可能な状態である場合には、当該受信機３０の１つから対応する送信機１０、１０に対して送信要求信号１００を同時に送信する。その、送信要求信号１００を受信した受信機１０、１０は、内装された原子時計３５の動作を開始し、ダイバー５００に装着されたすべての超音波送信機１０、１０は、所定の時間間隔ごとに同時に超音波１５０を発信することが可能となる。
【００４１】
当該超音波１５０を受信した前記受信機３０、３０は超音波１５０、１５０を受信して、復調等の信号処理をし、受信信号３００、３００に変換する。その後、受信機３０、３０は解析装置４０に受信信号３００、３００を送信する。
【００４２】
解析装置４０では、少なくとも３箇所の受信機３０、３０から得られた受信信号３００、３００を受け取り、その受信信号３００、３００から水中でのダイバー５００の三次元座標位置を算出すると共に、その各受信信号３００、３００の相対的な位置関係から速度、加速度、角速度、角加速度を検出してその検出結果を利用して、ダイバー５００の頭、首、腕、腰、足の位置を計算し、ダイバー５００の運動状態を検出して、仮想キャラクターデータと共に座標信号４００として船体６００へ送信する。
【００４３】
船体６００では、前記座標信号４００をデータ記憶装置に蓄積し、そのデータを基にディスプレイ装置などの外部出力装置へダイバー５００の三次元座標位置又はダイバー５００の運動状態を出力する。
【００４４】
また、データ記憶装置には、ダイバー５００が潜水している海底の地形が地図データとして蓄積されており、ダイバー５００の現在位置がその地図データと照らし合わせて、ダイバー５００の想定移動範囲外であれば、そのことをダイバー５００に音や光で知らせ注意を促す。この通知手段は、ダイバー５００のゴーグルに音声発生器や発光装置を設けておくことや、ダイバー５００の体の一部に振動装置等を取り付けておくことによって実現できる。
【００４５】
これによって、ダイバー５００は不用意に遠へ行ってしまうことや、危険な海域へ入ってしますことを防止することができる。
【００４６】
また、地図データや、ダイバー５００の位置データは、船体６００に設けられたＧＰＳ装置５０によって船体６００の座標位置を絶対位置として、そこから倍バー５００の位置を絶対位置として得ることができる。これによって、船体６００全体が流されて危険な海域へ入ってしまう前に、船体６００の乗員はそのことを知ることができ、予め危険を回避することができる。また、ＧＰＳ装置５０により、地図データも常に更新できる状態となる。
【００４７】
次に、超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の第二の実施例について説明する。
この第二の実施例は、泳者の各関節に本発明に係る超音波送信機１０をそれぞれ取り付けるものである。１つの超音波送信機１０に対して、対応する受信機３０、３０は少なくとも３つ必要であり、それぞれ、異なる場所に設置されている。
ここで、トリガー装置２０による超音波送信機１０並びに受信機３０との同期をとるための方法は第一の実施例においてすでに詳細に述べたのでここでは割愛する。
【００４８】
泳者の各関節に取り付けた超音波送信機１０、１０から、超音波１５０，１５０が送信され、当該超音波１５０、１５０は対応する受信機３０、３０により受信される。その受信信号３００、３００は解析装置４０へと送られ、解析装置４０において少なくとも３つの受信機３０、３０から得られた受信信号３００、３００から、泳者５００の三次元座標位置並びに泳者５００の運動状態を検出する。
また、解析装置４０には、見本となる泳者の水泳フォームが蓄積されたデータ記憶装置が接続されている。見本となる見本水泳フォームデータと泳者５００の水泳フォームのデータを比較し、泳者５００の水泳フォームが見本水泳フォームデータに対して大きくずれている場合には、そのことを、音や光や振動などの警告によって泳者５００に、水泳フォームの修正が必要なことを知らせるようにされている。
【００４９】
当該警告により、泳者５００は疲れ等で水泳フォームが崩れてきたことを知ることができ、事故の水泳フォームを修正することができる。
【００５０】
次に、超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の第三の実施例について説明する。
この第三の実施例は、本発明に係る超音波送信機１０をプールや海で泳ぐ人の一人一人に装着して、それぞれの超音波送信機１０、１０が送信する超音波１５０を対応する受信機３０により受信して、常にその三次元座標位置を検知しておくことで、記憶装置に蓄積されている地図データと比較し、その人が予想移動領域から外れた場合には、その人が溺れた状態又は溺れそうになっている状態であると判断して、監視員等に知らせることができるものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置によれば、被計測対象物の所定箇所に取着され、所定の周波数の超音波を送信する超音波送信手段と、それぞれ異なる位置に配置され、超音波送信手段から送信される超音波を受信する少なくとも３つ以上の受信手段と、超音波送信手段と受信手段とを同期させる同期手段と、各受信手段により受信した超音波を解析して超音波送信手段が位置する三次元座標位置を検出する解析手段と、を備えて構成されているので、水中の被計測対象者の三次元座標位置を計測できると共に、超音波を用いているので被計測対象者が超音波送信手段を隠すような姿勢をとっても、その運動状態を正確に計測をすることができるという効果がある。
【００５２】
また、同じ周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信手段から送信される超音波の送信開始時間及び送信タイミングをずらすことにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ検出することができるとう効果がある。
【００５３】
また、異なる周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信機及び受信機との同期を取る同期手段とをさらに備え、それにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ同時に検出することができるという効果がある。
【００５４】
また、三次元座標位置の原点をＧＰＳにより測位することにより超音波送信手段の絶対位置を計測することができるという効果がある。
【００５５】
また、超音波送信手段により送信される超音波を送信する時間の間隔は調整可能とされ、予め設定した時間が経過した後は送信間隔を伸ばして超音波を送信するように構成されているので、所定の時間を経過後、被計測対象者が不明になった場合に、超音波の送信可能時間を長くすることができるという効果がある。
【００５６】
また、被計測対象物がダイバーのような水中を潜水する人であり、超音波送信手段を少なくとも１つ又は複数個の場合にはダイバーの関節に取着することにより水中における位置又は動きを知ることができるように構成されたているので、複数の超音波送信手段の相互の動き方によって、ダイバーの意思により動いているのか意識が無く漂っているのかを判断することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１のシステム図である。
【図２】本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の超音波送信機１０のブロック図である。
【図３】本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１のトリガー装置２０及び受信機３０のブロック図である。
【図４】本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の解析装置４０のブロック図である。
【符号の説明】
１０ 超音波送信機
１２ 送信要求信号受信部
１４ 送信要求信号復調部
１５ 原子時計
１６ 超音波コントロール部
１７ 超音波信号発生部
１８ 発信素子
１９ バッテリ
２０ トリガー装置
２２ トリガー信号発信部
３０ 受信機
３１ 受信素子
３２ 超音波検出部
３４ 信号制御部
３５ 原子時計
３６ トリガー信号受信部
３７ トリガー信号復調部
３８ 信号送信部
３９ 送信要求信号送信部
４０ 解析装置
４２ 信号受信部
４４ 演算部
４６ 信号送信部
５０ ＧＰＳ装置
１００ 送信要求信号
１１０ 受信信号
１２０ 超音波発生タイミング信号
１３０ 超音波制御信号
１４０ 超音波発生信号
１５０ 超音波
２００ トリガー信号
３００ 受信信号
３１０ トリガー処理信号
３２０ タイミング信号
４００ 座標信号
５００ ダイバー
６００ 船体
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数の異なる、あるいは送信開始時間や送信間隔の異なる個別の超音波の直接波方式を利用して、水中の静止または動作する個々の物体の三次元座標位置を計測する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水中での位置計測としては、特開２００１−９０１０１号に記載されたものが知られている。これは、ＧＰＳを用いて、グラブを昇降する滑車の空中での三次元位置を計測しながら、ゆれているグラブが水中に降ろされた後の位置を超音波で補正するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９０１０１号（第２頁〜第３頁、第１図、第２図）
【０００４】
しかし、前述した特許文献１に係る発明は、超音波単独で、水中の三次元座標位置を求めるものでなく、同時刻には一つの三次元座標位置の計測しかできない。また、これ以外の水中での計測方法としては、魚群探知機のように、超音波の反射を利用して、その画像からだいたいの形状を計測する方法があるが、これも大きな物体や群のだいたいの形状を計測するもので、個々の動的な物体の三次元座標位置を求めるものとは全く異なる技術である。
一方、空中で、数ｍの距離で三次元座標位置を計測する方法は、既知のものとして存在する。しかしながらこの方法は、１つの超音波送信機からの信号を３つの超音波受信機で受けて、三次元座標位置を計測するもので、同周波数でしか受信できない。その為、静止または動作している複数個の物体の三次元座標位置を同時に計測するためには、送信開始の時間をずらして、いくつかの超音波送信機から順々に信号を送信し、それを同じ３つの超音波受信機で受信することでしか三次元座標位置を計測できない。その為、信号処理の関係で、超音波送信機の個数もあまり増やせず、せいぜい８個くらいが限度で、８個も使うと、計測周波数が１個当たり、最速のものでも５０Ｈｚとなり、カメラの６０Ｈｚよりも遅くなる。しかも個々の超音波送信機の信号送信には同期性もない。また、信号送信するタイミングを取る為には、送信開始を知らせる為の信号の送受信も必要となり、超音波送信機用バッテリーとそのコントローラ部分が一体となり、それと受信機は有線化されている。水中では空気中に比べて減衰の問題が改善され数ｋｍの送受信が可能になるが、この有線の部分がネックになり、基本的には、それほど離れた距離での計測はできない。有線ゆえに、線による拘束性の問題もあり、実用化には適さない。
このように、超音波により、水中で数ｋｍも離れた距離で、静止または動作する物体の連続的な三次元座標位置を同時に複数箇所計測する方法は、存在していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は以上のような問題点を解決するものであり、周波数の異なる、あるいは送信開始時間や送信間隔の異なる超音波送信手段を被計測対象者に複数取付け、水中で、数ｋｍ先までの複数個の超音波送信機の連続的な三次元座標位置及び／又は絶対三次元座標位置として計測することによって、その計測値から被計測対象者の動きを二次元又は三次元的に表示することによって被計測対象者の位置や運動状態を認識することができる超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、プール・河川・湖沼・海等の水中で静止または動作する物体の超音波による三次元座標位置計測装置において、被計測対象物の所定箇所に取着され、所定の周波数の超音波を送信する超音波送信手段と、それぞれ異なる位置に配置され、超音波送信手段から送信される超音波を受信する少なくとも３つ以上の受信手段と、超音波送信手段と受信手段とを同期させる同期手段と、各受信手段により受信した超音波を解析して超音波送信手段が位置する三次元座標位置を検出する解析手段と、を備えて構成されたことを特徴とする。
【０００７】
前記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波を利用した三次元座標計測装置において、同じ周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信手段から送信される超音波の送信開始時間及び送信タイミングをずらすことにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ検出可能としたことを特徴とする。
【０００８】
前記目的を達成するため請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の超音波を利用した三次元座標計測装置において、異なる周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信機及び受信機との同期を取る同期手段とをさらに備え、それにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ同時に検出可能としたことを特徴とする。
【０００９】
前記目的を達成するため請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、三次元座標位置の原点をＧＰＳにより測位することにより超音波送信手段の絶対位置を計測可能とされたことを特徴とする。
【００１０】
前記目的を達成するため請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、超音波送信手段により送信される超音波を送信する時間の間隔は調整可能とされ、予め設定した時間が経過した後は送信間隔を伸ばして超音波を送信するように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
前記目的を達成するため請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、被計測対象物がダイバーのような水中を潜水する人であり、超音波送信手段を少なくとも１つ又は複数個の場合にはダイバーの関節に取着することにより水中における位置又は動きを知ることができるように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１は、図１に示すように、超音波送信手段である超音波送信機１０と、同期手段であるトリガー装置２０と、受信手段である受信機３０と、解析手段である解析装置４０と、ＧＰＳ装置５０と、を備えて構成され、特に、水中でのダイビングにおいて、ダイバーのウエットスーツに当該超音波送信機１０を取り付けておくことによって、ダイバーの海中での三次元座標位置が判り、ダイバーが予定していた潜水範囲と外れた場合や危険地域に侵入してしまった場合、ダイバーの行方が分からなくなった場合に、その三次元座標位置を検出して、ダイバーへ警告を出したり、行方が分からなくなったダイバーを捜索したりすることができる。
【００１３】
超音波送信機１０は、図２に示すように、送信要求信号受信部１２と、送信要求信号復調部１４と、原子時計１５と、超音波信号コントロール部１６と、超音波信号発生部１７と、発信素子１８と、バッテリ１９とを備えて構成されている。
【００１４】
送信要求信号受信部１２は、受信機３０から超音波送信機１０と受信機３０との送受信の動機を取るための信号である送信要求信号１００を受信し、その送信要求信号１００を送信要求信号復調部１４へ送出する。送信要求信号１００としては光又は電磁波が有効に利用できる。
【００１５】
送信要求信号復調部１４は、送信要求信号受信部１２で受信した光又は電磁波などの送信要求信号１００を電子回路で処理できるように、電気信号である受信信号１１０に変換するものである。そして送信要求信号復調部１４は、原子時計１５に受信信号１１０を送出する。一方、超音波コントロール部１６にも受信信号１１０を送出するが、これによって超音波コントロール部１６に内装されているＣＰＵ装置やメモリに蓄積されている残存データが消去され初期状態に戻される。
【００１６】
原子時計１５は、ＬＳＩ等のチップで構成されており、超音波送信機１０に内装されているものである。当該原子時計１５は、超音波の発生開始の合図として前記受信信号１１０を受け取る。原子時計１５は、トリガー信号として前記受信信号１１０を一回だけ受けることによってその動作を開始し、その後は超音波を発生させるタイミングとして原子時計１５が有する発信周波数で超音波発生タイミング信号１２０を超音波信号コントロール部１６へ送出することができる。
【００１７】
超音波信号コントロール部１６は、送信要求信号復調部１４からの受信信号１１０を受け取り、超音波送信機１０における各種の内部処理を行う図示しないＣＰＵの動作開始を制御すると共に、原子時計１５からの超音波発生タイミング信号１２０を受けて、所定の周波数の超音波制御信号１３０を超音波信号発生部１７へ送出する。また、超音波信号コントロール部１６は、図示しない内部メモリに記憶されているプログラム又は受信信号１１０の入力のタイミングによって、所定の範囲で超音波制御信号１３０の発信周波数及び発信間隔を調整することが可能とされている。
【００１８】
超音波信号発生部１７は、超音波信号コントロール部１６からの電気信号である超音波制御信号１３０をさらに超音波発生信号１４０へ変換し発信素子１８へ送出する。超音波発生信号１４０は、超音波信号発生部１７へ供給されるバッテリ１９によって所定の電力を受けて、超音波発生信号１４０の周波数で発信素子１８を振動させることが可能となる。
【００１９】
発信素子１８は、所定の帯域の発信周波数を有する圧電素子であり超音波信号発生部１７を受信して超音波１５０を発信する。
【００２０】
トリガー装置２０は、図３に示すように、少なくとも３つの受信機３０に有線又は無線により接続され、前記受信機３０、３０相互の同期をとるためのトリガー信号２００を送信するためのトリガー信号発信部２２を備えて構成されている。
トリガー装置２０は、各受信機３０、３０にそれぞれ設けられており、各受信機３０、３０に対してトリガー信号２００を送信し、受信機３０、３０相互の同期をとるものである。
【００２１】
受信機３０は、図３に示すように、受信素子３１と、超音波検出部３２と、信号制御部３４と、原子時計３５と、トリガー信号受信部３６と、トリガー信号復調部３７と、信号送信部３８と、送信要求信号送信部３９と、を備えて構成されている。
【００２２】
受信素子３１は、圧電素子であり、所定の周波数帯域において当該範囲内の周波数の超音波を受信することができる。超音波信号送信機２０から発信された超音波１５０を受信し、その超音波の周波数に対応した受信信号３００を超音波検出部３２へ送出する。
【００２３】
超音波検出部３２は、受信信号３００を受信して整流処理等を行い信号制御部３４へ送出する。
【００２４】
一方、トリガー信号受信部３６は、トリガー装置２０から送信されたトリガー信号２００を受信して、そのトリガー信号２００をトリガー復調部３７に送出する。
【００２５】
トリガー復調部３７は、トリガー信号２００を受信して電気信号であるトリガー処理信号３１０に変換する。さらに、信号制御部３４及び原子時計３５に当該トリガー処理信号３１０を送信する。
【００２６】
信号制御部３４は、トリガー復調部３７から送出されたトリガー処理信号３１０を受け取り、図示しない内装されたＣＰＵ装置を動作開始させる。また、正確な周期を有する原子時計３５から送出されたタイミング信号３２０を受信して当該タイミングに従って信号送信部３８に対して受信信号３００を送出する。
【００２７】
原子時計３５は、ＬＳＩ等のチップで構成されており、超音波送信機３０に内装されている。また、原子時計３５は、各超音波送信機１０に対応する少なくとも３つの受信機３０、３０がそれぞれ同じ時刻に受信した信号である受信信号３００を同じタイミングで解析装置４０へ送出するために、信号制御部３４に対して受信信号３００の送出開始の合図として前記タイミング信号３２０を送出する。尚、原子時計３５は、トリガー処理信号３１０を１回だけ受けることによって、その動作を開始し、その後は超音波を受信するタイミングとして原子時計３５が有する発信周波数で送信要求信号１００を送信要求信号送信部３９へ送出することができる。
【００２８】
受信信号送信部３８は、信号制御部３４から受信信号３００を受信して、解析装置４０へ送出する。尚、受信信号３００の送出は有線又は無線送信のどちらでも行うことができる。
【００２９】
送信要求信号送信部３９は、原子時計３５から送信要求信号１００を受け取り、各超音波送信機１０、１０へ当該送信要求信号１００を送信する。これにより、受信機３０、３０が受信可能な状態となった時に、その合図として超音波送信機１０、１０に対して送信要求信号１００を送り、それを受けた超音波送信手段１０、１０は超音波１５０を発信する合図となる。
【００３０】
次に、解析装置４０は、図４に示すように、信号受信部４２と、演算部４４と、信号送信部４６と、を備えて構成されている。
【００３１】
信号受信部４２は、対応する各受信機３０、３０からの受信信号３００、３００を受信し、それを演算部４４へ送出する。
【００３２】
演算部４４は、複数の受信信号３００、３００から被計測対象者５００の三次元座標位置を演算により算出する。受信信号３００、３００の受信方向と発信から受信までの時間から被計測対象者５００の距離を算出して三次元座標位置を算出する。
【００３３】
演算部４４では、さらに被計測対象者５００に取り付けられた複数の超音波送信機１０、１０の位置を実時間で算出し被計測対象者５００の運動状態を検出しているが、この時、それぞれの超音波送信機１０、１０相互の速度、加速度、角度、角加速度などの物理量から被計測対象者５００の運動状態を検出する。
【００３４】
演算部４４は、さらに被計測対象者５００の三次元座標位置及び運動状態を検出した後、その情報に仮想キャラクターデータと共に、座標信号４００として信号送信部４６へ送出する。
【００３５】
信号送信部４６は、座標信号４００を受け取り、その後船体内にある図示しないデータ記憶装置へ当該座標信号４００を送信し、必要な場合には外部出力装置によりダイバーの仮想キャラクターを表示するようにする。この送信は、有線又は無線送信のどちらでもよいことは言うまでもない。
【００３６】
以上の装置によって、本発明では、ダイバー５００の水中での三次元座標位置とそのダイバー５００の運動状態を知ることができる。また、ダイバー５００が想定される最大移動領域から外れた場合には、ダイバー５００に装着された音声発生器や発光装置によって、自分の位置を確認して前記領域から外れている場合には修正をするように、音や光によって知らせることもできる。
【００３７】
次に、以上で説明した超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の第一の実施例について説明する。
【００３８】
まず、図１に示すように、ダイビングにおいて、入水する前に、ダイバー５００が着用するダイビングスーツに１又は２以上の本発明に係る超音波送信機１０を取り付けておく。この際、ダイバー５００の頭、首、腰又は腕や足の関節部分にそれぞれ１つずつ装着されるようにするのが望ましい。次に、船体６００に本発明に係るトリガー装置２０、受信機３０、解析装置４０を装備する。トリガー装置２０、１又は２以上の受信機３０並びに解析装置４０は一つのパッケージで構成されており、その全体が船体６００の船底から海中へ下ろされる。この時、複数の受信機３０は、全てダイバー５００の方角へ向けられるようにする。
【００３９】
次に、ダイバー５００が入水した後、トリガー装置２０を作動させる。トリガー装置２０を作動させると、トリガー装置２０から受信機３０に対してトリガー信号２００が送信される。当該トリガー信号２００を受信した受信機３０は内装されている原子時計１５が動作を開始し、時間が計測される。ここで、ダイバー５００に複数の受信機３０、３０が装着されている場合には、それぞれの受信機３０，３０にトリガー信号２００がほぼ同時に送信される。したがって、全ての受信機３０，３０に内装されている原子時計１５、１５は同時刻を刻むこととなる。つまり、複数の受信機３０、３０は全て同じ時間で信号を処理することができ、その意味では同期がとれた状態であるといえる。
【００４０】
次に、受信機３０が受信可能な状態である場合には、当該受信機３０の１つから対応する送信機１０、１０に対して送信要求信号１００を同時に送信する。その、送信要求信号１００を受信した受信機１０、１０は、内装された原子時計３５の動作を開始し、ダイバー５００に装着されたすべての超音波送信機１０、１０は、所定の時間間隔ごとに同時に超音波１５０を発信することが可能となる。
【００４１】
当該超音波１５０を受信した前記受信機３０、３０は超音波１５０、１５０を受信して、復調等の信号処理をし、受信信号３００、３００に変換する。その後、受信機３０、３０は解析装置４０に受信信号３００、３００を送信する。
【００４２】
解析装置４０では、少なくとも３箇所の受信機３０、３０から得られた受信信号３００、３００を受け取り、その受信信号３００、３００から水中でのダイバー５００の三次元座標位置を算出すると共に、その各受信信号３００、３００の相対的な位置関係から速度、加速度、角速度、角加速度を検出してその検出結果を利用して、ダイバー５００の頭、首、腕、腰、足の位置を計算し、ダイバー５００の運動状態を検出して、仮想キャラクターデータと共に座標信号４００として船体６００へ送信する。
【００４３】
船体６００では、前記座標信号４００をデータ記憶装置に蓄積し、そのデータを基にディスプレイ装置などの外部出力装置へダイバー５００の三次元座標位置又はダイバー５００の運動状態を出力する。
【００４４】
また、データ記憶装置には、ダイバー５００が潜水している海底の地形が地図データとして蓄積されており、ダイバー５００の現在位置がその地図データと照らし合わせて、ダイバー５００の想定移動範囲外であれば、そのことをダイバー５００に音や光で知らせ注意を促す。この通知手段は、ダイバー５００のゴーグルに音声発生器や発光装置を設けておくことや、ダイバー５００の体の一部に振動装置等を取り付けておくことによって実現できる。
【００４５】
これによって、ダイバー５００は不用意に遠へ行ってしまうことや、危険な海域へ入ってしますことを防止することができる。
【００４６】
また、地図データや、ダイバー５００の位置データは、船体６００に設けられたＧＰＳ装置５０によって船体６００の座標位置を絶対位置として、そこから倍バー５００の位置を絶対位置として得ることができる。これによって、船体６００全体が流されて危険な海域へ入ってしまう前に、船体６００の乗員はそのことを知ることができ、予め危険を回避することができる。また、ＧＰＳ装置５０により、地図データも常に更新できる状態となる。
【００４７】
次に、超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の第二の実施例について説明する。
この第二の実施例は、泳者の各関節に本発明に係る超音波送信機１０をそれぞれ取り付けるものである。１つの超音波送信機１０に対して、対応する受信機３０、３０は少なくとも３つ必要であり、それぞれ、異なる場所に設置されている。
ここで、トリガー装置２０による超音波送信機１０並びに受信機３０との同期をとるための方法は第一の実施例においてすでに詳細に述べたのでここでは割愛する。
【００４８】
泳者の各関節に取り付けた超音波送信機１０、１０から、超音波１５０，１５０が送信され、当該超音波１５０、１５０は対応する受信機３０、３０により受信される。その受信信号３００、３００は解析装置４０へと送られ、解析装置４０において少なくとも３つの受信機３０、３０から得られた受信信号３００、３００から、泳者５００の三次元座標位置並びに泳者５００の運動状態を検出する。
また、解析装置４０には、見本となる泳者の水泳フォームが蓄積されたデータ記憶装置が接続されている。見本となる見本水泳フォームデータと泳者５００の水泳フォームのデータを比較し、泳者５００の水泳フォームが見本水泳フォームデータに対して大きくずれている場合には、そのことを、音や光や振動などの警告によって泳者５００に、水泳フォームの修正が必要なことを知らせるようにされている。
【００４９】
当該警告により、泳者５００は疲れ等で水泳フォームが崩れてきたことを知ることができ、事故の水泳フォームを修正することができる。
【００５０】
次に、超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の第三の実施例について説明する。
この第三の実施例は、本発明に係る超音波送信機１０をプールや海で泳ぐ人の一人一人に装着して、それぞれの超音波送信機１０、１０が送信する超音波１５０を対応する受信機３０により受信して、常にその三次元座標位置を検知しておくことで、記憶装置に蓄積されている地図データと比較し、その人が予想移動領域から外れた場合には、その人が溺れた状態又は溺れそうになっている状態であると判断して、監視員等に知らせることができるものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置によれば、被計測対象物の所定箇所に取着され、所定の周波数の超音波を送信する超音波送信手段と、それぞれ異なる位置に配置され、超音波送信手段から送信される超音波を受信する少なくとも３つ以上の受信手段と、超音波送信手段と受信手段とを同期させる同期手段と、各受信手段により受信した超音波を解析して超音波送信手段が位置する三次元座標位置を検出する解析手段と、を備えて構成されているので、水中の被計測対象者の三次元座標位置を計測できると共に、超音波を用いているので被計測対象者が超音波送信手段を隠すような姿勢をとっても、その運動状態を正確に計測をすることができるという効果がある。
【００５２】
また、同じ周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信手段から送信される超音波の送信開始時間及び送信タイミングをずらすことにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ検出することができるとう効果がある。
【００５３】
また、異なる周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信機及び受信機との同期を取る同期手段とをさらに備え、それにより各超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ同時に検出することができるという効果がある。
【００５４】
また、三次元座標位置の原点をＧＰＳにより測位することにより超音波送信手段の絶対位置を計測することができるという効果がある。
【００５５】
また、超音波送信手段により送信される超音波を送信する時間の間隔は調整可能とされ、予め設定した時間が経過した後は送信間隔を伸ばして超音波を送信するように構成されているので、所定の時間を経過後、被計測対象者が不明になった場合に、超音波の送信可能時間を長くすることができるという効果がある。
【００５６】
また、被計測対象物がダイバーのような水中を潜水する人であり、超音波送信手段を少なくとも１つ又は複数個の場合にはダイバーの関節に取着することにより水中における位置又は動きを知ることができるように構成されたているので、複数の超音波送信手段の相互の動き方によって、ダイバーの意思により動いているのか意識が無く漂っているのかを判断することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１のシステム図である。
【図２】本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の超音波送信機１０のブロック図である。
【図３】本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１のトリガー装置２０及び受信機３０のブロック図である。
【図４】本発明に係る超音波による水中の三次元座標位置計測方法と装置１の解析装置４０のブロック図である。
【符号の説明】
１０ 超音波送信機
１２ 送信要求信号受信部
１４ 送信要求信号復調部
１５ 原子時計
１６ 超音波コントロール部
１７ 超音波信号発生部
１８ 発信素子
１９ バッテリ
２０ トリガー装置
２２ トリガー信号発信部
３０ 受信機
３１ 受信素子
３２ 超音波検出部
３４ 信号制御部
３５ 原子時計
３６ トリガー信号受信部
３７ トリガー信号復調部
３８ 信号送信部
３９ 送信要求信号送信部
４０ 解析装置
４２ 信号受信部
４４ 演算部
４６ 信号送信部
５０ ＧＰＳ装置
１００ 送信要求信号
１１０ 受信信号
１２０ 超音波発生タイミング信号
１３０ 超音波制御信号
１４０ 超音波発生信号
１５０ 超音波
２００ トリガー信号
３００ 受信信号
３１０ トリガー処理信号
３２０ タイミング信号
４００ 座標信号
５００ ダイバー
６００ 船体
Claims (6)
- プール・河川・湖沼・海等の水中で静止または動作する物体の超音波による三次元座標位置計測装置において、
被計測対象物の所定箇所に取着され、所定の周波数の超音波を送信する超音波送信手段と、
それぞれ異なる位置に配置され、前記超音波送信手段から送信される超音波を受信する少なくとも３つ以上の受信手段と、
前記超音波送信手段と前記受信手段とを同期させる同期手段と、
各前記受信手段により受信した超音波を解析して前記超音波送信手段が位置する三次元座標位置を検出する解析手段と、
を備えて構成されたことを特徴とする超音波による水中の三次元座標位置計測装置。 - 請求項１に記載の超音波を利用した三次元座標計測装置において、
同じ周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各超音波送信手段から送信される超音波の送信開始時間及び送信タイミングをずらすことにより各前記超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ検出可能としたことを特徴とする超音波による水中の三次元座標位置計測装置。 - 請求項１に記載の超音波を利用した三次元座標計測装置において、
異なる周波数の超音波を送信する超音波送信手段を複数備えると共に、各前記超音波送信機及び受信機との同期を取る同期手段とをさらに備え、それにより各前記超音波送信手段が位置する三次元座標位置をそれぞれ同時に検出可能としたことを特徴とする超音波による水中の三次元座標位置計測装置。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、
前記三次元座標位置の原点をＧＰＳにより測位することにより前記超音波送信手段の絶対位置を計測可能とされたことを特徴とする超音波による水中の三次元座標位置計測装置。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、
前記超音波送信手段により送信される超音波を送信する時間の間隔は調整可能とされ、予め設定した時間が経過した後は送信間隔を伸ばして超音波を送信するように構成されたことを特徴とする超音波による水中の三次元座標位置計測装置。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中の三次元座標位置計測装置において、
前記被計測対象物がダイバーのような水中を潜水する人であり、前記超音波送信手段を少なくとも１つ又は複数個の場合にはダイバーの関節に取着することにより水中における位置又は動きを知ることができるように構成されたことを特徴とする超音波による水中の三次元座標位置計測装置。
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| CN108008354A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 上海昂丰装备科技有限公司 | 一种抓斗超声波定位系统 |
| CN108387871A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-10 | 吉林大学 | 一种实现六自由度测量的超声三维定位系统和定位方法 |
| JP2019020195A (ja) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | 株式会社大林組 | 水中位置検出システムおよび水中位置検出方法 |
-
2003
- 2003-05-19 JP JP2003140680A patent/JP2004340883A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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