JP2007225493A - Log speed measuring device for ship - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、航行中の船舶において、同船舶の対水速度を計測できるようにした舶用対水速度計測装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a marine water speed measurement device capable of measuring the water speed of a ship in operation.
船舶の対水速度を計測する手段として、種々の電磁式ログ(Electromagnetic log)や音響ログ(ドップラーログ:Doppler log)が開発されている。電磁式ログは、ファラデーの電磁誘導の法則を利用したもので、船底から突出した測定桿の先端のコイルを有するセンサによる磁界が海水を切るとき、センサの先端に取付けられた一対の電極に相対速度に比例して生ずる起電力により、船舶の対水速度を測定する装置である。音響式ログは船底に送受波器(Transducer)を装備して、発射周波数と反射周波数との周波数のずれ(ドップラーシフト)を演算処理することにより船舶の対水速度を得るものである。
しなしながら、電磁式ログや音響式ログで計測した対水速度計測値は、航走する船体の影響、主として、船体表面に発達する境界層の影響を含んでいるため、正確な対水速度を検出することはできない。
However, the measured water speed measured by electromagnetic logs and acoustic logs includes the influence of the navigating hull, mainly the influence of the boundary layer developed on the hull surface. Cannot be detected.
本発明は、電磁ログや音響ログで問題となる船体表面近傍の、船体と流体の摩擦によって対水流速が遅くなる部分の影響を回避するため、船体に対する相対的な水の流れの境界層の影響を受けないように、船体から側方へ離れた水面上の泡(微細気泡の集合体として輪郭を識別できるもの)の画像を経時的に処理して、簡便な手段により船舶の対水速度を計測できるようにした舶用対水速度計測装置を提供することを課題とする。 The present invention avoids the influence of the portion of the water flow relative to the hull in order to avoid the influence of the portion of the hull surface near the hull surface, which is a problem with electromagnetic logs and acoustic logs, due to the friction between the hull and the fluid. In order not to be affected, the image of bubbles on the surface of the water away from the hull to the side (those whose contours can be identified as a collection of fine bubbles) is processed over time, and the water speed of the ship by simple means It is an object of the present invention to provide a marine water speed measurement device that can measure water.
本発明の舶用対水速度計測装置は、船舶の対水速度を検出すべく、同船舶から側方の水面の上方へ張り出したアームと、同アームの先端部に下方へ向けて装着されたカメラとを備え、上記船舶の航行中に同船舶の船側部に沿う相対的な水の流れの表面に生じる多数の泡を上記カメラにより所要の時間間隔で撮影するためのシャッター操作手段と、同シャッター操作手段の作動時における上記カメラと上記水面との距離を計測する測距手段と、上記シャッター操作手段の作動に応じ順次撮影された上記泡の複数の撮影データの相互比較と上記測距手段の計測データとに基づいて上記泡の上記船側部に対する船長方向の相対的移動距離を計測する泡移動計測手段と、同泡移動計測手段により求められた上記泡の上記相対的移動距離と同移動距離に対応した上記時間間隔とから上記船舶の対水速度を算出する演算器とが設けられたことを特徴としている。 A marine water speed measuring device according to the present invention includes an arm projecting upward from a water surface on the side of the ship and a camera mounted downward on the tip of the arm to detect the water speed of the ship. And a shutter operating means for photographing a number of bubbles generated on a surface of a relative water flow along a ship side of the ship during the navigation of the ship at a predetermined time interval by the camera, and the shutter A distance measuring means for measuring the distance between the camera and the water surface when the operation means is operated, a mutual comparison of a plurality of photographing data of the bubbles sequentially photographed according to the operation of the shutter operating means, and the distance measuring means The bubble movement measuring means for measuring the relative movement distance in the captain direction of the foam with respect to the ship side portion based on the measurement data, and the relative movement distance and the movement distance of the foam determined by the bubble movement measuring means In Calculator and is characterized in that provided for calculating the-water speed of the ship and a response to the above time intervals.
また、本発明の舶用対水速度計測装置は、船舶の対水速度を検出すべく、同船舶から側方の水面の上方へ張り出したアームと、同アームの先端部に下方へ向けて装着されたビデオカメラとを備え、上記船舶の航行中に同船舶の船側部に沿う相対的な水の流れの表面に生じる多数の泡を上記ビデオカメラにより所要時間にわたって連続的に撮影するためのシャッター操作手段と、同シャッター操作手段の作動時における上記ビデオカメラと上記水面との距離を計測する測距手段と、上記シャッター操作手段の作動に応じ連続的に撮影された上記泡の上記船舶に対する相対的移動の影像と上記測距手段の計測データとに基づいて上記泡の上記船側部に対する船長方向の相対的移動距離と同移動距離に対応した上記所要時間とから上記船舶の対水速度を算出する演算器とが設けられていることを特徴としている。 In addition, the marine water speed measurement device of the present invention is attached to an arm that protrudes upward from the water surface on the side of the marine vessel and a tip of the arm downward to detect the water velocity of the marine vessel. A video camera, and a shutter operation for continuously shooting a number of bubbles generated on the surface of the relative water flow along the side of the ship during the navigation by the video camera over the required time. A distance measuring means for measuring a distance between the video camera and the water surface when the shutter operating means is operated, and relative to the ship of the bubbles continuously photographed according to the operation of the shutter operating means. Based on the movement image and the measurement data of the distance measuring means, the relative movement distance of the foam with respect to the ship side and the required time corresponding to the movement distance from the ship side, and the water speed of the ship. It is characterized in that the computing unit and is provided for calculating a.
さらに、本発明の舶用対水速度計測装置は、上記アームが船側の内側へ引込み可能に設けられていることを特徴としている。 Furthermore, the marine water velocity measuring device of the present invention is characterized in that the arm is provided so as to be retractable to the inner side of the ship side.
本発明の舶用対水速度計測装置では、航行中の船舶の船側に沿う相対的な水の流れの表面に生じる泡が、船側面に沿う外水境界層の影響を受けないように船体側方へ張り出したアームの先端部の下向きカメラにより、同カメラのシャッター操作手段の作動に伴い、所要の時間間隔(例えば30分の1秒)ごとに撮影されて、その複数の撮影データで形状から特定される同じ泡の上記時間間隔における船体後方への相対的移動距離の計測が可能になり、その上記時間間隔との比としての船体の対水速度が演算器により簡便に求められるようになる。 In the marine water velocity measuring device of the present invention, the bubbles generated on the surface of the relative water flow along the ship side of the vessel being navigated are not affected by the outer water boundary layer along the ship side. Images are taken at the required time interval (for example, 1/30 second) by the downward-facing camera at the tip of the arm that protrudes toward the camera, and the shape is identified from the multiple shooting data. The relative movement distance of the same bubble to the rear of the hull in the time interval can be measured, and the water speed of the hull as a ratio to the time interval can be easily obtained by the calculator.
また、船体側方の水面における泡の撮影手段としてビデオカメラが設けられる場合は、同ビデオカメラのシャッター操作手段により上記泡の動きが所要時間にわたって連続的に撮影されるとともに、同ビデオカメラと上記水面との距離が測距手段により計測されるので、上記シャッター操作手段の作動に応じ連続的に撮影された上記泡の上記船舶に対する相対的移動の影像と上記測距手段の計測データとに基づいて、同じ泡の上記船側部に沿う相対的移動距離と同移動距離に対応した上記所要時間とから、上記船舶の対水速度が演算器により簡便に求められるようになる。 In addition, when a video camera is provided as a bubble photographing means on the water surface on the side of the hull, the movement of the bubbles is continuously photographed over a required time by the shutter operation means of the video camera, and the video camera and the above Since the distance to the water surface is measured by the distance measuring means, it is based on the image of the relative movement of the bubbles with respect to the ship taken continuously according to the operation of the shutter operating means and the measurement data of the distance measuring means. From the relative movement distance of the same foam along the side of the ship and the required time corresponding to the movement distance, the water speed of the ship can be easily obtained by the calculator.
そして、上記のカメラまたはビデオカメラを装着されたアームは、不使用時には船側の内側へ格納されるので、船体の接岸に際して支障をきたすことはない。 The arm on which the camera or video camera is mounted is stored inside the ship when not in use, so that there will be no problem when the hull is berthed.
図1は本発明の一実施例としての舶用対水速度計測装置を備えた船舶を模式的に示す斜視図、図2は図1の装置の使用状態を示す正面図、図3は上記装置による船舶の対水速度計測の態様を模式的に示す説明図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a ship provided with a marine water speed measuring device as one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing a use state of the device of FIG. 1, and FIG. It is explanatory drawing which shows the aspect of the water speed measurement of a ship typically.
図1および図2に示すように、船舶1の船体平行部において、甲板1a上に台座2を介して水面Wの上方へ張り出したアーム3が設けられており、同アーム3の先端部には下方の水面Wへ向けて装着されたカメラ(好ましくはCCD方式カメラ)4が装備されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the hull parallel part of the ship 1, an
そして、カメラ4のシャッター操作手段4aが、船内の図示しない遠隔装置によって作動できるように構成されている。
また、アーム3の先端部には、シャッター操作手段4aの作動時に、これと連動してカメラ4と水面Wとの距離Dを計測する測距手段5が設けられている。
And the shutter operation means 4a of the
Further, a distance measuring means 5 for measuring a distance D between the
さらに、図1および図3に示すように、シャッター操作手段4aの作動に伴いカメラ4で撮影された水面上の同一の泡Bのt秒間における船側部に対する船長方向の相対的移動距離Eを、泡Bの映像b1,b2の位置変化量eに対応するものとして計測しうる泡映像計測器6が設けられている。
Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the relative movement distance E in the length direction with respect to the side of the ship for t seconds of the same bubble B on the water surface taken by the
上述の本実施例の舶用対水速度計測装置では、船舶の航行時に、船側面に沿う水の流れの境界層の影響を受けないようにアーム3を介し船側部から側方へ離れた位置で、例えば時間間隔を1/30秒にして撮影しうる高速度のシャッター操作手段4aを備えたカメラ4により同じ泡Bを撮影した2つの映像b1,b2の相対的移動距離eに基づき、カメラ4の特性に対応した距離D(例えば3メートル)におけるカメラ映像の縮尺(例えば1/10)を考慮することにより、泡Bの船体に対する相対的移動距離の実寸Eを、泡映像計測器6において求めることができる。
In the marine water speed measurement device of the above-described embodiment, at the time of navigation of the ship, it is at a position away from the side of the ship via the
すなわち、1/30秒の時間間隔で撮影した同一の泡Bの映像b1,b2の相対的移動距離eが、例えば17.1mmの場合は、実際の泡Bの相対的移動距離は、距離3メートルにおけるカメラ映像の縮尺1/10および時間間隔1/30秒を考慮して毎秒17.1mm×10×30、すなわち毎秒5.13mとなるから、時速としての船速V(ノット)は、1ノットが毎時1852mとして、[数1]式により、演算器7を用いて、約10ノットとして求められる。
[数1]
V=5.13×60×60/1852≒10
That is, when the relative movement distance e of the images b 1 and b 2 of the same bubble B photographed at a time interval of 1/30 seconds is 17.1 mm, for example, the actual relative movement distance of the bubble B is Considering the scale 1/10 of the camera image at a distance of 3 meters and the time interval of 1/30 seconds, the speed is 17.1 mm × 10 × 30 per second, that is, 5.13 m per second. 1 knot is 1852 m / h, and is calculated as about 10 knots using the
[Equation 1]
V = 5.13 × 60 × 60 / 1852≈10
なお、図1に示すように、本実施例において、アーム3は、本装置の不使用時には電動式回転駆動装置3Aを用いて鎖線図示のごとく回動させることにより、船側の内側へ引込み可能に構成されており、このようにして、この船舶の接岸時に支障をきたさないように配慮されている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
前述の実施例では、カメラ4がスチルカメラとして用いられているが、このカメラ4としてビデオカメラ(好ましくはCCD方式)を用いてもよく、その場合は、或る泡の特定時刻の映像に対して、所要時間後における同じ泡の画面上における映像の移動距離が求められ、このようにして、前述の実施例の場合と同様の手段により船舶の対水速度を計測することができる。
In the above-described embodiment, the
すなわち、船体側方の水面における泡の撮影手段としてビデオカメラが設けられる場合は、同ビデオカメラのシャッター操作手段により上記泡の動きが所要時間にわたって連続的に撮影されるとともに、同ビデオカメラと上記水面との距離が測距手段により計測されるので、上記シャッター操作手段の作動に応じ連続的に撮影された上記泡の上記船舶に対する相対的移動の影像と上記測距手段の計測データとに基づいて、同じ泡の上記船側部に沿う相対的移動距離と同移動距離に対応した上記所要時間とから、上記船舶の対水速度が演算器により簡便に求められるようになる。 That is, when a video camera is provided as a bubble photographing means on the water surface on the side of the hull, the movement of the bubbles is continuously photographed over the required time by the shutter operation means of the video camera, and the video camera and the above Since the distance to the water surface is measured by the distance measuring means, it is based on the image of the relative movement of the bubbles with respect to the ship taken continuously according to the operation of the shutter operating means and the measurement data of the distance measuring means. From the relative movement distance of the same foam along the side of the ship and the required time corresponding to the movement distance, the water speed of the ship can be easily obtained by the calculator.
そして、この場合も、ビデオカメラを装着されたアームは、前述の実施例の場合と同様に、不使用時には船側の内側へ格納され、船体の接岸の際に支障をきたさないように配慮される。 In this case as well, the arm equipped with the video camera is stored inside the ship side when not in use, as in the case of the above-described embodiment, and consideration is given so as not to cause trouble when the hull is berthed. .
なお、船側部に対する水面Wの泡の相対的な動きについては、複数の泡による水面パターン(輝度パターン)の微小時間における船長方向の移動距離として求めるようにしてもよく、この場合も前述の実施例と同様の手法で船舶の対水速度を求めることができる。 It should be noted that the relative movement of the bubbles on the water surface W with respect to the ship side may be obtained as the movement distance in the direction of the ship length in the minute time of the water surface pattern (luminance pattern) due to the plurality of bubbles. The water speed of the ship can be obtained by the same method as in the example.
1 船舶
1a 甲板
2 台座
3 アーム
3A 電動式回転駆動装置
4 カメラ
4a シャッター操作手段
5 測距手段
6 泡映像計測器
7 演算器
B 泡
b1,b2 泡の映像
D 距離
e 泡の映像の相対的移動距離
E eの実寸
t 時間間隔
V 対水速度(時速)
W 水面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ship
W Water surface
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