JP2019020195A - Underwater position detection system and underwater position detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水中におけるダイバーの位置情報を検出するための、水中位置検出システムに関する。 The present invention relates to an underwater position detection system for detecting position information of a diver in water.
例えば、海洋土木工事において、テトラポッドや被覆ブロック等のコンクリートブロックを、作業船に装備したクレーンにて水中で吊持し海底に据付けるコンクリートブロックの据付け工事を行う際には、ダイバーによるコンクリートブロックの位置決め作業が必要となる。しかし、水中にて吊持された状態のコンクリートブロックは、クレーンの揚重動作により上下動するだけでなく、波浪によるクレーン船の揺動の影響を受けて横揺れするため、ダイバーの事故・災害がきわめて発生しやすい環境にある。 For example, in offshore civil works, when concrete blocks such as tetrapods and covering blocks are suspended in water by a crane equipped on a work boat and installed on the sea floor, a concrete block made by a diver is used. Positioning work is required. However, the concrete block suspended in the water not only moves up and down due to the lifting operation of the crane, but also rolls under the influence of the swing of the crane ship due to the waves. Is in a very prone environment.
このため、クレーンのオペレーターや船上の監視員は、水中におけるダイバーの位置や状態を常時把握する必要がある。しかし、ダイバーの位置確認は、船上の監視員による呼吸気泡による目視確認や有線電話による通話確認にとどまっており、ダイバーの位置把握に多大な時間を要するとともに、正確な位置を把握することが困難である。 For this reason, crane operators and on-board supervisors need to keep track of the position and condition of divers in the water. However, the position of the diver is limited to a visual check using a breathing bubble by a supervisor on the ship and a call confirmation using a wired telephone. It takes a lot of time to grasp the position of the diver and it is difficult to grasp the exact position. It is.
そこで、例えば特許文献1には、超音波通信を利用してダイバーの3次元座標位置を計測する方法および装置が開示されている。具体的には、ダイバーに超音波送信機を装着させるとともに、船体に少なくとも3つの受信機、トリガー装置、解析装置を設置する。そして、トリガー装置から超音波送信機に電磁波による送信要求信号を送信すると、送信要求信号を受信した超音波送信機が超音波を発振し、この超音波を3つの受信機各々が受信して、その受信信号からダイバーの3次元座標位置を算出する。 Thus, for example, Patent Document 1 discloses a method and apparatus for measuring the three-dimensional coordinate position of a diver using ultrasonic communication. Specifically, an ultrasonic transmitter is attached to the diver, and at least three receivers, a trigger device, and an analysis device are installed on the hull. And when the transmission request signal by electromagnetic waves is transmitted from the trigger device to the ultrasonic transmitter, the ultrasonic transmitter that has received the transmission request signal oscillates the ultrasonic wave, and each of the three receivers receives this ultrasonic wave, The three-dimensional coordinate position of the diver is calculated from the received signal.
しかし、特許文献1では、トリガー装置から超音波送信機に送信する送信要求信号が電磁波である。このように、送信要求信号に水中における減衰が大きい電磁波を使用しているため、船体とダイバーとの距離が大きい場合には、正確な通信が困難となりやすい。また、送信要求信号の受信後においてダイバーの3次元座標位置の算出には、低速ではあるものの水中で長距離通信の可能な超音波を用いている。しかし、超音波通信は、気泡、機械雑音、電気雑音、護岸・船舶等による超音波信号の反響雑音等が水の振動を破壊し通信経路の障害となるため、海中土木工事等の現場においては、必ずしも適したデータ通信手段であるとは言えない。 However, in Patent Document 1, the transmission request signal transmitted from the trigger device to the ultrasonic transmitter is an electromagnetic wave. As described above, since an electromagnetic wave having a large attenuation in water is used for the transmission request signal, accurate communication tends to be difficult when the distance between the hull and the diver is large. In addition, after receiving the transmission request signal, for the calculation of the three-dimensional coordinate position of the diver, ultrasonic waves capable of long-distance communication in water are used, although the speed is low. However, in ultrasonic communication, since bubbles, mechanical noise, electrical noise, echo noise of ultrasonic signals from seawalls, ships, etc. destroy water vibrations and hinder communication paths, However, it is not necessarily a suitable data communication means.
このような中、水中でのデータ通信に適した手段として、超音波通信のほかに可視光通信を用いる方法が知られている。例えば、特許文献2では、水中におけるダイバー同士の通信手段として、可視光通信を用いる方法および装置が開示されている。 Under such circumstances, as means suitable for underwater data communication, a method using visible light communication in addition to ultrasonic communication is known. For example, Patent Document 2 discloses a method and apparatus using visible light communication as a communication means between divers in water.
特許文献2の方法では、ダイバー同士の通信が可能であるだけでなく、水深5mの位置であれば、水中から水上の船舶等に対して双方向通信を行うことも可能となっている。しかし、特許文献2には、可視光通信を用いて水中におけるダイバーの水中位置を把握する方法については、開示されていない。 In the method of Patent Document 2, not only divers can communicate with each other, but it is also possible to perform two-way communication from underwater to a ship on the water at a water depth of 5 m. However, Patent Document 2 does not disclose a method for grasping the underwater position of a diver in water using visible light communication.
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、簡略な装備および操作にて、基準物体から見たダイバーの水中位置を迅速かつ的確に把握することが可能な、水中位置検出システムを提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and its main purpose is to be able to quickly and accurately grasp the underwater position of the diver viewed from the reference object with simple equipment and operation. An underwater position detection system is provided.
かかる目的を達成するため、本発明の水中位置検出システムは、少なくとも一部分が水中に入っている基準物体を基準とするダイバーの水中位置を検出する水中位置検出システムであって、前記ダイバーに備えられ、可視光を発光する可視光発光部と、前記基準物体の、水中に位置する外面に間隔を有して設置される、前記可視光を受光する複数の可視光受光部と、複数の該可視光受光部のうち、前記可視光の入射光量が最も大きいものとして選定された可視光受光部の前記基準物体における設置位置、該選定された可視光受光部に入射する前記可視光の鉛直軸に対する入射角度、前記ダイバーの水深、および、前記基準物体の水深に基づいて、前記ダイバーの水中位置を検出する位置検出装置と、を備え、少なくとも前記ダイバーの水深が、前記可視光発光部にて発光された前記可視光により前記可視光受光部に伝送されることを特徴とする。 In order to achieve this object, an underwater position detection system of the present invention is an underwater position detection system that detects an underwater position of a diver with reference to a reference object at least a part of which is in the water, and is provided in the diver. A visible light emitting unit that emits visible light, a plurality of visible light receiving units that receive the visible light, and are disposed on an outer surface of the reference object that are located in water, and a plurality of the visible light receiving units. Of the light receiving parts, the visible light receiving part selected as the largest incident light quantity of the visible light is installed on the reference object with respect to the vertical axis of the visible light incident on the selected visible light receiving part. A position detecting device that detects an underwater position of the diver based on an incident angle, a water depth of the diver, and a water depth of the reference object, and at least the water depth of the diver is By the visible light emitted by the visible light emitting portion, characterized in that it is transmitted to the visible light receiving unit.
また、本発明の水中位置検出システムは、複数の前記可視光受光部が、それぞれ鉛直軸に対する角度を変えて配置され可視光受光部群を構成し、該可視光受光部群が、前記基準物体の下端部近傍における前記外面に間隔を有して設置されることを特徴とする。 Further, in the underwater position detection system of the present invention, a plurality of the visible light receiving units are arranged at different angles with respect to the vertical axis to form a visible light receiving unit group, and the visible light receiving unit group includes the reference object. It installs with the space | interval in the said outer surface in the lower end part vicinity.
そして、本発明の水中位置検出方法は、本発明の水中位置検出システムを用いた水中位置検出方法であって、複数の前記可視光受光部各々が受光した前記可視光の入射光量を相対比較し、該入射光量が最も大きいものとして選定された前記可視光受光部の前記基準物体における設置位置に基づいて、前記基準物体を基準とする前記ダイバーの平面視位置方向を検出し、前記ダイバーの水深と前記基準物体の水深とに基づいて、前記基準物体に対する前記ダイバーの相対深度を検出し、該相対深度と、前記入射光量が最も大きいものとして選定された前記可視光受光部に入射する前記可視光の鉛直軸に対する入射角度に基づいて、前記基準物体と前記ダイバーとの水平距離を検出し、前記平面視位置方向、前記相対深度、および前記水平距離から、前記基準物体を基準とする前記ダイバーの水中位置を検出することを特徴とする。 The underwater position detection method of the present invention is an underwater position detection method using the underwater position detection system of the present invention, and relatively compares the incident light amount of the visible light received by each of the plurality of visible light receiving units. , Based on the installation position of the visible light receiving unit selected as the largest incident light amount in the reference object, the plan view position direction of the diver relative to the reference object is detected, and the water depth of the diver And the relative depth of the diver with respect to the reference object based on the water depth of the reference object, and the relative depth and the incident light that enters the visible light receiving unit selected as the largest amount of incident light. Based on an incident angle with respect to a vertical axis of visible light, a horizontal distance between the reference object and the diver is detected, and the planar view position direction, the relative depth, and the horizontal distance are detected. , And detecting the water position of the diver relative to the said reference object.
上述する本発明の水中位置検出システムおよび水中位置検出方法によれば、ダイバーに可視光発光部を装備させるとともに、基準物体に複数の可視光受光部を設置することにより、ダイバーが可視光発光部から基準物体に向けて可視光を発光するのみの簡略な操作で、基準物体を基準とした前記ダイバーの水中位置を検出することができる。これにより、ダイバーの位置確認を、船上の監視員による呼吸気泡による目視確認や有線電話による通話確認にて行っていた従来手法と比較して、迅速かつ的確にダイバーの水中位置を把握することが可能となる。 According to the underwater position detection system and the underwater position detection method of the present invention described above, a diver is equipped with a visible light emitting unit, and a plurality of visible light receiving units are installed on the reference object, so that the diver can see the visible light emitting unit. The underwater position of the diver with reference to the reference object can be detected by a simple operation that only emits visible light toward the reference object. This makes it possible to grasp the diver's underwater position quickly and accurately compared to the conventional method in which the position of the diver is confirmed by visual confirmation using breathing bubbles by a supervisor on the ship and confirmation of a call using a wired telephone. It becomes possible.
また、例えば、護岸工事や水中構造物の構築工事等、ダイバーによる水中作業を必要とする海洋土木工事を行う場合に、基準物体として作業船や護岸壁、水中にコンクリートブロックを据付ける際に用いる水中吊荷旋回装置等を選択し、これらに、複数の可視光受光部を設置するとともに、ダイバーに可視光発光部を携帯させるのみの簡略な構成で、ダイバーの作業位置を確認することができる。これにより、煩雑な手間を要することなく安価に、ダイバーの安全性を確保しながら、海洋土木工事の作業生産性を向上することが可能となる。 In addition, for example, when carrying out marine civil engineering work that requires underwater work by divers, such as revetment work or construction of underwater structures, it is used when installing work vessels, revetment walls, and concrete blocks underwater as reference objects. Select a submersible load swivel device, etc., and install a plurality of visible light receiving units on them, and can confirm the working position of the diver with a simple configuration that only allows the diver to carry the visible light emitting unit. . As a result, it is possible to improve work productivity of offshore civil engineering work while ensuring the safety of divers at a low cost without requiring complicated labor.
本発明によれば、ダイバーが基準物体に向けて可視光発光部から可視光を発光するのみの簡略な操作で、基準物体を基準とするダイバーの水中位置を迅速かつ的確に把握することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to quickly and accurately grasp the diver's underwater position with reference to the reference object by a simple operation in which the diver emits visible light from the visible light emitting unit toward the reference object. It becomes.
本発明の水中位置検出システムおよび水中位置検出方法は、一般にデータ通信手段として用いられる可視光通信システムを利用して、基準物体を基準とするダイバーの平面視位置方向、水平距離および水深といった、ダイバーの水中位置に係る情報を検出するシステムおよび方法である。 The underwater position detection system and the underwater position detection method of the present invention use a visible light communication system that is generally used as a data communication means, and the diver such as the diver's plan view position direction, the horizontal distance, and the water depth relative to the reference object. It is the system and method which detect the information which concerns on the underwater position.
本実施の形態では、ダイバーによる水中作業が必要となる海中土木工事のうちの1つである、コンクリートブロックの据付け工事を実施する場合を事例に挙げ、基準物体として水中吊荷旋回装置を採用し、水中位置検出システムの詳細を図1〜図6を参照して説明する。 In this embodiment, a case where concrete block installation work, which is one of the underwater civil works that require underwater work by divers, is taken as an example, and an underwater suspended load swiveling device is adopted as a reference object. Details of the underwater position detection system will be described with reference to FIGS.
図1で示すように、水中吊荷旋回装置50は、海底にテトラポッドや根固めブロック等のコンクリートブロックBを据付けるにあたり、吊持された態様のコンクリートブロックBの、旋回による方向転換や姿勢保持等の姿勢制御、および位置決め時の微調整等を水中にて行うための装置である。なお、水中吊荷旋回装置50の詳細は、特許第5970946号公報を参照されたい。 As shown in FIG. 1, the underwater suspended load swirl device 50 turns the concrete block B in a suspended state when turning the concrete block B such as a tetrapod or a rooting block on the seabed. It is a device for performing posture control such as holding and fine adjustment during positioning in water. For details of the underwater suspended load turning device 50, refer to Japanese Patent No. 5970946.
上述の水中吊荷旋回装置50は、外殻51の上面に、起重機船60のクレーン61から垂下されたワイヤー62を装着するためのシャックル52が、また、外殻51の下面に、コンクリートブロックBを吊持するための吊り治具53が、それぞれ備えられており、吊り治具53にてコンクリートブロックBを吊持した状態で、シャックル52に装着されたワイヤー62を介して水中に垂下される。 In the underwater suspended load turning device 50 described above, the shackle 52 for mounting the wire 62 suspended from the crane 61 of the hoist ship 60 is provided on the upper surface of the outer shell 51, and the concrete block B is provided on the lower surface of the outer shell 51. Suspension jigs 53 for suspending the concrete block B are suspended, and the concrete block B is suspended by the suspension jig 53 and is suspended in water via the wire 62 attached to the shackle 52. .
そして、コンクリートブロックBを海底に据付ける際には、まず、水中のダイバーDがコンクリートブロックBの位置や姿勢を確認しながら、無線通信にて水中吊荷旋回装置50を制御して、コンクリートブロックBの方向転換等の姿勢制御を行うとともに、位置決めの微調整を行う。こうして、コンクリートブロックBの位置決めが行われた後、クレーン61のオペレーターが、ワイヤー62を繰り出して水中吊荷旋回装置50およびコンクリートブロックBを降下させ、コンクリートブロックBを海底に据付ける。 When installing the concrete block B on the seabed, first, the underwater diver D checks the position and orientation of the concrete block B while controlling the underwater suspended load swirling device 50 by wireless communication. While performing posture control such as changing the direction of B, fine adjustment of positioning is performed. After positioning the concrete block B in this way, the operator of the crane 61 pulls out the wire 62 to lower the underwater suspended load turning device 50 and the concrete block B, and installs the concrete block B on the seabed.
このとき、クレーン61のオペレーターや起重機船60上の作業監視員はあらかじめ、ダイバーDに対して、作業位置を確認して指示を出したり、コンクリートブロックBに近接している場合や、単独行動となっている場合には危険を報知する必要が生じる。そこで、本実施の形態では、クレーン61のオペレーターや起重機船61上の作業監視員がダイバーDの水中位置を確認するための手段として、水中位置検出システム1を採用している。 At this time, the operator of the crane 61 and the work supervisor on the hoist ship 60 confirm the work position with respect to the diver D in advance, give an instruction, or if it is close to the concrete block B, or If it is, it is necessary to notify the danger. Therefore, in the present embodiment, the underwater position detection system 1 is employed as a means for the operator of the crane 61 and the work monitor on the hoist ship 61 to confirm the underwater position of the diver D.
水中位置検出システム1は、ダイバーDが携帯する可視光発光部11と、水中吊荷旋回装置50に設置された複数の可視光受光部12と、水中吊荷旋回装置50の外殻51に装備される位置検出装置13と、クレーン61のオペレーター室や起重機船60上の作業管理室等に設置される出力装置14と、を備えている。 The underwater position detection system 1 is equipped with a visible light emitting unit 11 carried by the diver D, a plurality of visible light receiving units 12 installed in the underwater suspended load turning device 50, and an outer shell 51 of the underwater suspended load turning device 50. And the output device 14 installed in the operator room of the crane 61, the work management room on the hoist ship 60, and the like.
可視光発光部11は、放射する可視光Vを強度変調して情報を伝送できる可視光固体光源であれば、発光ダイオード(以降、LEDと称す)、有機EL、可視光レーザー等の何れを採用してもよいが、本実施の形態では、疑似白色かつ5000KのLEDを採用している。なお、LEDは、必ずしも上記のものに限定されるものではなく、後述する可視光受光部12の感度や、水中の濁度、ダイバーDの作業範囲等の施工環境等に応じて、適宜好適な色温度および色調(例えば、水中の濁度が低い場合は青のエネルギーが高いLED等)のものを設定すればよい。 As long as the visible light emitting unit 11 is a visible light solid-state light source capable of transmitting information by modulating the intensity of the visible light V to be emitted, any of a light emitting diode (hereinafter referred to as LED), an organic EL, a visible light laser, and the like is adopted. However, in the present embodiment, a pseudo white and 5000K LED is used. In addition, LED is not necessarily limited to the above-mentioned thing, It is suitably suitable according to construction environments, such as the sensitivity of the visible light light-receiving part 12 mentioned later, turbidity in water, the work range of the diver D, etc. What is necessary is just to set the color temperature and color tone (for example, LED with high blue energy when the turbidity in water is low).
可視光受光部12は、可視光発光部11から発光された可視光Vを受光し、これを電気信号に復調して位置検出装置13に出力するもので、本実施の形態では、フォトダイオードを採用している。なお、強度変調された可視光を受光して変調することができる光センサーであれば、可視光受光部12にいずれを採用してもよく、例えばイメージセンサーを用いてもよい。 The visible light receiving unit 12 receives the visible light V emitted from the visible light emitting unit 11, demodulates it into an electrical signal, and outputs it to the position detection device 13. Adopted. Any optical sensor that can receive and modulate intensity-modulated visible light may be used for the visible light receiving unit 12, and for example, an image sensor may be used.
位置検出装置13は、可視光受光部12より出力された電気信号および水中吊荷旋回装置50の水深h2から、水中吊荷旋回装置50を基準とするダイバーDの水中位置を算定する装置である。そして、図3(b)及び図4で示すように、水中吊荷旋回装置50を基準とする可視光発光部11の平面視位置方向Aを決定する平面視位置方向算定手段131を備えている。 The position detection device 13 is a device that calculates the underwater position of the diver D with reference to the underwater suspended load turning device 50 from the electrical signal output from the visible light receiving unit 12 and the water depth h2 of the underwater suspended load turning device 50. . And as shown in FIG.3 (b) and FIG. 4, the planar view position direction calculation means 131 which determines the planar view position direction A of the visible light emission part 11 on the basis of the underwater suspended load turning apparatus 50 is provided. .
また、図3(a)(b)で示すように、水中吊荷旋回装置50に対する可視光発光部11の相対深度Hを算定する相対深度算定手段132と、水中吊荷旋回装置50と可視光発光部11との間で最短となる水平距離Lを算定する水平距離算定手段133と、を備えている。なお、平面視位置方向算定手段131、相対深度算定手段132、水平距離算定手段133の詳細は、後述する水中位置検出システム1の第1〜第3の実施の形態に譲る。 Moreover, as shown in FIGS. 3A and 3B, the relative depth calculation means 132 for calculating the relative depth H of the visible light emitting unit 11 with respect to the underwater suspended load turning device 50, the underwater suspended load turning device 50 and the visible light. Horizontal distance calculating means 133 for calculating the shortest horizontal distance L with respect to the light emitting unit 11. The details of the planar view position / direction calculating means 131, the relative depth calculating means 132, and the horizontal distance calculating means 133 are left to the first to third embodiments of the underwater position detection system 1 described later.
これら位置検出装置13にて算定される、水中吊荷旋回装置50を基準とする可視光発光部11の平面視位置方向A、水中吊荷旋回装置50に対する可視光発光部11の相対深度H、および水中吊荷旋回装置50と可視光発光部11との間で最短となる水平距離Lは、図1で示すように、ダイバーDの水中位置に係る情報として、出力装置14に出力される。 A planar view position direction A of the visible light emitting unit 11 based on the underwater suspended load turning device 50 calculated by these position detection devices 13, a relative depth H of the visible light emitting unit 11 with respect to the underwater suspended load turning device 50, The horizontal distance L that is the shortest between the underwater suspended load turning device 50 and the visible light emitting unit 11 is output to the output device 14 as information on the underwater position of the diver D, as shown in FIG.
出力装置14は、位置検出装置13にて出力されたダイバーDの水中位置に係る情報を表示する装置であり、少なくともモニターを備えていればスマートフォン、タブレットPC、パーソナルコンピュータ等の何れを採用してもよい。なお、本実施の形態では、パーソナルコンピュータを採用している。 The output device 14 is a device that displays information related to the underwater position of the diver D output from the position detection device 13, and adopts any of a smartphone, a tablet PC, a personal computer, or the like as long as it has at least a monitor. Also good. In this embodiment, a personal computer is employed.
上述する水中位置検出システム1により、クレーン61のオペレータや起重機船60上の作業監視員は、ダイバーDが水中吊荷旋回装置50に向けて、可視光発光部11から可視光を発光するたびに、水中吊荷旋回装置50を基準とするダイバーDの水中位置を、出力装置14にて迅速かつ的確に把握することができる。 With the underwater position detection system 1 described above, whenever the operator of the crane 61 or the work monitor on the hoist ship 60 emits visible light from the visible light emitting unit 11 toward the underwater suspended load turning device 50, the diver D emits visible light. The underwater position of the diver D based on the underwater suspended load turning device 50 can be quickly and accurately grasped by the output device 14.
これにより、クレーン61のオペレーターや起重機船60上の作業監視員は、コンクリートブロックBの据付け工事を実施するにあたり、ダイバーDが安全を確保できるエリアに移動していることを出力装置14にて確認した上で、クレーン61によるコンクリートブロックBの揚重や降下等の操作を行うことができる。したがって、ダイバーDの安全を確保しつつ、コンクリートブロックBの据付け工事に係る作業生産性を大幅に向上することが可能となる。 As a result, the operator of the crane 61 and the work supervisor on the hoist ship 60 confirm with the output device 14 that the diver D has moved to an area where safety can be ensured when the concrete block B is installed. Then, operations such as lifting and lowering of the concrete block B by the crane 61 can be performed. Therefore, it is possible to greatly improve work productivity related to the installation work of the concrete block B while ensuring the safety of the diver D.
上述する構成の水中位置検出システム1について、水中吊荷旋回装置50に対する可視光受光部12の異なる設置パターンを3種類、第1〜第3の実施の形態として以下に例示するとともに、可視光受光部12の設置パターンに対応したダイバーDの水中位置の算定方法を、併せて説明する。 Regarding the underwater position detection system 1 having the above-described configuration, three different types of installation patterns of the visible light receiving unit 12 with respect to the underwater suspended load turning device 50 are exemplified below as first to third embodiments, and visible light reception is performed. The calculation method of the underwater position of the diver D corresponding to the installation pattern of the unit 12 will also be described.
<第1の実施の形態>
水中位置検出システム1を構成する複数の可視光受光部12は、図2(a)(b)で示すように、水中吊荷旋回装置50の外殻51であって下面近傍の外周縁511に、吊り治具53の取り付け位置を避けるようにして放射状に、複数が同一高さに設置されている。
<First embodiment>
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the plurality of visible light receivers 12 constituting the underwater position detection system 1 are the outer shell 51 of the underwater suspended load turning device 50, and the outer peripheral edge 511 near the lower surface. In order to avoid the attachment position of the hanging jig 53, a plurality of them are installed at the same height in a radial pattern.
なお、本実施の形態では、水中吊荷旋回装置50の寸法が、高さ2000mm、外殻51における外周縁511の直径2131mmである。また、外殻51の外周縁511に対して放射状に設置する可視光受光部12は、20度の間隔で配置される2つの可視光受光部12と、これを挟むように48度の間隔で配置される2つの可視光受光部12とよりなる4つの可視光受光部12を、等間隔で4方向に設置し、合計で16個設置されている。 In the present embodiment, the dimensions of the underwater suspended load turning device 50 are a height of 2000 mm and a diameter of the outer peripheral edge 511 of the outer shell 51 of 2131 mm. Moreover, the visible light receiving part 12 installed radially with respect to the outer peripheral edge 511 of the outer shell 51 is separated by two visible light receiving parts 12 arranged at an interval of 20 degrees, and at an interval of 48 degrees so as to sandwich this. Four visible light receiving units 12 including the two visible light receiving units 12 are arranged in four directions at equal intervals, and a total of 16 visible light receiving units 12 are installed.
可視光受光部12はそれぞれ、筒状体よりなる外殻51の軸線Oが鉛直軸と平行な状態において、鉛直軸に対して約45度の設置角度をもって海底方向に向けて設置されているとともに、海中の障害物に接触するなどして破損したり設置角度が変わることのないよう、可視光発光部11より発光される可視光Vが透過可能な収納ケール121に収納されている。 Each of the visible light receiving portions 12 is installed toward the seabed at an installation angle of about 45 degrees with respect to the vertical axis in a state where the axis O of the outer shell 51 made of a cylindrical body is parallel to the vertical axis. The visible light V emitted from the visible light emitting unit 11 is stored in a storage kale 121 through which the visible light V can be transmitted so that the installation angle does not change due to contact with an obstacle in the sea.
一方、水中位置検出システム1を構成する可視光発光部11は、図3で示すように、ダイバーDが水中吊荷旋回装置50に向けて自ら可視光を発光できる態様であれば、スーツや潜水器具に装着する等いずれに装備してダイバーDに携帯させてももよい。また、可視光発光部11は、発光角度を計測する角度センサー(図示せず)を備えるとともに、少なくともダイバーDに装備されている水深計(図示せず)と無線接続されており、水深計より得られるダイバーDの水深h1と、可視光発光部11から発光される可視光Vの鉛直軸に対する発光角度θ1を、可視光Vを介して可視光受光部12に伝送可能となっている。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the visible light emitting unit 11 that constitutes the underwater position detection system 1 can be a suit or a dive as long as the diver D can emit visible light toward the underwater suspended load turning device 50. You may equip it with an instrument etc. and carry it by the diver D. The visible light emitting unit 11 includes an angle sensor (not shown) for measuring the emission angle, and is wirelessly connected to at least a water depth gauge (not shown) installed in the diver D. The water depth h1 of the obtained diver D and the emission angle θ1 with respect to the vertical axis of the visible light V emitted from the visible light emitting unit 11 can be transmitted to the visible light receiving unit 12 via the visible light V.
なお、第1の実施の形態では、可視光受光部12が水中吊荷旋回装置50の外殻51であって外周縁511に固定されていることから、可視光発光部11から発光される可視光Vの鉛直軸に対する発光角度θ1を、可視光受光部12に入射する可視光Vの鉛直軸に対する入射角度と見做すこととした。 In the first embodiment, since the visible light receiving unit 12 is the outer shell 51 of the underwater suspended load turning device 50 and is fixed to the outer peripheral edge 511, the visible light emitted from the visible light emitting unit 11 is visible. The light emission angle θ <b> 1 with respect to the vertical axis of the light V is regarded as the incident angle with respect to the vertical axis of the visible light V incident on the visible light receiving unit 12.
また、可視光受光部12は、水中吊荷旋回装置50を用いたコンクリートブロックBの据付け工事において、ダイバーDが水中吊荷旋回装置50の下方にて水中作業をしている場合に事故や災害が生じやすいことを考慮し、約45度の設置角度をもって海底方向に向けて設置したものである。したがって、可視光受光部12が水中吊荷旋回装置50より下方を向くよう設置されていれば、その設置角度は必ずしも約45度に限定されるものではない。 In addition, the visible light receiving unit 12 can be used for an accident or disaster when the diver D is working underwater under the underwater suspended load turning device 50 in the installation work of the concrete block B using the underwater suspended load turning device 50. In consideration of the tendency to occur, it is installed toward the seabed at an installation angle of about 45 degrees. Therefore, if the visible light receiving unit 12 is installed so as to face downward from the underwater suspended load turning device 50, the installation angle is not necessarily limited to about 45 degrees.
そして、水中位置検出システム1を構成する位置検出装置13にて実行されるダイバーDの水中位置に係る情報である、平面視位置方向A、相対深度H、水平距離Lの算定方法は、以下のとおりである。 And the calculation method of the planar view position direction A, the relative depth H, and the horizontal distance L, which is information related to the underwater position of the diver D executed by the position detection device 13 constituting the underwater position detection system 1, is as follows. It is as follows.
まず、図3(b)および図4(a)で示すように、平面視位置方向算定手段131において、可視光受光部12から出力された電気信号に基づいて、複数の可視光受光部12各々が受光した可視光Vの入射光量を検知して相対比較を行い、入射光量が最も大きい可視光受光部12を選定する。この選定された可視光受光部12の、外殻51における外周縁511の設置位置を算定し、これを水中吊荷旋回装置50における可視光Vの受光位置Cと認定する。 First, as shown in FIG. 3B and FIG. 4A, each of the plurality of visible light receiving units 12 is based on the electrical signal output from the visible light receiving unit 12 in the planar view position / direction calculating unit 131. The incident light amount of the visible light V received by is detected and subjected to a relative comparison, and the visible light receiving unit 12 having the largest incident light amount is selected. The installation position of the outer peripheral edge 511 in the outer shell 51 of the selected visible light receiving unit 12 is calculated, and this is recognized as the light receiving position C of the visible light V in the underwater suspended load turning device 50.
なお、複数の可視光受光部12各々が受光した可視光Vの入射光量を検知して相対比較を行う際に、図4(b)で示すように、入射光量の最も大きい可視光受光部12が2つ存在する場合には、水中吊荷旋回装置50の下面外周縁51における、これら2つの可視光受光部12の中間位置を算定し、これを水中吊荷旋回装置50における可視光Vの受光位置Cと認定する。 In addition, when detecting the incident light quantity of the visible light V received by each of the plurality of visible light receiving parts 12 and performing a relative comparison, the visible light receiving part 12 having the largest incident light quantity is shown in FIG. 4B. Are present, the intermediate position of the two visible light receiving parts 12 at the lower outer peripheral edge 51 of the underwater suspended load turning device 50 is calculated, and this is calculated as the visible light V of the underwater suspended load turning device 50. The light receiving position C is recognized.
同様に、入射光量が最も大きい可視光受光部12が3つ存在する場合には、3つのうち中央の可視光受光部12が配置されている位置を算定し、これを水中吊荷旋回装置50における可視光Vの受光位置Cと認定する。 Similarly, when there are three visible light receiving units 12 having the largest incident light quantity, the position where the central visible light receiving unit 12 is arranged among the three is calculated, and this is used as the underwater suspended load turning device 50. Is recognized as a light receiving position C of visible light V.
この後、受光位置Cと外殻51の軸線Oとを結ぶ水平線が延びる方向を算定し、これを水中吊荷旋回装置50を基準とするダイバーDが位置する平面視位置方向Aとする。なお、水中吊荷旋回装置50に地磁気センサーを搭載しておき、地磁気センサーにて取得した方位に関する情報に基づいて、水中吊荷旋回装置50を基準とするダイバーDが位置する平面視位置方向Aを方位で把握するようにしてもよい。 Thereafter, a direction in which a horizontal line connecting the light receiving position C and the axis O of the outer shell 51 extends is calculated, and this is defined as a planar view position direction A in which the diver D with the underwater suspended load turning device 50 as a reference is located. In addition, a geomagnetic sensor is mounted on the underwater suspended load turning device 50, and a plan view position direction A in which the diver D with respect to the underwater suspended load turning device 50 is located based on the information about the orientation acquired by the geomagnetic sensor. You may make it grasp | ascertain by direction.
次に、図3(a)(b)で示すように、相対深度算定手段132において、可視光受光部12から出力された電気信号に基づいて、可視光発光部11を携帯するダイバーDの水深h1を取得する。また、水中吊荷旋回装置50にも水深計(図示せず)を備えておき、この水深計から水中吊荷旋回装置50の水深h2を取得する。そして、両者の差分(h2−h1)を算定することにより、これを水中吊荷旋回装置50に対するダイバーDの相対深度Hとする。 Next, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), in the relative depth calculation means 132, the water depth of the diver D carrying the visible light emitting unit 11 based on the electrical signal output from the visible light receiving unit 12. Get h1. The underwater suspended load turning device 50 is also provided with a water depth gauge (not shown), and the water depth h2 of the underwater suspended load turning device 50 is acquired from this depth gauge. And the difference (h2-h1) of both is calculated, and this is made into the relative depth H of the diver D with respect to the underwater suspended load turning apparatus 50.
最後に、水平距離算定手段133において、可視光受光部12から出力された電気信号に基づいて、先にも述べたように、可視光受光部12に入射する可視光Vの鉛直軸に対する入射角度と見做した、可視光発光部11から発光される可視光Vの鉛直軸に対する発光角度θ1を取得する。また、相対深度算定手段132にて算定した水中吊荷旋回装置50に対する可視光発光部11の相対深度Hを取得する。 Finally, in the horizontal distance calculation means 133, based on the electrical signal output from the visible light receiver 12, the incident angle with respect to the vertical axis of the visible light V incident on the visible light receiver 12 as described above. The emission angle θ1 with respect to the vertical axis of the visible light V emitted from the visible light emitting unit 11 is acquired. Further, the relative depth H of the visible light emitting unit 11 with respect to the underwater suspended load turning device 50 calculated by the relative depth calculating means 132 is acquired.
そして、これら発光角度θ1と相対深さHに基づいて、受光位置Cと可視光発光部11との間の水平距離(H・tanθ1)を算定し、これを平面視位置方向算定手段131において認定した平面視位置方向A上における、水中吊荷旋回装置50とダイバーDとの水平距離Lとする。 Based on the emission angle θ1 and the relative depth H, the horizontal distance (H · tan θ1) between the light receiving position C and the visible light emitting unit 11 is calculated, and this is recognized by the planar view position direction calculating unit 131. The horizontal distance L between the underwater suspended load turning device 50 and the diver D in the planar view position direction A.
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態では、図5(a)で示すように、水中吊荷旋回装置50の外殻51であって下面近傍の外周縁511に設置した複数の可視光受光部12を、外殻51の軸線Oが鉛直軸と平行な状態における、外殻51の軸線Oを含む鉛直面内で回転揺動自在に設置する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, as shown in FIG. 5 (a), a plurality of visible light receiving parts 12 installed on the outer peripheral edge 511 in the vicinity of the lower surface, which is the outer shell 51 of the underwater suspended load turning device 50, In a state where the axis O of the shell 51 is parallel to the vertical axis, the shell 51 is installed so as to be able to rotate and swing within a vertical plane including the axis O of the outer shell 51.
これに伴い、位置検出装置13には、複数の可視光受光部12を回転揺動させる受光部揺動手段134を備えることとし、受光部揺動手段134にて、複数の可視光受光部12を常時、同一速度で、かつ軸線Oに対する傾斜角度が同一角度となるように同期させて、回転揺動させる制御を行う。 Accordingly, the position detection device 13 includes a light receiving unit swinging unit 134 that rotates and swings the plurality of visible light receiving units 12. The light receiving unit swinging unit 134 uses the plurality of visible light receiving units 12. Are controlled so as to rotate and swing at the same speed and in synchronism so that the inclination angle with respect to the axis O becomes the same angle.
なお、可視光受光部12は、第1の実施の形態で述べたように、ダイバーDが水中吊荷旋回装置50の下方にて水中作業をしている場合に事故や災害が生じやすいことを考慮し、水平方向から鉛直下向き方向の範囲を回転揺動させている。 As described in the first embodiment, the visible light receiving unit 12 is prone to accidents and disasters when the diver D is working underwater under the underwater suspended load turning device 50. In consideration, the range from the horizontal direction to the vertically downward direction is rotated and oscillated.
そして、位置検出装置13の平面視位置方向算定手段131において、まず、可視光受光部12から出力された電気信号に基づいて、回転揺動する複数の可視光受光部12各々が受光した可視光の入射光量を、可視光受光部12における軸線Oに対する傾斜角度ごとに連続して検知する。 Then, in the planar view position / direction calculating means 131 of the position detection device 13, first, the visible light received by each of the plurality of visible light receiving units 12 rotating and swinging based on the electrical signal output from the visible light receiving unit 12. Is detected continuously for each inclination angle with respect to the axis O in the visible light receiving unit 12.
こうして得た入射光量の相対比較を行い、複数の可視光受光部12のうち、最も大きい入射光量を検知した可視光受光部12を選定し、外殻51における外周縁511の設置位置を算定して、これを水中吊荷旋回装置50における可視光Vの受光位置Cと認定する。また、図5(b)で示すように、最も大きい入射光量を検知した時の鉛直軸に対する傾斜角度θ2を算定する。そして、この傾斜角度θ2を、可視光受光部12に入射する可視光Vの鉛直軸に対する入射角度と見做す。 A relative comparison of the incident light amounts thus obtained is performed, the visible light receiving unit 12 that has detected the largest incident light amount among the plurality of visible light receiving units 12 is selected, and the installation position of the outer peripheral edge 511 in the outer shell 51 is calculated. This is recognized as the light receiving position C of the visible light V in the underwater suspended load turning device 50. Further, as shown in FIG. 5B, the inclination angle θ2 with respect to the vertical axis when the largest incident light quantity is detected is calculated. The inclination angle θ2 is regarded as an incident angle with respect to the vertical axis of the visible light V incident on the visible light receiving unit 12.
なお、平面視位置方向算定手段131にて入射光量を検知した時点において、外殻51の軸線Oが鉛直軸と並行でなかった場合には、適宜補正を行なったうえで、鉛直軸に対する傾斜角度θ2を算定する。 If the axis O of the outer shell 51 is not parallel to the vertical axis at the time when the incident light quantity is detected by the planar view position / direction calculating means 131, the inclination angle with respect to the vertical axis is appropriately corrected. θ2 is calculated.
この後、図4(a)で示した第1の実施の形態と同様に、受光位置Cと外殻51の軸線Oとを結ぶ水平線が延びる方向を、水中吊荷旋回装置50を基準とするダイバーDが位置する平面視位置方向Aと算定する。また、図3で示した第1の実施の形態と同様の方法で、相対深度算定手段132にて水中吊荷旋回装置50に対する可視光発光部11の相対深度Hを算定する。 Thereafter, as in the first embodiment shown in FIG. 4A, the direction in which the horizontal line connecting the light receiving position C and the axis O of the outer shell 51 extends is based on the underwater suspended load turning device 50. It is calculated as a planar view position direction A in which the diver D is located. Further, the relative depth H of the visible light emitting unit 11 with respect to the underwater suspended load turning device 50 is calculated by the relative depth calculation means 132 by the same method as in the first embodiment shown in FIG.
そして、水平距離算定手段133において、平面視位置方向算定手段131にて算定した、最も大きい入射光量を検知したものとして選定した可視光受光部12の鉛直軸に対する傾斜角度θ2を取得するとともに、相対深度算定手段132にて算定した水中吊荷旋回装置50に対する可視光発光部11の相対深度Hを取得する。 Then, the horizontal distance calculation unit 133 acquires the inclination angle θ2 with respect to the vertical axis of the visible light receiving unit 12 selected as the detection of the largest incident light amount calculated by the planar view position / direction calculation unit 131, and relative The relative depth H of the visible light emitting unit 11 with respect to the underwater suspended load turning device 50 calculated by the depth calculating unit 132 is acquired.
これら入射角度と見做した傾斜角度θ2と相対深度Hに基づいて、受光位置Cと可視光発光部11との間の水平距離(H・tanθ2)を算定し、これを平面視位置方向算定手段131において認定した平面視位置方向A上における、水中吊荷旋回装置50とダイバーDとの水平距離Lとする。 The horizontal distance (H · tan θ2) between the light receiving position C and the visible light emitting unit 11 is calculated based on the inclination angle θ2 and the relative depth H that are regarded as these incident angles, and this is calculated as a planar view position direction calculating means. The horizontal distance L between the underwater suspended load turning device 50 and the diver D on the plan view position direction A recognized in 131 is set.
したがって、第2の実施の形態において可視光発光部11は、少なくともダイバーDが装備している水深計より得られるダイバーDの水深h1を、可視光Vにて可視光受光部12に伝送すればよい。 Therefore, in the second embodiment, the visible light emitting unit 11 transmits at least the water depth h1 of the diver D obtained from the depth meter equipped in the diver D to the visible light receiving unit 12 with the visible light V. Good.
<第3の実施の形態>
第3の実施の形態では、図6(a)で示すように、複数の可視光受光部12を、筒状体よりなる外殻51の軸線Oが鉛直軸と平行な状態における、外殻51の軸線Oを含む鉛直面内で、それぞれ鉛直軸に対する角度を変えて配置することにより1つの可視光受光部群12’を構成する。そして、この可視光受光部群12’を複数用意し、水中吊荷旋回装置50の外殻51であって下面近傍の外周縁511に間隔を有して、同一高さに設置する。
<Third embodiment>
In the third embodiment, as shown in FIG. 6 (a), the plurality of visible light receiving parts 12 are made of the outer shell 51 in a state where the axis O of the outer shell 51 made of a cylindrical body is parallel to the vertical axis. Each visible light receiving unit group 12 ′ is configured by changing the angle with respect to the vertical axis in a vertical plane including the axis O. Then, a plurality of visible light receiving unit groups 12 ′ are prepared, and are installed at the same height with an interval between the outer peripheral edge 511 of the outer shell 51 of the underwater suspended load turning device 50 and in the vicinity of the lower surface.
なお、可視光受光部群12’を構成する複数の可視光受光部12は、第1および第2の実施の形態で述べたように、ダイバーDが水中吊荷旋回装置50の下方にて水中作業をしている場合に事故や災害が生じやすいことを考慮し、水平方向から鉛直下向き方向の範囲で異なる角度に設定する。 The plurality of visible light receiving units 12 constituting the visible light receiving unit group 12 ′ are configured such that the diver D is underwater below the underwater suspended load turning device 50 as described in the first and second embodiments. Considering that accidents and disasters are likely to occur when working, set different angles in the range from the horizontal direction to the vertical downward direction.
そして、位置検出装置13の平面視位置方向算定手段131において、まず、可視光受光部12から出力された電気信号に基づいて、複数の可視光受光部群12’それぞれを構成する複数の可視光受光部12すべてについて、各々が受光した可視光の入射光量を検出する。 In the planar position / direction calculation unit 131 of the position detection device 13, first, based on the electrical signal output from the visible light receiving unit 12, a plurality of visible lights constituting each of the plurality of visible light receiving unit groups 12 ′. About all the light-receiving parts 12, the incident light quantity of the visible light which each received is detected.
こうして得た入射光量の相対比較を行い、複数の可視光受光部12のうち、最も大きい入射光量を検知した可視光受光部12を選定し、選定した可視光受光部12が構成する可視光受光部群12’の外殻51における外周縁511の設置位置を算定して、これを水中吊荷旋回装置50における可視光Vの受光位置Cと認定する。 A relative comparison of the incident light amounts thus obtained is performed, and the visible light receiving unit 12 that has detected the largest incident light amount is selected from among the plurality of visible light receiving units 12, and the visible light receiving unit configured by the selected visible light receiving unit 12 is selected. The installation position of the outer periphery 511 in the outer shell 51 of the group 12 ′ is calculated, and this is recognized as the light receiving position C of the visible light V in the underwater suspended load turning device 50.
なお、入射光量の最も大きい可視光受光部12が、隣り合う2つの可視光受光部群12’にそれぞれに存在する場合には、これら2つの可視光受光部群12’の中間位置を算定し、これを水中吊荷旋回装置50における可視光Vの受光位置Cと認定すればよい。 When the visible light receiving unit 12 having the largest incident light amount exists in each of the two adjacent visible light receiving unit groups 12 ′, the intermediate position between the two visible light receiving unit groups 12 ′ is calculated. This may be recognized as the light receiving position C of the visible light V in the underwater suspended load turning device 50.
また、図6(b)で示すように、最も大きい入射光量を検知した可視光受光部12の鉛直軸に対する傾斜角度θ3を検出する。そして、この傾斜角度θ3を、可視光受光部12に入射する可視光Vの鉛直軸に対する入射角度と見做す。 Further, as shown in FIG. 6B, an inclination angle θ3 with respect to the vertical axis of the visible light receiving unit 12 that has detected the largest incident light quantity is detected. The inclination angle θ3 is regarded as an incident angle with respect to the vertical axis of the visible light V incident on the visible light receiving unit 12.
なお、平面視位置方向算定手段131にて入射光量を検知した時点において、外殻51の軸線Oが鉛直軸と並行でなかった場合には、適宜補正を行なったうえで、鉛直軸に対する傾斜角度θ3を算定する。 If the axis O of the outer shell 51 is not parallel to the vertical axis at the time when the incident light quantity is detected by the planar view position / direction calculating means 131, the inclination angle with respect to the vertical axis is appropriately corrected. θ3 is calculated.
また、複数の可視光受光部12各々が受光した可視光Vの入射光量を検知して相対比較を行う際に、入射光量の最も大きい可視光受光部12が、例えば、1つの可視光受光部群12’の中で2つ並んで存在する場合には、これら2つの可視光受光部12の中間角度を算定し、これを可視光受光部12の鉛直軸に対する傾斜角度θ3と算定する。 Further, when detecting the incident light amount of the visible light V received by each of the plurality of visible light receiving units 12 and performing a relative comparison, the visible light receiving unit 12 having the largest incident light amount is, for example, one visible light receiving unit. In the case where two groups are present side by side in the group 12 ′, an intermediate angle between the two visible light receiving units 12 is calculated, and this is calculated as an inclination angle θ 3 with respect to the vertical axis of the visible light receiving unit 12.
この後、図4(a)で示した第1の実施の形態と同様に、受光位置Cと外殻51の軸線Oとを結ぶ水平線が延びる方向を、水中吊荷旋回装置50を基準とするダイバーDが位置する平面視位置方向Aと算定する。また、図3で示した第1の実施の形態と同様の方法で、相対深度算定手段132にて水中吊荷旋回装置50に対する可視光発光部11の相対深度Hを算定する。 Thereafter, as in the first embodiment shown in FIG. 4A, the direction in which the horizontal line connecting the light receiving position C and the axis O of the outer shell 51 extends is based on the underwater suspended load turning device 50. It is calculated as a planar view position direction A in which the diver D is located. Further, the relative depth H of the visible light emitting unit 11 with respect to the underwater suspended load turning device 50 is calculated by the relative depth calculation means 132 by the same method as in the first embodiment shown in FIG.
そして、水平距離算定手段133において、平面視位置方向算定手段131にて算定した、最も大きい入射光量を検知したものとして選定した可視光受光部12の鉛直軸に対する傾斜角度θ3を取得するとともに、相対深度算定手段132にて算定した水中吊荷旋回装置50に対する可視光発光部11の相対深度Hを取得する。 Then, the horizontal distance calculation unit 133 acquires the inclination angle θ3 with respect to the vertical axis of the visible light receiving unit 12 selected as the detection of the largest incident light amount calculated by the planar view position / direction calculation unit 131, and relative The relative depth H of the visible light emitting unit 11 with respect to the underwater suspended load turning device 50 calculated by the depth calculating unit 132 is acquired.
これら入射角度と見做した傾斜角度θ3と相対深度Hに基づいて、平面視位置方向算定手段131において認定した平面視位置方向A上における、受光位置Cと可視光発光部11との間の水平距離(H・tanθ3)を算定し、これを水中吊荷旋回装置50とダイバーDとの水平距離Lとする。 Based on the incident angle and the tilt angle θ3 and the relative depth H, the horizontal position between the light receiving position C and the visible light emitting unit 11 on the plan view position direction A recognized by the plan view position direction calculation unit 131 is determined. The distance (H · tan θ3) is calculated, and this is set as the horizontal distance L between the underwater suspended load turning device 50 and the diver D.
したがって、第3の実施の形態においても第2の実施の形態と同様に、可視光発光部11は、少なくともダイバーDが装備している水深計より得られるダイバーDの水深h1を、可視光Vにて可視光受光部12に伝送すればよい。 Therefore, also in the third embodiment, similarly to the second embodiment, the visible light emitting unit 11 uses at least the water depth h1 of the diver D obtained from the water depth meter equipped in the diver D to the visible light V May be transmitted to the visible light receiving unit 12.
上述する水中位置検出システム1によれば、ダイバーDに可視光発光部11を携帯させるとともに、水中吊荷旋回装置50の同一高さに間隔を有して複数の可視光受光部12を設置する。このように、通信手段として可視光を用いることから、例えば超音波を採用する場合と比較して、海洋工事等で発生する水中音波雑音等の影響を受けることがなく、水中での通信品質が向上するとともに、データ転送速度の高速化を図ることができる。 According to the underwater position detection system 1 described above, the visible light emitting unit 11 is carried by the diver D, and the plurality of visible light receiving units 12 are installed at intervals at the same height of the underwater suspended load turning device 50. . Thus, since visible light is used as a communication means, for example, compared to the case where ultrasonic waves are employed, there is no influence of underwater acoustic noise generated in offshore construction or the like, and the communication quality in water is low. As a result, the data transfer speed can be increased.
これにより、ダイバーDが可視光発光部11から水中吊荷旋回装置50に向けて可視光Vを発光するのみの簡略な操作で、水中吊荷旋回装置50を基準としたダイバーDの平面視位置方向A、相対深度H、水平距離L、といった水中吊荷旋回装置50を基準としたダイバーDの水中位置を迅速かつ的確に検出することができる。 Accordingly, the diver D is simply operated to emit the visible light V from the visible light emitting unit 11 toward the underwater suspended load turning device 50, and the plan view position of the diver D with the underwater suspended load turning device 50 as a reference. The underwater position of the diver D based on the underwater suspended load turning device 50 such as the direction A, the relative depth H, and the horizontal distance L can be detected quickly and accurately.
したがって、起重機船60上の作業監視員は、ダイバーDに対して、作業位置を確認して指示を出したり、コンクリートブロックBに近接している場合や単独行動となっている場合には危険を報知する等、ダイバーDの作業管理を行うことができる。このため、ダイバーDの安全性を確保しながら、海洋土木工事の作業生産性を大幅に向上することが可能となる。 Therefore, the work supervisor on the hoist ship 60 confirms the work position and gives an instruction to the diver D, or is in danger when it is close to the concrete block B or in a single action. The work management of the diver D can be performed such as notification. For this reason, it is possible to greatly improve the work productivity of offshore civil works while ensuring the safety of the diver D.
本発明の水中位置検出システム1は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The underwater position detection system 1 of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、本実施の形態では、基準物体に水中旋回装置50を採用したが、必ずしもこれに限定されるものではない。船体やブイ等の水中浮遊体、護岸壁やダム等の水中構造物等、少なくとも一部分が水中に入っている物体であれば、いずれを採用してもよい。 For example, in the present embodiment, the underwater turning device 50 is adopted as the reference object, but the present invention is not necessarily limited thereto. Any object may be adopted as long as it is at least partly submerged, such as an underwater floating body such as a hull or a buoy, an underwater structure such as a revetment wall or a dam.
また、本実施の形態では、水中吊荷旋回装置50の外殻51であって下面近傍の外周縁511に可視光受光部12を設置したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、水中吊荷旋回装置50の外殻51における外面であれば、いずれに設置してもよい。 Further, in the present embodiment, the visible light receiving unit 12 is installed on the outer peripheral edge 511 in the vicinity of the lower surface of the outer shell 51 of the underwater suspended load turning device 50. However, the present invention is not necessarily limited thereto. Any outer surface of the outer shell 51 of the load turning device 50 may be installed.
さらに、本実施の形態では、ダイバーDの水深h1や可視光発光部11から発光される可視光Vの鉛直軸に対する発光角度θ1を、可視光Vにて可視光受光部12に伝送したが、可視光通信にて伝送するデータはこれらに限定されるものではない。 Further, in the present embodiment, the water depth h1 of the diver D and the emission angle θ1 with respect to the vertical axis of the visible light V emitted from the visible light emitting unit 11 are transmitted to the visible light receiving unit 12 with the visible light V. Data to be transmitted by visible light communication is not limited to these.
例えば、ダイバーDが携帯してる水圧計やタイマーと可視光発光部11とを無線接続しておき、ダイバーDの潜水時間や水圧に係る情報を、可視光Vにて可視光受光部12に伝送してもよい。こうすると、起重機船60上の作業監視員が、作業中のダイバーDに係る健康状態や作業状態を客観的に管理できるため、潜水作業の安全性をより向上することが可能となる。 For example, the water pressure gauge or timer carried by the diver D is wirelessly connected to the visible light emitting unit 11, and information relating to the diving time and water pressure of the diver D is transmitted to the visible light receiving unit 12 using the visible light V. May be. In this way, the work supervisor on the hoist ship 60 can objectively manage the health state and work state related to the diver D during work, so that the safety of diving work can be further improved.
また、本実施の形態では出力装置14に、水中吊荷旋回装置50を基準としたダイバーDの水中位置に係る情報を出力させたが、これに限定されるものではなく、出力装置14にさらに、警告情報を出力させる構成としてもよい。 Further, in the present embodiment, the output device 14 is caused to output information related to the underwater position of the diver D with reference to the underwater suspended load turning device 50. However, the present invention is not limited to this. The warning information may be output.
具体的には、図3(b)で示すように、位置検出装置13に警告情報発生手段135を備えておく。また、クレーン61にてコンクリートブロックBの揚重もしくは降下作業を実施する際の水中における危険範囲に係る位置情報をあらかじめ設定しておき、これを警告情報発生手段135に格納しておく。 Specifically, as shown in FIG. 3B, the position detection device 13 is provided with warning information generating means 135. In addition, position information related to the underwater danger range when the crane 61 lifts or lowers the concrete block B is set in advance, and is stored in the warning information generating means 135.
そして、警告情報発生手段135において、上述した方法にて、平面視位置方向算定手段131、相対深度算定手段132、水平距離算定手段133により算定された水中吊荷旋回装置50を基準としたダイバーDの水中位置と、危険範囲に係る位置情報との重ね合わせを行い、出力装置14に出力する。 Then, in the warning information generating means 135, the diver D based on the underwater suspended load turning device 50 calculated by the planar view position / direction calculating means 131, the relative depth calculating means 132, and the horizontal distance calculating means 133 by the method described above. The underwater position and the position information related to the danger range are superimposed and output to the output device 14.
ダイバーDが水中における危険範囲にて作業している場合には、出力装置14にてモニターを点滅させる、もしくは警告ブザーを鳴らすなどして、クレーン61のオペレーターや起重機船60上の作業監視員に、警告情報を発するとよい。 When the diver D is working in the danger range underwater, the monitor of the output device 14 blinks or the warning buzzer is sounded, etc. , Warning information should be issued.
また、水中吊荷旋回装置50には、ダイバーDからの無線通信に基づいて、コンクリートブロックBの方向転換等の姿勢制御等を行うべく、水中吊荷旋回装置50を制御するための機械制御回路(図示せず)が搭載されている。したがって、これら機械制御回路に、水中位置検出システム1を構成する位置検出装置13を搭載させてもよい。 In addition, the underwater suspended load turning device 50 has a machine control circuit for controlling the underwater suspended load turning device 50 in order to perform posture control such as a direction change of the concrete block B based on wireless communication from the diver D. (Not shown) is mounted. Therefore, you may mount the position detection apparatus 13 which comprises the underwater position detection system 1 in these machine control circuits.
1 水中位置検出システム
11 可視光発光部
12 可視光受光部
12’ 可視光受光部群
121 収納ケース
13 位置検出装置
131 平面視位置方向算定手段
132 相対深度算定手段
133 水平距離算定手段
134 可視光受光部揺動手段
135 警告情報発生手段
14 出力装置
50 水中吊荷旋回装置(基準物体)
51 外殻
511 外周縁(外面)
52 シャックル
53 吊り治具
60 起重機船
61 クレーン
62 ワイヤー
A 平面視位置方向
H 相対深さ
L 水平距離
C 受光位置
V 可視光
B コンクリートブロック
D ダイバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Underwater position detection system 11 Visible light light-emitting part 12 Visible light light-receiving part 12 'Visible light light-receiving part group 121 Storage case 13 Position detection apparatus 131 Plane view position direction calculation means 132 Relative depth calculation means 133 Horizontal distance calculation means 134 Visible light reception Swinging means 135 Warning information generating means 14 Output device 50 Underwater suspended load turning device (reference object)
51 outer shell 511 outer peripheral edge (outer surface)
52 Shackle 53 Lifting jig 60 Hoist ship 61 Crane 62 Wire A Plane view position direction H Relative depth L Horizontal distance C Light receiving position V Visible light B Concrete block D Diver
Claims (3)
前記ダイバーに備えられ、可視光を発光する可視光発光部と、
前記基準物体の、水中に位置する外面に間隔を有して設置される、前記可視光を受光する複数の可視光受光部と、
複数の該可視光受光部のうち、前記可視光の入射光量が最も大きいものとして選定された可視光受光部の前記基準物体における設置位置、該選定された可視光受光部に入射する前記可視光の鉛直軸に対する入射角度、前記ダイバーの水深、および、前記基準物体の水深に基づいて、前記ダイバーの水中位置を検出する位置検出装置と、を備え、
少なくとも前記ダイバーの水深が、前記可視光発光部にて発光された前記可視光により前記可視光受光部に伝送されることを特徴とする水中位置検出システム。 An underwater position detection system for detecting an underwater position of a diver based on a reference object at least a part of which is in water,
A visible light emitting unit that is provided in the diver and emits visible light;
A plurality of visible light receiving units that receive the visible light, and are installed with an interval on an outer surface of the reference object located in water;
Of the plurality of visible light receiving units, the visible light receiving unit selected as the largest incident light amount of the visible light is installed on the reference object, and the visible light incident on the selected visible light receiving unit A position detection device that detects an underwater position of the diver based on an incident angle with respect to a vertical axis of the diver, a water depth of the diver, and a water depth of the reference object,
At least the water depth of the diver is transmitted to the visible light receiving unit by the visible light emitted from the visible light emitting unit.
複数の前記可視光受光部が、それぞれ鉛直軸に対する角度を変えて配置され可視光受光部群を構成し、
該可視光受光部群が、前記基準物体の下端部近傍における前記外面の同一高さ位置に間隔を有して設置されることを特徴とする水中位置検出システム。 The underwater position detection system according to claim 1,
A plurality of the visible light receiving units are arranged at different angles with respect to the vertical axis to constitute a visible light receiving unit group,
The underwater position detection system, wherein the visible light receiving unit group is installed at an interval at the same height position of the outer surface in the vicinity of the lower end of the reference object.
複数の前記可視光受光部各々が受光した前記可視光の入射光量を相対比較し、該入射光量が最も大きいものとして選定された前記可視光受光部の前記基準物体における設置位置に基づいて、前記基準物体を基準とする前記ダイバーの平面視位置方向を検出し、
前記ダイバーの水深と前記基準物体の水深とに基づいて、前記基準物体に対する前記ダイバーの相対深度を検出し、
該相対深度と、前記入射光量が最も大きいものとして選定された前記可視光受光部に入射する前記可視光の鉛直軸に対する入射角度に基づいて、前記基準物体と前記ダイバーとの水平距離を検出し、
前記平面視位置方向、前記相対深度、および前記水平距離から、前記基準物体を基準とする前記ダイバーの水中位置を検出することを特徴とする水中位置検出方法。 An underwater position detection method using the underwater position detection system according to claim 1 or 2,
Relative comparison of the incident light amount of the visible light received by each of the plurality of visible light receiving units, based on the installation position of the visible light receiving unit selected as the largest incident light amount in the reference object, Detecting the plan view position direction of the diver with reference to a reference object,
Detecting the relative depth of the diver with respect to the reference object based on the water depth of the diver and the water depth of the reference object;
A horizontal distance between the reference object and the diver is detected based on the relative depth and an incident angle with respect to a vertical axis of the visible light incident on the visible light receiving unit selected as the largest incident light amount. And
An underwater position detection method, comprising: detecting an underwater position of the diver with respect to the reference object from the planar view position direction, the relative depth, and the horizontal distance.
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