JP2022097116A - Wave amplitude estimation method, wave amplitude estimation device, and program - Google Patents

Wave amplitude estimation method, wave amplitude estimation device, and program Download PDF

Info

Publication number
JP2022097116A
JP2022097116A JP2020210512A JP2020210512A JP2022097116A JP 2022097116 A JP2022097116 A JP 2022097116A JP 2020210512 A JP2020210512 A JP 2020210512A JP 2020210512 A JP2020210512 A JP 2020210512A JP 2022097116 A JP2022097116 A JP 2022097116A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
time
period
series data
amplitude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020210512A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
毅 琴浦
Takeshi Kotoura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Penta Ocean Construction Co Ltd
Original Assignee
Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Penta Ocean Construction Co Ltd filed Critical Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority to JP2020210512A priority Critical patent/JP2022097116A/en
Publication of JP2022097116A publication Critical patent/JP2022097116A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

To estimate the amplitude of a wave without performing integration for acceleration time series data indicating a change over time of a measured value of the acceleration in the vertical direction applied to a floating matter floating on the water due to a vertical motion of the water surface.SOLUTION: Acceleration acquisition means 111 acquires acceleration time series data from a terminal 2 through an interface 13. Smoothing means 112 reads out the acceleration time series data acquired by the acceleration acquisition means 111 and stored in a memory 12 and smooths a change over time in a predetermined period of the acceleration indicated by the acceleration time series data. Period specification means 113 specifies, by using the acceleration time series data, a period of a change over time of the acceleration in the vertical direction applied to a floating matter J floating on the water due to a vertical motion of the water surface. Amplitude estimation means 114 estimates the amplitude of a wave according to the period specified by the period specification means 113, in accordance with the relationship between the amplitude of the wave and the period of the change over time of the acceleration.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、波の振幅推定方法、振幅推定装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a wave amplitude estimation method, an amplitude estimation device, and a program.

波高計は、施工現場の海域でリアルタイムに水位変動を把握するために利用される。波高計には、海底設置型、空中放射型、ブイ型等、各種の型式が存在する。 The wave height meter is used to grasp the water level fluctuation in real time in the sea area of the construction site. There are various types of wave height gauges such as seafloor-mounted type, aerial radiation type, and buoy type.

海底設置型の波高計は、海底から超音波照射装置や水圧センサ等を使って水面変動を捉える方式の波高計である。海底設置型の波高計は、設置するために潜水士が必要となるため、大水深になると設置することが難しい。また、超音波照射装置や水圧センサ等が海底にあるため、洋上の作業船に観測データを伝達するにはケーブルで接続されている必要がある。 The seafloor-mounted wave height meter is a wave height meter that captures water level fluctuations from the seabed using an ultrasonic irradiation device, a water pressure sensor, or the like. It is difficult to install a seafloor-mounted wave height gauge at deep water because a diver is required to install it. In addition, since the ultrasonic irradiation device and water pressure sensor are located on the seabed, they need to be connected by cables in order to transmit observation data to work vessels at sea.

空中放射型の波高計は、空中から水面に向かって超音波を放射し、その反射から水面変動を捉えるものである。しかし、作業船が動揺する場合は、その動揺を考慮する必要がある。また、水面に向かって直角に放射する必要があるため、船舶の動揺により超音波の放射角度を直角に保つことが難しい。 The aerial radiation type wave height meter emits ultrasonic waves from the air toward the water surface and captures the water surface fluctuation from the reflection. However, if the work vessel is upset, it is necessary to consider the upset. In addition, since it is necessary to radiate at a right angle toward the water surface, it is difficult to keep the ultrasonic wave radiation angle at a right angle due to the shaking of the ship.

ブイ式の波高計は、水面に浮遊させたブイ(浮標ともいう)を使って水面変動を捉える方式の波高計である。ブイ式の波高計は、全地球航法衛星システム(GNSS: Global Navigation Satellite System)を用いるものや、加速度センサを用いるもの等がある。 A buoy-type wave height meter is a type of wave height meter that captures water level fluctuations using a buoy (also called a buoy) suspended on the water surface. Buoy-type wave height gauges include those using a Global Navigation Satellite System (GNSS) and those using an acceleration sensor.

GNSSを用いるブイ式の波高計は、GNSSによる標高情報を取得することができるものの、要求される精度によっては資機材が大きくなりやすい。 A buoy-type wave height meter using GNSS can acquire elevation information by GNSS, but the equipment and materials tend to be large depending on the required accuracy.

加速度センサを用いるブイ式の波高計は、ブイに取り付けられた加速度センサにより、上下方向の加速度を計測し、この加速度を時間で二重積分することで水位変動を推定するものである。 A buoy-type accelerometer that uses an accelerometer measures acceleration in the vertical direction with an accelerometer attached to the buoy, and estimates water level fluctuations by double-integrating this acceleration over time.

例えば、特許文献1には、加速度センサの出力を積分して速度成分を得、又はその速度成分を更に積分することによって変位成分を得るように構成した波浪観測装置等に於いて、抽出した速度成分又は変位成分を所要の通過域を有する高域ろ波器に通すことにより、その成分に重畳するトレンド成分を除去するようにしたことを特徴とする加速度センサを用いた波浪観測装置が記載されている。 For example, in Patent Document 1, the velocity extracted in a wave observation device or the like configured to integrate the output of an acceleration sensor to obtain a velocity component, or to obtain a displacement component by further integrating the velocity component. A wave observation device using an acceleration sensor is described in which a trend component superimposed on the component or displacement component is removed by passing the component or displacement component through a high frequency filter having a required passing region. ing.

特開昭61-212716号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-212716

しかし、加速度を時間で二重積分する手法で水位変動を推定するためには、比較的高精度な加速度センサが必要である。 However, in order to estimate the water level fluctuation by the method of double integrating the acceleration with time, a relatively high-precision accelerometer is required.

本願の発明の目的の一つは、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データに対して積分をすることなく、波高いわゆる波の振幅を推定することである。 One of the objects of the present invention is the wave height, so-called wave, without integrating the acceleration time series data showing the change over time of the measured value of the vertical acceleration received by the floating substance floating on the water due to the vertical movement of the water surface. Is to estimate the amplitude of.

本発明の請求項1に係る振幅推定方法は、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する加速度取得工程と、前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する周期特定工程と、波の振幅と周期の関係に従い、前記周期特定工程において特定された周期に応じた波の振幅を推定する振幅推定工程と、を備える波の振幅推定方法である。 The amplitude estimation method according to claim 1 of the present invention includes an acceleration acquisition step of acquiring acceleration time-series data indicating a change over time in the measured value of the vertical acceleration received by the floating matter floating on the water due to the vertical movement of the water surface, and the above-mentioned. A cycle specifying step that specifies the cycle of the acceleration over time indicated by the acceleration time series data, and an amplitude estimation step that estimates the wave amplitude according to the cycle specified in the cycle specifying step according to the relationship between the wave amplitude and the cycle. It is a method of estimating the amplitude of a wave including.

本発明の請求項2に係る振幅推定方法は、請求項1に記載の態様において、前記周期特定工程は、前記加速度時系列データが示す経時変化する加速度が負値から正値へと変化するタイミングの時間間隔を算出する時間間隔算出工程と、前記時間間隔算出工程において算出された時間軸上で連続する所定数の時間間隔の統計値を前記周期として算出する統計値算出工程と、を有する振幅推定方法である。 The amplitude estimation method according to claim 2 of the present invention is the timing according to claim 1, wherein in the cycle specifying step, the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data changes from a negative value to a positive value. Amplitude having a time interval calculation step of calculating the time interval of the above, and a statistical value calculation step of calculating the statistical value of a predetermined number of continuous time intervals on the time axis calculated in the time interval calculation step as the cycle. It is an estimation method.

本発明の請求項3に係る振幅推定方法は、請求項1に記載の態様において、前記周期特定工程は、前記加速度時系列データが示す経時変化する加速度が正値から負値へと変化するタイミングの時間間隔を算出する時間間隔算出工程と、前記時間間隔算出工程において算出された時間軸上で連続する所定数の時間間隔の統計値を前記周期として算出する統計値算出工程と、を有する振幅推定方法である。 The amplitude estimation method according to claim 3 of the present invention is the timing according to claim 1, wherein in the cycle specifying step, the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data changes from a positive value to a negative value. Amplitude having a time interval calculation step of calculating the time interval of the above, and a statistical value calculation step of calculating the statistical value of a predetermined number of continuous time intervals on the time axis calculated in the time interval calculation step as the cycle. It is an estimation method.

本発明の請求項4に係る振幅推定方法は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の態様において、前記関係として、波の振幅は、前記加速度の振幅に該加速度の周期の二乗を乗じ、円周率の二乗の4倍で除した値である、という関係を用いる振幅推定方法である。 The amplitude estimation method according to claim 4 of the present invention is the embodiment according to any one of claims 1 to 3, wherein the wave amplitude is the square of the acceleration period multiplied by the acceleration amplitude. This is an amplitude estimation method using the relationship of multiplying and dividing by 4 times the square of the pi.

本発明の請求項5に係る振幅推定方法は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の態様において、前記加速度時系列データが示す加速度の所定の期間の経時変化を平滑化する平滑化工程を備え、前記周期特定工程は、前記平滑化工程において平滑化された加速度の経時変化から前記周期を特定する振幅推定方法である。 The amplitude estimation method according to claim 5 of the present invention is the aspect according to any one of claims 1 to 4, smoothing that smoothes the change over time of the acceleration indicated by the acceleration time series data. The cycle specifying step is an amplitude estimation method for specifying the cycle from the change over time of the acceleration smoothed in the smoothing step.

本発明の請求項6に係る振幅推定装置は、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する加速度取得手段と、前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する周期特定手段と、波の振幅と周期の関係に従い、前記周期特定手段により特定された周期に応じた波の振幅を推定する振幅推定手段と、を備える波の振幅推定装置である。 The amplitude estimation device according to claim 6 of the present invention includes an acceleration acquisition means for acquiring acceleration time-series data indicating a change over time in the measured value of the vertical acceleration received by a floating substance floating on the water due to the vertical movement of the water surface. A cycle specifying means for specifying the period of change in acceleration with time indicated by acceleration time series data, and an amplitude estimating means for estimating the wave amplitude according to the period specified by the period specifying means according to the relationship between the wave amplitude and the period. It is a wave amplitude estimation device including.

本発明の請求項7に係るプログラムは、コンピュータに、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する処理と、前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する処理と、波の振幅と周期の関係に従い、前記周期を特定する処理において特定した周期に応じた波の振幅を推定する処理と、を実行させるためのプログラムである。 The program according to claim 7 of the present invention includes a process of acquiring acceleration time-series data indicating a change over time in a measured value of vertical acceleration received by a floating substance floating on water due to vertical movement of the water surface, and the acceleration. The process of specifying the cycle of the acceleration over time indicated by the time-series data and the process of estimating the wave amplitude according to the specified cycle in the process of specifying the cycle according to the relationship between the wave amplitude and the cycle are executed. It is a program to make it.

本発明によれば、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データに対して積分をすることなく、波の振幅を推定することができる。 According to the present invention, the amplitude of a wave is estimated without integrating the acceleration time-series data showing the change over time of the measured value of the vertical acceleration received by the floating substance floating on the water due to the vertical movement of the water surface. Can be done.

振幅推定システム9の全体構成の一例を示す概略図。The schematic diagram which shows an example of the whole structure of the amplitude estimation system 9. 振幅推定装置1の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the amplitude estimation apparatus 1. 端末2の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the terminal 2. 振幅推定装置1の機能的構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the functional structure of the amplitude estimation apparatus 1. 振幅推定装置1の動作の流れの一例を示すフロー図。The flow diagram which shows an example of the operation flow of the amplitude estimation apparatus 1. 振幅推定装置が取得又は算出する時系列データの例を示す図。The figure which shows the example of the time series data acquired or calculated by the amplitude estimator.

<振幅推定システムの全体構成>
図1は、振幅推定システム9の全体構成の一例を示す概略図である。振幅推定システム9は、振幅推定装置1、及び端末2を有する。また、図1に示す振幅推定システム9は、通信回線3を有する。
<Overall configuration of amplitude estimation system>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the amplitude estimation system 9. The amplitude estimation system 9 includes an amplitude estimation device 1 and a terminal 2. Further, the amplitude estimation system 9 shown in FIG. 1 has a communication line 3.

水面Lvは、海や湖の水面であり、波の作用により鉛直方向に上下動する。浮遊物Jは、水上に浮かぶブイ等の構造物である。浮遊物Jは、水面Lvの上下動に伴って鉛直方向に移動する。 The water surface Lv is the water surface of the sea or lake, and moves up and down in the vertical direction by the action of waves. The floating substance J is a structure such as a buoy that floats on the water. The suspended matter J moves in the vertical direction as the water surface Lv moves up and down.

端末2は、浮遊物Jに取り付けられている。そのため、端末2は、浮遊物Jとともに水面Lvの上下動による鉛直方向の力を受ける。端末2は、少なくとも鉛直方向の加速度を測定する機能を有しており、この加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを生成して、これを振幅推定装置1に供給する。 The terminal 2 is attached to the floating object J. Therefore, the terminal 2 receives a vertical force due to the vertical movement of the water surface Lv together with the floating object J. The terminal 2 has a function of measuring at least the acceleration in the vertical direction, generates acceleration time-series data indicating a change over time in the measured value of the acceleration, and supplies the data to the amplitude estimation device 1.

振幅推定装置1は、水面Lvに生じる波の振幅を推定する情報処理装置であり、例えば、コンピュータである。振幅推定装置1は、端末2から、上述した加速度時系列データを取得する。そして、振幅推定装置1は、取得した加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定し、予め定められた関係に従い、特定した周期を用いて波の振幅を推定する。 The amplitude estimation device 1 is an information processing device that estimates the amplitude of a wave generated on the water surface Lv, and is, for example, a computer. The amplitude estimation device 1 acquires the above-mentioned acceleration time series data from the terminal 2. Then, the amplitude estimation device 1 specifies the cycle of the change with time of the acceleration indicated by the acquired acceleration time series data, and estimates the amplitude of the wave using the specified cycle according to a predetermined relationship.

通信回線3は、無線により振幅推定装置1と端末2とを通信可能に接続する回線である。端末2は、この通信回線3を介して、自身が生成した加速度時系列データを振幅推定装置1へ送信する。通信回線3は、例えば、LPWA(Low Power Wide Area)を用いた回線であってもよい。 The communication line 3 is a line that wirelessly connects the amplitude estimation device 1 and the terminal 2 so as to be able to communicate with each other. The terminal 2 transmits the acceleration time series data generated by the terminal 2 to the amplitude estimation device 1 via the communication line 3. The communication line 3 may be, for example, a line using an LPWA (Low Power Wide Area).

このLPWAとしては、例えば、「ELTRES(登録商標)」、「LoRa(登録商標)」、「LoRaWAN(登録商標)」、「RPMA(登録商標)」、「SIGFOX(登録商標)」、「EnOcean(登録商標) Long Range」、「NB-IoT」、「NB-Fi Protocol」、「GreenOFDM」、「DASH7」、「Wi-SUN」、「Weightless-P」、「LTE-MTC」、「LTE Cat.0」、「LTE Cat.M1」等が挙げられる。 Examples of this LPWA include "ELTRES (registered trademark)", "LoRa (registered trademark)", "LoRaWAN (registered trademark)", "RPMA (registered trademark)", "SIGFOX (registered trademark)", and "EnOcean (enOcean). Registered Trademarks) Long Range ”,“ NB-IoT ”,“ NB-Fi Protocol ”,“ GreenOFDM ”,“ DASH7 ”,“ Wi-SUN ”,“ Weightless-P ”,“ LTE-MTC ”,“ LTE Cat. 0 ”,“ LTE Cat.M1 ”and the like.

<振幅推定装置の構成>
図2は、振幅推定装置1の構成の一例を示す図である。振幅推定装置1は、プロセッサ11、メモリ12、及びインタフェース13を有する。プロセッサ11は、メモリ12に記憶されているコンピュータプログラム(以下、単にプログラムという)を実行することにより振幅推定装置1を制御する。プロセッサ11は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。
<Amplitude estimation device configuration>
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the amplitude estimation device 1. The amplitude estimation device 1 includes a processor 11, a memory 12, and an interface 13. The processor 11 controls the amplitude estimation device 1 by executing a computer program (hereinafter, simply referred to as a program) stored in the memory 12. The processor 11 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).

インタフェース13は、プロセッサ11が通信回線3、及びその他の外部の装置等と情報のやり取りをするためのインタフェースである。 The interface 13 is an interface for the processor 11 to exchange information with the communication line 3 and other external devices.

プロセッサ11は、インタフェース13を介して通信回線3に接続し、通信回線3から端末2で生成された加速度時系列データを取得する。 The processor 11 connects to the communication line 3 via the interface 13 and acquires the acceleration time series data generated by the terminal 2 from the communication line 3.

また、振幅推定装置1は、インタフェース13を介して例えば外部の表示装置と接続し、決定した情報をユーザに表示させる。 Further, the amplitude estimation device 1 is connected to, for example, an external display device via the interface 13 and causes the user to display the determined information.

メモリ12は、例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ等の記憶手段であり、プロセッサ11に読み込まれるオペレーティングシステム、各種のプログラム、データ等を記憶する。 The memory 12 is a storage means for, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a solid state drive, a hard disk drive, etc., and stores an operating system, various programs, data, and the like to be read by the processor 11.

<端末の構成>
図3は、端末2の構成の一例を示す図である。端末2は、プロセッサ21、メモリ22、インタフェース23、及び加速度センサ26を有する。
<Terminal configuration>
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the terminal 2. The terminal 2 has a processor 21, a memory 22, an interface 23, and an acceleration sensor 26.

プロセッサ21は、メモリ22に記憶されているプログラムを実行することにより端末2を制御する。プロセッサ21は、例えばCPUである。 The processor 21 controls the terminal 2 by executing a program stored in the memory 22. The processor 21 is, for example, a CPU.

インタフェース23は、プロセッサ21が通信回線3、及びその他の外部の装置等と情報のやり取りをするためのインタフェースである。 The interface 23 is an interface for the processor 21 to exchange information with the communication line 3 and other external devices.

プロセッサ21は、インタフェース23を介して通信回線3に接続し、通信回線3を経由して加速度時系列データを振幅推定装置1へ送信する。 The processor 21 connects to the communication line 3 via the interface 23, and transmits acceleration time series data to the amplitude estimation device 1 via the communication line 3.

また、端末2は、インタフェース23を介して例えばフラッシュメモリ等の外部の記憶装置と接続し、加速度時系列データ等をこの記憶装置に記憶させてもよい。 Further, the terminal 2 may be connected to an external storage device such as a flash memory via the interface 23, and the acceleration time series data or the like may be stored in this storage device.

メモリ22は、例えばRAM、ROM、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ等の記憶手段であり、プロセッサ21に読み込まれるオペレーティングシステム、各種のプログラム、データ等を記憶する。 The memory 22 is a storage means for, for example, a RAM, a ROM, a solid state drive, a hard disk drive, etc., and stores an operating system, various programs, data, and the like to be read by the processor 21.

加速度センサ26は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)方式で加速度を測定するセンサである。加速度センサ26は、少なくとも自身が受ける鉛直方向の加速度を測定して、順次、メモリ22に記憶する。これによりメモリ22には、測定された鉛直方向の加速度の経時変化を示す加速度時系列データが生成される。生成されたこの加速度時系列データは、上述した通り、振幅推定装置1へ送信される。なお、端末2は、浮遊物Jに取り付けられているので、プロセッサ21が測定する加速度は、端末2が受ける加速度であるとともに、浮遊物Jが受ける加速度でもある。 The acceleration sensor 26 is, for example, a sensor that measures acceleration by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) method. The acceleration sensor 26 measures at least the vertical acceleration received by itself and sequentially stores it in the memory 22. As a result, acceleration time series data indicating the time course of the measured vertical acceleration is generated in the memory 22. The generated acceleration time series data is transmitted to the amplitude estimation device 1 as described above. Since the terminal 2 is attached to the floating object J, the acceleration measured by the processor 21 is not only the acceleration received by the terminal 2 but also the acceleration received by the floating object J.

<振幅推定装置の機能的構成>
図4は、振幅推定装置1の機能的構成の一例を示す図である。振幅推定装置1のプロセッサ11は、上述したプログラムを実行することにより、加速度取得手段111、平滑化手段112、周期特定手段113、振幅推定手段114、及び基準位置特定手段115として機能する。
<Functional configuration of amplitude estimation device>
FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of the amplitude estimation device 1. The processor 11 of the amplitude estimation device 1 functions as an acceleration acquisition means 111, a smoothing means 112, a period specifying means 113, an amplitude estimating means 114, and a reference position specifying means 115 by executing the above-mentioned program.

加速度取得手段111は、インタフェース13を介して端末2から、上述した加速度時系列データを取得する。すなわち、この加速度取得手段111として機能するプロセッサ11は、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する加速度取得手段の例である。 The acceleration acquisition means 111 acquires the above-mentioned acceleration time series data from the terminal 2 via the interface 13. That is, the processor 11 functioning as the acceleration acquisition means 111 is an example of an acceleration acquisition means for acquiring acceleration time-series data indicating a change over time in the measured value of the vertical acceleration received by the floating object floating on the water due to the vertical movement of the water surface. Is.

図4に示す基準位置特定手段115は、端末2より送信され、加速度取得手段111が取得した加速度時系列データに基づき経時変化する位置に基いて、例えば、直近の100波程度(例えば100.3波や97.8波等の非整数波であってもよい)に相当する期間等、比較的長い所定期間(以下、第1期間とする)にわたる加速度の平均値を算出し、この平均値を利用すること等により、鉛直方向における水面の基準となる位置(基準位置という)を特定する。すなわち、この基準位置特定手段115として機能するプロセッサ11は、加速度時系列データが示す経時変化する加速度の所定の期間の平均値を算出し、その平均値に基いて鉛直方向における水面の基準位置を特定する基準位置特定工程を実行するプロセッサの例である。 The reference position specifying means 115 shown in FIG. 4 is transmitted from the terminal 2, and is based on a position that changes with time based on the acceleration time series data acquired by the acceleration acquiring means 111, for example, about the latest 100 waves (for example, 100.3). Calculate the average value of acceleration over a relatively long predetermined period (hereinafter referred to as the first period) such as a period corresponding to a wave or a non-integer wave such as 97.8 waves, and use this average value as the average value. By using it, etc., the reference position (referred to as the reference position) of the water surface in the vertical direction is specified. That is, the processor 11 functioning as the reference position specifying means 115 calculates the average value of the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data for a predetermined period, and based on the average value, determines the reference position of the water surface in the vertical direction. This is an example of a processor that executes a specified reference position specifying process.

平滑化手段112は、加速度取得手段111により取得され、メモリ12に記憶された加速度時系列データを読み出し、この加速度時系列データが示す加速度の所定の期間の経時変化を平滑化する。この所定の期間は、比較的短い期間(以下、第2期間とする)例えば、2秒間である。この場合、平滑化手段112は、2秒間の加速度の移動平均値を算出することにより、端末2で実測された加速度のデータを平滑化する。なお、上述した第2期間は2秒間としたが、第2期間は後述する周期Ta以下であればよく、2秒間に限定されるものではない。 The smoothing means 112 reads out the acceleration time-series data acquired by the acceleration acquisition means 111 and stored in the memory 12, and smoothes the time-dependent change of the acceleration indicated by the acceleration time-series data for a predetermined period. This predetermined period is a relatively short period (hereinafter referred to as a second period), for example, 2 seconds. In this case, the smoothing means 112 smoothes the acceleration data actually measured by the terminal 2 by calculating the moving average value of the acceleration for 2 seconds. Although the above-mentioned second period is set to 2 seconds, the second period may be a cycle Ta or less, which will be described later, and is not limited to 2 seconds.

周期特定手段113は、加速度時系列データを用いて、水上に浮かぶ浮遊物Jが水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の経時変化の周期を特定する。すなわち、周期特定手段113として機能するプロセッサ11は、加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する周期特定手段の例である。図4に示す周期特定手段113は、平滑化手段112により平滑化された加速度の経時変化の周期を特定する。 The cycle specifying means 113 uses the acceleration time series data to specify the cycle of the vertical acceleration of the floating substance J floating on the water due to the vertical movement of the water surface. That is, the processor 11 functioning as the cycle specifying means 113 is an example of the cycle specifying means for specifying the cycle of the change with time of the acceleration indicated by the acceleration time series data. The cycle specifying means 113 shown in FIG. 4 identifies the cycle of the change over time of the acceleration smoothed by the smoothing means 112.

なお、図4に示す周期特定手段113は、時間間隔算出手段113a、及び統計値算出手段113bを含む。 The cycle specifying means 113 shown in FIG. 4 includes a time interval calculating means 113a and a statistical value calculating means 113b.

図4に示す時間間隔算出手段113aは、平滑化手段112により平滑化された加速度が所定の変化をしたときのタイミングを特定し、そのタイミングどうしの時間間隔を算出する。 The time interval calculation means 113a shown in FIG. 4 specifies the timing when the acceleration smoothed by the smoothing means 112 changes a predetermined time, and calculates the time interval between the timings.

例えば、時間間隔算出手段113aは、基準位置特定手段115で特定した基準位置に対応する加速度のゼロ点(第1期間の加速度の平均値)を用いて、加速度がプラスからマイナスに変化する、いわゆるゼロダウンクロス点を用い、隣り合う2つのゼロダウンクロス点どうしに挟まれる1つの波ごとの時間間隔を算出する。すなわち、時間間隔算出手段113aとして機能するプロセッサ11は、加速度時系列データが示す経時変化する加速度が正値から負値へと変化するタイミングの時間間隔を算出する時間間隔算出工程を実行するプロセッサの例である。 For example, the time interval calculating means 113a uses the zero point of the acceleration corresponding to the reference position specified by the reference position specifying means 115 (the average value of the accelerations in the first period), so that the acceleration changes from plus to minus, that is, so-called. Using the zero-down cross points, the time interval for each wave sandwiched between two adjacent zero-down cross points is calculated. That is, the processor 11 that functions as the time interval calculation means 113a is a processor that executes a time interval calculation step of calculating the time interval of the timing at which the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data changes from a positive value to a negative value. This is an example.

図4に示す統計値算出手段113bは、時間間隔算出手段113aにおいて算出された時間軸上で連続する所定数の時間間隔の統計値を加速度の経時変化の周期として算出する。この統計値算出手段113bは、例えば、過去に算出された時間間隔のうち、最近の3回分の平均値を、現在の加速度の経時変化の周期として算出する。 The statistical value calculating means 113b shown in FIG. 4 calculates statistical values of a predetermined number of consecutive time intervals calculated by the time interval calculating means 113a as a cycle of the change with time of acceleration. The statistical value calculating means 113b calculates, for example, the average value of the latest three times among the time intervals calculated in the past as the cycle of the change with time of the current acceleration.

振幅推定手段114は、波の振幅と、加速度の経時変化の周期との関係に従い、周期特定手段113により特定された周期に応じた波の振幅を推定する。例えば、波の振幅と、加速度の経時変化の周期との関係としては、波の振幅が、加速度の振幅にこの加速度の周期の二乗を乗じ、円周率の二乗の4倍で除した値である、という関係が挙げられる。 The amplitude estimating means 114 estimates the amplitude of the wave according to the period specified by the period specifying means 113 according to the relationship between the wave amplitude and the period of the change of acceleration with time. For example, the relationship between the wave amplitude and the period of change in acceleration over time is that the wave amplitude is the value obtained by multiplying the amplitude of the acceleration by the square of the period of this acceleration and dividing by four times the square of the pi. There is a relationship.

振幅推定手段114は、推定した波の振幅の情報を、インタフェース13経由で、例えば、外部の表示装置に送信し、これを表示させる。 The amplitude estimation means 114 transmits the estimated wave amplitude information to, for example, an external display device via the interface 13 and displays the information.

<振幅推定装置の動作>
図5は、振幅推定装置1の動作の流れの一例を示すフロー図である。振幅推定装置1のプロセッサ11は、加速度時系列データを取得し(ステップS101)、取得したこの加速度時系列データが示す加速度の、第2期間(例えば、2秒間等)の経時変化を平滑化する。この平滑化は、例えば、その第2期間にわたって測定された加速度の相加平均値を算出することにより行われる(ステップS102)。
<Operation of amplitude estimator>
FIG. 5 is a flow chart showing an example of the operation flow of the amplitude estimation device 1. The processor 11 of the amplitude estimation device 1 acquires the acceleration time-series data (step S101), and smoothes the time-dependent change of the acceleration indicated by the acquired acceleration time-series data in the second period (for example, 2 seconds or the like). .. This smoothing is performed, for example, by calculating the arithmetic mean value of the accelerations measured over the second period (step S102).

なお、上述したステップS101は、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する加速度取得工程の例である。 The above-mentioned step S101 is an example of an acceleration acquisition step for acquiring acceleration time-series data indicating a change over time in the measured value of the vertical acceleration received by the floating substance floating on the water due to the vertical movement of the water surface.

また、上述したステップS102は、加速度時系列データが示す加速度の所定の期間の経時変化を平滑化する平滑化工程の例である。 Further, the above-mentioned step S102 is an example of a smoothing step for smoothing the change with time of the acceleration indicated by the acceleration time series data in a predetermined period.

図6は、振幅推定装置が取得又は算出する時系列データの例を示す図である。図6(a)に示す実測加速度a0は、端末2の加速度センサ26により測定された加速度の経時変化を示す曲線である。この図6(a)に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は、加速度の値である。なお、この実測加速度a0は、測定された加速度に-1を乗じたものであり、正負が逆転しているものである。 FIG. 6 is a diagram showing an example of time series data acquired or calculated by the amplitude estimation device. The measured acceleration a 0 shown in FIG. 6A is a curve showing the change over time of the acceleration measured by the acceleration sensor 26 of the terminal 2. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 6A is time, and the vertical axis is the acceleration value. The actually measured acceleration a 0 is obtained by multiplying the measured acceleration by -1, and the positive and negative directions are reversed.

図6(a)に示す平滑化加速度aaveは、上述したa0の2秒間の値を相加平均した値であり、いわゆる移動平均である。すなわち、図6(a)に示す平滑化加速度aaveは、所定の期間の実測加速度a0を平滑化したものである。 The smoothing acceleration a ave shown in FIG. 6 (a) is a value obtained by arithmetically averaging the above-mentioned values of a 0 for 2 seconds, and is a so-called moving average. That is, the smoothing acceleration a ave shown in FIG. 6A is a smoothing of the actually measured acceleration a 0 during a predetermined period.

一方、プロセッサ11は、ステップS102の処理の実行と並行して、波の振幅を推定するための周期を定めるために以下のステップS103、及びステップS104の処理を実行する。すなわち、プロセッサ11は、ステップS101で取得した加速度時系列データが示す加速度の、第1期間(例えば、直近の100波)にわたる平均値を算出し(ステップS103)、この平均値を用いて位置時系列データが示す水面の基準位置を特定する(ステップS104)。 On the other hand, the processor 11 executes the following steps S103 and S104 in parallel with the execution of the process of step S102 in order to determine the period for estimating the wave amplitude. That is, the processor 11 calculates an average value of the acceleration indicated by the acceleration time series data acquired in step S101 over the first period (for example, the latest 100 waves) (step S103), and uses this average value at the time of position. The reference position of the water surface indicated by the series data is specified (step S104).

次に、図5に示す通り、プロセッサ11は、平滑化された加速度が所定の変化をしたタイミングの時間間隔を算出する(ステップS105)。所定の変化とは、例えば、上述したゼロダウンクロス点のタイミングが挙げられる。 Next, as shown in FIG. 5, the processor 11 calculates the time interval of the timing at which the smoothed acceleration changes a predetermined time (step S105). The predetermined change includes, for example, the timing of the zero down cross point described above.

プロセッサ11は、算出した時間間隔のうち、連続する所定数の時間間隔の統計値を、加速度の経時変化の周期として算出(特定)する(ステップS106)。このステップS106は、加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する周期特定工程の例である。 The processor 11 calculates (specifies) the statistical value of a predetermined number of continuous time intervals among the calculated time intervals as the cycle of the change with time of the acceleration (step S106). This step S106 is an example of a cycle specifying step for specifying the cycle of the change with time of the acceleration indicated by the acceleration time series data.

例えば、図6(a)において表示しているグラフは、正負が逆転しているため、時刻t0、t1、t2、t3、t4は、いずれも上述した平滑化加速度aaveの値が、正から負へ変化した時刻である。 For example, in the graph displayed in FIG. 6A, the positive and negative values are reversed, so that the above-mentioned smoothing acceleration a ave values are changed from positive to time t0, t1, t2, t3, and t4. It is the time when it changed to negative.

ここで、期間T1は、時刻t0から時刻t1までの時間間隔であり、期間T2は、時刻t1から時刻t2までの時間間隔である。また、期間T3は、時刻t2から時刻t3までの時間間隔であり、期間T4は、時刻t3から時刻t4までの時間間隔である。プロセッサ11は、時刻t1、時刻t2、時刻t3、及び時刻t4になったとき、期間T1、期間T2、期間T3、及び期間T4をそれぞれ算出する。 Here, the period T1 is the time interval from the time t0 to the time t1, and the period T2 is the time interval from the time t1 to the time t2. Further, the period T3 is a time interval from time t2 to time t3, and the period T4 is a time interval from time t3 to time t4. When the time t1, the time t2, the time t3, and the time t4 are reached, the processor 11 calculates the period T1, the period T2, the period T3, and the period T4, respectively.

すなわち、このステップS106は、加速度時系列データが示す経時変化する加速度が正値から負値へと変化するタイミングの時間間隔を算出する時間間隔算出工程を有する周期特定工程の例である。 That is, this step S106 is an example of a cycle specifying step including a time interval calculation step for calculating the time interval of the timing at which the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data changes from a positive value to a negative value.

次に、プロセッサ11は、期間T4において、時刻t4となる前に、期間T1から期間T3に対応する加速度の経時変化の周期である周期Taを算出する。そして、プロセッサ11は、この周期Taを用いて、期間T4に発生する波をリアルタイムで予測する。プロセッサ11は、時刻t4以降に関しても同様に直近の3期間の相加平均値を算出し次のゼロダウンクロス点までの期間に発生する波のふり幅を予測する。 Next, in the period T4, the processor 11 calculates the period Ta, which is the period of the change over time of the acceleration corresponding to the period T1 to the period T3, before the time t4. Then, the processor 11 uses this period Ta to predict the wave generated in the period T4 in real time. Similarly, the processor 11 calculates the arithmetic mean value of the latest three periods even after the time t4, and predicts the swing width of the wave generated in the period until the next zero down cross point.

なお、時間間隔工程における相加平均値の算出対象は直近の3期間としたが、これに縛られるものではなく直近の1以上の期間であればよい。 Although the arithmetic mean value is calculated for the latest three periods in the time interval process, it is not limited to the latest three periods and may be one or more of the latest periods.

周期Taは、期間T1、期間T2、及び期間T3によって次式(1)の通り、期間T1、期間T2、及び期間T3の相加平均値として算出される。すなわち、このステップS106は、時間間隔算出工程において算出された時間軸上で連続する所定数の時間間隔の統計値を加速度の経時変化の周期として算出する統計値算出工程を有する周期特定工程の例である。 The period Ta is calculated by the period T1, the period T2, and the period T3 as the arithmetic mean value of the period T1, the period T2, and the period T3 as shown in the following equation (1). That is, this step S106 is an example of a cycle specifying step having a statistical value calculation step of calculating a statistical value of a predetermined number of continuous time intervals continuously on the time axis calculated in the time interval calculation step as a cycle of aging of acceleration. Is.

[数1]
Ta = (T1+T2+T3)/3 …(1)
[Number 1]
Ta = (T1 + T2 + T3) / 3 ... (1)

そして、プロセッサ11は、算出した周期Taに応じた波の振幅を推定する(ステップS107)。図6(b)に示す推定変位zestは、実際の変位zを平滑化加速度aaveから推定した値である。例えば、推定変位zestは、平滑化加速度aaveに、加速度の周期Taの二乗を乗じ、円周率πの二乗の4倍で除することによって算出される。この場合、推定変位zestは、平滑化加速度aave、周期Ta、及び円周率πによって次式(2)の通り、算出される。なお、上述した通り実測加速度a0には予め測定値の正負を逆転させる演算がされているため、式(2)における負符号はない。 Then, the processor 11 estimates the amplitude of the wave according to the calculated period Ta (step S107). The estimated displacement z est shown in FIG. 6B is a value obtained by estimating the actual displacement z from the smoothing acceleration a ave . For example, the estimated displacement z est is calculated by multiplying the smoothing acceleration a ave by the square of the acceleration period Ta and dividing by four times the square of the pi. In this case, the estimated displacement z est is calculated by the smoothing acceleration a ave , the period Ta, and the pi as shown in the following equation (2). As described above, since the measured acceleration a 0 is calculated in advance to reverse the positive and negative of the measured value, there is no negative sign in the equation (2).

[数2]
est = (Ta2/4π2)×aave …(2)
[Number 2]
z est = (Ta 2 / 4π 2 ) × a ave … (2)

このステップS107は、周期特定工程において特定された周期に応じた波の振幅を推定する振幅推定工程の例である。 This step S107 is an example of an amplitude estimation step for estimating the amplitude of the wave according to the cycle specified in the cycle specifying step.

上述したステップS101からステップS107の処理を実行することにより、プロセッサ11は、経時変化する水面に生じる波の振幅を推定する。すなわち、振幅推定装置1は、上述したステップS101からステップS107までの工程を備える波の振幅推定方法を行う装置である。 By executing the processes of steps S101 to S107 described above, the processor 11 estimates the amplitude of the wave generated on the water surface that changes with time. That is, the amplitude estimation device 1 is a device that performs a wave amplitude estimation method including the steps from step S101 to step S107 described above.

以上の動作により、振幅推定装置1は、加速度時系列データから、直前の3つの加速度の経時変化における周期を算出し、加速度の経時変化から、水面の変位の経時変化を推定することができる。特に、海上における作業の安全を脅かす高波浪は、ある程度連続して来襲することが知られている。上述したこの振幅推定装置1は、直前の波浪の特性を考慮することで、作業の安全性に寄与する波の振幅の推定を可能とする。 By the above operation, the amplitude estimation device 1 can calculate the period of the three immediately preceding accelerations with time change from the acceleration time series data, and can estimate the time change of the displacement of the water surface from the time change of the acceleration. In particular, high waves that threaten the safety of work at sea are known to invade to some extent continuously. The amplitude estimation device 1 described above makes it possible to estimate the amplitude of a wave that contributes to work safety by considering the characteristics of the immediately preceding wave.

<変形例>
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組合せてもよい。
<Modification example>
The above is the description of the embodiment, but the content of this embodiment can be modified as follows. Further, the following modification examples may be combined.

<1>
上述した実施形態において、プロセッサ11は、時間間隔算出手段113aとして機能する際に、加速度がプラスからマイナスに変化する、いわゆるゼロダウンクロス点を特定し、隣り合う2つのゼロダウンクロス点どうしに挟まれる1つの波ごとの時間間隔を算出していたが、他の変化のタイミングを特定して、時間間隔を算出してもよい。
<1>
In the above-described embodiment, when the processor 11 functions as the time interval calculation means 113a, the processor 11 identifies a so-called zero down cross point in which the acceleration changes from plus to minus, and sandwiches it between two adjacent zero down cross points. Although the time interval for each wave is calculated, the time interval may be calculated by specifying the timing of other changes.

例えば、プロセッサ11は、時間間隔算出手段113aとして機能する際に、加速度がマイナスからプラスに変化する、いわゆるゼロアップクロス点を特定してもよい。この場合、プロセッサ11は、隣り合う2つのゼロアップクロス点どうしに挟まれる1つの波ごとの時間間隔を算出すればよい。この場合のプロセッサ11は、加速度時系列データが示す経時変化する加速度が負値から正値へと変化するタイミングの時間間隔を算出する時間間隔算出工程を実行するプロセッサの例である。 For example, the processor 11 may specify a so-called zero-up cross point where the acceleration changes from negative to positive when functioning as the time interval calculating means 113a. In this case, the processor 11 may calculate the time interval for each wave sandwiched between two adjacent zero-up cross points. In this case, the processor 11 is an example of a processor that executes a time interval calculation step of calculating the time interval of the timing at which the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data changes from a negative value to a positive value.

<2>
上述した実施形態において、プロセッサ11は、平滑化手段112として機能する際に、例えば2秒間等、所定の期間にわたって測定された加速度の移動平均値を算出することにより、端末2で実測された加速度のデータを平滑化していたが、平滑化を行わなくてもよい。この場合、周期特定手段113は、端末2において測定された加速度の経時変化の周期を特定すればよい。
<2>
In the above-described embodiment, when the processor 11 functions as the smoothing means 112, the acceleration measured by the terminal 2 is calculated by calculating the moving average value of the acceleration measured over a predetermined period such as 2 seconds. The data was smoothed, but it is not necessary to perform smoothing. In this case, the cycle specifying means 113 may specify the cycle of the change with time of the acceleration measured by the terminal 2.

<3>
上述した実施形態において、端末2は、加速度センサ26を有していたが、水面Lvの変直方向の加速度が、時間軸に沿って測定できれば、加速度センサ26を有しなくてもよい。また、端末2は、浮遊物Jに取り付けられていたが、端末2そのものが水上に浮遊する構成であってもよい。
<3>
In the above-described embodiment, the terminal 2 has the acceleration sensor 26, but it is not necessary to have the acceleration sensor 26 as long as the acceleration in the linear direction of the water surface Lv can be measured along the time axis. Further, although the terminal 2 is attached to the floating object J, the terminal 2 itself may be configured to float on the water.

<4>
上述した実施形態において、振幅推定装置1と端末2とは、通信回線3を介して互いに接続し、情報のやり取りをしていたが、通信回線3を介さずに、情報のやり取りをしてもよい。例えば、振幅推定装置1のインタフェース13、及び端末2のインタフェース23は、いずれも近距離無線通信の機能を有しており、この近距離無線通信によって、振幅推定装置1と端末2とが情報のやり取りをしてもよい。
<4>
In the above-described embodiment, the amplitude estimation device 1 and the terminal 2 are connected to each other via the communication line 3 to exchange information, but even if the information is exchanged without going through the communication line 3. good. For example, the interface 13 of the amplitude estimation device 1 and the interface 23 of the terminal 2 both have a function of short-range wireless communication, and the short-range wireless communication allows the amplitude estimation device 1 and the terminal 2 to obtain information. You may exchange.

また、振幅推定装置1は、リアルタイムで端末2から加速度時系列データを取得しなくてもよい。例えば、振幅推定装置1は、端末2のメモリ22に記憶された加速度時系列データを、インタフェース23、及びインタフェース13を接続する有線ケーブル経由で取得してもよい。また、端末2は、メモリ22に記憶された加速度時系列データを、インタフェース23経由で外部のフラッシュメモリ等にコピーしてもよい。この場合、振幅推定装置1は、フラッシュメモリ等から上述した加速度時系列データのコピーを取得すればよい。 Further, the amplitude estimation device 1 does not have to acquire acceleration time series data from the terminal 2 in real time. For example, the amplitude estimation device 1 may acquire the acceleration time series data stored in the memory 22 of the terminal 2 via a wired cable connecting the interface 23 and the interface 13. Further, the terminal 2 may copy the acceleration time series data stored in the memory 22 to an external flash memory or the like via the interface 23. In this case, the amplitude estimation device 1 may acquire a copy of the acceleration time series data described above from a flash memory or the like.

<5>
上述したプロセッサ11によって実行されるプログラムは、磁気テープ及び磁気ディスク等の磁気記録媒体、光ディスク等の光記録媒体、光磁気記録媒体、半導体メモリ等の、コンピュータ装置が読取り可能な記録媒体に記憶された状態で提供し得る。また、このプログラムは、インターネット等の通信回線経由でダウンロードされてもよい。すなわち、このプログラムは、コンピュータに、水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する処理と、その加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する処理と、波の振幅と周期の関係に従い、周期を特定する処理において特定したその周期に応じた波の振幅を推定する処理と、を実行させるためのプログラムである。なお、上述した振幅推定装置によって例示した制御手段としてはCPU以外にも種々の装置が適用される場合があり、例えば、専用のプロセッサ等が用いられる。
<5>
The program executed by the processor 11 described above is stored in a recording medium readable by a computer device, such as a magnetic recording medium such as a magnetic tape and a magnetic disk, an optical recording medium such as an optical disk, an optical magnetic recording medium, and a semiconductor memory. Can be provided in a state of being. Further, this program may be downloaded via a communication line such as the Internet. That is, this program shows the process of acquiring acceleration time-series data indicating the change over time of the measured value of the vertical acceleration received by the floating matter floating on the water due to the vertical movement of the water surface, and the acceleration time-series data. It is a program to execute the process of specifying the cycle of acceleration over time and the process of estimating the wave amplitude according to the specified cycle in the process of specifying the cycle according to the relationship between the wave amplitude and the cycle. be. As the control means exemplified by the above-mentioned amplitude estimation device, various devices other than the CPU may be applied, and for example, a dedicated processor or the like is used.

1…振幅推定装置、11…プロセッサ、111…加速度取得手段、112…平滑化手段、113…周期特定手段、113a…時間間隔算出手段、113b…統計値算出手段、114…振幅推定手段、115…基準位置特定手段、12…メモリ、13…インタフェース、2…端末、21…プロセッサ、22…メモリ、23…インタフェース、26…加速度センサ、3…通信回線、9…振幅推定システム、Lv…水面、J…浮遊物、T1~T4…期間、t0~t4…時刻。 1 ... Amplitude estimation device, 11 ... Processor, 111 ... Acceleration acquisition means, 112 ... Smoothing means, 113 ... Period specifying means, 113a ... Time interval calculation means, 113b ... Statistical value calculation means, 114 ... Amplitude estimation means, 115 ... Reference position specifying means, 12 ... memory, 13 ... interface, 2 ... terminal, 21 ... processor, 22 ... memory, 23 ... interface, 26 ... acceleration sensor, 3 ... communication line, 9 ... amplitude estimation system, Lv ... water surface, J ... floating matter, T1 to T4 ... period, t0 to t4 ... time.

Claims (7)

水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する加速度取得工程と、
前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する周期特定工程と、
波の振幅と周期の関係に従い、前記周期特定工程において特定された周期に応じた波の振幅を推定する振幅推定工程と、
を備える波の振幅推定方法。
Acceleration acquisition process to acquire acceleration time series data showing the change over time of the measured value of vertical acceleration received by the floating matter floating on the water due to the vertical movement of the water surface, and the acceleration acquisition process.
A cycle specifying step for specifying the cycle of the acceleration over time indicated by the acceleration time series data, and
An amplitude estimation step that estimates the wave amplitude according to the period specified in the period specifying step according to the relationship between the wave amplitude and the period, and
Wave amplitude estimation method.
前記周期特定工程は、前記加速度時系列データが示す経時変化する加速度が負値から正値へと変化するタイミングの時間間隔を算出する時間間隔算出工程と、
前記時間間隔算出工程において算出された時間軸上で連続する所定数の時間間隔の統計値を前記周期として算出する統計値算出工程と、を有する
請求項1に記載の振幅推定方法。
The cycle specifying step includes a time interval calculation step of calculating the time interval of the timing at which the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data changes from a negative value to a positive value.
The amplitude estimation method according to claim 1, further comprising a statistical value calculation step of calculating a predetermined number of continuous statistical values of time intervals on a time axis calculated in the time interval calculation step as the cycle.
前記周期特定工程は、前記加速度時系列データが示す経時変化する加速度が正値から負値へと変化するタイミングの時間間隔を算出する時間間隔算出工程と、
前記時間間隔算出工程において算出された時間軸上で連続する所定数の時間間隔の統計値を前記周期として算出する統計値算出工程と、を有する
請求項1に記載の振幅推定方法。
The cycle specifying step includes a time interval calculation step of calculating the time interval of the timing at which the acceleration that changes with time indicated by the acceleration time series data changes from a positive value to a negative value.
The amplitude estimation method according to claim 1, further comprising a statistical value calculation step of calculating a predetermined number of continuous statistical values of time intervals on a time axis calculated in the time interval calculation step as the cycle.
前記関係として、波の振幅は、前記加速度の振幅に該加速度の周期の二乗を乗じ、円周率の二乗の4倍で除した値である、という関係を用いる
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の振幅推定方法。
As the above relationship, any one of claims 1 to 3 using the relationship that the amplitude of the wave is a value obtained by multiplying the amplitude of the acceleration by the square of the period of the acceleration and dividing by 4 times the square of the pi. The amplitude estimation method according to item 1.
前記加速度時系列データが示す加速度の所定の期間の経時変化を平滑化する平滑化工程を備え、
前記周期特定工程は、前記平滑化工程において平滑化された加速度の経時変化から前記周期を特定する
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の振幅推定方法。
It is provided with a smoothing step for smoothing the change over time of the acceleration indicated by the acceleration time series data for a predetermined period.
The amplitude estimation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the cycle specifying step specifies the cycle from the change over time of the acceleration smoothed in the smoothing step.
水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する加速度取得手段と、
前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する周期特定手段と、
波の振幅と周期の関係に従い、前記周期特定手段により特定された周期に応じた波の振幅を推定する振幅推定手段と、
を備える波の振幅推定装置。
Acceleration acquisition means for acquiring acceleration time-series data showing changes over time in measured values of vertical acceleration received by floating objects floating on the water due to vertical movement of the water surface.
A cycle specifying means for specifying the cycle of the acceleration with time indicated by the acceleration time series data, and
An amplitude estimation means that estimates the wave amplitude according to the period specified by the period specifying means according to the relationship between the wave amplitude and the period.
A wave amplitude estimator equipped with.
コンピュータに、
水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する処理と、
前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化の周期を特定する処理と、
波の振幅と周期の関係に従い、前記周期を特定する処理において特定した周期に応じた波の振幅を推定する処理と、
を実行させるためのプログラム。
On the computer
The process of acquiring acceleration time-series data showing the change over time in the measured value of the vertical acceleration received by the floating matter floating on the water due to the vertical movement of the water surface.
The process of specifying the cycle of the acceleration over time indicated by the acceleration time series data, and
According to the relationship between the wave amplitude and the period, the process of estimating the wave amplitude according to the specified period in the process of specifying the period, and the process of estimating the wave amplitude according to the specified period.
A program to execute.
JP2020210512A 2020-12-18 2020-12-18 Wave amplitude estimation method, wave amplitude estimation device, and program Pending JP2022097116A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020210512A JP2022097116A (en) 2020-12-18 2020-12-18 Wave amplitude estimation method, wave amplitude estimation device, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020210512A JP2022097116A (en) 2020-12-18 2020-12-18 Wave amplitude estimation method, wave amplitude estimation device, and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022097116A true JP2022097116A (en) 2022-06-30

Family

ID=82165312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020210512A Pending JP2022097116A (en) 2020-12-18 2020-12-18 Wave amplitude estimation method, wave amplitude estimation device, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022097116A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565597C2 (en) Orientation assessment method, equipment and computer programme medium
KR101755307B1 (en) A position measurement error correcting method of underwater moving objects
CN105445756A (en) Safety diagnosis system for structure
JP6132990B2 (en) State estimation device
KR101789188B1 (en) An underwater integrated navigation system for tracking underwater moving objects
JP2008003043A (en) Method, apparatus, and system for detecting damages
US20150160006A1 (en) Derivation of sea ice thickness using isostacy and upward looking sonar profiles
WO2018081503A1 (en) Ability to measure distance between stations using dgps/rtk gps in the velocity-area method (stationary) using acoustic doppler current profile
CN105675195A (en) Real-time analysis system for operation of working ship based on ship attitude measurement
JPH07218254A (en) Oceanographic meter
KR101775290B1 (en) Apparatus and method for the measurement of vertical motions of a free running hard-chine planing boat
CN112762935B (en) Positioning method and system based on hull attitude monitoring
JP6241995B2 (en) Diver information acquisition method and diver information acquisition system
KR101180331B1 (en) Apparatus for measuring position of underwater robot
EP3401700A1 (en) Ship speed gauge and method for obtaining ship speed
JP2009115714A (en) Method and device for measuring speed of mobile unit
JP2022097116A (en) Wave amplitude estimation method, wave amplitude estimation device, and program
JP3760243B2 (en) GPS type ocean wave measurement method
KR20170111582A (en) Method and system for estimating position and velocity of underwater vehicle using doppler beacon
JP7487126B2 (en) Method for constructing a learning model, method for estimating wave amplitude, method for estimating time-dependent change in vertical position of water surface, device for estimating wave amplitude, and program
KR101408211B1 (en) Apparatus for measuring position of rov
JP6052090B2 (en) Magnetic measurement system
JP7455055B2 (en) Wave amplitude estimation method, amplitude estimation device, and program
JP6043026B1 (en) Flow field measuring device and flow field measuring method
JP2016065750A (en) Underwater positioning system and underwater positioning method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240321

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240402