JP2899687B2 - 水中移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中での調査や測
量等において、調査や測量のための機器を搭載して水中
を移動する水中移動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、港湾工事における測量、例えば防
波堤の捨て石マウンドの施工後の形状を計測する出来形
測量では、水中スタッフ法、重錘法等が用いられて
いた。また一般に海底の状況を調査するには無人潜水
機法や、事例は少ないが水中ロボット法等が用いられ
ていた。

【０００３】水中スタッフ法は、図１０に示すように、
潜水士Ｐ１が海底Ｆや捨て石マウントＭの測量箇所に潜
水して水中でスタッフ（箱尺）Ｓを支持し、水上に出た
スタッフＳの目盛を既設の防波堤Ｂ等の固定位置上の計
測員Ｐ４が水準測量機等により読み取り、同時に、計測
員Ｐ２とＰ３が、スタッフＳの直上位置と水準測量機の
間の距離をテープＴ等により計測する方法である。この
水中スタッフ法では、捨て石マウンドＭ上の点を何箇所
か選択して計測することになり、捨て石マウンドＭの形
状を連続的に計測することはできないが、潜水士Ｐ１が
捨て石マウンドＭを直接確認しつつスタッフＳを支持す
るため、測定値の精度が高い、という利点があった。

【０００４】また、重錘法は、図１１に示すように、既
設の防波堤Ｂ等を利用して防波堤法線Ｃ１や基礎工中心
線Ｃ２を画定し、これに基づいて測深区域Ｚ２を設定
し、測深間隔Ｄ１の測深線上において、アンカーワイヤ
ーＷ１〜Ｗ４により固定された固定船Ａ１，Ａ２の間に
シージングワイヤーＷ５を張り渡し、シージングワイヤ
ーＷ５に沿って測量船Ｌを航行させ、シージングワイヤ
ーＷ５の測深間隔Ｄ２ごとに測量船Ｌから重錘をロープ
により水底におろし、水面からの深さをロープの目盛に
より読み取る方法である。

【０００５】また、無人潜水機法は、図示はしないが、
エンジンやモーター等の駆動源により駆動されるスクリ
ュー等の推進手段を備え、有線誘導等の遠隔操作により
水上から制御されるＲＯＶ（Ｒｅｍｏｔｅｌｙ Ｏｐｅ
ｒａｔｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれる自航式の無人
潜水機を用い、水中テレビカメラ等により目的とする水
底箇所を視認して調査を行う方法である。

【０００６】また、水中ロボット法は、図示はしない
が、駆動源により駆動される脚等の歩行手段を備え、有
線方式等の遠隔操作により水上から制御され、水中テレ
ビカメラ等により目的とする水底箇所を視認して調査を
行う方法である。

【０００７】上記した重錘法、無人潜水機法、及び水中
ロボット法の場合は、水中スタッフ法と異なり潜水作業
が不要であり、水上からの作業のみによって測量あるい
は調査を行うことが可能である、という利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の水中測量法においては、以下のような問題点が
あった。

【０００９】水中スタッフ法と重錘法では、多くの計測
作業員や作業船等を必要とし、作業が大掛かりとなり、
作業効率も悪かった。

【００１０】また、無人潜水機法では、スクリュー用の
大きな推進力が得難く、所定の測線に沿って確実に移動
することは困難であった。また、推進力が小さいため、
調査地点の潮流の速度が２ノット程度になると、潜水機
の操縦がほとんど不可能になる。また、操縦は、潜水機
に取り付けたテレビカメラからの映像を見ながら行われ
るが、水中に濁りがあると水中での視認が困難となり、
操縦ができなくなる。しかも、潜水機の船体等が水底の
堆積泥等に接触したり、スクリューが底泥を撹拌する
と、水中に多大な濁りが発生する。したがって、無人潜
水機の操縦には、細心の注意が必要とされ、きわめて煩
雑であった。

【００１１】また、水中ロボット法では、スクリュー推
進ではなく歩行により水底を移動するため、移動速度が
遅く、測量区域が広い場合には、他の方法に比べ長い期
間がかかる、という問題があった。また、水底を移動す
るため、底泥を乱すことは避けられず、水中に濁りを発
生させ、視認用のテレビカメラの視界を悪化させて操縦
をさまたげる、という点は無人潜水機法と同様であっ
た。

【００１２】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、確
実で大きな推進力を有し、水中に濁りを発生させずに移
動可能な水中移動装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載した発明は、一端が水底に固定され
た少なくとも３本のワイヤー（４ａ，４ｂ，４ｃ等）
と、移動体（１）上に配置されるとともに前記ワイヤー
（４ａ，４ｂ，４ｃ等）の他端を個々に巻き取り可能な
ワイヤー巻取手段（２ａ，２ｂ，２ｃ等）と、位置が既
知である基準位置に関する基準位置情報を有し水面上に
配置される浮体（２０）と、前記浮体（２０）と前記移
動体（１）との相対関係に関する相対位置情報を測定
し、前記基準位置情報と合わせることにより前記移動体
（１）の水中位置を把握する位置把握手段（２２，１
３，７Ｂ、又は１４，７Ｃ）と、前記移動体（１）上に
配置されるとともに、前記移動体（１）の水中位置に基
づき前記ワイヤー（４ａ，４ｂ，４ｃ等）の個々の巻取
長さを制御するワイヤー長制御手段（６Ｂ、又は６Ｃ）
を備え、水中を移動することを特徴とする。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の水中移動装置において、前記相対位置情報は、超音
波により測定されることを特徴とする。

【００１５】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の水中移動装置において、前記浮体（２０）と前記移
動体（１）とを機械的に連結する連結手段（３０、又は
３３，３４、又は３６）を有し、前記相対位置情報は、
前記移動体（１）に対する前記連結手段（３０、又は３
３，３４、又は３６）の方位角及び傾斜角を含むことを
特徴とする。

【００１６】また、請求項４記載の発明は、請求項１な
いし請求項３のうちのいずれか１項に記載の水中移動装
置において、前記基準位置情報は、地球の上空軌道上を
周回する複数個の人工衛星から発信される電波に基づき
地球上の受信位置の３次元座標を検出する測位システム
により与えられることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１実施形態である水中
移動装置の全体構成を示す斜視図であり、図２は、図１
に示す水中移動装置のさらに詳細な構成を示す側断面図
である。図に示すように、この水中移動装置１０１は、
移動体１と、ウィンチ２ａ〜２ｄと、アンカー３ａ〜３
ｄと、ワイヤー４ａ〜４ｄと、フローター５ａ〜５ｄ
と、位置制御部６Ａと、位置計測部７Ａと、方位計８
と、水準計９と、音響測深機１０と、水中テレビカメラ
１１と、バッテリー（蓄電池）１２を備えて構成されて
いる。

【００１９】移動体１は、鋼等の金属材料からなり、厚
さの薄い函体状に形成されている。この移動体１上に
は、上記したウィンチ２ａ〜２ｄと、ワイヤー４ａ〜４
ｄと、フローター５ａ〜５ｄと、位置制御部６Ａと、位
置計測部７Ａと、方位計８と、水準計９と、音響測深機
１０と、水中テレビカメラ１１と、バッテリー１２が搭
載されており、函体内部の空間等を利用して接続されて
いる。

【００２０】４つのアンカー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
は、重量の大きなブロック状部材、又は水底に係止可能
な錨等の手段を有し、測深測量を行うべき区域の外側と
なる水底Ｆの４箇所に、支援船（図示せず）から下ろさ
れて固定される。この際、アンカー３ａ〜３ｄの位置、
すなわち経度や緯度等の平面位置は、平面測量やＧＰＳ
等により求め、アンカーの深度は、水中へ吊り降ろした
ワイヤーの長さにより計測する。

【００２１】ＧＰＳとは、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略語であり、人工衛星を利
用した測位システムである。地球の上空約２０，２００
キロメートルの軌道上には、１周約１２時間で周回する
２４個のナブスター（ＮＡＶＳＴＡＲ）と呼ばれる人工
衛星が配置されており、この人工衛星からの電波には、
測位情報と絶体時間情報が含まれている。専用のＧＰＳ
アンテナによってこの電波を受信し、専用のＧＰＳ受信
機によって検波を行えば、ＧＰＳ受信機の地球上におけ
る３次元の座標位置データ、すなわち、経度や緯度等の
平面位置データと標高データが、ディジタルデータとし
て検出できる。ＧＰＳのうち、ＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉ
ｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）方式と呼ばれるものは、Ｇ
ＰＳ受信機側が移動中であっても、２〜３ｃｍ程度の高
い精度が得られるので、本実施形態においては、このＲ
ＴＫ方式を採用するのが望ましい。

【００２２】上記のアンカー３ａ〜３ｄは、水中に、位
置の既知な杭等の固定点がある場合には、それらの固定
点をアンカーとして利用してもよい。

【００２３】上記のアンカー３ａ〜３ｄには、４本のワ
イヤー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの一端が固定される。４
機のウィンチ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、移動体１の４
つの隅角部付近に配置され、ワイヤー４ａ〜４ｄの端部
のうちアンカー３ａ〜３ｄに固定された端部とは逆側の
端部が装着されて巻き取られるドラムと、このドラムを
駆動するモーター等の駆動源（図示せず）を有してい
る。このウィンチの駆動源は、後述する位置制御部６Ａ
に接続されており、位置制御部６Ａの制御を受ける。ま
た、ワイヤー４ａ〜４ｄに張力がかかっていないと、後
述するワイヤー長計測が正確に行えないので、各ウィン
チ２ａ〜２ｄには、各ワイヤー４ａ〜４ｄの張力を検出
する荷重計（図示せず）が設けられている。上記のウィ
ンチ２ａ〜２ｄは、ワイヤー巻取手段に相当している。

【００２４】４つのフローター５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
は、移動体１の４つの隅角部付近に配置され、空気を貯
留するタンクと、このタンクに空気を送り込んだりタン
クから空気を排出するための空気ポンプと、空気ポンプ
を駆動するモーター等の駆動源（図示せず）を有してい
る。この空気ポンプの駆動源は、後述する位置制御部６
Ａに接続されており、位置制御部６Ａの制御を受ける。

【００２５】位置制御部６Ａは、移動体１上、又は函体
の内部に設けられ、マイクロコンピュータ等によって構
成されている。マイクロコンピュータは、演算や制御を
統括するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ Ｕｎｉｔ：中央演算装置，図示せず）と、ＣＰＵの
制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌ
ｙ Ｍｅｍｏｒｙ：読出し専用メモリ，図示せず）と、
ＣＰＵへのデータやＣＰＵの演算した結果等を一時記憶
するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒ
ｙ：随時書込み読出しメモリ，図示せず）と、外部機器
との接続のための入出力インターフェイス（図示せず）
等を有している。

【００２６】位置制御部６Ａは、上述したウィンチ２ａ
〜２ｄの駆動源及びフローター５ａ〜５ｄの空気ポンプ
用駆動源に接続される。また、位置制御部６Ａは、この
ほか、後述する位置計測部７Ａと、支援船（図示せず）
の制御装置にも接続される。

【００２７】位置計測部７Ａは、移動体１上、又は函体
の内部に設けられ、位置制御部６Ａと同様にマイクロコ
ンピュータ等によって構成されている。位置制御部７Ａ
は、位置制御部６Ａに接続されるとともに、後述する方
位計８と、水準計９と、音響測深機１０と、支援船（図
示せず）の位置測定装置にも接続される。

【００２８】方位計８は、移動体１上、又は函体の内部
に設けられ、位置計測部７Ａに接続されている。この方
位計８は、磁針や磁気センサ等を有して構成され、移動
体１の方位を計測し、データを位置計測部７Ａに出力す
る。

【００２９】水準計９は、移動体１上、又は函体の内部
に設けられ、位置計測部７Ａに接続されている。この水
準計９は、変位センサ等によって構成され、移動体１の
水平面からの傾斜を検出し、データを位置計測部７Ａに
出力する。

【００３０】音響測深機１０は、移動体１の下面に設け
られ、位置計測部７Ａに接続されている。この音響測深
機１０は、超音波を走査しながら発射し目的物からの反
射波により目的物の方向と距離を検出する装置であり、
移動体１の下面から水底Ｆまでの深さを検出し、データ
を位置計測部７Ａに出力する。

【００３１】水中テレビカメラ１１は、移動体１の下面
に設けられ、支援船（図示せず）に接続されている。こ
の水中テレビカメラ１１は、駆動機構（図示せず）を有
しており、移動体の下方の周囲を約３６０゜の方向に回
転可能で、かつ俯角は約１８０゜の方向に回転可能とな
っている。これにより、移動体１の下方、特に水底Ｆの
映像を撮影することができるようになっている。

【００３２】上記のような構成により、位置計測部７Ａ
は、予め測量され把握された各アンカー３ａ〜３ｄの位
置データを基準位置データとし、位置制御部６Ａから送
られてくるウィンチ２ａ〜２ｄからのワイヤー４ａ〜４
ｄの巻き出し長さによって、移動体１の現在位置を把握
する。また、方位計８と、水準計９と、音響測深機１０
からのデータにより、方位位置の検証、水平からの傾斜
の検証、及び水底の深度の測定も行う。この結果把握さ
れた移動体の現在位置データは、位置制御部６Ａへ出力
される。また、音響測深機１０による各測点での水深デ
ータは、位置計測部７Ａ内のＲＡＭ（図示せず）等に記
憶されるほか、リアルタイムで支援船（図示せず）へも
送られる。

【００３３】上記のような構成により、位置制御部６Ａ
は、位置計測部７Ａからの位置データに基づいて自己の
現在位置を把握し、内部のＲＯＭ等に格納された制御プ
ログラムに基づき、移動体１が所定の測深線上を移動す
るように、ウィンチ２ａ〜２ｄのうちのいずれかを巻き
取らせるとともに巻き出させて各ワイヤー４ａ〜４ｄの
長さを調整して移動体１を所定の方向へ移動させ、かつ
フローター５ａ〜５ｄの空気ポンプのうちいずれかを供
給側又は排出側に作動させることにより各タンク内の空
気量を調整して移動体１の水平バランスを取ることがで
きる。これにより、移動体１は、水平方向及び垂直方向
に所定の量だけ移動することができる。

【００３４】上記の移動時に、移動後に再度検証計算を
行い、目的位置の計算上の座標位置と実測値との間に誤
差がある場合には、その誤差をフィートバックさせ、何
回かの試行によって誤差を解消するように制御してもよ
い。

【００３５】上記のワイヤー巻取時には、位置制御部６
Ａは、各ウィンチ２ａ〜２ｄの荷重計（図示せず）の計
測値を監視し、張力が零になった場合には、いったんウ
ィンチを巻き取ることにより張力を付与する。

【００３６】上記した水中移動装置１０１の各部の動作
用の電源は、移動体１に搭載されたバッテリー１２によ
って供給してもよいし、支援船（図示せず）から電源ケ
ーブル等によって供給してもよい。また、位置制御部６
Ａによる制御についても、位置制御部６Ａと支援船とを
ケーブル等で接続し、支援船から行うようにしてもよ
い。

【００３７】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。図３は、本発明の第２実施形態である水中移動装
置の全体構成を示す側面図である。図に示すように、こ
の水中移動装置１０２は、移動体１と、ウィンチ２ａ〜
２ｄと、アンカー３ａ〜３ｄと、ワイヤー４ａ〜４ｄ
と、フローター５ａ〜５ｄと、位置制御部６Ｂと、位置
計測部７Ｂと、超音波位置測定装置１３と、浮体２０を
備えて構成されている。移動体１は、図示はしないが、
方位計８と、水準計９と、音響測深機１０と、水中テレ
ビカメラ１１と、バッテリー（蓄電池）１２を有してい
る。また、浮体２０は、ＧＰＳ受信機２１と超音波位置
測定装置２２を有している。

【００３８】この第２形態の水中移動装置１０２の構成
要素のうち、第１実施形態の水中移動装置１０１と異な
る構成要素は、位置制御部６Ｂと、位置計測部７Ｂと、
超音波位置測定装置１３と、浮体２０である。

【００３９】移動体１上の超音波位置測定装置１３と、
浮体２０上の超音波位置測定装置２２は、超音波を用い
て目的物の方向と距離を検出するものであり、浮体２０
上の超音波位置測定装置２２が超音波を走査しながら発
射し、移動体１上の超音波位置測定装置１３からの反射
波により、浮体２０上の超音波位置測定装置２２が移動
体１の方向と距離を検出する。

【００４０】超音波により位置を測定する場合には、水
中での超音波伝播速度を求める必要がある。海水の場合
には、水温と塩分濃度の値を測定し所定の算出式から求
める方法と、距離が既知な２点の間で実測し超音波速度
を逆算する方法がある。前者の方法を採用する場合に
は、移動体１と浮体２０の双方の位置測定装置１３，２
２に水温センサ（図示せず）と塩分濃度センサ（図示せ
ず）を設けておき、両者の値の平均値により超音波速度
を求める。

【００４１】また、ＧＰＳ受信機２１は、上記したＧＰ
Ｓの測位システムにより、浮体２０の３次元位置を計測
する。この浮体２０の３次元位置データと、浮体２０と
移動体１との相対位置（あるいは距離及び方向）のデー
タは、上記の超音波位置測定装置２２，１３に超音波に
よる通信機能を持たせ、浮体２０側から移動体１側へ送
信するようにしてもよい。この場合には、超音波位置測
定装置１３を位置計測部７Ｂに接続し、浮体位置データ
と相対位置（あるいは距離及び方向）データが位置計測
部７Ｂに送られるように構成する。また、上記の位置デ
ータと相対位置（あるいは距離及び方向）データは、有
線方式又は無線方式の通信システムにより浮体１から支
援船（図示せず）に送られ、支援船から移動体１へ転送
されてもよい。

【００４２】移動体１の位置計測部７Ｂは、浮体の３次
元位置データと、浮体と移動体との相対位置（あるいは
距離及び方向）データから、移動体１の正確な位置を算
出する。この移動体位置データは、位置制御部６Ｂに送
られ、位置制御部６Ｂは、この移動体位置データに基づ
き、第１実施形態の場合と同様にして移動体１を移動さ
せる。上記において、位置制御部６Ｂは、ワイヤー長制
御手段に相当している。また、位置計測部７Ｂと超音波
位置測定装置２２及び１３は、位置把握手段に相当して
いる。また、支援船に位置データ等を送り、支援船から
移動体の位置制御を行う場合には、支援船の計測装置が
位置把握手段に相当し、支援船の制御装置がワイヤー長
制御手段に相当する。また、ＧＰＳによって与えられる
浮体の３次元位置データは基準位置情報に相当し、超音
波により計測される浮体と移動体との間の相対位置（あ
るいは距離及び方向）データは相対位置情報に相当して
いる。

【００４３】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。図４は、本発明の第３実施形態である水中移動装
置の全体構成を示す側面図である。図に示すように、こ
の水中移動装置１０３は、移動体１と、ウィンチ２ａ〜
２ｄと、アンカー３ａ〜３ｄと、ワイヤー４ａ〜４ｄ
と、フローター５ａ〜５ｄと、位置制御部６Ｃと、位置
計測部７Ｃと、方位・傾斜計１４と、浮体２０と、連結
棒３０と、ジョイント部３１及び３２を備えて構成され
ている。移動体１は、図示はしないが、方位計８と、水
準計９と、音響測深機１０と、水中テレビカメラ１１
と、バッテリー（蓄電池）１２を有している。

【００４４】この第３形態の水中移動装置１０３の構成
要素のうち、第１実施形態の水中移動装置１０１と異な
る構成要素は、位置制御部６Ｃと、位置計測部７Ｃと、
方位・傾斜計１４と、浮体２０と、連結棒３０と、ジョ
イント部３１及び３２である。

【００４５】この第３実施形態は、第２実施形態におけ
る超音波式の相対位置測定システムのかわりに、機械式
の相対位置測定システムを採用したものである。超音波
を用いるシステムは、装置が高価である点、及び使用す
る箇所での水中の超音波速度を正確に計測しなければな
らない点を改善する。ＧＰＳ受信機２１は、第２実施形
態の場合と同様の構成と作用を有している。

【００４６】この第３実施形態の場合は、図４に示すよ
うに、浮体２０と移動体１は、長さが既知な直線状の連
結棒３０により連結されている。この連結棒３０は、所
定の強度を有するとともに軽量な部材で構成されてお
り、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の材料
を中空棒状に形成することによって構成されている。こ
の連結棒３０は、連結手段に相当している。また、連結
棒３０の両端には、ユニバーサルジョイント状のジョイ
ント部３１，３２が設けられ、ジョイント部３１，３２
を介して移動体１及び浮体２０に接続している。また、
連結棒３０の長さは、水底Ｆまでの深さよりも大きく設
定される。このため、移動体１は、浮体２０の下方で自
在な位置を取ることができる。

【００４７】方位・傾斜計１４は、移動体１に対する連
結棒３０の方位角度と傾斜角度を計測する。方位・傾斜
計１４は、位置計測部７Ｃに接続されている。これによ
り、位置計測部７Ｃは、浮体２０と移動体１との相対位
置（あるいは距離及び方向）のデータを算出する。一
方、ＧＰＳ受信機２１も位置計測部７Ｃに接続されてい
るので、浮体２０の位置データも位置計測部７Ｃに送ら
れる。また、上記の位置データと相対位置（あるいは距
離及び方向）データは、有線方式又は無線方式の通信シ
ステムにより浮体１から支援船（図示せず）に送られ、
支援船から移動体１へ転送されてもよい。

【００４８】移動体１の位置計測部７Ｃは、浮体の位置
データと、浮体と移動体との相対位置（あるいは距離及
び方向）データから、移動体１の正確な位置を算出す
る。この移動体位置データは、位置制御部６Ｃに送ら
れ、位置制御部６Ｃは、この移動体位置データに基づ
き、第１実施形態の場合と同様にして移動体１を移動さ
せる。上記において、位置制御部６Ｃは、ワイヤー長制
御手段に相当している。また、位置計測部７Ｃと方位・
傾斜計１４は、位置把握手段に相当している。また、支
援船に位置データ等を送り、支援船から移動体の位置制
御を行う場合には、支援船の計測装置が位置把握手段に
相当し、支援船の制御装置がワイヤー長制御手段に相当
する。また、ＧＰＳによって与えられる浮体の３次元位
置データは基準位置情報に相当し、方位・傾斜計１４に
より計測される浮体と移動体との間の相対位置（あるい
は距離及び方向）データは相対位置情報に相当してい
る。

【００４９】第３実施形態は、上記以外の形態も可能で
ある。例えば、図５に示すように、１本の連結棒３０の
かわりに、長さが既知な２本の連結棒３３，３４と、新
たなジョイント部３５を設けて構成してもよい。このよ
うに構成することにより、水深がさらに深くなっても対
応することができる。

【００５０】図５に示す形態の場合は、連結棒３３と３
４が、ジョイント部３５に対して対称に曲がるように構
成しておけば、方位・順斜計１４により連結棒３４の下
端の角度を計測することにより、浮体２０と移動体１と
の相対位置（あるいは距離及び方向）のデータを算出す
ることができる。あるいは、ジョイント部３５にも図示
しない方位・傾斜計を配置することにより、これらの計
測値を合わせることにより、浮体２０と移動体１との相
対位置（あるいは距離及び方向）のデータを算出するこ
とができる。上記の連結棒３３，３４は、連結手段に相
当している。

【００５１】第３実施形態は、さらに他の形態も可能で
ある。例えば、図６に示すように、浮体を除去し、長さ
が既知な１本の連結棒３６の一端にＧＰＳ受信機２１を
配置し、連結棒３６にフローター３７ａ，３７ｂを設け
て、連結棒３６がつねに水上に突出するように維持して
もよい。このように構成することにより、さらに簡易な
構成で第３実施形態を実現することができる。上記の連
結棒３６は、連結手段に相当している。

【００５２】上記のような構成により、本発明によれ
ば、例えば、図７（Ａ）に示すような測深区域Ｚ１内
で、移動体１を矢印で示すような測線に沿って移動さ
せ、適宜の位置で測深を行わせることができる。図７
（Ｂ）は、水中の捨て石マウンドＭ上の海面を、移動体
１を矢印で示すような測線に沿って移動させ、適宜の位
置で測深を行わせているものである。これらの移動制御
は、移動体１に搭載された位置制御部６Ａ〜６Ｃ内に格
納されたプログラムによって自動的に行われるようにし
てもよいし、水上の支援船（図示せず）と移動体とをケ
ーブル等で接続し、支援船上から制御するようにしても
よい。この結果、図８に示すような測深データを得るこ
とができる。また、この際、移動体１の下面の水中テレ
ビカメラ１１により、捨て石Ｒの施工の出来形状を、図
９に示すように観察することも可能である。

【００５３】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。

【００５４】例えば、上記各実施形態においては、海中
を移動する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
には限定されず、河中、湖中等の移動に用いてもよく、
一般に水中の移動であればよい。

【００５５】また、上記各実施形態においては、ワイヤ
ーが４本の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
には限定されず、ワイヤーは少なくとも３本であれば移
動体の位置が１点に定まるため、一般には３本以上であ
れば何本であってもよい。ただし、水中測深区域は、あ
る所定の方向の測線と、それに垂直な方向の測線とが縦
横に交差して区画されることが多く、上記実施形態のよ
うにワイヤー数を４本とすると、略碁盤目状の測線上を
容易に移動することができ、実用的観点からは利点が多
い、と考えられる。

【００５６】また、上記各実施形態においては、浮体２
０上の超音波位置測定装置２２が超音波を走査しながら
発射し、移動体１上の超音波位置測定装置１３からの反
射波により、浮体２０上の超音波位置測定装置２２が移
動体１の方向と距離を検出する場合を例に挙げて説明し
たが、本発明はこれには限定されず、上記とは逆に、移
動体１上の超音波位置測定装置１３が超音波を走査しな
がら発射し、浮体２０上の超音波位置測定装置２２から
の反射波により、移動体１上の超音波位置測定装置１３
が浮体２０の方向と距離等の相対位置を検出するように
してもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基準位置情報を有する水面上の浮体（２０）と移動体
（１）との相対位置を測定し、基準位置情報と合わせて
把握した移動体（１）の水中位置に基づき、一端が水底
に固定された少なくとも３本のワイヤー（４ａ，４ｂ，
４ｃ等）を移動体（１）において個々に巻き取るととも
にワイヤー（４ａ，４ｂ，４ｃ等）の巻取長さを制御し
水中を移動させるようにしたので、確実で大きな推進力
を有し、水中に濁りを発生させずに移動可能な水中移動
装置が提供でき、水中測量等の調査・計測に好適であ
る。また、この水中移動装置は、潜水士を必要とせず、
船上からの簡易な作業のみによって水中調査等を行うこ
とができる。また、潮流が存在する箇所においても、迅
速かつ正確に移動を行うことができる。また、構造が簡
素であり、経済的である。また、水中での調査だけでな
く、水中での施工にも利用することができる、という利
点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である水中移動装置の全
体構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示す水中移動装置のさらに詳細な構成を
示す側断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態である水中移動装置の全
体構成を示す側面図である。

【図４】本発明の第３実施形態である水中移動装置の全
体構成を示す側面図である。

【図５】本発明の第３実施形態の変化例である水中移動
装置の全体構成を示す側面図である。

【図６】本発明の第３実施形態の他の変化例である水中
移動装置の全体構成を示す側面図である。

【図７】本発明に係る水中移動装置による水中測量の方
法を説明する図である。

【図８】本発明に係る水中移動装置による水中測量の結
果を説明する図である。

【図９】本発明に係る水中移動装置による水中撮影画像
を示す図である。

【図１０】従来の水中測量の方法を示す図（１）であ
る。

【図１１】従来の水中測量の方法を示す図（２）であ
る。

【符号の説明】

１ 移動体 ２ａ〜２ｄ ウィンチ ３ａ〜３ｄ アンカー ４ａ〜４ｄ ワイヤー ５ａ〜５ｄ フローター ６Ａ〜６Ｃ 位置制御部 ７Ａ〜７Ｃ 位置計測部 ８ 方位計 ９ 水準計 １０ 音響測深機 １１ 水中テレビカメラ １２ バッテリー １３ 超音波位置測定装置 １４ 方位・傾斜計 ２０ 浮体 ２１ ＧＰＳ受信機 ２２ 超音波位置測定装置 ３０ 連結棒 ３１，３２ ジョイント部 ３３，３４ 連結棒 ３５ ジョイント部 ３６ 連結棒 ３７ａ，３７ｂ フローター １０１，１０２，１０３Ａ〜１０３Ｃ 水中移動装置 Ａ１，Ａ２ 固定船 Ｂ 防波堤 Ｃ１ 防波堤法線 Ｃ２ 基礎工中心線 Ｄ１，Ｄ２ 測深間隔 Ｆ 水底 Ｌ 測量船 Ｍ 捨て石マウンド Ｐ１ 潜水士 Ｐ２〜Ｐ４ 計測員 Ｒ 捨て石 Ｓ スタッフ Ｔ テープ Ｗ１〜Ｗ４ アンカーワイヤー Ｗ５ シージングワイヤー Ｚ１，Ｚ２ 測深区域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B63H 19/08 B63B 35/00 B63H 15/00 G01S 13/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が水底に固定された少なくとも３本
   のワイヤー（４ａ，４ｂ，４ｃ等）と、 移動体（１）上に配置されるとともに前記ワイヤー（４
   ａ，４ｂ，４ｃ等）の他端を個々に巻き取り可能なワイ
   ヤー巻取手段（２ａ，２ｂ，２ｃ等）と、位置が既知である基準位置に関する基準位置情報を有し
   水面上に配置される浮体（２０）と、 前記浮体（２０）と前記移動体（１）との相対関係に関
   する相対位置情報を測定し、前記基準位置情報と合わせ
   ることにより前記移動体（１）の水中位置を把握する位
   置把握手段（２２，１３，７Ｂ、又は１４，７Ｃ）と、 前記移動体（１）上に配置されるとともに、前記移動体
   （１）の水中位置に基づき前記ワイヤー（４ａ，４ｂ，
   ４ｃ等）の個々の巻取長さを制御するワイヤー長制御手
   段（６Ｂ、又は６Ｃ）を備え、 水中を移動することを特徴とする水中移動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の水中移動装置において、前記相対位置情報は、超音波により測定される ことを特
   徴とする水中移動装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の水中移動装置において、前記浮体（２０）と前記移動体（１）とを機械的に連結
   する連結手段（３０、又は３３，３４、又は３６）を有
   し、前記相対位置情報は、前記移動体（１）に対する前
   記連結手段（３０、又は３３，３４、又は３６）の方位
   角及び傾斜角を含む ことを特徴とする水中移動装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のうちのいずれ
   か１項に記載の水中移動装置において、前記基準位置情報は、地球の上空軌道上を周回する複数
   個の人工衛星から発信される電波に基づき地球上の受信
   位置の３次元座標を検出する測位システムによ り与えら
   れる ことを特徴とする水中移動装置。