JP2948812B1 - 出来形検出器、出来形検出方法、出来形計測装置、出来形計測方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 水底に施工された溝等の出来形の未施工部分
の検出に要求される高い分解能を有するとともに、該出
来形の未施工部分を確実に検出することができる出来形
検出器を提供すること。 【解決手段】 浮体２に設置する音響測深器３が、浮体
２の底面に所定間隔を隔てて設けられた複数の測深部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを備え、各測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが、そ
れから発信された音波が水底において一部が重なり合う
ように設けられている。そして各測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
から発信された音波のうち、前記出来形（溝）Ｍの未施
工部分Ｍ１で反射して返ってくる反射波を隣接する測深
部Ｂ，Ｃで受信した際に、該隣接する測深部Ｂ，Ｃから
発信された音波の水底における重なり領域Ｓ２に前記出
来形Ｍの未施工部分Ｍ１が存在するとして検出すること
で、出来形Ｍの未施工部分Ｍ１の位置を従来より正確に
検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海底等の水底に施
工された溝等の出来形において、その未施工部分(掘り
残し等の未施工部分)を検出するための出来形検出器、
出来形検出装置並びに、前記出来形の未施工部分の位置
を計測する出来形計測装置、出来形計測方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】海底にケーソンを据付ける場合、該海底
に溝を掘削施工することがあるが、この溝(出来形)が、
掘り残し等の未施工部分を残すことなく、設計通りに施
工されているがどうかを、溝の掘削施工終了後あるいは
掘削施工途中において、チェックする必要がある。この
チェックを行う場合、例えば、海底に向けて音波を発信
し、その反射波によって海底に施工された溝（出来形）
の未施工部分を検出する音響測深器を使用することがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記音響測
深器では、音波の拡がり角度を大きくすれば、海底の広
い領域を探査でき溝(出来形)の未施工部分を捉え易くは
なるが、海底に達する音波の領域が広くなるので、この
領域内のどの位置に溝の未施工部分があるのかを検出し
難くなり、未施工部分検出の際の分解能が低下するとい
う問題がある。

【０００４】一方、高い分解能を有する測深システムと
して、例えばビームで海底を走査して、溝の未施工部分
を検出する方法もあるが、このシステムでは、ビームで
溝全体を全て走査するのは非常に困難であり、さらに、
専用船が必要であり、小型船等に簡単に設置することが
できなかった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、水底に施工された溝等の出来形の未施工部分の検出
に要求される高い分解能を有するとともに、該出来形の
未施工部分を確実に検出することができて信頼性に優
れ、かつ小型船等に容易に取付けることができる出来形
検出器および出来形検出方法を提供することを目的とし
ている。また、前記出来形の未施工部分の位置を確実に
計測することができる出来形計測装置および出来形計測
方法を提供することも目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の出来形検出器は、水面に浮かび
かつ該水面上を移動可能な浮体と、この浮体に設置され
て、水底に向けて音波を発信し、その反射波によって前
記水底に施工された出来形の未施工部分を検出する音響
測深器とを備え、前記音響測深器が、前記浮体の底面に
所定間隔を隔てて設けられた複数の測深部を備え、前記
各測深部が、それから発信された音波が水底において一
部が重なり合うように設けられているものである。

【０００７】前記浮体は、例えば小型船に水面に浮かん
だ状態で取付けられ、小型船とともに水面上を移動する
ように構成される。また、浮体はそれ自体が水面上を自
走するものでもよい。また、前記浮体は、その進行方向
に長尺で、かつ先端部は、船等と同様に平面視において
鋭角に形成される。前記複数の測深部は、前記浮体の底
面にその長さ方向に所定間隔を隔てて設けられ、例えば
４個程度設けるのが望ましい。また、浮体の幅が比較的
大きい場合、浮体の幅方向にも所定間隔を隔てて設けて
もよい。

【０００８】前記各測深部から発信された音波を、水底
において一部が重なり合うように設定する場合、各測深
部から発信された音波が水底に達した際の領域の略半分
程度が重なり合うように設定するのが望ましい。

【０００９】請求項１の出来形検出器にあっては、浮体
に設置される音響測深器が、該浮体の底面に所定間隔を
隔てて設けられた複数の測深部を備えており、各測深部
から発信された音波が、水底において一部が重なり合う
ように設定されているので、水底の広い領域を探査でき
るとともに、前記各測深部から発信された音波のうち、
前記出来形の未施工部分で反射して返ってくる反射波を
隣接する測深部で受信した際に、該隣接する測深部から
発信された音波の水底における重なり領域に前記出来形
の未施工部分が存在するとして検出することで、出来形
の未施工部分の位置が従来より正確に検出され、分解能
が優れたものとなる。また、水底の広い領域を探査でき
るので、容易に出来形の未施工部分を音波で捉えること
ができ、捉えた未施工部分から反射波が返ってくるの
で、出来形の未施工部分の誤認がなく、信頼性に優れた
ものとなる。

【００１０】請求項２の出来形検出方法は、請求項１の
出来形検出器を用いて水底に施工された出来形の未施工
部分を検出する方法であって、前記出来形検出器の各測
深部から発信された音波のうち、前記出来形の未施工部
分で反射して返ってくる反射波を隣接する測深部で受信
した際に、該隣接する測深部から発信された音波の水底
における重なり領域に前記出来形の未施工部分が存在す
るとして検出することを特徴としている。

【００１１】請求項２の出来形検出方法にあっては、上
記のように、音波の水底における重なり領域に前記出来
形の未施工部分が存在するとして検出するので、出来形
の未施工部分の位置を従来より正確に検出することがで
き、分解能が優れたものとなる。また、水底の広い領域
を探査できるので、前記出来形全体を音波で捉えること
ができ、捉えた出来形全体から反射波が返ってくるの
で、出来形の未施工部分の誤認がなく、信頼性に優れた
ものとなる。

【００１２】請求項３の出来形計測装置は、水底に施工
された出来形の未施工部分の位置を計測する出来形計測
装置であって、請求項１の出来形検出器と、前記出来形
検出器の浮体に設置されて、該浮体の動揺による傾きを
計測する姿勢計測装置と、前記浮体にその前後方向に離
間して設置された二つのＧＰＳ移動局と、該二つのＧＰ
Ｓ移動局の測位情報によって浮体の船首方位を求める船
首方位演算部と、予め三次元位置が求められている位置
に設置されたＧＰＳ固定局と、前記音響測深器によって
検出された前記出来形の検出データと、前記出来形の未
施工部分が検出された際に前記姿勢計測装置によって計
測された浮体の傾きを示す傾きデータと、前記船首方位
演算部によって求められた浮体の船首方位とから、前記
浮体に対する前記出来形の未施工部分の相対的位置を求
め、この相対的位置と、前記ＧＰＳ移動局の測位情報
と、前記ＧＰＳ固定局の測位情報とによって前記出来形
の未施工部分の位置を演算する位置計測演算処理部とを
有するものである。

【００１３】ここで、ＧＰＳとは、米国国防省が開発し
ている新しい全世界的な衛星航法システムであり、世界
中のどこにいても何時でも、利用者の緯度、経度、高度
の三次元位置を高精度で求めることができるものであ
る。

【００１４】前記姿勢計測装置は、海の波や風の影響に
よって浮体が横方向に動揺した際のその動揺による傾き
を計測するもので、水平面に対する前記浮体または観測
船の傾斜角度が電気信号として、前記位置計測演算処理
部に入力される。前記二つのＧＰＳ移動局の測位情報
は、電気信号として前記位置計測演算処理部に入力され
る。

【００１５】前記船首方位演算部には、一定間隔で測位
された前記ＧＰＳ移動局の設置位置が入力され、演算に
よって船首の方向を求めるようになっており、船首方位
演算部で求められた船首の方向は、電気信号として前記
位置計測演算処理部に入力される。

【００１６】前記ＧＰＳ固定局の測位情報は、前記位置
計測演算処理部に入力され、この位置計測演算処理部に
よって、前記ＧＰＳ移動局の測位情報とともに演算され
て、該ＧＰＳ移動局の位置、すなわち、前記浮体の位置
が求められる。そして、位置計測演算処理部では、浮体
に対する前記出来形の未施工部分の相対的位置と、前記
浮体２との位置とによって前記出来形の未施工部分の位
置を求めるようになっている。

【００１７】請求項３の出来形計測装置にあっては、前
記各測深部から発信された音波のうち、前記出来形の未
施工部分で反射して返ってくる反射波を隣接する測深部
で受信した際に、該隣接する測深部から発信された音波
の水底における重なり領域に前記出来形の未施工部分が
存在するとして検出し、この検出された前記出来形の未
施工部分の検出データと、前記出来形の未施工部分が検
出された際に前記姿勢計測装置によって計測された浮体
の傾きを示す傾きデータと、前記船首方位演算部によっ
て求められた浮体の船首方位とから、前記浮体に対する
前記出来形の未施工部分の相対的位置を演算で求め、こ
の相対的位置と、前記ＧＰＳ移動局の測位情報と、前記
ＧＰＳ固定局の測位情報とから、前記出来形の未施工部
分の位置を演算で求めることにより、水底にある出来形
の未施工部分の位置を確実に計測することができる。

【００１８】請求項４の出来形計測方法は、請求項３記
載の出来形計測装置を用いて水底に施工された出来形の
未施工部分の位置を計測する方法であって、前記出来形
検出器を構成する音響測深器の各測深部から発信された
音波のうち、前記出来形の未施工部分で反射して返って
くる反射波を隣接する測深部で受信した際に、該隣接す
る測深部から発信された音波の水底における重なり領域
に前記出来形の未施工部分が存在するとして検出し、前
記音響測深器によって検出された前記出来形の未施工部
分の検出データと、前記出来形の未施工部分が検出され
た際に前記姿勢計測装置によって計測された浮体の傾き
を示す傾きデータと、前記船首方位演算部によって求め
られた浮体の船首方位とから、前記浮体に対する前記出
来形の未施工部分の相対的位置を前記位置計測演算処理
部によって演算で求め、この相対的位置と、前記ＧＰＳ
移動局の測位情報と、前記ＧＰＳ固定局の測位情報とか
ら、前記出来形の未施工部分の位置を前記位置計測演算
処理部によって演算で求めることを特徴としている。

【００１９】請求項４の出来形計測方法にあっては、浮
体に対する出来形の未施工部分の相対的位置が演算で求
められ、該浮体の（絶対的な）位置が前記ＧＰＳ移動局
の測位情報と、前記ＧＰＳ固定局の測位情報とから演算
によって求められるので、出来形の未施工部分の（絶対
的な）の位置を確実に計測することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例について説明する。図１は、本発明の出
来形検出器の一例を示す斜視図である。この図に示す出
来形検出器１は、浮体２とこの浮体２に設置された音響
測深器３とを備えて構成されている。

【００２１】前記浮体２は水面に浮かびかつ該水面上を
移動可能なものであり、例えば鉄板等によって形成され
ている。前記浮体２は、その進行方向に長尺で、かつ先
端部２ａは、船等と同様に平面視において鋭角に形成さ
れている。また、前記音響測深器３は、水底（海底）に
向けて音波（400kHz）を発信し、その反射波によって前
記海底に施工された出来形（溝等）の未施工部分を検出
するものであり、４個の測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって
構成された４チャンネルの測深器となっている。これら
測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、前記浮体１の底部に、その長
さ方向に所定間隔で設けられており、該測深部Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄには、それぞれ音波を発信する発信部と、該音波
の反射波を受信する受信部とが備えられている。

【００２２】また、前記浮体２の前後の測深部Ａ，Ｄは
それぞれ浮体２の前後側に向けて所定の角度で傾けて設
置され、測深部Ｂは浮体１の前側に向けて所定の角度で
傾けて設置され、測深部Ｃは浮体１の後側に向けて所定
の角度で傾けて設置されている。このように、前記測深
部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを所定の角度で傾けて浮体１の底部に
設置することにより、前記各測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから
発信された音波は海底において略半分が重なり合うよう
になっている。つまり、図２および図３に示すように、
各測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから発信された音波は、海中に
おいて円錐状に拡がり海底において円状に拡がるように
なっており、隣接する測深部ＡとＢ、ＢとＣ、ＣとＤか
らそれぞれ発信された音波が、海底において略半分が重
なり合うようになっており、この重なり合った重なり領
域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で前記溝の未施工部分を検出するよ
うになっている。隣接する測深部ＡとＢ、ＢとＣ、Ｃと
Ｄからそれぞれ発信された音波が、海底において略半分
が重なり合うように、測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの傾き角度
を設定する場合、海底の深さと、前記音波の拡がり角
度、測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間隔をもとに設定する。

【００２３】上記構成の出来形検出器１は、図４および
図５に示すように、小型の観測船４の縁に角材５を固定
し、この角材５に支柱６ａの上端部を固定し、この支柱
６ａの下端部に前記浮体２を海面に浮かんだ状態で固定
することで取付けられている。

【００２４】また、前記観測船４には、前記出来形検出
器１を備えた出来形計測装置１０が搭載されている。す
なわち、この出来形計測装置１０は、図６に示すよう
に、前記浮体２に直接設置されるか、あるいは観測船４
に設置することで浮体２に間接的に設置されて、浮体２
の動揺による傾きを計測する姿勢計測装置１１と、前記
浮体２にその前後方向に離間して設置された二つのＧＰ
Ｓ移動局１２，１３と、該二つのＧＰＳ移動局１２，１
３の測位情報によって浮体２の船首方位を求める船首方
位演算部１４や位置計測演算処理部１５が内蔵されたノ
ート型のコンピュータ１６と、予め三次元位置が求めら
れている位置に設置されたＧＰＳ固定局１７と、観測船
４を所定の方向に誘導する誘導制御部１８が内蔵された
ノート型のコンピュータ１９とから構成されている。

【００２５】前記姿勢計測装置１１は、海の波や風の影
響によって浮体２が横方向に動揺した際のその動揺によ
る傾きを計測するもので、水平面に対する前記浮体２ま
たは観測船４の傾斜角度が電気信号として、前記位置計
測演算処理部１５に入力されるようになっている。

【００２６】前記二つのＧＰＳ移動局１２，１３は、そ
れぞれ、アンテナ１２ａ，１３ａと、ＧＰＳ受信機１２
ｂ，１３ｂを備えており、該ＧＰＳ受信機１２ｂ，１３
ｂには、受信機１２ｃが接続されている。また、前記ア
ンテナ１２ａ，１３ａは、図４に示すように、前記角材
５に立設された支柱６ｂ，６ｂの上端部に、設置プレー
ト６ｃを介して前後に離間して設置されている。そし
て、これらＧＰＳ移動局１２，１３の測位情報は、電気
信号として前記位置計測演算処理部１５に入力されるよ
うになっている。

【００２７】前記船首方位演算部１４は、一定間隔で測
位された前記ＧＰＳ移動局１２，１３の設置位置が入力
され、演算によって浮体２または観測船４の船首の方向
を求めるようになっている。そして、船首方位演算部１
４で求められた船首の方向は、電気信号として前記位置
計測演算処理部１５に入力されるようになっている。

【００２８】前記位置計測演算処理部１５は、前記音響
測深器３によって検出された前記溝Ｍの検出データと、
前記溝Ｍが検出された際に前記姿勢計測装置１１によっ
て計測された浮体２の傾きを示す傾きデータと、前記船
首方位演算部１４によって求められた浮体２の船首方位
とから、前記浮体２に対する前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１
の相対的位置を求め、この相対的位置と、前記ＧＰＳ移
動局１２，１３の測位情報と、前記ＧＰＳ固定局１７の
測位情報とによって前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１の位置を
演算するようになっている。

【００２９】前記ＧＰＳ固定局１７は、予め三次元位置
が求められている位置に設置されているもので、アンテ
ナ１７ａと、ＧＰＳ受信機１７ｂと、送信機１７ｃとを
備えている。そして、このＧＰＳ固定局１７の測位情報
は、送信機１７ｃから送信されて、前記ＧＰＳ移動局１
２，１３の受信機１２ｃに受信される。さらに、このＧ
ＰＳ固定局１７の測位情報は、前記位置計測演算処理部
１５に入力され、この位置計測演算処理部１５によっ
て、前記ＧＰＳ移動局１２，１３の測位情報とともに演
算されて、該ＧＰＳ移動局１２，１３の位置、すなわ
ち、前記浮体２の位置が求められるようになっている。
そして、位置計測演算処理部１５では、浮体２に対する
前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１の相対的位置と、前記浮体２
との位置とによって前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１の位置を
求めるようになっている。なお、この求められた溝Ｍの
未施工部分Ｍ１の位置は前記コンピュータ１６のディス
プレイ１６ａに溝Ｍの形状とともに表示されるようにな
っている。

【００３０】前記誘導制御部１８は、観測船４を所定の
方向に誘導するもので、該誘導制御部１８には、前記船
首方位演算部１４で求められた船首の方向、前記位置計
測演算処理部１５で求められた浮体２の位置が電気信号
として入力される。そして、この誘導制御部１８では、
船首の方向および浮体２の位置に基づいて、観測船４を
所定の方向に向けて移動するような制御を行うようにな
っている。なお、観測船の位置および船首の方向は、コ
ンピュータ１９のディスプレイ１９ａに表示され、ま
た、観測船４の移動制御はコンピュータ１９に接続され
たコントローラ１９ｂから行うようになっている。

【００３１】次に上記出来形検出器１を備えた出来形計
測装置１０が搭載された観測船４によって、海底に施工
された溝（出来形）の未施工部分を検出する方法につい
て説明する。まず、前記観測船４を、溝Ｍが施工されて
いる海底の上方の海面まで走行させる。この場合、前記
ＧＰＳ移動局１２，１３の測位情報と、前記ＧＰＳ固定
局１７の測位情報とによって、観測船４の位置を前記位
置計測演算処理部１５によって求めることができるの
で、観測船４を、溝Ｍが施工されている海底の上方の海
面まで容易かつ確実に走行させることができる。

【００３２】次に、前記海面を平面視において前記溝Ｍ
に直交するようにして走行させつつ、前記出来形検出器
１の測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからそれぞれ音波を海底に向
けて発信する。すると、これら音波は、円錐状に拡がり
ながら海底まで達し、この海底で反射して測深部Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄに返ってくる。例えば図２に示すように、前
記溝Ｍの未施工部分Ｍ１を測深部Ｂ，Ｃからそれぞれ発
信された音波で捉えた場合、該溝Ｍの未施工部分Ｍ１で
反射して返ってくる反射波は測深部Ｂ，Ｃでそれぞれ受
信される。したがって、前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１は隣
接する測深部Ｂ，Ｃから発信された音波の水底における
重なり領域Ｓ２に存在するとして検出することができ、
この検出データは電気信号として、前記位置計測演算処
理部１５に入力される。前記測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、
観測船４の走行とともに海面上を移動するので、これら
測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからそれぞれ発信された音波のい
ずれかによって前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１を捉えること
ができ、前記重なり領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうちの少な
くとも一つの重なり領域に溝Ｍの未施工部分Ｍ１が存在
することして検出することができる。

【００３３】また、前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１で反射し
た反射波が前記測深部Ｂ，Ｃに到達するまでの時間を距
離に変換することで、測深部Ｂ，Ｃから溝Ｍの未施工部
分Ｍ１までの距離を求めることができ、これによって、
前記浮体２から溝Ｍの未施工部分Ｍ１までの距離を求め
ることができる。この距離は前記位置計算演算処理部１
５で演算により求め、さらに、該位置計算演算処理部１
５では、前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１の浮体２に対する平
面的（二次元的）な相対的位置を演算により求める。こ
れによって、前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１の浮体２に対す
る三次元的な相対的位置を求めることができる。

【００３４】さらに、前記反射波が前記測深部Ｂ，Ｃに
到達するまでの時間を距離に変換することで、溝Ｍの未
施工部分Ｍ１の形状を検出することができる。例えば前
記測深部Ｂから発信された音波は、溝Ｍの未施工部分Ｍ
１の頂部および傾斜している側壁を反射して測深部Ｂに
返ってくるとともに、前記未施工部分Ｍ１の周辺の海底
を反射して測深部Ｂに返ってくるので、前記未施工部分
Ｍ１の頂部および傾斜している側壁を反射した反射波が
測深部Ｂに到達する時間は、未施工部分Ｍ１の周辺の海
底を反射した反射波が測深部Ｂに到達する時間より遅れ
るので、この遅れた時間を距離に変換することで前記未
施工部分Ｍ１の形状を検出することができる。同様に、
前記未施工部分Ｍ１の頂部および傾斜している側壁を反
射した反射波が測深部Ｃに到達する時間は、未施工部分
Ｍ１の周辺の海底を反射した反射波が測深部Ｃに到達す
る時間より遅れるので、この遅れた時間を距離に変換す
ることで前記未施工部分Ｍ１の形状を検出することがで
きる。そして、前記測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、観測船４
の走行とともに海面上を移動するので、これら測深部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからそれぞれ発信された音波のいずれか
によって前記未施工部分Ｍ１の幅全体を捉えることがで
きるので、未施工部分Ｍ１の形状を確実に検出でき、よ
って、未施工部分Ｍ１の誤認がなく、信頼性に優れたも
のとなる。

【００３５】前記観測船４が波や風の影響で横方向に動
揺した場合、前記浮体２も観測船４とともに動揺して傾
くので、この浮体２の傾きによって前記測深部Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄからの音波も傾斜して発信される。したがって、
前記浮体２の傾きを前記姿勢計測装置１１で計測し、こ
の計測された傾斜角度が電気信号として、前記位置計測
演算処理部１５に入力される。

【００３６】また、前記観測船４は海流や風の影響によ
って船首の向きが変化した場合、前記浮体２の船首も観
測船４とともに変化するので、この浮体２の船首の変化
によって前記測深部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの音波も水平面
において船首の変化によって生じた角度だけ変化する。
したがって、前記船首の方位を前記船首方位演算部１４
によって求め、この船首方位演算部１４で求められた船
首の方向は、電気信号として前記位置計測演算処理部１
５に入力される。前記船首の方位を船首方位演算部１４
によって求めるには、一定間隔で測位された前記ＧＰＳ
移動局１２，１３の設置位置が船首方位演算部１４に入
力され演算によって求める。そして、船首方位演算部１
４で求められた船首の方向は、電気信号として前記位置
計測演算処理部１５に入力される。

【００３７】そして、前記位置計測演算処理部１５で
は、前記音響測深器３によって検出された前記溝Ｍの未
施工部分Ｍ１の検出データと、前記未施工部分Ｍ１が検
出された際に前記姿勢計測装置１１によって計測された
浮体２の傾きを示す傾きデータと、前記船首方位演算部
１４によって求められた浮体２の船首方位とから、前記
浮体２に対する前記溝Ｍの未施工部分Ｍ１の相対的位置
を求める。

【００３８】一方、前記ＧＰＳ固定局１７の測位情報
は、送信機１７ｃから送信されて、前記ＧＰＳ移動局１
２，１３の受信機１２ｃに受信されて前記位置計測演算
処理部１５に入力され、この位置計測演算処理部１５に
よって、前記ＧＰＳ移動局１２，１３の測位情報ととも
に演算されて、該ＧＰＳ移動局１２，１３の位置、すな
わち、前記浮体２の位置を求める。そして、前記位置計
測演算処理部１５では、浮体２に対する前記溝Ｍの未施
工部分Ｍ１の相対的位置と、前記浮体２との位置とによ
って溝Ｍの未施工部分Ｍ１の（絶対的な）位置を求め
る。そして、この求められた未施工部分Ｍ１の位置は前
記コンピュータ１６のディスプレイ１６ａに溝の形状と
ともに表示される。

【００３９】そして、上記のような観測船４による溝Ｍ
の未施工部分Ｍ１の検出を、観測船４を例えば２m/s程
度で走行させつつ連続的に行うことで、未施工部分Ｍ１
の位置および形状を連続的に検出し、これを前記コンピ
ュータ１６のディスプレイ１６ａに表示することで、溝
Ｍに掘り残し等の未施工部分Ｍ１があるかどうか、言い
換えれば溝Ｍが設計通りに施工されているかどうかを確
実にチェックすることができる。観測船４を走行させる
場合、平面視において前記溝Ｍに直交するように往復動
させつつ前進していくように走行させる。なお、前記コ
ンピュータ１６へのデータサンプリングは、ＧＰＳ移動
局１２，１３およびＧＰＳ固定局１７が４回／秒、音響
測深器３が５回／秒、姿勢計測装置１１が２５回／秒と
する。そして、データは後処理とし、各測定器の時間遅
れの調整はデータ処理時に行う。

【００４０】また、前記観測船４を走行させる場合、該
観測船４は海流や風の影響によって船首の向きが変化し
て、該船首の向きと走行方向とが一致しないことがある
ので、前記船首方位演算部１４で求められた船首の方向
をもとに、観測船４を所定の方向に向けて移動するよう
な制御を前記誘導制御部１８によって行う。この誘導制
御部１８には、前記船首方位演算部１４で求められた船
首の方向、前記位置計測演算処理部１５で求められた浮
体２の位置が電気信号として入力され、該船首の方向お
よび浮体２の位置に基づいて、観測船４を所定の方向に
向けて移動するような制御を行う。この観測船４の位置
および船首の方向は、コンピュータ１９のディスプレイ
１９ａに表示され、また、観測船４の移動制御はコンピ
ュータ１９に接続されたコントローラ１９ｂから行う。
このようにすれば、観測船４を所定の方向に向けて確実
に走行させることができるので、前記溝Ｍの未施工部分
Ｍ１の検出を確実に行うことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の出来形検出器によれば、浮体と、この浮体に設置され
た音響測深器とを備え、該音響測深器が、前記浮体の底
面に所定間隔を隔てて設けられた複数の測深部を備え、
各測深部が、それから発信された音波が水底において一
部が重なり合うように設けられているので、水底の広い
領域を探査できる。また、前記各測深部から発信された
音波のうち、前記出来形の未施工部分で反射して返って
くる反射波を隣接する測深部で受信した際に、該隣接す
る測深部から発信された音波の水底における重なり領域
に前記出来形の未施工部分が存在するとして検出するこ
とで、出来形の未施工部分の位置を従来より正確に検出
でき、分解能が優れたものとなる。また、水底の広い領
域を探査できるので、容易に出来形の未施工部分を音波
で捉えることができ、捉えた未施工部分から反射波が返
ってくるので、出来形の未施工部分の誤認がなく、信頼
性に優れたものとなる。

【００４２】請求項２の出来形検出方法によれば、音波
の水底における重なり領域に前記出来形の未施工部分が
存在するとして検出するので、出来形の未施工部分の位
置を従来より正確に検出することができ、分解能が優れ
たものとなる。また、水底の広い領域を探査できるの
で、容易に出来形の未施工部分を音波で捉えることがで
き、捉えた未施工部分から反射波が返ってくるので、出
来形の未施工部分の誤認がなく、信頼性に優れたものと
なる。

【００４３】請求項３の出来形計測装置によれば、請求
項１の出来形検出器と、浮体の動揺による傾きを計測す
る姿勢計測装置と、前記浮体にその前後方向に離間して
設置された二つのＧＰＳ移動局と、該二つのＧＰＳ移動
局の測位情報によって浮体の船首方位を求める船首方位
演算部と、予め三次元位置が求められている位置に設置
されたＧＰＳ固定局と、出来形の検出データと、浮体の
傾きを示す傾きデータと、浮体の船首方位とから、前記
浮体に対する前記出来形の未施工部分の相対的位置を求
め、この相対的位置と、前記ＧＰＳ移動局の測位情報
と、前記ＧＰＳ固定局の測位情報とによって前記出来形
の未施工部分の位置を演算する位置計測演算処理部とを
有するので、水底にある出来形の未施工部分の位置を確
実に計測することができる。

【００４４】請求項４の出来形計測方法によれば、前記
音響測深器によって検出された前記出来形の検出データ
と、前記出来形が検出された際に前記姿勢計測装置によ
って計測された浮体の傾きを示す傾きデータと、前記船
首方位演算部によって求められた浮体の船首方位とか
ら、前記浮体に対する前記出来形の未施工部分の相対的
位置を前記位置計測演算処理部によって演算で求め、こ
の相対的位置と、前記ＧＰＳ移動局の測位情報と、前記
ＧＰＳ固定局の測位情報とから、前記出来形の未施工部
分の位置を前記位置計測演算処理部によって演算で求め
るので、出来形の未施工部分のの位置を確実に計測する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の出来形検出器の一例を示すもので、該
出来形検出器を斜め下方から視た斜視図である。

【図２】本発明の出来形検出方法の一例示すもので、各
測深部から音波を海底に向けて発信した状態を示す側面
視における模式図である。

【図３】同、各測深部から音波を海底に向けて発信した
状態を示す平面視における模式図である。

【図４】図１に示す出来形検出器を観測船に取付けた状
態を示す斜視図である。

【図５】図１に示す出来形検出器を観測船に取付けた状
態を示す正面図である。

【図６】本発明の出来形計測装置の一例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 出来形検出器 ２ 浮体 ３ 音響測深器 ４ 観測船 １０ 出来形計測装置 １１ 姿勢計測装置 １２，１３ ＧＰＳ固定局 １４ 船首方位演算部 １５ 位置計測演算処理部 １７ ＧＰＳ固定局 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 重なり領域 Ｍ 溝（出来形） Ｍ１ 出来形の未施工部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉村 正次 神奈川県大和市下鶴間2570−４ 西松建 設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平６−51060（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 13/00 G01S 1/72 - 1/82 G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/66 G01S 15/00 - 15/96

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水底に施工された出来形の未施工部分を
   検出する出来形検出器であって、 水面に浮かびかつ該水面上を移動可能な浮体と、 この浮体に設置されて、水底に向けて音波を発信し、そ
   の反射波によって前記水底に施工された出来形の未施工
   部分を検出する音響測深器とを備え、 前記音響測深器は、前記浮体の底面に所定間隔を隔てて
   設けられた複数の測深部を備え、 前記各測深部は、それから発信された音波が水底におい
   て一部が重なり合うように設けられていることを特徴と
   する出来形検出器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の出来形検出器を用いて水
   底に施工された出来形の未施工部分を検出する方法であ
   って、 前記出来形検出器の各測深部から発信された音波のう
   ち、前記出来形の未施工部分で反射して返ってくる反射
   波を隣接する測深部で受信した際に、該隣接する測深部
   から発信された音波の水底における重なり領域に前記出
   来形の未施工部分が存在するとして検出することを特徴
   とする出来形検出方法。
3. 【請求項３】 水底に施工された出来形の未施工部分の
   位置を計測する出来形計測装置であって、 請求項１の出来形検出器と、 前記出来形検出器の浮体に設置されて、該浮体の動揺に
   よる傾きを計測する姿勢計測装置と、 前記浮体にその前後方向に離間して設置された二つのＧ
   ＰＳ移動局と、 該二つのＧＰＳ移動局の測位情報によって浮体の船首方
   位を求める船首方位演算部と、 予め三次元位置が求められている位置に設置されたＧＰ
   Ｓ固定局と、 前記音響測深器によって検出された前記出来形の検出デ
   ータと、前記出来形の未施工部分が検出された際に前記
   姿勢計測装置によって計測された浮体の傾きを示す傾き
   データと、前記船首方位演算部によって求められた浮体
   の船首方位とから、前記浮体に対する前記出来形の未施
   工部分の相対的位置を求め、この相対的位置と、前記Ｇ
   ＰＳ移動局の測位情報と、前記ＧＰＳ固定局の測位情報
   とによって前記出来形の未施工部分の位置を演算する位
   置計測演算処理部とを有することを特徴とする出来形計
   測装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の出来形計測装置を用いて
   水底に施工された出来形の未施工部分の位置を計測する
   方法であって、 前記出来形検出器を構成する音響測深器の各測深部から
   発信された音波のうち、前記出来形の未施工部分で反射
   して返ってくる反射波を隣接する測深部で受信した際
   に、該隣接する測深部から発信された音波の水底におけ
   る重なり領域に前記出来形の未施工部分が存在するとし
   て検出し、 前記音響測深器によって検出された前記出来形の未施工
   部分の検出データと、前記出来形の未施工部分が検出さ
   れた際に前記姿勢計測装置によって計測された浮体の傾
   きを示す傾きデータと、前記船首方位演算部によって求
   められた浮体の船首方位とから、前記浮体に対する前記
   出来形の未施工部分の相対的位置を前記位置計測演算処
   理部によって演算で求め、 この相対的位置と、前記ＧＰＳ移動局の測位情報と、前
   記ＧＰＳ固定局の測位情報とから、前記出来形の未施工
   部分の位置を前記位置計測演算処理部によって演算で求
   めることを特徴とする出来形計測方法。