JP3009830B2 - 船の喫水計測装置および喫水計測方法 - Google Patents
船の喫水計測装置および喫水計測方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、河川等の水路を航行
する船の喫水（船底までの深さ）を測定する船の喫水計
測装置、詳しくは、船の水路の両側に複数の超音波の送
波器と受波器とを深さ方向に所定間隔を隔て配設し、各
受波器の超音波の受波の有無と受波の強さとから船の喫
水を計測するようにした船の喫水計測装置に関する。
する船の喫水（船底までの深さ）を測定する船の喫水計
測装置、詳しくは、船の水路の両側に複数の超音波の送
波器と受波器とを深さ方向に所定間隔を隔て配設し、各
受波器の超音波の受波の有無と受波の強さとから船の喫
水を計測するようにした船の喫水計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】海に近い河口付近の河川においては塩水
害や洪水による水害を防止する目的から堰が建設され、
このような堰には船の航行を確保するため水門が設けら
れる。そして、このような水門を船が通過するためには
喫水が水門の底部よりも浅くなければならず、従来で
は、通過に際しては船長が通過可能か否かの判断を行っ
ていた。
害や洪水による水害を防止する目的から堰が建設され、
このような堰には船の航行を確保するため水門が設けら
れる。そして、このような水門を船が通過するためには
喫水が水門の底部よりも浅くなければならず、従来で
は、通過に際しては船長が通過可能か否かの判断を行っ
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、船の喫
水が深く、あるいは水門の水位が浅く、船の船底が水門
底部に接触するかどうかぎりぎりの場合には、水門を通
過可能か否かの判断も困難であり、接触事故を招くおそ
れがあった。この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、船の喫水を計測することができる喫水計測装置を
提供し、水門の通過の可否の判断を容易に行えるように
することを目的とする。
水が深く、あるいは水門の水位が浅く、船の船底が水門
底部に接触するかどうかぎりぎりの場合には、水門を通
過可能か否かの判断も困難であり、接触事故を招くおそ
れがあった。この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、船の喫水を計測することができる喫水計測装置を
提供し、水門の通過の可否の判断を容易に行えるように
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる船の喫水計測装置は、水路の両側
に深さ方向に所定間隔を隔て対向配備された超音波送波
器および超音波受波器と、前記各超音波受波器の受波の
有無を判断し、設置深さが水路を航行する船の最下部と
対応した超音波受波器を特定する受波器特定手段と、該
受波器特定手段により特定された超音波受波器の受波強
さを障害物が存在しない場合の受波強さと比較する受波
強さ判定手段と、該受波強さ判定手段の比較結果と前記
受波器特定手段により特定された超音波受波器の設置深
さとから水路を航行する船の喫水を演算する演算手段
と、を備える。
め、この発明にかかる船の喫水計測装置は、水路の両側
に深さ方向に所定間隔を隔て対向配備された超音波送波
器および超音波受波器と、前記各超音波受波器の受波の
有無を判断し、設置深さが水路を航行する船の最下部と
対応した超音波受波器を特定する受波器特定手段と、該
受波器特定手段により特定された超音波受波器の受波強
さを障害物が存在しない場合の受波強さと比較する受波
強さ判定手段と、該受波強さ判定手段の比較結果と前記
受波器特定手段により特定された超音波受波器の設置深
さとから水路を航行する船の喫水を演算する演算手段
と、を備える。
【０００５】また、この発明にかかる船の喫水計測方法
は、水路の一側の上下に離間した複数の位置から超音波
を順次発射して該超音波を水路の他側に上下方向に離間
した複数の位置で受波するとともに、最上位の受波位置
における超音波の受波強さを予め記憶された障害物が存
在しない場合の受波強さと比較し、該比較結果および前
記最上位の受波位置の深さとから水路を航行する船の喫
水を演算するように構成した。
は、水路の一側の上下に離間した複数の位置から超音波
を順次発射して該超音波を水路の他側に上下方向に離間
した複数の位置で受波するとともに、最上位の受波位置
における超音波の受波強さを予め記憶された障害物が存
在しない場合の受波強さと比較し、該比較結果および前
記最上位の受波位置の深さとから水路を航行する船の喫
水を演算するように構成した。
【０００６】
【作用】この発明にかかる船の喫水計測装置および喫水
計測方法によれば、水路の深さ方向に所定間隔で配列さ
れた複数の送波器から超音波を順次発射し、各受波器の
超音波の受波の有無から船の最下部と略等しい深さに設
置された受波器を特定して大まかな喫水深さを求め、ま
た、、この受波器の受波強さを障害物により遮られない
場合の超音波の受波強さと比較して特定された受波器に
対する相対的な喫水深さを求め、この相対深さとおおま
かな喫水深さとを加算して喫水を求める。このため、船
の喫水を正確に測定でき、水門等の通過に際しての通過
の可否の判断も容易である。
計測方法によれば、水路の深さ方向に所定間隔で配列さ
れた複数の送波器から超音波を順次発射し、各受波器の
超音波の受波の有無から船の最下部と略等しい深さに設
置された受波器を特定して大まかな喫水深さを求め、ま
た、、この受波器の受波強さを障害物により遮られない
場合の超音波の受波強さと比較して特定された受波器に
対する相対的な喫水深さを求め、この相対深さとおおま
かな喫水深さとを加算して喫水を求める。このため、船
の喫水を正確に測定でき、水門等の通過に際しての通過
の可否の判断も容易である。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１から図７はこの発明の一実施例にかかる船
の喫水測定装置を示し、図１が水路を航行する船ととも
に喫水測定装置の概要を示す水路の模式横断面図、図２
が喫水測定装置の制御系のブロック図、図３がタイミン
グチャート、図４が波形を示す図、図５が作用説明図、
図６がグラフ、図７が制御処理を示すフローチャートで
ある。
明する。図１から図７はこの発明の一実施例にかかる船
の喫水測定装置を示し、図１が水路を航行する船ととも
に喫水測定装置の概要を示す水路の模式横断面図、図２
が喫水測定装置の制御系のブロック図、図３がタイミン
グチャート、図４が波形を示す図、図５が作用説明図、
図６がグラフ、図７が制御処理を示すフローチャートで
ある。
【０００８】図１において、Ｗは河川の水門の近傍の水
路、Ｂは水路Ｗを航行する船の船体であり、船は所定の
喫水Ｄを有する。水路Ｗには、一側に超音波を発射する
４つの送波器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ（以下、
必要に応じて添字の無い番号で代表する）が深さ方向に
所定間隔を隔て配設され、他側に超音波を受信する４つ
の受波器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ（以下、必要
に応じて添字のない番号で代表する）が深さ方向に送波
器１１の設置間隔と同一の間隔を隔て配設されている。
図１に二点鎖線で示すように、
路、Ｂは水路Ｗを航行する船の船体であり、船は所定の
喫水Ｄを有する。水路Ｗには、一側に超音波を発射する
４つの送波器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ（以下、
必要に応じて添字の無い番号で代表する）が深さ方向に
所定間隔を隔て配設され、他側に超音波を受信する４つ
の受波器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ（以下、必要
に応じて添字のない番号で代表する）が深さ方向に送波
器１１の設置間隔と同一の間隔を隔て配設されている。
図１に二点鎖線で示すように、
【０００９】これら送波器１１と受波器１２とはそれぞ
れ送波ビームと受波ビームとの中心軸が一致する同一深
さ位置に配置されて対をなし、また、図１に二点鎖線で
示すように、これら各対の上下方向間隔はその指向角
（半減全角）の交差する領域（送波器の送波ビーム形状
および受波器の受波ビーム形状が円錐形状の場合は円）
Ｎが接するように設定される。これら送波器１１と受波
器１２とは入出力制御装置２０に接続される。後述する
ように、送波器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはそれ
ぞれが対向する受波器１２に向けて所定の時間差をもっ
て順番に超音波を発射するように駆動され、一例として
は、１つの送波器１１が発射した超音波が受波器１２で
受信された後に他の１つの送波器１１が超音波を発射す
るように順次駆動される。なお、本実施例では、発振器
１１と受波器１２とをそれぞれ４つづつ設けるが、この
設ける数は任意に選択することができる。
れ送波ビームと受波ビームとの中心軸が一致する同一深
さ位置に配置されて対をなし、また、図１に二点鎖線で
示すように、これら各対の上下方向間隔はその指向角
（半減全角）の交差する領域（送波器の送波ビーム形状
および受波器の受波ビーム形状が円錐形状の場合は円）
Ｎが接するように設定される。これら送波器１１と受波
器１２とは入出力制御装置２０に接続される。後述する
ように、送波器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはそれ
ぞれが対向する受波器１２に向けて所定の時間差をもっ
て順番に超音波を発射するように駆動され、一例として
は、１つの送波器１１が発射した超音波が受波器１２で
受信された後に他の１つの送波器１１が超音波を発射す
るように順次駆動される。なお、本実施例では、発振器
１１と受波器１２とをそれぞれ４つづつ設けるが、この
設ける数は任意に選択することができる。
【００１０】図２に示すように、入出力制御装置２０
は、制御部２１、送信部２２、送波器切換部２３、受波
器切換部２４、受信部２５、波高検出部２６、判定部
（受波器特定手段）２７、演算部（判定手段、演算手
段）２８および表示部２９を有する。上記制御部２１
は、各部に制御信号を出力し、全体の同期やコントロー
ルなどを行う。
は、制御部２１、送信部２２、送波器切換部２３、受波
器切換部２４、受信部２５、波高検出部２６、判定部
（受波器特定手段）２７、演算部（判定手段、演算手
段）２８および表示部２９を有する。上記制御部２１
は、各部に制御信号を出力し、全体の同期やコントロー
ルなどを行う。
【００１１】送信部２２は制御部２１から送信トリガー
信号が入力すると送信パルスを送波器切換部２３に出力
し、送波器切換部２３は送信部２２から入力する信号に
基づき各送波器１１に図３ａに示すような送信パルスを
順次出力する。上述したように、送波器切換部２３から
送信パルスが入力した送波器１１は順番に超音波を発射
し、この超音波が受波器１２に入射する。
信号が入力すると送信パルスを送波器切換部２３に出力
し、送波器切換部２３は送信部２２から入力する信号に
基づき各送波器１１に図３ａに示すような送信パルスを
順次出力する。上述したように、送波器切換部２３から
送信パルスが入力した送波器１１は順番に超音波を発射
し、この超音波が受波器１２に入射する。
【００１２】受波器切換部２４には前述した各受波器１
２が並列的に接続する。この受波器切換部２４は、各受
波器１２が出力する信号を時間的に連続した、すなわ
ち、各受波器１２の出力信号が時間的に直列的に含まれ
たシリアルな（時系列的な）信号として受信部２５に出
力する。この受波器切換部２４が出力する信号には超音
波を受信した各受波器１２の出力が図３ｂに示すように
含まれる。受信部２５は、受波器切換部２４の出力を増
幅、両波整流して図３ｃに示すような信号を波高検出部
２６に出力する。この信号の電位Ｖp は受波器１２にお
ける超音波の受波強さ（振幅の大きさ）を表す。
２が並列的に接続する。この受波器切換部２４は、各受
波器１２が出力する信号を時間的に連続した、すなわ
ち、各受波器１２の出力信号が時間的に直列的に含まれ
たシリアルな（時系列的な）信号として受信部２５に出
力する。この受波器切換部２４が出力する信号には超音
波を受信した各受波器１２の出力が図３ｂに示すように
含まれる。受信部２５は、受波器切換部２４の出力を増
幅、両波整流して図３ｃに示すような信号を波高検出部
２６に出力する。この信号の電位Ｖp は受波器１２にお
ける超音波の受波強さ（振幅の大きさ）を表す。
【００１３】波高検出部２６は、受信部２５の出力信号
に含まれる各受波器１２の出力に対応した４つの極大値
Ｖp1，Ｖp2，Ｖp3，Ｖp4を検出し、これら極大値を表す
信号を判定部２７に出力する。すなわち、図３ｃ，ｄに
示すように、波高検出部２６は、受信部２５の出力信号
の極大値Ｖp （図３ｃ参照）を検出し、各極大値の電位
Ｖp を維持する信号（図３ｄ参照）を判定部２７に出力
する。
に含まれる各受波器１２の出力に対応した４つの極大値
Ｖp1，Ｖp2，Ｖp3，Ｖp4を検出し、これら極大値を表す
信号を判定部２７に出力する。すなわち、図３ｃ，ｄに
示すように、波高検出部２６は、受信部２５の出力信号
の極大値Ｖp （図３ｃ参照）を検出し、各極大値の電位
Ｖp を維持する信号（図３ｄ参照）を判定部２７に出力
する。
【００１４】判定部２７は、順次入力する４つの信号
（極大値）Ｖp をＲＡＭ等のメモリに一時記憶して互い
に比較し、各信号の変化や大きさ等から１つの信号を選
択する。この判定部２７は、各信号Ｖp の大きさから喫
水Ｄに最も設置深さが近い受波器１２とその受波強さを
特定するもので、上述したように設置深さが深い順に超
音波を受信する場合には最初に変化した信号に対応する
受波器（喫水位置超音波受波器）１２を選択する。すな
わち、後述するように、受波器１２は船体Ｂにより超音
波が遮られると超音波の受波強さも低下するため、受波
強さが最初に低下した時の信号を船体Ｂにより超音波が
一部遮られた場合の信号として選択し、この超音波の受
波強さを表す信号と対応する受波器１２を表す信号を演
算部２８に出力する。
（極大値）Ｖp をＲＡＭ等のメモリに一時記憶して互い
に比較し、各信号の変化や大きさ等から１つの信号を選
択する。この判定部２７は、各信号Ｖp の大きさから喫
水Ｄに最も設置深さが近い受波器１２とその受波強さを
特定するもので、上述したように設置深さが深い順に超
音波を受信する場合には最初に変化した信号に対応する
受波器（喫水位置超音波受波器）１２を選択する。すな
わち、後述するように、受波器１２は船体Ｂにより超音
波が遮られると超音波の受波強さも低下するため、受波
強さが最初に低下した時の信号を船体Ｂにより超音波が
一部遮られた場合の信号として選択し、この超音波の受
波強さを表す信号と対応する受波器１２を表す信号を演
算部２８に出力する。
【００１５】なお、述べるまでもないと解するが、各受
波器１２を設置深さが浅い順に超音波を受信するように
構成した場合は、最初に大きくなった時の信号を選択
し、この信号に対応する受波器１２が喫水Ｄに最も近い
深さに配置されているものと判断する。また、障害物が
存在しない場合の受波強さの超音波を受波した最上位の
超音波受波器の上側の超音波受波器、あるいは、超音波
を全く受波しなかった最下位の超音波受波器の下側の超
音波受波器を喫水位置超音波受波器として選択するよう
に構成することも可能である。
波器１２を設置深さが浅い順に超音波を受信するように
構成した場合は、最初に大きくなった時の信号を選択
し、この信号に対応する受波器１２が喫水Ｄに最も近い
深さに配置されているものと判断する。また、障害物が
存在しない場合の受波強さの超音波を受波した最上位の
超音波受波器の上側の超音波受波器、あるいは、超音波
を全く受波しなかった最下位の超音波受波器の下側の超
音波受波器を喫水位置超音波受波器として選択するよう
に構成することも可能である。
【００１６】演算部２８は、演算回路およびメモリを有
し、メモリに各受波器１２の設置深度（深さ）と図６の
データテーブルを記憶する。この演算部２８は、判定部
２７の出力信号から対応する受波器１２の設置深さＬを
読み出し、また、超音波の受波強さを表す信号と船が存
在しない場合（水路中に超音波を遮る障害物が無い場
合）の出力電位とから特定された受波器１２と喫水Ｄと
の相対距離ｄを算出し、これら深さＬと距離ｄとから船
体Ｂの喫水Ｄを演算する。表示器２９は、液晶等の表示
部を備え、この表示部に演算部２８の出力に基づき演算
部２８の演算結果である喫水Ｄの値等を表示する。
し、メモリに各受波器１２の設置深度（深さ）と図６の
データテーブルを記憶する。この演算部２８は、判定部
２７の出力信号から対応する受波器１２の設置深さＬを
読み出し、また、超音波の受波強さを表す信号と船が存
在しない場合（水路中に超音波を遮る障害物が無い場
合）の出力電位とから特定された受波器１２と喫水Ｄと
の相対距離ｄを算出し、これら深さＬと距離ｄとから船
体Ｂの喫水Ｄを演算する。表示器２９は、液晶等の表示
部を備え、この表示部に演算部２８の出力に基づき演算
部２８の演算結果である喫水Ｄの値等を表示する。
【００１７】ここで、演算部２８においては、発射され
た超音波がその一部を遮断された場合に強さが小さくな
ることを利用し、次のようにして喫水Ｄを演算する。す
なわち、図５に示すように、超音波が遮断されること無
く照射される範囲の面積Ｓoと超音波が船体により一部
を遮断された場合の照射範囲の面積Ｓx との比ｋは次式
（１）で示され、また、図４に示すように超音波が遮断
されること無く入射した際の電位Ｖo に比較して超音波
が一部を遮断されて入射する際の電位Ｖx は小さくな
り、これら電位Ｖo ，Ｖx の比ｋ’は次式（２）で示さ
れる。 ｋ＝Ｓx ／Ｓo ＊１００ （％） 式（１） ｋ’＝Ｖx ／Ｖo ＊１００ （％） 式（２） なお、図５には超音波を船体で遮断させている状態を表
し、図５中の円は対向した送波ビームと受波ビームとの
半減半角のところで交差する点でできる円であって、具
体的には半径が１３ｃｍの円を例示し、図６の数値もこ
の半径による数値を示す。
た超音波がその一部を遮断された場合に強さが小さくな
ることを利用し、次のようにして喫水Ｄを演算する。す
なわち、図５に示すように、超音波が遮断されること無
く照射される範囲の面積Ｓoと超音波が船体により一部
を遮断された場合の照射範囲の面積Ｓx との比ｋは次式
（１）で示され、また、図４に示すように超音波が遮断
されること無く入射した際の電位Ｖo に比較して超音波
が一部を遮断されて入射する際の電位Ｖx は小さくな
り、これら電位Ｖo ，Ｖx の比ｋ’は次式（２）で示さ
れる。 ｋ＝Ｓx ／Ｓo ＊１００ （％） 式（１） ｋ’＝Ｖx ／Ｖo ＊１００ （％） 式（２） なお、図５には超音波を船体で遮断させている状態を表
し、図５中の円は対向した送波ビームと受波ビームとの
半減半角のところで交差する点でできる円であって、具
体的には半径が１３ｃｍの円を例示し、図６の数値もこ
の半径による数値を示す。
【００１８】本発明者の実験によれば上述した比ｋ，ｋ
´は一致することが判明し、また、面積比ｋと遮断位置
ｄ（図５参照）とが図６のグラフに示すような相関関係
を有することが確認された。したがって、１００％未満
で最も大きな電位の比ｋ’を検索し、この比ｋ’から受
信した受波器１２を特定して設置深度Ｆを求め、また、
この比ｋ’を基に比ｋ’，ｋが等しいとして図６のグラ
フから遮断位置ｄを算出し、この値ｄを次式（３）に代
入して喫水Ｄが求められる。 喫水Ｄ＝送受波器設置深度（Ｆ）＋ｄ 式（３）
´は一致することが判明し、また、面積比ｋと遮断位置
ｄ（図５参照）とが図６のグラフに示すような相関関係
を有することが確認された。したがって、１００％未満
で最も大きな電位の比ｋ’を検索し、この比ｋ’から受
信した受波器１２を特定して設置深度Ｆを求め、また、
この比ｋ’を基に比ｋ’，ｋが等しいとして図６のグラ
フから遮断位置ｄを算出し、この値ｄを次式（３）に代
入して喫水Ｄが求められる。 喫水Ｄ＝送受波器設置深度（Ｆ）＋ｄ 式（３）
【００１９】次に、作用を説明する。この実施例にあっ
ては、図７に示すフローチャートを実行して喫水Ｄを求
める。すなわち、先ず、ステップ１で初期化を行い、こ
の初期化に併せて水路Ｗに障害物が存在しない場合の各
受波器１２の出力Ｐ0 を求めて記憶する。続いて、ステ
ップ２において、各受波器１２ａ〜１２ｄの出力（極大
値、ＶP1〜ＶP4、ＶPで代表する）を読み込む。
ては、図７に示すフローチャートを実行して喫水Ｄを求
める。すなわち、先ず、ステップ１で初期化を行い、こ
の初期化に併せて水路Ｗに障害物が存在しない場合の各
受波器１２の出力Ｐ0 を求めて記憶する。続いて、ステ
ップ２において、各受波器１２ａ〜１２ｄの出力（極大
値、ＶP1〜ＶP4、ＶPで代表する）を読み込む。
【００２０】次に、ステップ３でルーチン実行回数の計
数用カウンタに０を初期設定し、続くステップ４におい
てルーチン実行回数を計数し、ステップ５でルーチン実
行回数が１番目かを判断して初回（１回目）のルーチン
実行であればステップ４からの処理を繰り返し、また、
続くステップ６においてルーチン実行回数が５回を越え
ているか否かを判断して５回以上であれば処理を終了す
る。
数用カウンタに０を初期設定し、続くステップ４におい
てルーチン実行回数を計数し、ステップ５でルーチン実
行回数が１番目かを判断して初回（１回目）のルーチン
実行であればステップ４からの処理を繰り返し、また、
続くステップ６においてルーチン実行回数が５回を越え
ているか否かを判断して５回以上であれば処理を終了す
る。
【００２１】続いて、ステップ７において、前回ルーチ
ン実行時の受波器１２の出力ＶP(n-1)と今回ルーチン実
行時の受波器１２の出力ＶP(n)との差（ΔＰ）を求め
る。そして、ステップ８で、差ΔＰが所定値αを越えて
いるか否かを判断し、差ΔＰが所定値α以下であれば再
度ステップ４からの処理を繰り返し、また、差ΔＰが所
定値αを越えていればステップ９の処理を行う。
ン実行時の受波器１２の出力ＶP(n-1)と今回ルーチン実
行時の受波器１２の出力ＶP(n)との差（ΔＰ）を求め
る。そして、ステップ８で、差ΔＰが所定値αを越えて
いるか否かを判断し、差ΔＰが所定値α以下であれば再
度ステップ４からの処理を繰り返し、また、差ΔＰが所
定値αを越えていればステップ９の処理を行う。
【００２２】ステップ９においては、ルーチン実行回
数、すなわち、受波器１２の位置をアドレスとしてテー
ブルルックアップにより受波器１２の設置深さＦを求め
る。続いて、ステップ１０において比ｋ’を算出した
後、ステップ１１において、比ｋ’をアドレスとして遮
断位置ｄをデータテーブル２からテーブルルックアップ
により求める。そして、ステップ１２において、上記深
さＦと遮断位置ｄとを加算して喫水Ｄを算出する。
数、すなわち、受波器１２の位置をアドレスとしてテー
ブルルックアップにより受波器１２の設置深さＦを求め
る。続いて、ステップ１０において比ｋ’を算出した
後、ステップ１１において、比ｋ’をアドレスとして遮
断位置ｄをデータテーブル２からテーブルルックアップ
により求める。そして、ステップ１２において、上記深
さＦと遮断位置ｄとを加算して喫水Ｄを算出する。
【００２３】具体的に説明すれば、先ず、初期設定とし
て、水路Ｗに船が存在しない状態で各送波器１１から順
次超音波を発射し、各受波器１２に入力する超音波のレ
ベルを比較基準電位として演算部２８のメモリに記憶
し、また、各受波器１２の設置深度と図６のデータテー
ブルをメモリに記憶する。
て、水路Ｗに船が存在しない状態で各送波器１１から順
次超音波を発射し、各受波器１２に入力する超音波のレ
ベルを比較基準電位として演算部２８のメモリに記憶
し、また、各受波器１２の設置深度と図６のデータテー
ブルをメモリに記憶する。
【００２４】そして、この状態で水門の通過を企図した
船が水路に進入すると、各送波器１１から順次、例え
ば、設置深度が深い順に送波器１１を駆動して超音波を
出力する。この時、前述したように、送波器１１ａが発
射した超音波が受波器１２ａに入射した後、すなわち、
受波器１２ａが受信信号を出力した後に次の送波器１１
ｂを駆動し、以下同様にして順次送波器１１ｃ，１１ｄ
を駆動して超音波を出力する。したがって、各受波器１
２の出力の最大の電位が波高検出部２６および受波レベ
ル検出部２７等により検出され、演算部２８に取り込ま
れ、各電位に関して比が演算される。
船が水路に進入すると、各送波器１１から順次、例え
ば、設置深度が深い順に送波器１１を駆動して超音波を
出力する。この時、前述したように、送波器１１ａが発
射した超音波が受波器１２ａに入射した後、すなわち、
受波器１２ａが受信信号を出力した後に次の送波器１１
ｂを駆動し、以下同様にして順次送波器１１ｃ，１１ｄ
を駆動して超音波を出力する。したがって、各受波器１
２の出力の最大の電位が波高検出部２６および受波レベ
ル検出部２７等により検出され、演算部２８に取り込ま
れ、各電位に関して比が演算される。
【００２５】ここで、船の喫水が図１に示す状態にある
と仮定すると、受波器１２ａの電位の比ｋ’は１００％
であり、受波器１２ｂの電位の比ｋ’が１００％より小
さな値となる。そして、この受波器１２ｂの電位の比
ｋ’から上述のようにして、すなわち、この電位の比
ｋ’が面積の比と等しいとして図６のデータテーブルを
用いて遮断位置ｄを求める。そして、この遮断位置ｄお
よび前述した深さＦとから式３により喫水Ｄを算出す
る。
と仮定すると、受波器１２ａの電位の比ｋ’は１００％
であり、受波器１２ｂの電位の比ｋ’が１００％より小
さな値となる。そして、この受波器１２ｂの電位の比
ｋ’から上述のようにして、すなわち、この電位の比
ｋ’が面積の比と等しいとして図６のデータテーブルを
用いて遮断位置ｄを求める。そして、この遮断位置ｄお
よび前述した深さＦとから式３により喫水Ｄを算出す
る。
【００２６】上述のように、この実施例によれば、水門
に進入する船の喫水を正確に測定できるため、船体が水
門の底部に衝突する等の不具合を確実に防止できる。
に進入する船の喫水を正確に測定できるため、船体が水
門の底部に衝突する等の不具合を確実に防止できる。
【００２７】なお、上述した実施例では、複数の送波器
１１を水路Ｗ中に深さ方向に所定の間隔を隔て配設する
が、１つの送波器１１を深さ方向（上下方向）に移動さ
せ、この送波器１１から各受波器１２に超音波を発射す
るように構成することもできる。また同様に、この発明
は、水門の底部と略同一深さに１つの送波器１１を設置
するとともに、１つの受波器１２を上下方向に移動する
ように設置し、この受波器１２で送波器１１が発射する
超音波を受信するように構成することも可能である。さ
らに、上述した実施例では、水路の一側には受波器のみ
を、他側には送波器を配置するが、水路の両側に受波器
と送波器とを深さ方向に交互に配列することでも本発明
を達成できる。
１１を水路Ｗ中に深さ方向に所定の間隔を隔て配設する
が、１つの送波器１１を深さ方向（上下方向）に移動さ
せ、この送波器１１から各受波器１２に超音波を発射す
るように構成することもできる。また同様に、この発明
は、水門の底部と略同一深さに１つの送波器１１を設置
するとともに、１つの受波器１２を上下方向に移動する
ように設置し、この受波器１２で送波器１１が発射する
超音波を受信するように構成することも可能である。さ
らに、上述した実施例では、水路の一側には受波器のみ
を、他側には送波器を配置するが、水路の両側に受波器
と送波器とを深さ方向に交互に配列することでも本発明
を達成できる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
船の喫水測定装置および喫水測定方法によれば、水路の
一側から発射した超音波を水路の他側に深さ方向に離間
して配置された複数の受波器で受信し、各受波器の受信
の有無等から船最下部に対応した受波器を特定して喫水
の大まかな値を求め、次いで、この受波器が受信する超
音波の強さで当該受波器に対する船最下部の相対的な位
置を求め、これらの値から水路を通過する船の喫水を求
めるため、喫水を正確に計測することができ、水門等を
通過することができるか否かの判断が確実に行え、船底
の接触事故等を有効に防止できる。
船の喫水測定装置および喫水測定方法によれば、水路の
一側から発射した超音波を水路の他側に深さ方向に離間
して配置された複数の受波器で受信し、各受波器の受信
の有無等から船最下部に対応した受波器を特定して喫水
の大まかな値を求め、次いで、この受波器が受信する超
音波の強さで当該受波器に対する船最下部の相対的な位
置を求め、これらの値から水路を通過する船の喫水を求
めるため、喫水を正確に計測することができ、水門等を
通過することができるか否かの判断が確実に行え、船底
の接触事故等を有効に防止できる。
【図１】この発明の一実施例にかかる船の喫水測定装置
の模式断面図である。
の模式断面図である。
【図２】同船の喫水測定装置のブロック図である。
【図３】同喫水測定装置の作用を説明するためのタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図４】同喫水測定装置の作用を説明するための信号波
形を示す模式図である。
形を示す模式図である。
【図５】同喫水測定装置の作用を説明するための一部拡
大模式図である。
大模式図である。
【図６】同喫水測定装置の信号処理に用いるデータテー
ブルを示すグラフである。
ブルを示すグラフである。
【図７】同喫水測定装置の制御処理を示すフローチャー
トである。
トである。
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 送波
器 １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 受波
器 ２０ 入出力制御装置 ２１ 制御部 ２２ 送信部 ２３ 送波器切換部 ２４ 受波器切換部 ２５ 受信部 ２６ 波高検出部 ２７ 受波レベル検出部 ２８ 演算部 ２９ 表示部 Ｂ 船の船体 Ｎ 指向角の交差する領域 Ｗ 水路
器 １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 受波
器 ２０ 入出力制御装置 ２１ 制御部 ２２ 送信部 ２３ 送波器切換部 ２４ 受波器切換部 ２５ 受信部 ２６ 波高検出部 ２７ 受波レベル検出部 ２８ 演算部 ２９ 表示部 Ｂ 船の船体 Ｎ 指向角の交差する領域 Ｗ 水路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 13/00 G01V 9/00 G01S 15/04 B63B 39/12
Claims (5)
- 【請求項１】 水路の両側に深さ方向に所定間隔を隔て
同一深さ位置で対向配備された超音波送波器および超音
波受波器と、 前記各超音波受波器の受波の有無を判断し、設置深さが
水路を航行する船の最下部と対応した喫水位置超音波受
波器を特定する受波器特定手段と、 該受波器特定手段により特定された超音波受波器の受波
強さを障害物が存在しない場合の受波強さと比較する受
波強さ判定手段と、 該受波強さ判定手段の比較結果と前記受波器特定手段に
より特定された超音波受波器の設置深さとから水路を航
行する船の喫水を演算する演算手段と、を備えることを
特徴とする船の喫水計測装置。 - 【請求項２】 前記超音波送波器と前記超音波受波器の
深さ方向間隔は、各指向角の交差する領域が接するよう
に設定された請求項１記載の船の喫水計測装置。 - 【請求項３】 前記受波器特定手段は、前記各超音波受
波器の受波の強さを示す信号を時系列に順次取り込んで
前回の取り込み値と比較し、その差が所定値を越える受
波器を前記喫水位置超音波受波器として特定するように
した請求項１記載の船の喫水計測装置。 - 【請求項４】 障害物が存在しない場合の受波強さの超
音波を受波した最上位の超音波受波器の上側の超音波受
波器、あるいは、超音波を全く受波しなかった最下位の
超音波受波器の下側の超音波受波器を前記喫水位置超音
波受波器として特定するようにした請求項１記載の船の
喫水計測装置。 - 【請求項５】 水路の一側の上下に離間した複数の位置
から超音波を順次発射して該超音波を水路の他側に上下
方向に離間した複数の位置で受波し、該複数の位置にお
いて受波した超音波の受波強さを順次時系列的に相互に
比較して受波強さが変化した受波位置を特定するととも
に、該受波位置における超音波の受波強さを予め記憶さ
れた障害物が存在しない場合の受波強さと比較し、該比
較結果および前記受波強さが変化した受波位置の深さと
から水路を航行する船の喫水を演算するようにしたこと
を特徴とする船の喫水計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27310794A JP3009830B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 船の喫水計測装置および喫水計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27310794A JP3009830B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 船の喫水計測装置および喫水計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114447A JPH08114447A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3009830B2 true JP3009830B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=17523234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27310794A Expired - Lifetime JP3009830B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 船の喫水計測装置および喫水計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009830B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102530197A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-04 | 福建水口发电集团有限公司 | 基于激光的船舶吃水深度测量装置及其测量方法 |
| CN103192960A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-10 | 大连海事大学 | 一种船舶吃水深度检测的校准方法 |
| CN104129480A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-11-05 | 大连海事大学 | 一种浮式船舶吃水检测系统及其工作方法 |
| CN103213657B (zh) * | 2013-04-27 | 2015-07-29 | 大连海事大学 | 一种船舶吃水量检测系统及其检测方法 |
| CN105270580A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-01-27 | 长江三峡通航管理局 | 一种船载侧吃水检测系统及检测方法 |
| CN105416524A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-23 | 武汉理工大学 | 基于单波束侧扫技术的船舶吃水深度检测系统及方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102285431A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-12-21 | 大连海事大学 | 通航船舶吃水量实时测量装置及测量方法 |
| CN102353358B (zh) * | 2011-06-17 | 2013-06-05 | 长江航道局 | 一种自航式航道水深探测器 |
| CN105539761B (zh) * | 2015-12-09 | 2017-08-01 | 长江三峡通航管理局 | 一种宽范围侧扫式吃水检测系统及其工作方法 |
| CN109110074A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-01 | 西安航天自动化股份有限公司 | 用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置 |
| CN116714733A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-09-08 | 威海瀚克船舶科技有限公司 | 一种基于超声波的船舶吃水量检测系统 |
| CN117705243B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-04-30 | 中理检验有限公司 | 一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法及系统 |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP27310794A patent/JP3009830B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102530197A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-04 | 福建水口发电集团有限公司 | 基于激光的船舶吃水深度测量装置及其测量方法 |
| CN103192960A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-10 | 大连海事大学 | 一种船舶吃水深度检测的校准方法 |
| CN103192960B (zh) * | 2013-04-17 | 2015-07-29 | 大连海事大学 | 一种船舶吃水深度检测的校准方法 |
| CN103213657B (zh) * | 2013-04-27 | 2015-07-29 | 大连海事大学 | 一种船舶吃水量检测系统及其检测方法 |
| CN104129480A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-11-05 | 大连海事大学 | 一种浮式船舶吃水检测系统及其工作方法 |
| CN104129480B (zh) * | 2014-07-23 | 2016-12-07 | 大连海事大学 | 一种浮式船舶吃水检测系统的工作方法 |
| CN105270580A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-01-27 | 长江三峡通航管理局 | 一种船载侧吃水检测系统及检测方法 |
| CN105416524A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-23 | 武汉理工大学 | 基于单波束侧扫技术的船舶吃水深度检测系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08114447A (ja) | 1996-05-07 |
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