JP3136505B2 - 水中作業機等の位置出し方法 - Google Patents
水中作業機等の位置出し方法Info
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- JP3136505B2 JP3136505B2 JP06082611A JP8261194A JP3136505B2 JP 3136505 B2 JP3136505 B2 JP 3136505B2 JP 06082611 A JP06082611 A JP 06082611A JP 8261194 A JP8261194 A JP 8261194A JP 3136505 B2 JP3136505 B2 JP 3136505B2
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- underwater
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリモートビークル（ＲＯ
Ｖ）等の水中作業機の位置出し方法、特に人工衛星から
のＧＰＳ位置信号を利用した水中作業機等の位置出し方
法に関するものである。
Ｖ）等の水中作業機の位置出し方法、特に人工衛星から
のＧＰＳ位置信号を利用した水中作業機等の位置出し方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来のＳＢＬ方式によるＲＯＶ等
の水中作業機の位置出し方法を示し、１は海底状態調査
用等のＲＯＶ等の水中作業機、２はこの水中作業機１に
設けた超音波発信器、３は上記水中作業機１を支援する
ため海上４に浮かせた支援船、５ａ〜５ｃはこの支援船
３の船底に互いに離間して三角形状に配置した３個の超
音波受信器である。
の水中作業機の位置出し方法を示し、１は海底状態調査
用等のＲＯＶ等の水中作業機、２はこの水中作業機１に
設けた超音波発信器、３は上記水中作業機１を支援する
ため海上４に浮かせた支援船、５ａ〜５ｃはこの支援船
３の船底に互いに離間して三角形状に配置した３個の超
音波受信器である。
【０００３】このＳＢＬ方式の位置出し方法によれば、
水中作業機の座標位置を３個の超音波受信器５ａ〜５ｃ
によって検知でき、これを基として支援船３から有線ま
たは超音波で水中作業機１を操縦できるようになる。
水中作業機の座標位置を３個の超音波受信器５ａ〜５ｃ
によって検知でき、これを基として支援船３から有線ま
たは超音波で水中作業機１を操縦できるようになる。
【０００４】また、図１０は従来のＬＢＬ方式による位
置出し方法を示し、この方法では海底に互いに離間して
三角形状に３個の固定超音波受信器５ａ〜５ｃを配置
し、この受信器５ａ〜５ｃによって水中作業機１の超音
波発信器２からの超音波を受け、水中作業機１の座標位
置を検知するようにしている。
置出し方法を示し、この方法では海底に互いに離間して
三角形状に３個の固定超音波受信器５ａ〜５ｃを配置
し、この受信器５ａ〜５ｃによって水中作業機１の超音
波発信器２からの超音波を受け、水中作業機１の座標位
置を検知するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記ＳＢ
Ｌ方式による位置出し方法では各超音波受信器５ａ〜５
ｃの間隔が短いので水中作業機１の位置決め精度が浅い
近距離の範囲でも０．５〜１ｍと悪い。
Ｌ方式による位置出し方法では各超音波受信器５ａ〜５
ｃの間隔が短いので水中作業機１の位置決め精度が浅い
近距離の範囲でも０．５〜１ｍと悪い。
【０００６】また、上記ＬＢＬ方式による位置出し方法
によれば深い遠距離の範囲でも０．５ｍ〜１ｍの精度で
位置決めできるが上記固定超音波受信器５ａ〜５ｃを海
底の正確な位置に設置することが極めて困難である。
によれば深い遠距離の範囲でも０．５ｍ〜１ｍの精度で
位置決めできるが上記固定超音波受信器５ａ〜５ｃを海
底の正確な位置に設置することが極めて困難である。
【０００７】本発明の水中作業機等の位置出し方法は上
記の欠点を除くようにしたものである。
記の欠点を除くようにしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の水中作業機等の
位置出し方法は、複数の水中作業機等を夫々支援するた
め海上に浮かべた複数の支援船とこれらを管理する主支
援船とが、各船夫々の座標位置を人工衛星からのＧＰＳ
位置信号によって演算する工程と、上記主支援船から上
記各支援船に指令信号を発信し、各支援船が各水中作業
機等に有線により制御信号を送って各水中作業機等から
超音波信号を夫々異なるタイミングで上記主支援船及び
上記各支援船に発信せしめる工程と、上記各水中作業機
等から発信された超音波信号を上記各支援船で受信した
時間とＧＰＳにより得た各支援船の座標位置を示す信号
とを上記主支援船に送信し、上記主支援船で上記水中作
業機等の位置を演算し記憶する工程と、上記各水中作業
機等から同時に超音波信号を上記主支援船及び上記各支
援船に発信せしめる工程と、上記各水中作業機等から同
時に発信された超音波信号を上記各支援船で受信した時
間とＧＰＳにより得た各支援船の座標位置を示す信号と
を上記主支援船に送信し、上記主支援船で上記水中作業
機等の位置を演算する工程と、上記主支援船で演算して
得た水中作業機等の位置を各支援船に発信する工程とよ
り成ることを特徴とする。
位置出し方法は、複数の水中作業機等を夫々支援するた
め海上に浮かべた複数の支援船とこれらを管理する主支
援船とが、各船夫々の座標位置を人工衛星からのＧＰＳ
位置信号によって演算する工程と、上記主支援船から上
記各支援船に指令信号を発信し、各支援船が各水中作業
機等に有線により制御信号を送って各水中作業機等から
超音波信号を夫々異なるタイミングで上記主支援船及び
上記各支援船に発信せしめる工程と、上記各水中作業機
等から発信された超音波信号を上記各支援船で受信した
時間とＧＰＳにより得た各支援船の座標位置を示す信号
とを上記主支援船に送信し、上記主支援船で上記水中作
業機等の位置を演算し記憶する工程と、上記各水中作業
機等から同時に超音波信号を上記主支援船及び上記各支
援船に発信せしめる工程と、上記各水中作業機等から同
時に発信された超音波信号を上記各支援船で受信した時
間とＧＰＳにより得た各支援船の座標位置を示す信号と
を上記主支援船に送信し、上記主支援船で上記水中作業
機等の位置を演算する工程と、上記主支援船で演算して
得た水中作業機等の位置を各支援船に発信する工程とよ
り成ることを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１１】本発明においては、図１に示すように複数
の、例えば２個の水中作業機１ａ，１ｂと、この水中作
業機１ａ，１ｂを支援するため海上４に浮かせた複数
の、例えば２個の支援船３ａ，３ｂと、上記支援船と同
様の機能を有し、更に上記水中作業機の位置を演算する
機能を有する、上記支援船３ａ，３ｂを管理するため同
じく海上４に浮かせた主支援船６と、４個の人工衛星
（ＧＰＳ）７ａ〜７ｄからのＧＰＳ位置信号と、このＧ
ＰＳ位置信号を補正するＧＰＳ補正信号を発信するため
陸上に設けた固定局８とを用い、上記支援船３ａ，３
ｂ、主支援船６の夫々により４個の人工衛星７ａ〜７ｄ
からのＧＰＳ位置信号及び固定局８からのＧＰＳ補正信
号を受信せしめ、夫々その座標位置を演算せしめる。
の、例えば２個の水中作業機１ａ，１ｂと、この水中作
業機１ａ，１ｂを支援するため海上４に浮かせた複数
の、例えば２個の支援船３ａ，３ｂと、上記支援船と同
様の機能を有し、更に上記水中作業機の位置を演算する
機能を有する、上記支援船３ａ，３ｂを管理するため同
じく海上４に浮かせた主支援船６と、４個の人工衛星
（ＧＰＳ）７ａ〜７ｄからのＧＰＳ位置信号と、このＧ
ＰＳ位置信号を補正するＧＰＳ補正信号を発信するため
陸上に設けた固定局８とを用い、上記支援船３ａ，３
ｂ、主支援船６の夫々により４個の人工衛星７ａ〜７ｄ
からのＧＰＳ位置信号及び固定局８からのＧＰＳ補正信
号を受信せしめ、夫々その座標位置を演算せしめる。
【００１２】上記主支援船６からは、図２に示すように
各支援船３ａ，３ｂに、例えば周波数Ａの同期指令信号
を発信し、各支援船３ａ，３ｂはその受信の都度水中作
業機１ａ，１ｂに有線により超音波を発信させるための
制御信号を送り、水中作業機１からパルス状の超音波を
発信させ、これを上記主支援船６及び各支援船３ａ，３
ｂが直接受信できるようにする。
各支援船３ａ，３ｂに、例えば周波数Ａの同期指令信号
を発信し、各支援船３ａ，３ｂはその受信の都度水中作
業機１ａ，１ｂに有線により超音波を発信させるための
制御信号を送り、水中作業機１からパルス状の超音波を
発信させ、これを上記主支援船６及び各支援船３ａ，３
ｂが直接受信できるようにする。
【００１３】なお、上記主支援船６は上記各支援船３
ａ，３ｂに上記同期指令信号を発信すると共に、上記水
中作業機１ａ，１ｂに有線により超音波を発信させるた
めの制御信号を送ることもできる。
ａ，３ｂに上記同期指令信号を発信すると共に、上記水
中作業機１ａ，１ｂに有線により超音波を発信させるた
めの制御信号を送ることもできる。
【００１４】また、上記主支援船６は無線により各支援
船３ａ，３ｂより、例えば周波数Ｂの信号で支援船３
ａ，３ｂの座標位置及び各支援船３ａ，３ｂが上記水中
作業機１より発せられた超音波受信タイミングを受け取
り、これから主支援船６が主支援船６と、各水中作業機
１ａ，１ｂと、各支援船３ａ，３ｂ相互間の距離を計測
し、正確に水中作業機１ａ，１ｂの座標位置を演算し、
この座標位置を各支援船３ａ，３ｂに発信せしめる。
船３ａ，３ｂより、例えば周波数Ｂの信号で支援船３
ａ，３ｂの座標位置及び各支援船３ａ，３ｂが上記水中
作業機１より発せられた超音波受信タイミングを受け取
り、これから主支援船６が主支援船６と、各水中作業機
１ａ，１ｂと、各支援船３ａ，３ｂ相互間の距離を計測
し、正確に水中作業機１ａ，１ｂの座標位置を演算し、
この座標位置を各支援船３ａ，３ｂに発信せしめる。
【００１５】上記超音波信号による各交信間隔は、超音
波の水中の伝播速度が１５００ｍ／秒であるため例えば
計測可能距離を３００ｍとした場合には０．２秒とす
る。
波の水中の伝播速度が１５００ｍ／秒であるため例えば
計測可能距離を３００ｍとした場合には０．２秒とす
る。
【００１６】図３は、主支援船６及び各支援船３ａ，３
ｂに水中作業機１ａまたは１ｂから超音波を発信せし
め、水中作業機１ａ，１ｂの位置を測定する場合の説明
図を示す。
ｂに水中作業機１ａまたは１ｂから超音波を発信せし
め、水中作業機１ａ，１ｂの位置を測定する場合の説明
図を示す。
【００１７】この例においては水中作業機１ａから超音
波Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３を発信し、水中作業機１ｂか
ら超音波Ｒｂ１，Ｒｂ２，Ｒｂ３を発信する。
波Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３を発信し、水中作業機１ｂか
ら超音波Ｒｂ１，Ｒｂ２，Ｒｂ３を発信する。
【００１８】図４，図５は水中作業機１ａ，１ｂが発信
した超音波信号を主支援船６及び支援船３ａ，３ｂが受
信するタイミングを示し、水中作業機１ａの座標位置を
（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）、主支援船６の座標位置を（Ｘ
ｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）、支援船３ａの座標位置を（Ｘｓ１，
Ｙｓ１，Ｚｓ１）、支援船３ｂの座標位置を（Ｘｓ２，
Ｙｓ２，Ｚｓ２）とすれば、主支援船６及び支援船３
ａ，３ｂと水中作業機１ａ間の３辺の距離Ｒａ１，Ｒａ
２，Ｒａ３がパルスの受信タイミング（ｔａ１，ｔａ
２，ｔａ３）と海中の超音波の伝播速度により計測で
き、また、主支援船６及び支援船３ａ，３ｂの座標位置
が判明しているので数１〜数３
した超音波信号を主支援船６及び支援船３ａ，３ｂが受
信するタイミングを示し、水中作業機１ａの座標位置を
（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）、主支援船６の座標位置を（Ｘ
ｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）、支援船３ａの座標位置を（Ｘｓ１，
Ｙｓ１，Ｚｓ１）、支援船３ｂの座標位置を（Ｘｓ２，
Ｙｓ２，Ｚｓ２）とすれば、主支援船６及び支援船３
ａ，３ｂと水中作業機１ａ間の３辺の距離Ｒａ１，Ｒａ
２，Ｒａ３がパルスの受信タイミング（ｔａ１，ｔａ
２，ｔａ３）と海中の超音波の伝播速度により計測で
き、また、主支援船６及び支援船３ａ，３ｂの座標位置
が判明しているので数１〜数３
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】の３つの連立方程式を解くことにより、水
中作業機１ａの座標位置（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を求める
ことができる。
中作業機１ａの座標位置（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を求める
ことができる。
【００２３】また、水中作業機１ａと１ｂから同時に超
音波を発信した場合のタイミングは図６に示すようにな
る。この場合、例えば主支援船６において、Ｒａ１とＲ
ｂ１の２つの信号があるためどちらの信号が水中作業機
１ａ又は１ｂであるかの区別をすることが必要となる。
音波を発信した場合のタイミングは図６に示すようにな
る。この場合、例えば主支援船６において、Ｒａ１とＲ
ｂ１の２つの信号があるためどちらの信号が水中作業機
１ａ又は１ｂであるかの区別をすることが必要となる。
【００２４】そのため水中作業機１ａ，１ｂが夫々タイ
ミングをずらして超音波を発し、各水中作業機の座標位
置を知り（初期値）、その値を主支援船６に記憶してお
き、それから上記２台の作業機から同時に超音波を発信
する。各支援船３ａ，３ｂは夫々水中作業機１ａ，１ｂ
の２つの超音波を受信するが、各水中作業機の速度は非
常に遅いので極端な位置変動はしないことより、上記初
期値と照らし合わせて、２つの超音波のうちどちらの超
音波が水中作業機１ａなのか１ｂなのか判別することが
できる。
ミングをずらして超音波を発し、各水中作業機の座標位
置を知り（初期値）、その値を主支援船６に記憶してお
き、それから上記２台の作業機から同時に超音波を発信
する。各支援船３ａ，３ｂは夫々水中作業機１ａ，１ｂ
の２つの超音波を受信するが、各水中作業機の速度は非
常に遅いので極端な位置変動はしないことより、上記初
期値と照らし合わせて、２つの超音波のうちどちらの超
音波が水中作業機１ａなのか１ｂなのか判別することが
できる。
【００２５】図６に示す例では超音波の重なった部分を
生ずるが、支援船３ａの場合の様に信号が重なって表れ
るため図４，図５のタイミング状態を読み取ることがで
きるようになる。
生ずるが、支援船３ａの場合の様に信号が重なって表れ
るため図４，図５のタイミング状態を読み取ることがで
きるようになる。
【００２６】図７は本発明において水中作業機等の位置
出し方法を説明するブロック図、図８は同じくその説明
用ブロック図を示す。
出し方法を説明するブロック図、図８は同じくその説明
用ブロック図を示す。
【００２７】なお、固定局からのＧＰＳ補正信号は、人
工衛星の軌道誤差や電離層による誤差等を補正するため
に必要なものである。
工衛星の軌道誤差や電離層による誤差等を補正するため
に必要なものである。
【００２８】
【発明の効果】上記のように本発明の水中作業機等の位
置出し方法によれば、水中作業機１の座標位置検出用の
超音波受信器５ａ〜５ｃを海底の正確な位置に設定する
必要がなく、海上４に浮かべた主支援船６と支援船３
ａ，３ｂによって極めて正確に水中作業機１ａ，１ｂを
位置的に制御できるようになる大きな利益がある。
置出し方法によれば、水中作業機１の座標位置検出用の
超音波受信器５ａ〜５ｃを海底の正確な位置に設定する
必要がなく、海上４に浮かべた主支援船６と支援船３
ａ，３ｂによって極めて正確に水中作業機１ａ，１ｂを
位置的に制御できるようになる大きな利益がある。
【図１】本発明の水中作業機等の位置出し方法の説明図
である。
である。
【図２】本発明の水中作業機等の位置出し方法の説明図
である。
である。
【図３】本発明の水中作業機等の位置出し方法の説明図
である。
である。
【図４】本発明の水中作業機等の位置出し方法において
任意の１個の水中作業機からの音波発信タイミング図で
ある。
任意の１個の水中作業機からの音波発信タイミング図で
ある。
【図５】本発明の水中作業機等の位置出し方法において
他の１個の水中作業機からの超波発信タイミング図であ
る。
他の１個の水中作業機からの超波発信タイミング図であ
る。
【図６】本発明の水中作業機等の位置出し方法において
複数の水中作業機からの超音波信タイミング図である。
複数の水中作業機からの超音波信タイミング図である。
【図７】本発明の実施例を説明するブロック図である。
【図８】本発明の実施例を説明するブロック図である。
【図９】従来のＳＢＬ方式による位置出し方法説明図で
ある。
ある。
【図１０】従来のＬＢＬ方式による位置出し方法説明図
である。
である。
１ 水中作業機 １ａ 水中作業機 １ｂ 水中作業機 ２ 超音波発信器 ３ 支援船 ３ａ 支援船 ３ｂ 支援船 ４ 海上 ５ａ 超音波受信器 ５ｂ 超音波受信器 ５ｃ 超音波受信器 ６ 主支援船 ７ａ 人工衛星 ７ｂ 人工衛星 ７ｃ 人工衛星 ７ｄ 人工衛星 ８ 固定局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 3/78 - 5/30 G01S 11/00 - 15/96 G01C 13/00
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の水中作業機等を夫々支援するため
海上に浮かべた複数の支援船とこれらを管理する主支援
船とが、各船夫々の座標位置を人工衛星からのＧＰＳ位
置信号によって演算する工程と、 上記主支援船から上記各支援船に指令信号を発信し、各
支援船が各水中作業機等に有線により制御信号を送って
各水中作業機等から超音波信号を夫々異なるタイミング
で上記主支援船及び上記各支援船に発信せしめる工程
と、 上記各水中作業機等から発信された超音波信号を上記各
支援船で受信した時間とＧＰＳにより得た各支援船の座
標位置を示す信号とを上記主支援船に送信し、上記主支
援船で上記水中作業機等の位置を演算し記憶する工程
と、上記各水中作業機等から同時に超音波信号を上記主支援
船及び上記各支援船に発信せしめる工程と、 上記各水中作業機等から同時に発信された超音波信号を
上記各支援船で受信した時間とＧＰＳにより得た各支援
船の座標位置を示す信号とを上記主支援船に送信し、上
記主支援船で上記水中作業機等の位置を演算する工程
と、 上記主支援船で演算して得た水中作業機等の位置を各支
援船に発信する工程とより成ることを特徴とする水中作
業機等の位置出し方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06082611A JP3136505B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 水中作業機等の位置出し方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06082611A JP3136505B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 水中作業機等の位置出し方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270519A JPH07270519A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3136505B2 true JP3136505B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=13779278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06082611A Expired - Fee Related JP3136505B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 水中作業機等の位置出し方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136505B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3561881B2 (ja) * | 2000-11-22 | 2004-09-02 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 水中移動体の測位装置 |
| JP2006313087A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 水中航走体の検出位置修正方法およびシステム |
| JP4933852B2 (ja) * | 2006-07-07 | 2012-05-16 | 清水建設株式会社 | Ｇｐｓを用いた測量システム |
| JP5348553B2 (ja) * | 2009-09-07 | 2013-11-20 | 株式会社ソニック | 水中接近警報装置 |
| CN103823229B (zh) * | 2014-02-28 | 2016-10-19 | 上海交通大学 | 一种基于dgps浮标的水下定位导航系统和方法 |
| CN104749991B (zh) * | 2014-12-21 | 2017-12-12 | 童晓帆 | 一种工程机械远程监控系统 |
| KR20210057267A (ko) * | 2019-11-11 | 2021-05-21 | (주) 지씨 | 음향 센서를 이용한 3차원 어구 위치 추적 시스템 및 방법 |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP06082611A patent/JP3136505B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07270519A (ja) | 1995-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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