JPH06300838A - Underwater object position detector - Google Patents
Underwater object position detectorInfo
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- JPH06300838A JPH06300838A JP5110889A JP11088993A JPH06300838A JP H06300838 A JPH06300838 A JP H06300838A JP 5110889 A JP5110889 A JP 5110889A JP 11088993 A JP11088993 A JP 11088993A JP H06300838 A JPH06300838 A JP H06300838A
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、海中ロボットの障害物
検知や海底石油生産設備の位置制御に適用される水中物
位置検知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater object position detecting device applied to an obstacle detection of an underwater robot or a position control of a submarine oil production facility.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、水中物の位置検知装置としては魚
群探知機やソナーが使用されており、水中の水平面内の
探知においては、ソナーをスキャニングさせ360°の
範囲を計測するセクタスキャニング法が採用されてい
る。しかしこれらのほとんどが測定レンジが10m以上
であり、10m以内の使用においては周囲からの反射波
や分解能の悪さからこまかい水中物を精度よく位置検知
することはできないのが現状であり、それは、これらが
数10m〜数100mの距離を想定し、水中における伝
播減衰の小さい周波数10kHz 〜数100kHz の振動子
を用いているためである。従ってこれらの従来装置で
は、水中距離10m程度で分解能数mmの鉄棒等を計測で
き、しかも海中ロボット等に搭載可能な小型,軽量化の
検知装置は実用されていないものと思われる。そこで1
0m以内の近距離検知装置として、図2模式図に示すよ
うに、周波数f=0.5 MHz 〜2MHz 程度の超音波探触子
をソナーとして使用した装置が考えられる。これは、水
面21下において超音波探触子22を回転円盤23の上
に搭載し、この円盤23をモーター電源24で駆動され
るモーター25によって360°回転スキャンしながら
水中物26を探知し、パルサレシーバー27から送受信
される超音波探触子22によって発振された超音波は水
中物26によって反射し、その反射波は超音波探触子2
2によって受信される。2. Description of the Related Art Conventionally, a fish finder or a sonar has been used as a position detecting device for an underwater object, and a sector scanning method for scanning a sonar to measure a 360 ° range has been used for detecting in a horizontal plane in water. Has been adopted. However, most of them have a measuring range of 10 m or more, and when used within 10 m, it is not possible to accurately detect the position of a fine underwater object due to reflected waves from the surroundings and poor resolution. This is because, assuming a distance of several tens of meters to several hundreds of meters, a vibrator with a frequency of 10 kHz to several hundreds kHz, which has a small propagation attenuation in water, is used. Therefore, it is considered that these conventional devices have not practically used the small and lightweight detection device capable of measuring an iron bar or the like having a resolution of several mm at an underwater distance of about 10 m and capable of being mounted on an underwater robot or the like. There 1
As a short-distance detection device within 0 m, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, a device using an ultrasonic probe having a frequency f = 0.5 MHz to 2 MHz as a sonar can be considered. This is to mount an ultrasonic probe 22 on a rotating disk 23 below the water surface 21, detect an underwater object 26 while rotating the disk 23 by 360 ° by a motor 25 driven by a motor power supply 24, The ultrasonic wave oscillated by the ultrasonic probe 22 transmitted / received from the pulsar receiver 27 is reflected by the underwater object 26, and the reflected wave is the ultrasonic probe 2
Received by 2.
【0003】しかしながら、このような装置は、超音波
探触子22をモーター25によって一定速度で360°
スキャンし水平面内の水中物26を検知し、水中物26
までの距離を計測するものであるので、水中物26に当
たって反射して来る距離信号を回転中の超音波探触子2
2で受信するためには、遅い速度で回転させる必要があ
り、速い速度で回転スキャンさせると反射波を受信でき
ないおそれがある。またこのような装置は、反射波の距
離計測信号のデータ数が少なく精度よい計測が難しい。However, in such an apparatus, the ultrasonic probe 22 is driven by the motor 25 at a constant speed of 360 °.
Scan and detect underwater objects 26 in the horizontal plane,
Since it measures the distance to, the ultrasonic probe 2 rotating the distance signal reflected by hitting the underwater object 26.
In order to receive at 2, it is necessary to rotate at a low speed, and if rotational scanning is performed at a high speed, there is a possibility that the reflected wave cannot be received. Further, in such a device, the number of data pieces of the distance measurement signal of the reflected wave is small and accurate measurement is difficult.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、水平面内の360°の
範囲を高速スキャンしながら水中物を検知し水中距離を
高精度で計測することができる水中物位置検知装置を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and detects an underwater object while scanning a 360 ° range in a horizontal plane at high speed to measure an underwater distance with high accuracy. An object of the present invention is to provide an underwater object position detection device.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、モ
ーターを搭載し水面下に配置されるベースボックス上に
上記モーターにより回転可能に乗載された回転ボックス
と、上記回転ボックスに搭載されたスリット光レーザー
光源,TVカメラ及び超音波探触子と、水面外に配置さ
れ上記モーターに接続されたモーター電源及びモーター
制御装置と、水面外に配置され上記TVカメラに接続さ
れるとともに上記モーター制御装置に接続されたX−Y
トラッカーと、水面外に配置され上記超音波探触子に接
続されたパルサレシーバーと、水面外に配置され上記パ
ルサレシーバーに接続されるとともに上記モーター制御
装置に接続された距離計測回路とを具えたことを特徴と
する。To this end, the present invention has a rotating box mounted on a base box mounted with a motor so as to be rotatable by the motor and mounted on the rotating box. Slit light laser light source, TV camera and ultrasonic probe, motor power supply and motor control device arranged outside the water surface and connected to the motor, and arranged outside the water surface and connected to the TV camera and the motor control XY connected to the device
A tracker, a pulsar receiver arranged outside the water surface and connected to the ultrasonic probe, and a distance measuring circuit arranged outside the water surface, connected to the pulsar receiver and connected to the motor control device. It is characterized by
【0006】[0006]
【作用】本発明水中物位置検知装置においては、超音波
探触子を高速で360°スキャンし、水中物を検知し水
中距離を精度よく計測するため、水中物をスリット光レ
ーザー光源とTVカメラで捉えX−Yトラッカーで水中
物を高速追跡し、その追跡信号をモーターの制御信号と
して水中物と超音波探触子が向かい合う位置までモータ
ーを高速回転させる。超音波探触子が水中物を向かい合
って水中物からの反射波の計測距離信号が受信され始め
てから一定時間計測する。また計測時間は計測精度に必
要なデータ数によって決まる。In the underwater object position detecting device of the present invention, the ultrasonic probe is scanned at a high speed of 360 ° to detect the underwater object and accurately measure the underwater distance. The XY tracker tracks the underwater object at high speed, and the tracking signal is used as a control signal for the motor to rotate the motor at high speed to a position where the underwater object and the ultrasonic probe face each other. The ultrasonic probe faces the underwater object and measures the reflected wave from the underwater object for a certain period of time after receiving the distance signal. In addition, the measurement time depends on the number of data required for measurement accuracy.
【0007】[0007]
【実施例】本発明水中物位置検知装置の一実施例を図1
模式図について説明すると、水中物1が存在する水面2
下に配置されるベースボックス3の中には、モーター4
が収納されるとともにその出力軸にポテンショメーター
5が連結されており、ベースボックス3の底部外側には
前後スラスター6及び左右スラスター7が取付けられて
いる。またベースボックス3の上にはモーター4の出力
軸に連結された回転ボックス8が乗載され、その中には
スリット光レーザー光源9及びTVカメラ10が同じ方
向を向いて設置されるとともに、その上には1個又は指
向角分だけ傾けた複数個の超音波探触子11が配設され
ている。一方水面2外には、モーター4に電力を供給す
るモーター電源12及びモーター制御装置13が配置さ
れるとともに、TVカメラ10の撮像信号を受けるX−
Yトラッカー14及びTVモニター15が配置されてお
り、更に超音波探触子11に接続され送受信するパルサ
レシーバー16及びそこに接続された距離計測回路17
が配置されている。なおX−Yトラッカー14及び距離
計測回路17はモーター制御装置13に接続されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG.
Explaining the schematic diagram, the water surface 2 where the underwater object 1 exists
In the base box 3 arranged below, the motor 4
And a potentiometer 5 is connected to its output shaft, and front and rear thrusters 6 and left and right thrusters 7 are attached to the outside of the bottom of the base box 3. A rotary box 8 connected to the output shaft of the motor 4 is mounted on the base box 3, in which a slit light laser light source 9 and a TV camera 10 are installed in the same direction. A single ultrasonic probe 11 or a plurality of ultrasonic probes 11 tilted by a directivity angle is provided above the ultrasonic probe 11. On the other hand, outside the water surface 2, a motor power supply 12 and a motor control device 13 for supplying electric power to the motor 4 are arranged and an X- that receives an image pickup signal of the TV camera 10
A Y tracker 14 and a TV monitor 15 are arranged, and a pulsar receiver 16 connected to the ultrasonic probe 11 for transmission and reception and a distance measuring circuit 17 connected to the pulsar receiver 16 are also provided.
Are arranged. The XY tracker 14 and the distance measuring circuit 17 are connected to the motor controller 13.
【0008】このような装置において、スリット光レー
ザー光源9により水平面内のある角度範囲にスリット光
を投射すると、投射されたスリット光はスリット光の範
囲内に水中物1がある場合は、水中物1にスリット光が
投射されその上に光点を結ぶ。この光点をTVカメラ1
0で撮らえ、その撮像信号はX−Yトラッカー14によ
ってX−Y軸方向の電気信号に変換される。一方水中物
1までの水中距離を計測する超音波探触子11はTVカ
メラ10と同じく回転する。In such a device, when the slit light laser light source 9 projects the slit light in a certain angle range in the horizontal plane, the projected slit light has an underwater object 1 within the range of the slit light. A slit light is projected on 1 and a light spot is connected on it. This light spot is TV camera 1
The captured image signal is converted into an electric signal in the XY axis directions by the XY tracker 14. On the other hand, the ultrasonic probe 11 that measures the underwater distance to the underwater object 1 rotates like the TV camera 10.
【0009】しかしてX−Yトラッカー14での光点の
位置信号はモーター制御装置13に入力され、X−Yト
ラッカー14の電気信号は超音波探触子11と水中物1
が同一軸上で向かい合う位置で出力電圧は0V近くにな
るよう予め設定されている。従ってスポット光がない場
合すなわち水中物1が検知できない場合とスポット光を
検知してもTVカメラ10の画面上の端にある場合は、
大きな電圧がX−Yトラッカー14より出力され、モー
ター制御装置13はモーター電源12を介して高速回転
を指令する。回転ボックス8の回転角はポテンショメー
ター5により検出され、モーター電源12を通してモー
ター制御装置13にフィードバックされる。回転ボック
ス8が回転しTVカメラ10の画面上の光点が中央付近
になってくると、X−Yトラッカー14の出力電圧は0
Vに近くなりモーター4は停止状態となる。この状態で
モーター制御装置13より距離計測回路17を通してパ
ルサレシーバー16に信号を送り、計測開始を指示し、
超音波探触子11は超音波を発生させ水中物1からの反
射波を受信し、パルサレシーバー16を通して距離計測
回路17で必要な距離信号に変換する。距離信号として
必要なデータ数を計測後は、モーター制御装置13より
モーター4に回転を指令し、回転ボックス8は高速で次
の水中物1を目ざして回転する。このようにして水平面
内の360°を高速スキャンし水中物1に対しては回転
ボックス8停止状態で距離計測を必要なデータ数だけ行
い、計測精度の向上を図ることができる。However, the position signal of the light spot on the XY tracker 14 is input to the motor controller 13, and the electric signal of the XY tracker 14 is transmitted to the ultrasonic probe 11 and the underwater object 1.
Is preset so that the output voltage is close to 0 V at positions facing each other on the same axis. Therefore, when there is no spot light, that is, when the underwater object 1 cannot be detected, and when the spot light is detected and it is at the edge on the screen of the TV camera 10,
A large voltage is output from the XY tracker 14, and the motor controller 13 commands high speed rotation via the motor power supply 12. The rotation angle of the rotary box 8 is detected by the potentiometer 5 and fed back to the motor control device 13 through the motor power supply 12. When the rotating box 8 rotates and the light spot on the screen of the TV camera 10 comes near the center, the output voltage of the XY tracker 14 becomes 0.
As it approaches V, the motor 4 is stopped. In this state, the motor controller 13 sends a signal to the pulsar receiver 16 through the distance measuring circuit 17 to instruct the start of measurement,
The ultrasonic probe 11 generates an ultrasonic wave, receives a reflected wave from the underwater object 1, and converts it into a distance signal required by the distance measuring circuit 17 through the pulsar receiver 16. After measuring the number of data required as the distance signal, the motor control device 13 commands the motor 4 to rotate, and the rotation box 8 rotates at a high speed aiming at the next underwater object 1. In this way, high-speed scanning of 360 ° in the horizontal plane is performed, and the distance measurement is performed on the underwater object 1 in the stopped state of the rotating box 8 by the required number of data, and the measurement accuracy can be improved.
【0010】かくしてこの装置によれば、超音波探触子
11とスリット光レーザー光源9及びTVカメラ10を
モーター4で駆動される回転ボックス8に搭載し、回転
ボックス8を駆動するモーター4を制御することによ
り、水平面内の360°の範囲を高速スキャンしながら
水中物1の水中距離の精度より計測することができ、従
ってこの装置は、海中ロボットの目としてまた海洋石油
生産設備の制御信号として適用される。Thus, according to this apparatus, the ultrasonic probe 11, the slit light laser light source 9 and the TV camera 10 are mounted on the rotary box 8 driven by the motor 4, and the motor 4 for driving the rotary box 8 is controlled. By doing so, the range of 360 ° in the horizontal plane can be scanned at high speed to measure the accuracy of the underwater distance of the underwater object 1. Therefore, this device can be used as an eye of an underwater robot and as a control signal of a marine oil production facility. Applied.
【0011】[0011]
【発明の効果】要するに本発明によれば、モーターを搭
載し水面下に配置されるベースボックス上に上記モータ
ーにより回転可能に乗載された回転ボックスと、上記回
転ボックスに搭載されたスリット光レーザー光源,TV
カメラ及び超音波探触子と、水面外に配置され上記モー
ターに接続されたモーター電源及びモーター制御装置
と、水面外に配置され上記TVカメラに接続されるとと
もに上記モーター制御装置に接続されたX−Yトラッカ
ーと、水面外に配置され上記超音波探触子に接続された
パルサレシーバーと、水面外に配置され上記パルサレシ
ーバーに接続されるとともに上記モーター制御装置に接
続された距離計測回路とを具えたことにより、水平面内
の360°の範囲を高速スキャンしながら水中物を検知
し水中距離を高精度で計測することができる水中物位置
検知装置を得るから、本発明は産業上極めて有益なもの
である。In summary, according to the present invention, a rotary box rotatably mounted by the motor on a base box mounted with a motor and disposed under the water surface, and a slit light laser mounted on the rotary box. Light source, TV
A camera and an ultrasonic probe, a motor power supply and a motor control device that are arranged outside the water surface and connected to the motor, and an X that is arranged outside the water surface and connected to the TV camera and the motor control device. A Y tracker, a pulsar receiver arranged outside the water surface and connected to the ultrasonic probe, and a distance measuring circuit arranged outside the water surface, connected to the pulsar receiver and connected to the motor control device. Since the present invention provides an underwater object position detecting device capable of detecting an underwater object and measuring the underwater distance with high accuracy while scanning a 360 ° range in the horizontal plane at high speed, the present invention is extremely useful industrially. It is a thing.
【図1】本発明水中物位置検知装置の一実施例の模式図
である。FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an underwater object position detecting device of the present invention.
【図2】従来の水中物位置検知装置の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of a conventional underwater object position detection device.
1 水中物 2 水面 3 ベースボックス 4 モーター 5 ポテンショメーター 6 前後スラスター 7 左右スラスター 8 回転ボックス 9 スリット光レーザー光源 10 TVカメラ 11 超音波探触子 12 モーター電源 13 モーター制御装置 14 X−Yトラッカー 15 TVモニター 16 パルサレシーバー 17 距離計測回路 1 Underwater object 2 Water surface 3 Base box 4 Motor 5 Potentiometer 6 Front / rear thruster 7 Left / right thruster 8 Rotating box 9 Slit light laser light source 10 TV camera 11 Ultrasonic probe 12 Motor power supply 13 Motor controller 14 XY tracker 15 TV monitor 16 Pulser receiver 17 Distance measuring circuit
Claims (1)
ースボックス上に上記モーターにより回転可能に乗載さ
れた回転ボックスと、上記回転ボックスに搭載されたス
リット光レーザー光源,TVカメラ及び超音波探触子
と、水面外に配置され上記モーターに接続されたモータ
ー電源及びモーター制御装置と、水面外に配置され上記
TVカメラに接続されるとともに上記モーター制御装置
に接続されたX−Yトラッカーと、水面外に配置され上
記超音波探触子に接続されたパルサレシーバーと、水面
外に配置され上記パルサレシーバーに接続されるととも
に上記モーター制御装置に接続された距離計測回路とを
具えたことを特徴とする水中物位置検知装置。1. A rotating box rotatably mounted by the motor on a base box mounted with a motor and disposed below the water surface, a slit light laser light source mounted on the rotating box, a TV camera and an ultrasonic wave. A probe, a motor power supply and a motor control device which are arranged outside the water surface and connected to the motor, and an XY tracker which is arranged outside the water surface and connected to the TV camera and the motor control device. , A pulsar receiver arranged outside the water surface and connected to the ultrasonic probe, and a distance measuring circuit arranged outside the water surface and connected to the pulsar receiver and connected to the motor control device. Underwater object position detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5110889A JPH06300838A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Underwater object position detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5110889A JPH06300838A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Underwater object position detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06300838A true JPH06300838A (en) | 1994-10-28 |
Family
ID=14547262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5110889A Withdrawn JPH06300838A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Underwater object position detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06300838A (en) |
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- 1993-04-14 JP JP5110889A patent/JPH06300838A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
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