JPH11131523A - 水中作業機械の遠隔操縦装置 - Google Patents

水中作業機械の遠隔操縦装置

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JPH11131523A
JPH11131523A JP30947297A JP30947297A JPH11131523A JP H11131523 A JPH11131523 A JP H11131523A JP 30947297 A JP30947297 A JP 30947297A JP 30947297 A JP30947297 A JP 30947297A JP H11131523 A JPH11131523 A JP H11131523A
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JP
Japan
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underwater
work machine
image
working machine
narrow beam
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Pending
Application number
JP30947297A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Takahashi
義明 高橋
Satoshi Ueda
聡 上田
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 支援船上の操縦者が、水中作業機械に乗って
いるのと同様な状態で水中作業機械を遠隔操縦する。 【解決手段】 水中作業機械1と支援船2と4つのブイ
付トランスポンダー6を備える。水中作業機械1に、水
中レーザーテレビ7、ジャイロ8、水深計9、レスポン
ダー10を搭載する。支援船2に、操縦盤12、マルチ
ナロービーム14、計算機13、表示器15を搭載す
る。対象領域3の姿を3次元ワイヤメッシュ画像として
取り込み、これにCGにより作成した目標水底面画像を
重ね合わせ、水中レーザーテレビ7の映像により3次元
ワイヤメッシュ画像を確認しながら、水中作業機械1を
操縦する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水底を掘削したり埋
め立てたりするために用いる水中作業機械の遠隔操縦装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、海底や河底等の水底を掘削した
り、捨石を行って埋め立てたりする水底の均し作業を、
水中作業機械を遠隔操縦することによって行うようにす
る技術の研究、開発が一部で進められている。
【0003】水中で作業機械を遠隔操縦する前提とし
て、地上でバックホウの如き作業機械を遠隔操縦するこ
とを考えてみると、従来の地上作業機械では、たとえ
ば、テレビカメラを搭載して周囲情報を入手するように
している。したがって、水中作業機械においても、この
ような周囲情報を如何に有効に入手するかが重要な課題
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、水中作業機
械に、地上作業機械のテレビカメラの場合と同様に、た
とえば、水中レーザーテレビ(ULVS)を単体で搭載
させただけでは、方位や深度を把握することはできない
ので、水中作業機械の遠隔操縦には不充分である。特
に、水中レーザーテレビ単体では、濁水中での対象視認
は濁度にはよるが困難であり、用をなさなくなってしま
う。
【0005】因に、水中作業機械ではないが、水中でマ
ルチナロービームを用いる技術はあるが、これは静的に
3次元画像として深浅測量を行うだけで、やはり、単体
では水中作業機械の遠隔操縦の眼としての用をなさな
い。
【0006】そこで、本発明は、これまで単体では用を
なさなかった機器を巧みに組み合わせることで周囲情報
を作り、その周囲情報を有効に使用することによって水
中作業機械を遠隔操縦することができるような水中作業
機械の遠隔操縦装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、水底での作業を行う水中作業機械と、該
水中作業機械を支援する支援船と、水底面の対象領域を
定義するために水底に沈めるようにする4つのブイ付ト
ランスポンダーとを備え、且つ上記水中作業機械に、水
中レーザーテレビ、ジャイロ、水深計、レスポンダーを
搭載し、更に、上記支援船に、上記水中作業機械の操縦
盤、CG作成機能を具備させた計算機、マルチナロービ
ーム、該マルチナロービームから放射されたナロービー
ムの反射波を基とする3次元ワイヤメッシュ画像とCG
で作成した目標水底面画像とを重ね合わせ且つ上記水中
レーザーテレビの映像を部分的に重ね合わせて表示する
表示器を搭載した構成とする。
【0008】4つのブイ付トランスポンダーを水底に沈
めて水底面の対象領域を定め、マルチナロービームから
放射したナロービームの反射波を基に3次元ワイヤメッ
シュ画像を作って表示器に表示させ、この3次元ワイヤ
メッシュ画像を水中レーザーテレビの映像で確認しなが
ら、CGで作った目標水底面画像を重ね合わせると、恰
も水中作業機械に乗っている運転者が水底面を見るのと
同じようにこれらの画像を移動、回転させることができ
るので、水中作業機械を無人で運転することができる。
【0009】又、支援船に、水中作業機械のジャイロを
時々刻々と補正するGPSと、水中機器の位置を決める
音響トラッキング装置を搭載した構成とすることによ
り、水中作業機械の位置を正確に把握することができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0011】図1は本発明の実施の一形態を示すもの
で、水底での作業を行うバックホウの如き水中作業機械
1と、該水中作業機械1を支援する支援船2と、水底面
の対象領域3を定義するためにアンカー4によって水底
に沈めるようにする4つのブイ5付きトランスポンダー
6とを備える。
【0012】上記水中作業機械1には、水中レーザーテ
レビ7と、ジャイロ8と、水深計9と、レスポンダー1
0とを搭載する。
【0013】又、上記支援船2には、上記ジャイロ8や
水深計9等の検出結果を確認でき且つ水中作業機械1の
運転を行うことができるようにしてある操縦盤12と、
CG(コンピューターグラフィックス)作成機能を有す
る計算機(コンピューター)13と、ナロービーム14
aを多方面に放射できるようにしたマルチナロービーム
14と、放射したナロービーム14aの反射波による3
次元ワイヤメッシュ画像にCGで作成した目標水底面画
像を重ね合わせると共に上記水中レーザーテレビ7の映
像を部分的に重ね合わせて表示する表示器(ディスプレ
イ)15とを搭載する。更に、上記水中作業機械1のジ
ャイロ8を時々刻々と補正するデジタルGPS(グロー
バルポジショニングシステム)11と、トランスポンダ
ー6等の水中機器の位置を決める音響トラッキング装置
(図示せず)を搭載する。
【0014】水底の均し作業を行う場合は、水中作業機
械1を積んだ状態で、支援船2を目標水域まで航行さ
せ、そこで、4つのブイ5付きトランスポンダー6を、
前後左右のそれぞれの間隔がたとえば50mとなる位置
にアンカー4で沈めて、これら4つのトランスポンダー
6から支援船2上の音響トラッキング装置の受信部に送
られてくる信号を基に、水底の対象領域3を定義する。
更に、対象領域3付近に水中作業機械1を吊り下ろし、
レスポンダー10から送られてくる信号を基に、対象領
域3に対する水中作業機械1の位置を把握する。
【0015】次に、上記対象領域3の中央部上方の水域
に支援船2を位置させた状態として、マルチナロービー
ム14よりナロービーム14aを多重に放射させ、その
反射波を基に、図2に示す如く、表示器15に3次元ワ
イヤメッシュ画像16を表示させるようにし、更に、こ
の3次元ワイヤメッシュ画像16に水中レーザーテレビ
7の映像17を部分的に重ねて確認しながら、上記対象
領域3の均した後の形状としての目標水底面画像18
を、CGにより作成して上記表示器15上の3次元ワイ
ヤメッシュ画像16に重ね合わせ、水中作業機械1から
見た映像として、どこをどのようにしたら目標水底面形
状に近付くかを一目で判るようにする。
【0016】すなわち、図2において、3次元ワイヤメ
ッシュ画像16のa部及びb部は、目標水底面よりも高
い凸部となっており、c部は目標水底面よりも低い凹部
となっており、d部は目標水底面と一致している。この
ように、どの位置を掘削し、どの位置を埋め立てるのか
を明確に確認できるので、これらを水中作業機械1を操
縦するための周囲情報とすることができる。したがっ
て、水中レーザーテレビ7では、限られた一部の映像1
7しか見ることはできないが、3次元ワイヤメッシュ画
像16とCGによる目標水底面画像18との差を見るこ
とにより、ある一定広さの水域での作業が濁水の中でも
無人で可能となる。この際、水中作業機械1の動きに合
わせて上記画像の見え方を変えて行くことにより、恰も
水中作業機械1の運転者が対象領域3を幅広く見ている
ような形として作業を実施して行くことができる。
【0017】上記において、3次元ワイヤメッシュ画像
は作業の進展に伴って更新して行くようにすることによ
って、対象領域3を目標水底面の形状に限りなく近付け
ることができる。又、水中作業機械1に搭載されている
ジャイロ8を、デジタルGPS11によるポジショニン
グの結果を基に時々刻々と補正することにより、水中作
業機械1の位置を正確に知ることができ、掘削位置や埋
め立て位置を正確に限定することができる。
【0018】なお、実施の形態では、水中作業機械1に
1台の水中レーザーテレビ7を搭載した場合を示した
が、複数台搭載させるようにしてもよいこと、その他本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。
【0019】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の水中作業機械
の遠隔操縦装置によれば、次の如き優れた効果を発揮す
る。 (1) 水底での作業を行う水中作業機械と、該水中作業機
械を支援する支援船と、水底面の対象領域を定義するた
めに水底に沈めるようにする4つのブイ付トランスポン
ダーとを備え、且つ上記水中作業機械に、水中レーザー
テレビ、ジャイロ、水深計、レスポンダーを搭載し、更
に、上記支援船に、上記水中作業機械の操縦盤、CG作
成機能を具備させた計算機、マルチナロービーム、該マ
ルチナロービームから放射されたナロービームの反射波
を基とする3次元ワイヤメッシュ画像とCGで作成した
目標水底面画像とを重ね合わせ且つ上記水中レーザーテ
レビの映像を部分的に重ね合わせて確認し表示する表示
器を搭載した構成としてあるので、対象水底領域の実際
の姿を、マルチナロービームから放射するナロービーム
の反射波を基に3次元ワイヤメッシュ画像として取り込
み、且つ目標水底面画像をCGにより作成して3次元ワ
イヤメッシュ画像に重ね合わせ、水中レーザーテレビの
映像を重ね合わせて確認した3次元ワイヤメッシュ画像
と目標水底形状画像との差を知ることができることによ
り、水底の調査、掘削、埋め立て等の各種作業を無人で
行うことができる。 (2) 表示器の画像の移動、回転により、恰も水中作業機
械に乗っている運転者が水底面を見るのと同じように見
ることができるので、運転シミュレータとして無人運転
を行う運転者の訓練に使用することもできる。 (3) 支援船に、水中作業機械のジャイロを時々刻々と補
正するGPSと、水中機器の位置を決める音響トラッキ
ング装置を搭載した構成とすることにより、水中作業機
械の位置を常時正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水中作業機械の遠隔操縦装置の実施の
一形態を示す概略図である。
【図2】表示器に表示される画像の一例を示す模式図で
ある。
【符号の説明】
1 水中作業機械 2 支援船 3 対象領域 5 ブイ 6 トランスポンダー 7 水中レーザーテレビ 8 ジャイロ 9 水深計 10 レスポンダー 11 デジタルGPS(GPS) 13 計算機 14 マルチナロービーム 14a ナロービーム 15 表示器 16 3次元ワイヤメッシュ画像 17 水中レーザーテレビの映像 18 目標水底面画像

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水底での作業を行う水中作業機械と、該
    水中作業機械を支援する支援船と、水底面の対象領域を
    定義するために水底に沈めるようにする4つのブイ付ト
    ランスポンダーとを備え、且つ上記水中作業機械に、水
    中レーザーテレビ、ジャイロ、水深計、レスポンダーを
    搭載し、更に、上記支援船に、上記水中作業機械の操縦
    盤、CG作成機能を具備させた計算機、マルチナロービ
    ーム、該マルチナロービームから放射されたナロービー
    ムの反射波を基とする3次元ワイヤメッシュ画像とCG
    で作成した目標水底面画像とを重ね合わせ且つ上記水中
    レーザーテレビの映像を部分的に重ね合わせて表示する
    表示器を搭載した構成を有することを特徴とする水中作
    業機械の遠隔操縦装置。
  2. 【請求項2】 支援船に、水中作業機械のジャイロを時
    々刻々と補正するGPSと、水中機器の位置を決める音
    響トラッキング装置を搭載した請求項1記載の水中作業
    機械の遠隔操縦装置。
JP30947297A 1997-10-27 1997-10-27 水中作業機械の遠隔操縦装置 Pending JPH11131523A (ja)

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