JPH1138125A - 航走体ケーブルの形状算出方法及びその形状算出装置 - Google Patents
航走体ケーブルの形状算出方法及びその形状算出装置Info
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- JPH1138125A JPH1138125A JP19255997A JP19255997A JPH1138125A JP H1138125 A JPH1138125 A JP H1138125A JP 19255997 A JP19255997 A JP 19255997A JP 19255997 A JP19255997 A JP 19255997A JP H1138125 A JPH1138125 A JP H1138125A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ケーブル形状を実時間で高精度に把握する。
【解決手段】この航走体ケーブル形状算出装置は、母船
送波部１、航走体送波部２、ケーブル受波部３及びケー
ブル形状算出部４から構成され、母船送波部１及び航走
体計測部２から送波された周波数の異なる音響信号を、
ケーブル受波部３で受波して、各音響信号の受波時刻を
検出する。ケーブル形状算出部４では、送波及び受波時
刻及び航走体の位置から複数のケーブル受波部３の位置
を算出することによりケーブル形状を算出する。
送波部１、航走体送波部２、ケーブル受波部３及びケー
ブル形状算出部４から構成され、母船送波部１及び航走
体計測部２から送波された周波数の異なる音響信号を、
ケーブル受波部３で受波して、各音響信号の受波時刻を
検出する。ケーブル形状算出部４では、送波及び受波時
刻及び航走体の位置から複数のケーブル受波部３の位置
を算出することによりケーブル形状を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は航走体ケーブルの形
状算出方法及びその形状算出装置に関し、特に母船の前
方の水中を運動する航走体と母船との間に位置するケー
ブルの形状算出方法及びその形状算出装置に関する。
状算出方法及びその形状算出装置に関し、特に母船の前
方の水中を運動する航走体と母船との間に位置するケー
ブルの形状算出方法及びその形状算出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種に関連する従来の技術として、水
中曳航体の位置を計測する方法について図面を参照す
る。
中曳航体の位置を計測する方法について図面を参照す
る。
【０００３】図７は従来の水中曳航体の超音波による位
置計測方法を示す概略説明図、図８は図７に示す従来例
における信号処理装置の一部を示すブロック図である。
置計測方法を示す概略説明図、図８は図７に示す従来例
における信号処理装置の一部を示すブロック図である。
【０００４】図７および図８において、この従来例は、
特開昭５９−１１１０７５号公報の開示内容を示し、先
ず、プラットホーム１０１に設置された信号処理装置２
からプラットホーム１０１に取付けた送波器１０５1,１
０５2,１０５3 にパルス信号を送信する。次に、この送
波器１０５1,１０５2,１０５3 はこのパルス信号を受信
すると、それぞれ異なった周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3 のバー
スト信号を送信する。
特開昭５９−１１１０７５号公報の開示内容を示し、先
ず、プラットホーム１０１に設置された信号処理装置２
からプラットホーム１０１に取付けた送波器１０５1,１
０５2,１０５3 にパルス信号を送信する。次に、この送
波器１０５1,１０５2,１０５3 はこのパルス信号を受信
すると、それぞれ異なった周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3 のバー
スト信号を送信する。
【０００５】この超音波信号を水中曳航体１０４に取付
けた受波器１０６で受信し、この受信信号をケーブル１
０３を通してプラットホーム１０１に設置した信号処理
装置１０２に伝送する。
けた受波器１０６で受信し、この受信信号をケーブル１
０３を通してプラットホーム１０１に設置した信号処理
装置１０２に伝送する。
【０００６】この信号処理装置１０２では例えば図８に
示すように受波器１０６から受信信号を広帯域フィルタ
１０７を介してマッチドフィルタ１０８1，１０８2，１
０８3により３つの異なった周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3 の信
号に分離し、検出器１０９1，１０９2，１０９3でその
中心周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3 のピーク値を検出し測位演算
回路１１０においてそれぞれの送波器１０５1，１０
５2，１０５3 と受波器１０６との間の距離及びそれぞ
れの距離差を計測してプラットホーム１０１に対する水
中曳航体１０４の位置即ち距離及び方位を測定するよう
にしたものである。
示すように受波器１０６から受信信号を広帯域フィルタ
１０７を介してマッチドフィルタ１０８1，１０８2，１
０８3により３つの異なった周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3 の信
号に分離し、検出器１０９1，１０９2，１０９3でその
中心周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3 のピーク値を検出し測位演算
回路１１０においてそれぞれの送波器１０５1，１０
５2，１０５3 と受波器１０６との間の距離及びそれぞ
れの距離差を計測してプラットホーム１０１に対する水
中曳航体１０４の位置即ち距離及び方位を測定するよう
にしたものである。
【０００７】上記従来例では、航走体又は曳航体の位置
のみを、母船の送波器及び航走体の受波器を用いて計測
する方法がとられているが、しかし、母船と航走体の間
のケーブル形状を実測しておらず、従来、母船と航走体
間のケーブル形状の把握については、母船の速力，潮流
速，潮流向等により、流体力学に基づく推定計算が用い
られていた。
のみを、母船の送波器及び航走体の受波器を用いて計測
する方法がとられているが、しかし、母船と航走体の間
のケーブル形状を実測しておらず、従来、母船と航走体
間のケーブル形状の把握については、母船の速力，潮流
速，潮流向等により、流体力学に基づく推定計算が用い
られていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この曳航体の位置のみ
を計測する従来の技術においては、母船と曳航体との間
のケーブルと形状を実測しておらないために、ケーブル
が母船のプロペラに干渉したり、海底の異物体によっ
て、拘束され、ケーブルが切断されたり又は損傷を受け
る場合があるという問題点があった。
を計測する従来の技術においては、母船と曳航体との間
のケーブルと形状を実測しておらないために、ケーブル
が母船のプロペラに干渉したり、海底の異物体によっ
て、拘束され、ケーブルが切断されたり又は損傷を受け
る場合があるという問題点があった。
【０００９】又、流体力学に基づくケーブル形状の推定
計算を行う方法では、膨大な時間を要し、刻々と変化す
る航走体の位置に対応して実時間上で推定計算を実施す
るには、実用に耐えなかったという問題点があった。更
に、推定計算を行うために必要な潮流速及び潮流向は、
母船と航走体の間の全空間の値が必要であるのに対し、
この潮流速及び潮流向実測する能力がないため、母船又
は航走体付近で計測される値で代用せざるを得ず、ケー
ブル形状の推定精度が低かったという問題点があった。
計算を行う方法では、膨大な時間を要し、刻々と変化す
る航走体の位置に対応して実時間上で推定計算を実施す
るには、実用に耐えなかったという問題点があった。更
に、推定計算を行うために必要な潮流速及び潮流向は、
母船と航走体の間の全空間の値が必要であるのに対し、
この潮流速及び潮流向実測する能力がないため、母船又
は航走体付近で計測される値で代用せざるを得ず、ケー
ブル形状の推定精度が低かったという問題点があった。
【００１０】（目的）本発明は、母船と航走体間のケー
ブル形状を常時連続的に且つ高精度に推定してケーブル
に損傷を与えないようにすることを目的とする。
ブル形状を常時連続的に且つ高精度に推定してケーブル
に損傷を与えないようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の航走体ケーブル
の形状算出方法は、母船から繰り出され、水中を航走す
る航走体と前記母船との間に位置するケーブルの形状を
計測するに当たり、前記ケーブル上の予め定められた複
数の位置のそれぞれにケーブル受波部を設置し、前記複
数のケーブル受波部はそれぞれ前記母船及び前記航走体
からのそれぞれ異なった音響信号とこれらの音響信号の
受波時刻を受信し、前記母船では前記母船の予め定めら
れた位置を３次元座標の原点とし、前記航走体の位置と
前記母船及び前記航走体のそれぞれの前記音響信号の送
波信号と前記複数のケーブル受波部のそれぞれからの前
記受波時刻とを受信して前記複数のケーブル受波部のそ
れぞれの位置を算出することにより前記ケーブルの形状
を算出する。
の形状算出方法は、母船から繰り出され、水中を航走す
る航走体と前記母船との間に位置するケーブルの形状を
計測するに当たり、前記ケーブル上の予め定められた複
数の位置のそれぞれにケーブル受波部を設置し、前記複
数のケーブル受波部はそれぞれ前記母船及び前記航走体
からのそれぞれ異なった音響信号とこれらの音響信号の
受波時刻を受信し、前記母船では前記母船の予め定めら
れた位置を３次元座標の原点とし、前記航走体の位置と
前記母船及び前記航走体のそれぞれの前記音響信号の送
波信号と前記複数のケーブル受波部のそれぞれからの前
記受波時刻とを受信して前記複数のケーブル受波部のそ
れぞれの位置を算出することにより前記ケーブルの形状
を算出する。
【００１２】本発明の航走体ケーブルの形状算出装置
は、母船から繰り出され、水中を航走する航走体と前記
母船との間に位置するケーブルの形状を計測する航走体
ケーブル形状算出装置であって、前記母船に設置され、
異なる２つ以上の送波器から各々異なる周波数の第１の
音響信号を送波する母船送波部と、前記航走体に設置さ
れ、前記母船送波部が送波する前記第１の音響信号とは
異なる周波数の第２の音響信号を送波する航走体送波部
と、前記ケーブルの予め設定された点に複数設置され前
記母船送波部及び前記航走体送波部から送波される前記
第１及び第２の音響信号を受波し、前記第１及び第２の
音響信号を分離して受波時刻を計測するケーブル受波部
と、前記母船送波部による前記第１の音響信号の送波時
刻と、前記航走体送波部による前記第２の音響信号の送
波時刻と、前記ケーブル受波部で計測した前記第１及び
第２の音響信号の受波時刻及び予め得られている前記航
走体の前記母船からの相対位置とから、前記複数のケー
ブル受波部の各点の位置を３次元で順次算出するケーブ
ル形状算出部とを備え、前記母船送波部は、第１の信号
管制器と、信号変換器Ａと、信号変換器Ｂと、送波器Ａ
及び送波器Ｂとから構成され、前記第１の信号管制器で
は、送波のタイミングを制御し、送波コマンドを前記信
号変換器Ａ及び信号変換器Ｂに送り、また、送波時刻を
前記ケーブル形状算出部に送り、前記信号変換器Ａ及び
前記信号変換器Ｂは送波コマンドを受信し、各々個別の
周波数の信号生成パルスを生成し、前記送波器Ａ及び前
記送波器Ｂに送り、前記送波器Ａ及び送波器Ｂはそれぞ
れ受信した前記信号生成パルスに基づき周波数の異なる
前記第１の音響信号を水中に送波し、前記航走体送波器
は、第２の信号管制器と、信号変換器及び送波器とから
構成され、前記第２の信号管制器は、送波のタイミング
を制御し送波コマンドを前記信号変換器に送り、また、
前記送波時刻を前記ケーブル形状算出部に送り、前記信
号変換器は、送波コマンドを受信し、信号生成パルスを
生成し、前記送波器に送り、前記送波器は、受信した前
記信号生成パルスに基づき、前記第２の音響信号を水中
に送波し、前記ケーブル受波部は、受波器と、信号変換
器及び受波時刻検出器とから構成され、前記受波器は、
前記母船送波部及び前記航走体送波部が水中に送波した
前記第１及び第２の音響信号を受波し、前記信号変換器
は、前記受波器で受波した信号を電気信号に変換し、前
記受波時刻検出器に送り、前記受波時刻検出器では、前
記母船送波部及び前記航走体送波部から送波された前記
第１及び第２の音響信号の受波時刻を検出し、前記ケー
ブル形状算出部に送る。
は、母船から繰り出され、水中を航走する航走体と前記
母船との間に位置するケーブルの形状を計測する航走体
ケーブル形状算出装置であって、前記母船に設置され、
異なる２つ以上の送波器から各々異なる周波数の第１の
音響信号を送波する母船送波部と、前記航走体に設置さ
れ、前記母船送波部が送波する前記第１の音響信号とは
異なる周波数の第２の音響信号を送波する航走体送波部
と、前記ケーブルの予め設定された点に複数設置され前
記母船送波部及び前記航走体送波部から送波される前記
第１及び第２の音響信号を受波し、前記第１及び第２の
音響信号を分離して受波時刻を計測するケーブル受波部
と、前記母船送波部による前記第１の音響信号の送波時
刻と、前記航走体送波部による前記第２の音響信号の送
波時刻と、前記ケーブル受波部で計測した前記第１及び
第２の音響信号の受波時刻及び予め得られている前記航
走体の前記母船からの相対位置とから、前記複数のケー
ブル受波部の各点の位置を３次元で順次算出するケーブ
ル形状算出部とを備え、前記母船送波部は、第１の信号
管制器と、信号変換器Ａと、信号変換器Ｂと、送波器Ａ
及び送波器Ｂとから構成され、前記第１の信号管制器で
は、送波のタイミングを制御し、送波コマンドを前記信
号変換器Ａ及び信号変換器Ｂに送り、また、送波時刻を
前記ケーブル形状算出部に送り、前記信号変換器Ａ及び
前記信号変換器Ｂは送波コマンドを受信し、各々個別の
周波数の信号生成パルスを生成し、前記送波器Ａ及び前
記送波器Ｂに送り、前記送波器Ａ及び送波器Ｂはそれぞ
れ受信した前記信号生成パルスに基づき周波数の異なる
前記第１の音響信号を水中に送波し、前記航走体送波器
は、第２の信号管制器と、信号変換器及び送波器とから
構成され、前記第２の信号管制器は、送波のタイミング
を制御し送波コマンドを前記信号変換器に送り、また、
前記送波時刻を前記ケーブル形状算出部に送り、前記信
号変換器は、送波コマンドを受信し、信号生成パルスを
生成し、前記送波器に送り、前記送波器は、受信した前
記信号生成パルスに基づき、前記第２の音響信号を水中
に送波し、前記ケーブル受波部は、受波器と、信号変換
器及び受波時刻検出器とから構成され、前記受波器は、
前記母船送波部及び前記航走体送波部が水中に送波した
前記第１及び第２の音響信号を受波し、前記信号変換器
は、前記受波器で受波した信号を電気信号に変換し、前
記受波時刻検出器に送り、前記受波時刻検出器では、前
記母船送波部及び前記航走体送波部から送波された前記
第１及び第２の音響信号の受波時刻を検出し、前記ケー
ブル形状算出部に送る。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１４】図１は本発明の航走体ケーブル形状算出装
置の一実施の形態を示した概念図、図２は本発明の航走
体ケーブル形状算出装置の一実施の形態を示すブロック
図である。
置の一実施の形態を示した概念図、図２は本発明の航走
体ケーブル形状算出装置の一実施の形態を示すブロック
図である。
【００１５】図１，図２に於いて、本実施の形態の航走
体ケーブル形状算出装置は、母船１０から音響信号５ａ
を送波する母船送波部１と、航走体２０から音響信号５
ｂを送波する航走体送波部２と、ケーブル３０上に予め
設定された複数の位置に母船１０及び航走体２０から送
波される音響信号５ａ，５ｂを受波するケーブル受波部
３と、母船１０内に位置し母船送波部１及び航走体送波
部２のそれぞれの音響信号５ａ，５ｂの送波時刻信号６
ａ，６ｂとケーブル受波部３のそれぞれの音響信号５
ａ，５ｂの受波時刻信号７を受信してケーブル３０の各
ケーブル受波部３の位置を算出するケーブル形状算出部
４とを有している。
体ケーブル形状算出装置は、母船１０から音響信号５ａ
を送波する母船送波部１と、航走体２０から音響信号５
ｂを送波する航走体送波部２と、ケーブル３０上に予め
設定された複数の位置に母船１０及び航走体２０から送
波される音響信号５ａ，５ｂを受波するケーブル受波部
３と、母船１０内に位置し母船送波部１及び航走体送波
部２のそれぞれの音響信号５ａ，５ｂの送波時刻信号６
ａ，６ｂとケーブル受波部３のそれぞれの音響信号５
ａ，５ｂの受波時刻信号７を受信してケーブル３０の各
ケーブル受波部３の位置を算出するケーブル形状算出部
４とを有している。
【００１６】図３は本実施の形態における母船送波部の
一例を示すブロック図、図４は本実施の形態における航
走送波部の一例を示すブロック図、図５は本実施の形態
におけるケーブル受波部の一例を示すブロック図であ
る。
一例を示すブロック図、図４は本実施の形態における航
走送波部の一例を示すブロック図、図５は本実施の形態
におけるケーブル受波部の一例を示すブロック図であ
る。
【００１７】図３において、母船送波部１は、信号管制
器１１、信号変換器Ａ１２、信号変換器Ｂ１３、送波器
Ａ１４及び送波器Ｂ１５から構成される。信号管制器１
１では、送波のタイミングを制御し、送波コマンドを信
号変換器Ａ１２及び信号変換器Ｂ１３に送る。また、送
波時刻信号６ａをケーブル形状算出部４に送る。信号変
換器Ａ１２及び信号変換器Ｂ１３は、送波コマンドを受
信し、各々個別の周波数の信号生成パルスを生成し、送
波器Ａ１４及び送波器Ｂ１５に送る。送波器Ａ１４及び
送波器Ｂ１５は、受信した信号生成パルスに基づき、周
波数が異なる二つの音響信号５ａを水中に送波する。
器１１、信号変換器Ａ１２、信号変換器Ｂ１３、送波器
Ａ１４及び送波器Ｂ１５から構成される。信号管制器１
１では、送波のタイミングを制御し、送波コマンドを信
号変換器Ａ１２及び信号変換器Ｂ１３に送る。また、送
波時刻信号６ａをケーブル形状算出部４に送る。信号変
換器Ａ１２及び信号変換器Ｂ１３は、送波コマンドを受
信し、各々個別の周波数の信号生成パルスを生成し、送
波器Ａ１４及び送波器Ｂ１５に送る。送波器Ａ１４及び
送波器Ｂ１５は、受信した信号生成パルスに基づき、周
波数が異なる二つの音響信号５ａを水中に送波する。
【００１８】図４において、航走体送波部２は、信号管
制器２１、信号変換器２２及び送波器２３から構成され
る。信号管制器２１は、送波のタイミングを制御し、送
波コマンドを信号変換器２２に送る。また、送波時刻信
号６ｂをケーブル形状算出部４に送る。信号変換器２２
は、送波コマンドを受信し、信号生成パルスを生成し、
送波器２３に送る。送波器２３は、受信した信号生成パ
ルスに基づき、音響信号５ｂを水中に送波する。
制器２１、信号変換器２２及び送波器２３から構成され
る。信号管制器２１は、送波のタイミングを制御し、送
波コマンドを信号変換器２２に送る。また、送波時刻信
号６ｂをケーブル形状算出部４に送る。信号変換器２２
は、送波コマンドを受信し、信号生成パルスを生成し、
送波器２３に送る。送波器２３は、受信した信号生成パ
ルスに基づき、音響信号５ｂを水中に送波する。
【００１９】図５において、ケーブル受波部３は、受波
器３１、信号変換器３２及び受波時刻検出器３３から構
成される。受波器３１は、母船送波部１及び航走体送波
部２が水中に送波した音響信号５ａ，５ｂを受波する。
信号変換器３２は、受波器３１で受波した信号を電気信
号に変換し、受波時刻検出器３３に送る。受波時刻検出
器３３では、母船送波部１及び航走体送波部２から送波
された各音響信号の受波時刻信号７を検出し、ケーブル
形状算出部４に送る。
器３１、信号変換器３２及び受波時刻検出器３３から構
成される。受波器３１は、母船送波部１及び航走体送波
部２が水中に送波した音響信号５ａ，５ｂを受波する。
信号変換器３２は、受波器３１で受波した信号を電気信
号に変換し、受波時刻検出器３３に送る。受波時刻検出
器３３では、母船送波部１及び航走体送波部２から送波
された各音響信号の受波時刻信号７を検出し、ケーブル
形状算出部４に送る。
【００２０】尚、ケーブル形状算出部４は、母船送波部
１及び航走体送波部２の送波時刻信号６ａ，６ｂ，ケー
ブル３０上に複数存在するケーブル受波部３で検出され
た受波時刻信号７並びに従来技術等の方法で計測された
航走体の位置に基づき、複数のケーブル受波部３のそれ
ぞれ位置を計算する。ケーブル３０上に存在する全ての
ケーブル受波部３について位置計算を行い、最終的にケ
ーブル全体の形状を算出する。
１及び航走体送波部２の送波時刻信号６ａ，６ｂ，ケー
ブル３０上に複数存在するケーブル受波部３で検出され
た受波時刻信号７並びに従来技術等の方法で計測された
航走体の位置に基づき、複数のケーブル受波部３のそれ
ぞれ位置を計算する。ケーブル３０上に存在する全ての
ケーブル受波部３について位置計算を行い、最終的にケ
ーブル全体の形状を算出する。
【００２１】次に、本実施の形態における、ケーブル３
０の形状の算出方法について図１を基にして説明する。
０の形状の算出方法について図１を基にして説明する。
【００２２】母船１０の予め定められた位置を３次元座
標の原点とし、母船送波部１の２つの送波器すなわち送
波器Ａ１４と送波器Ｂ１５の位置を各々（ｘ１，ｙ１，
ｚ１，）及び（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とし、航走体送波部
２の送波器２３の位置を（ｘ３，ｙ３，ｚ３）とし、求
めたいケーブル受波部３の一つの位置を（ｘ，ｙ，ｚ）
とする。母船送波部１及び航走体送波部２での音響信号
の送波時刻をｔ０、ケーブル受波部３で受波された各送
波器からの音響信号の受波時刻をｔ１、ｔ２及びｔ３と
し、水中の音速をｃとすると、各座標の関係は式（１）
のように表される。
標の原点とし、母船送波部１の２つの送波器すなわち送
波器Ａ１４と送波器Ｂ１５の位置を各々（ｘ１，ｙ１，
ｚ１，）及び（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とし、航走体送波部
２の送波器２３の位置を（ｘ３，ｙ３，ｚ３）とし、求
めたいケーブル受波部３の一つの位置を（ｘ，ｙ，ｚ）
とする。母船送波部１及び航走体送波部２での音響信号
の送波時刻をｔ０、ケーブル受波部３で受波された各送
波器からの音響信号の受波時刻をｔ１、ｔ２及びｔ３と
し、水中の音速をｃとすると、各座標の関係は式（１）
のように表される。
【００２３】
【式１】
【００２４】このように３つの未知数（ｘ，ｙ，ｚ）に
対し、３本の式が与えられるため、これを解くことによ
り、ケーブル受波部３の一つの位置を算出することがで
きる。ケーブル受波部３は複数個あるので、総てのケー
ブル受波部３について式（１）の算出を行う。
対し、３本の式が与えられるため、これを解くことによ
り、ケーブル受波部３の一つの位置を算出することがで
きる。ケーブル受波部３は複数個あるので、総てのケー
ブル受波部３について式（１）の算出を行う。
【００２５】複数のケーブル受波部３はそれぞれケーブ
ル３０の予め定められた位置に設置されていることと、
式（１）の算出結果からケーブルの形状を算出すること
ができる。
ル３０の予め定められた位置に設置されていることと、
式（１）の算出結果からケーブルの形状を算出すること
ができる。
【００２６】尚、式（１）において、母船１０及び航走
体２０の速度が水中の音速Ｃに比較して非常に遅いの
で、ドップラー効果の影響は無視している。
体２０の速度が水中の音速Ｃに比較して非常に遅いの
で、ドップラー効果の影響は無視している。
【００２７】図６は本実施の形態におけるケーブル受波
部の位置を求める方法を示した概念図である。
部の位置を求める方法を示した概念図である。
【００２８】次に本実施の形態における複数のケーブル
受波部３の内の一つの位置を３次元で求める方法につい
て、図６を参照して説明する。
受波部３の内の一つの位置を３次元で求める方法につい
て、図６を参照して説明する。
【００２９】母船送波部１の送波器Ａ１４及び送波器Ｂ
１５から送波されて、ケーブル受波部３で受波された音
響信号の等伝搬距離面４１及び等伝搬距離面４２は、式
（１）の各々半径ｃ・（ｔ１−ｔ０）及びｃ・（ｔ２−
ｔ０）の球面である。また、航走体送波部２の送波器２
３から送波されてケーブル受波部３で受波された音響信
号の等伝搬距離面４３は、式（１）の半径ｃ・（ｔ３−
ｔ０）の球面である。これら３つの球面が３次元空間上
で交わる点がケーブル受波部３の位置となる。
１５から送波されて、ケーブル受波部３で受波された音
響信号の等伝搬距離面４１及び等伝搬距離面４２は、式
（１）の各々半径ｃ・（ｔ１−ｔ０）及びｃ・（ｔ２−
ｔ０）の球面である。また、航走体送波部２の送波器２
３から送波されてケーブル受波部３で受波された音響信
号の等伝搬距離面４３は、式（１）の半径ｃ・（ｔ３−
ｔ０）の球面である。これら３つの球面が３次元空間上
で交わる点がケーブル受波部３の位置となる。
【００３０】このように本実施の形態では、母船送波部
１は、２個以上の送波器を有し、各々異なる周波数の音
響信号を水中に送波し、その送波時刻をケーブル形状算
出部４に出力する。航走体送波部２は、１個以上の送波
器を有し、母船送波部１の各送波器と異なる周波数の音
響信号を水中に送波し、その送波時刻をケーブル形状算
出部４に出力する。ケーブル受波部３は、母船送波部１
及び航走体送波部２の送波器から送波された音響信号を
受波し、計測された受波時刻をケーブル形状算出部４に
出力する。ケーブル形状算出部４では、母船送波部１及
び航走体送波部２の送波時刻、ケーブル受波部３におけ
る受波時刻、予め計測してある航走体位置に基づき、各
ケーブル受波部３の位置を算出することができる。
１は、２個以上の送波器を有し、各々異なる周波数の音
響信号を水中に送波し、その送波時刻をケーブル形状算
出部４に出力する。航走体送波部２は、１個以上の送波
器を有し、母船送波部１の各送波器と異なる周波数の音
響信号を水中に送波し、その送波時刻をケーブル形状算
出部４に出力する。ケーブル受波部３は、母船送波部１
及び航走体送波部２の送波器から送波された音響信号を
受波し、計測された受波時刻をケーブル形状算出部４に
出力する。ケーブル形状算出部４では、母船送波部１及
び航走体送波部２の送波時刻、ケーブル受波部３におけ
る受波時刻、予め計測してある航走体位置に基づき、各
ケーブル受波部３の位置を算出することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、母船から
繰り出され、水中を航走する航走体と母船との間に位置
するケーブルの形状を計測する航走体ケーブル形状把握
装置であって、母船に設置され、異なる２つ以上の送波
器から各々異なる周波数の第１の音響信号を送波する母
船送波部と、航走体に設置され、母船送波部が送波する
第１の音響信号とは異なる周波数の第２の音響信号を送
波する航走体送波部と、ケーブルの予め設定された点に
複数設置され母船送波部及び航走体送波部から送波され
る第１及び第２の音響信号を受波し、第１及び第２の音
響信号を分離して受波時刻を計測するケーブル受波部
と、母船送波部による第１の音響信号の送波時刻と、航
走体送波部による第２の音響信号の送波時刻と、ケーブ
ル受波部で計測した第１及び第２の音響信号の受波時刻
及び予め得られている航走体の母船からの相対位置とか
ら複数のケーブルの各点の位置を３次元で順次算出する
ケーブル形状算出部とを備えることにより、以下に示す
効果を得ることができる。
繰り出され、水中を航走する航走体と母船との間に位置
するケーブルの形状を計測する航走体ケーブル形状把握
装置であって、母船に設置され、異なる２つ以上の送波
器から各々異なる周波数の第１の音響信号を送波する母
船送波部と、航走体に設置され、母船送波部が送波する
第１の音響信号とは異なる周波数の第２の音響信号を送
波する航走体送波部と、ケーブルの予め設定された点に
複数設置され母船送波部及び航走体送波部から送波され
る第１及び第２の音響信号を受波し、第１及び第２の音
響信号を分離して受波時刻を計測するケーブル受波部
と、母船送波部による第１の音響信号の送波時刻と、航
走体送波部による第２の音響信号の送波時刻と、ケーブ
ル受波部で計測した第１及び第２の音響信号の受波時刻
及び予め得られている航走体の母船からの相対位置とか
ら複数のケーブルの各点の位置を３次元で順次算出する
ケーブル形状算出部とを備えることにより、以下に示す
効果を得ることができる。
【００３２】第１の効果は、従来の手法に対し、ケーブ
ルの形状を実時間で得られることである。
ルの形状を実時間で得られることである。
【００３３】その理由は、ケーブル形状を流体力学的に
計算するのではなく、ケーブル上に設けた受波器で受波
される音響信号を用いて実際に計測するためである。
計算するのではなく、ケーブル上に設けた受波器で受波
される音響信号を用いて実際に計測するためである。
【００３４】第２の効果は、従来の手法に対し、ケーブ
ル形状が精度よく得られることである。
ル形状が精度よく得られることである。
【００３５】その理由は、受波器をケーブル上に複数配
置し、実際にその位置を計測するため、流体力学計算で
用いた潮流速、潮流向等の不確定性の高いパラメータを
使用する必要がないためである。
置し、実際にその位置を計測するため、流体力学計算で
用いた潮流速、潮流向等の不確定性の高いパラメータを
使用する必要がないためである。
【図１】本発明の航走体ケーブル形状算出装置の一実施
の形態を示した概念図である。
の形態を示した概念図である。
【図２】本発明の航走体ケーブル形状算出装置の一実施
の形態を示すブロック図である。
の形態を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態における母船送波部を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】本実施の形態における航走体送波部を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】本実施の形態におけるケーブル受波部を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】本実施の形態におけるケーブル受波部の位置を
求める方法を示した概念図である。
求める方法を示した概念図である。
【図７】従来の水中曳航体の超音波による位置計測方法
を示す概略説明図である。
を示す概略説明図である。
【図８】図７に示す従来例における信号処理装置の一部
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１ 母船送波部 ２ 航走体送波部 ３ ケーブル受波部 ４ ケーブル形状算出部 ５ａ，５ｂ 音響信号 ６ａ，６ｂ 送波時刻信号 ７ 受波時刻信号 １０ 母船 １１ 信号管制器 １２ 信号変換器Ａ １３ 信号変換器Ｂ １４ 送波器Ａ １５ 送波器Ｂ ２０ 航走体 ２１ 信号管制器 ２２ 信号変換器 ２３ 送波器 ３０ ケーブル ３１ 受波器 ３２ 信号変換器 ３３ 受波時刻検出器 ４１ 等伝搬距離面 ４２ 等伝搬距離面 ４３ 等伝搬距離面
Claims (5)
- 【請求項１】 母船から繰り出され、水中を航走する航
走体と前記母船との間に位置するケーブルの形状を計測
するに当たり、前記ケーブル上の予め定められた複数の
位置のそれぞれにケーブル受波部を設置し、前記複数の
ケーブル受波部はそれぞれ前記母船及び前記航走体から
のそれぞれ異なった音響信号とこれらの音響信号の受波
時刻とを受信し、前記母船では前記母船の予め定められ
た位置を３次元座標の原点とし、前記航走体の位置と前
記母船及び前記航走体のそれぞれの前記音響信号の送波
信号と前記複数のケーブル受波部のそれぞれからの前記
受波時刻を受信して前記複数のケーブル受波部のそれぞ
れの位置を算出することにより前記ケーブルの形状を算
出することを特徴とする航走体ケーブルの形状算出方
法。 - 【請求項２】 母船から繰り出され、水中を航走する航
走体と前記母船との間に位置するケーブルの形状を計測
する航走体ケーブル形状算出装置であって、前記母船に
設置され、異なる２つ以上の送波器から各々異なる周波
数の第１の音響信号を送波する母船送波部と、前記航走
体に設置され、前記母船送波部が送波する前記第１の音
響信号とは異なる周波数の第２の音響信号を送波する航
走体送波部と、前記ケーブルの予め設定された点に複数
設置され前記母船送波部及び前記航走体送波部から送波
される前記第１及び第２の音響信号を受波し、前記第１
及び第２の音響信号を分離して受波時刻を計測するケー
ブル受波部と、前記母船送波部による前記第１の音響信
号の送波時刻と、前記航走体送波部による前記第２の音
響信号の送波時刻と、前記ケーブル受波部で計測した前
記第１及び第２の音響信号の受波時刻及び予め得られて
いる前記航走体の前記母船からの相対位置とから、前記
複数のケーブル受波部の各点の位置を３次元で順次算出
するケーブル形状算出部とを備えることを特徴とした航
走体ケーブルの形状算出装置。 - 【請求項３】 前記母船送波部は、第１の信号管制器
と、信号変換器Ａと、信号変換器Ｂと、送波器Ａ及び送
波器Ｂとから構成され、前記第１の信号管制器では、送
波のタイミングを制御し、送波コマンドを前記信号変換
器Ａ及び前記信号変換器Ｂに送り、また、送波時刻を前
記ケーブル形状算出部に送り、前記信号変換器Ａ及び前
記信号変換器Ｂは送波コマンドを受信し、各々個別の周
波数の信号生成パルスを生成し、前記送波器Ａ及び送波
器Ｂに送り、前記送波器Ａ及び前記送波器Ｂはそれぞれ
受信した前記信号生成パルスに基づき周波数の異なる前
記第１の音響信号を水中に送波することを特徴とする請
求項２記載の航走体ケーブルの形状算出装置。 - 【請求項４】 前記航走体送波器は、第２の信号管制器
と、信号変換器及び送波器とから構成され、前記第２の
信号管制器は、送波のタイミングを制御し送波コマンド
を前記信号変換器に送り、また、前記送波時刻を前記ケ
ーブル形状算出部に送り、前記信号変換器は、送波コマ
ンドを受信し、信号生成パルスを生成し、前記送波器に
送り、前記送波器は、受信した前記信号生成パルスに基
づき、前記第２の音響信号を水中に送波することを特徴
とする請求項２及び３記載の航走体ケーブルの形状算出
装置。 - 【請求項５】 前記ケーブル受波部は、受波器と、信号
変換器及び受波時刻検出器とから構成され、前記受波器
は、前記母船送波部及び前記航走体送波部が水中に送波
した前記第１及び第２の音響信号を受波し、前記信号変
換器は、前記受波器で受波した信号を電気信号に変換
し、前記受波時刻検出器に送り、前記受波時刻検出器で
は、前記母船送波部及び前記航走体送波部から送波され
た前記第１及び第２の音響信号の受波時刻を検出し、前
記ケーブル形状算出部に送ることを特徴とする請求項
２，３及び４記載の航走体ケーブルの形状算出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9192559A JP2976940B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | 航走体ケーブルの形状算出方法及びその形状算出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9192559A JP2976940B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | 航走体ケーブルの形状算出方法及びその形状算出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138125A true JPH1138125A (ja) | 1999-02-12 |
| JP2976940B2 JP2976940B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=16293300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9192559A Expired - Fee Related JP2976940B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | 航走体ケーブルの形状算出方法及びその形状算出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976940B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020124596A1 (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | 唐山哈船科技有限公司 | 一种用于船舶的海洋声呐装置及其使用方法 |
-
1997
- 1997-07-17 JP JP9192559A patent/JP2976940B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020124596A1 (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | 唐山哈船科技有限公司 | 一种用于船舶的海洋声呐装置及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976940B2 (ja) | 1999-11-10 |
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