JPS6010486B2

JPS6010486B2 - ケ−ブルトラツキング方式

Info

Publication number: JPS6010486B2
Application number: JP54163811A
Authority: JP
Inventors: 勇一白崎; 喜直岩本; 静雄鈴木; 賢一浅川
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1985-03-18
Also published as: JPS5688607A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は敷設、埋設されているケーブルの位置追跡のた
めのケーブルトラッキング方式に関するものである。

陸上では、外力からケーブルを保護するため、ケーブル
を地中に埋設することが古から行なわれている。

一方、海や川などにケーブルを敷設する場合には、近年
漁網や船のアンカ等によってケーブルが破断されるのを
防ぐため、ケーブルを海底下や川底下に埋設することが
盛んになりつつある。このようなケーブルの埋設の方法
としては、ケーブルを敷設するときに埋設機械を用いて
同時に埋設まで行う敷設埋設同時方式と、いったんケー
ブルを海底上に敷設した後に、埋設機械を用いてケーブ
ルの埋設を行う後埋設方式がある。また、埋設されたケ
ーブルに障害が発生した場合には、障害発生部分付近の
ケーブルを掘り起こして船上に引き上げ、修理後、再び
敷設して再度埋設する必要がある。以上のような海底上
に敷設されたケーブルを埋設するためには、埋設機械を
ケーブル上に精確に設置するとともに、ケーブルの位置
追跡（以下トラッキングと称す）を精確に行い埋設機械
を制御する技術が不可欠である。従来、後埋設は、水深
の浅い場所ではダイバーの目視により埋設機械をコント
ロールして行なわれている。しかし、このような方法で
は、埋設作業ができる水深がダイバーの作業能力によっ
て制限されるし「またたとえ浅い場所でも水の透明度
が著しく悪い場合ケーブルの確認が困難となり、埋設作
業の能率が落ちる。本発明は「以上述べたような従来技
術の欠点を解決してケーブルの正確なトラッキングがで
き安全確実にケーブルの埋設機械を誘導制御することが
できるケーブルトラツキング方式を提供することを目的
としている。

この目的を達成するために、本発明では回転機の回転軸
にとりつけた回転アーム上にケ−ブル検知用の検知器を
配置し「トラツキング対象ケーブル上方でこの検知器の
配置された回転アームを海底面と水平な面で繰り返し回
転走査するとともに「回転アームの回転軸には再度検出
器を配置し、ケーブル検知器の配置された回転アームを
回転している間に各ケーブル検知器が検知した信号が最
大となったときの検知器の位置を角度検出器により検出
し、これらの検出信号を処理することにより、ケーブル
の位置と方向を表示するように構成されている。

以下図面により本発明を詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明のケーブルトラッキング方
式の一実施例を示す図面、第３図は第１図の回路構成を
示すための図面である。

第１図に示す実施例では、２個の検知器１はト回転機３
の回転軸９に取り付けられた回転アーム８上に所望の間
隔をおいて設置されている。

回転機構３を固定する支持台１０１こは「回転角検出器
２を設置し、回転角検出器２の回転軸は、回転軸９に歯
車７０，７１を介して連結する。回転ア−ム８が回転機
３によって回転すると、その回転角は回転角検出器２に
よって検出される。第２図に示す実施例では、検知器１
は、回転機構３の回転軸９によって駆動され回転軸８ａ
を中心に回転する回転アーム８上に設置される。回転ア
ーム８の一端の回転軸８ａと回転機構３の回転軸９はベ
ルト７２で連結されている。検知器１の信号は、スリッ
プリング７３を介して図示されていない外部の受信部へ
送られる。一方、回転アーム８の回転角は、回転機構３
の回転軸９に取りつけられた歯車７０を介して、回転角
検出器２の回転軸の歯車丁１へ伝達され、回転角検出器
２によって検出される。第３図は、第１図の本発明実施
例に対する回路構成例を示している。

すなわち２個のケーブル検知器１の出力が受信回路４で
受信される。また、回転機構３によって２個のケーブル
検知器１を同時に回転アーム８とともに回転させると同
時に「その回転角が回転角検出器２によって検知される
。２個の受信回路４の出力および回転角検出器２の出力
は処理回路６に導びかれ後述する処理回路６の例に説明
するごとくケーブルの位置と方向を求め、その結果を表
示部７に表示する。

ケーブル検出器としては金属検知器、磁界検知器のいず
れでも適用できる。

第４図にケーブル検出器の構成例を示す。第４図ａは、
多数回巻いたコイル５０を検知器とするもので、このコ
イル５０を一辺とする図示するようなブリッジ回路を構
成し、このコイル５０がケーブル１０３に接近した場合
トケーブル構成素材である銅や鉄内に生ずる渦電流によ
りコイル５０のィンダクタンスＬが変化するのを検出す
るものである。

第４図ｂは、２つのコイルで構成した検知器である。

励振コイル５１に対し、受信コイル５２を直交した状態
に配置した場合、コイル周囲に金属物がなければ、励振
電流ｌｅによりコイル５１から発生する磁束はコイル５
２に鎖交しないから、コイル５２に電圧が発生しない。
しかし、ケーブル１０３があると、コイル５１の発生磁
界によってケーブルの金属体内に発生した渦電流による
磁界が発生し、これがコイル５２に電圧を誘起する。し
たがって、コイル５２の誘導電圧を検出することにより
、ケーブルの検知ができる。第４図ｃは、励振コイル５
３と受信コイル５４は、同一軸上に配置した構成の検知
器である。

この場合、受信コイル５４は、常時励振コイル５３の発
生磁束と錯交しているので、誘導電圧を発生しているが
、ケーブル１０３が存在すると、ケーブル内の渦電流に
よる磁界もコイル５４に鎖交することになるので、コイ
ル５４の誘導電圧の大きさが変化する。従って、コイル
５４の譲導電圧の変化分の検出により、ケーブルの検知
ができる。第４図ａ，ｂ，ｃの検知器は、ケーブル１０
３の直上で、最大の出力が得られる。一方、トラツキン
グ対象ケーブル１０３に、電流を供給した場合には、ケ
ーブル周辺にその電流による磁界が発生する。ケーブル
に供給する電流ｉを交流電流とした場合には、第４図ｄ
に示す誘導コイル型検知器を用いることができる。

この検知器は、コイル５５と、検出磁界日の周波数に同
調させるためのコンデンサＣから構成される。検出感度
を高めるためコイルの巻き芯５６に高透磁率の材料であ
るフェライトやパーマロイの棒を用いてもよい。この検
知器は、８字型の指向性を有するので、コイル軸を水平
にして用いると、コイル真上で検出出力が最大となる。
第５図は、第３図の実施例の具体的な回路構成例を示し
たのである。

ケーブル検知器１からの検出信号は帯城通過フィル夕（
ＢＰＦ）１１、交流増幅器（ん）１２、検波器（ＤＥ
Ｔ）１３及び直流増幅器（ん）１４からなる受信回路（
第３図の４）で受信され、スイッチＳＷ，およびＳＷ２
を含む処理回路６に入る。一方、回転角検出器２の信号
も処理回路６に導かれる。回転角検出器２を例えばポテ
ンショメータＶＲを用いて第６図ｂの例のように構成す
ると、処理回路６の入力としては第６図ａの■の出力Ｖ
。ＵＴを得る。Ｒ，：Ｒ２である■の一方の出力は、Ｓ
ＩＮ回路１５に入り、第６図＠の正弦波形に変換される
。他の一方の出力は、負の絶対値回路１６に入り、第６
図■の波形に変換され、続いてレベルシフト回路１７に
より第６図宮の波形に変換される。これは、さらにＳＩ
Ｎ回路１８により第６図■の正弦波形に変換される。表
示部７として、例えばブラウン管オシロスコープを利用
するものとすると、第６図＠，■の信号を直接ブラウン
管オシロスコープ（ＣＲＴ）２１の×、Ｙ入力に入れる
ことによって、第５図のブラウン管上の軌跡２２を描く
。また両入力をそれぞれ係数Ｐ＝Ｘ，／Ｘ２の係数回路
１９で減衰し、それらをそれぞれＣＲＴ２１のＸ、Ｙ入
力に入れると、軌跡２３を描く。ここで、軌跡の円を、
実際のそれぞれのケーブル検知器１が回転に伴って描く
円と比例関係の大きさに選ぶ。スイッチコントローラ２
０は、スイッチＳＷ，〜ＳＷ６を高速で切換えるもので
ある。このようにすることによって、単一ガンビーム式
のＣＲＴを用いて、軌跡２２，２３を同時に表示するこ
とができる。第５図に示すようにそれぞれのケーブル検
知出力は受信回路４で増幅検波された後、ＣＲＴ２１の
輝度変調入力に入るので、ケーブルを検知すると、ＣＲ
Ｔ２１の画面上に示すように検知した位置の輝度が強く
なり、スポット２４として表示される。第７図は表示の
例を示したものである。

第７図のａ，ｂ，ｃは、実際の２個のケーブル検知器Ｓ
，，Ｓ２とケーブル１０３との位置関係を示す。ａ′，
ｂ′，ｃ′は、ＣＲＴ２１上に表示されたケーブルの位
置Ｄ，，○２を示す。第７図ａ，ａ′をさらに詳しく説
明する。検知器Ｓ，，Ｓ２を回転アームとともに回転さ
せると、まず、Ｓ′２の位置で検知器Ｓ２がケーブル１
０３の存在を検知し、次にＳ″，の位置で検知器Ｓ，が
検知する。この場合ＣＲＴ２１上には、Ｄ，，Ｄ２の
位置の輝度が高く表示される。すでに述べたように、実
際のケーブル検知器の構成とＣＲＴ２１上の表示パター
ンを比例関係にしているので、ＣＲＴ２１上の２点Ｄ
，，Ｄ２を結ぶ線（破線を示しいる）が、実際のケーブ
ルの位置および方向を示すことになる。第８図は第３図
の別の具体的回路構成例を示している。

この場合、ブラウン管の代りに第９図に示すように多数
個の発光ダイオードＬＥＤを半円周上に配置した構造の
ものを表示部７として用いる。第８図は、１つのケーブ
ル検知器１に対応する受信回路４、処理回路６、表示部
７を示している。回転角検出器２としては、例えば角度
信号がディジタル信号で出力されるロータリーェンコー
ダを用いる。ケーブル検知出力は、帯域通過フィル夕（
ＢＰＦ）１１、増幅器（Ａ，）１２、検波器（ＤＥ
Ｔ）１３及び増幅器（Ａ２）１４をへて、レベル検出器
（ＬＤ）３１に入る。この入力が、設定スレシホ−ルド
レベルより大きい場合、レベル検出器ＬＤから出力があ
り、これによって単安定マルチパイプレー夕（Ｍ．Ｍ）
３２が動作する。この電圧信号は、処理回路６の中のマ
ルチプレクサ３３をへて、対応するラツチ回路（ＬＡＴ
ＣＨ）３６で保持され、表示部７の発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）３７を点灯する。

マルチプレクサ３３の切換は、ロータリーェンコーダ２
のディジタル信号で直接行う。ラッチ回路３６で保持さ
れた信号は、ロータリーェンコーダ２が再び同じ角度信
号を出力した時に、もし、ケーブル検知器１がケーブル
ー０３を検知していなければ、リセツト信号発生回路３
５によって生成されたりセット信号ｇ，ｇ，・・・・・
・…によってリセットされＬＥＤ３７は消える。しかし
、再び検知信号がある場合にはリセツト信号は生成され
ないので、ＬＥＤ３７は点灯を持続する。第８図に示す
構成の装置でも表示部７のパタ−ン３０を第９図のごと
く、実際のケーブル検知器１の移動軌跡と比例関係にあ
る寸法にすれば、第７図で示したと同様に点灯したＬＥ
Ｄの結ぶ線が「実際のケーブルの位置と方向を表すこと
になる。第ｉｏ図は、第２図の本発明実施例の他の具体
的回路構成例を示している。

ケーブル検知器１からの検出信号は帯城通過フィル夕（
ＢＰＦ）１１、交流増幅器（Ａ，）１２、検波器（Ｄ
ＥＴ）１３及び直流増幅器（ん）１４からなる受信回路
４で受信され、表示器７のブラウン管オシロスコープ（
ＣＲＴ）２１の輝度変調入力に入る。一方、回転角検出
器２として、例えばレゾルバを用いることとすると、回
転角８‘こ応じて、レゾルバ２よりｓｉｎａおよびｃｏ
ｓ８なる信号が出力される。この２信号は、表示部７の
ＣＲＴ２１上の軌跡４３の円の半径を適当な大きさとす
るため処理回路６内の増幅器へで増幅する。増幅器Ａ４
の出力Ａｃｏｓ８、船ｉｎｏ‘ま各々表示部７のブラウ
ン管オシロスコープ（ＣＲＴ）２１のＸ、Ｙ入力に入り
、ブラウン管上に軌跡４３を描く。今、ケーブル検知器
１が角度ひの時点でケーブルを検知したとすれば、ブラ
ウン管の軌跡上０の点の輝度が強くなりスポット４１と
して表示される。第１１図は、第１０図で構成される装
置での表示例を示している。

第１１図ａ，ａ′でＳ，はケーブル検知器１を示す。検
知器Ｓ，がケーブル１０３の上方で回転した場合、第１
１図ａでは、Ｐ′，とＰ″，の位置で、また第１１図を
では、Ｐ′，の位置でケーブル１０３を検知する。この
場合、ブラウン管上には、それぞれ第１１図ｂではＤ
，とＤ２のポイントがスポットとして、また第１１図ｂ
′では、Ｄ，がスポットとして輝度を強調されて表示さ
れる。第１１図ｂではスポットＤ，とＤ２を結ぶ線（
点線で示した）が実際のケーブルルートを示すことにな
る。また、第１１図ｂ′では、スポットＤ，での円軌跡
との接線（点線で示した）と同一方向に実際のケーブル
ルートが存在することを示す。第１２図は、本発明のケ
ーブルトラッキング方式の使用例を示したもので、第１
２図ａは制御部１０１により制御されるケーブル探索機
１０２にケーブル探知器１００を搭載し、この信号を母
船１０８上で検出処理し表示するもので、この表示部１
０６に表示されたケーブル位置を見ながら、探索機１０
２をケーブル１０３上に沿ってトラッキングさせる例で
ある。

このケーブル探索機１０２はｔコントロールケーブル
１０７を介して船上から制御されるもので、搭載した推
進器１０９で海中を移動する。表示部への信号を利用し
て直接探索機の制御装置を制御すれば、自動的なケーブ
ルトラッキングシステムが実現される。第１２図ｂは、
ケーブル再埋設機１１０１こケーブル探知器１００を搭
載し、この信号を母船１０８上で検出処理し表示するも
ので、この表示部１０６に表示されたケーブル位置を見
ながら、再埋設機を正確にケーブル上に譲導し、埋設作
業を行う。

再埋設機１１０は、母線１０８上よりコントロールケー
ブル１０７を介して制御されるもので、車輪、キャタビ
ラ等の走行機構１１１で走行し、ジェット水流等を用い
てケーブルを埋設する。本発明のトラツキング方式を適
用すれば、ケーブルの位置が正確に明瞭な形で提示され
るので、再埋設機による作業を安全確実に実施できる効
果がある。ここでは、海底におけるケーブルへの適用例
を述べたが、ケーブルに限定せず、パイプラインにも適
用できるのは言うまでもない。適用場所も海底に限らず
、陸上又は河川でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明に用いるケーブル探知器の１例を
示す側面図および平面図、第２図ａ，ｂは本発明に用い
るケーブル探知器の他の例を示す側面図および平面図、
第３図、第５図、第８図及び第１０図は本発明の実施例
を示すブロック図、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発明に用
いるケーブル検知器の構造例を示す平面図、回路図又は
斜面図、第６図ａは第５図の実施例の動作を説明するた
めの波形図、第６図ｂは本発明に用いる回転角検出器の
１例を示す回路図、第７図および第１１図は本発明にお
けるケーブル検知器の配置例とこれに対応する表示例を
示す図、第９図は本発明に用いる表示器の１例を示す図
、第１２図は本発明の使用例を示す略図である。１・・・・・・ケーブル検知器、２・・・・・・回転角
検出器、３…・・・回転機構、４・・…・受信回路、６
・・・・・・処理回路、７・…・・表示部、８…・・・
回転アーム、８ａ，９・・・・・・回転軸、１０・・・
・・・支持台、１１・・・・・・帯城通過フィル夕、１
２…・・・交流増幅器、１３……検波器、１４・・・・
・・直流増幅器、１５，１８・・・・・Ｓ州回路、１６
・・・・・・絶対値回路、１７・…・・レベルシフト回
路、１９・・・・・・係数回路、２０・・・・・・スイ
ッチ・コントローラ、２１・・・・・・ＣＲＴ、２２，
２３…・・・軌跡、２４……スポット、３０……表示パ
ターン、３１…・・・レベル検知器、３２…・・・モノ
ステーブルマルチパイプレータ、３３……マルチプレク
サ、３４…・・・デコーダ、３５・・・・・・リセット
信号発生回路、３６…・・・ラツチ回路、３７・・・・
・・発光ダイオード、５０，５５・・・・・・コイル、
５１，５３・・・・・・励振コイル、５２，５４・・・
・・・受信コイル、５６・…・・巻き芯、７０，７１…
・・・歯車、７２・…・・スリップ・リング、１００・
・・・・・ケーブル探知器、１０１・・・…制御部、１
０２・・…・ケーブル探索機、１０３・・・・・・ケー
ブル、１０４……検出器、１０５……処理部、１０６・
・・…表示部、１０７・・・・・・コントロールケーブ
ル、１０８・・・・・・母船、１０９・…・・推進器、
１１０・・・・・・再埋設機、１１１・・・・・・走行
機構、１２０・・・・・・海面、１２１・・…・海底面
。オー図汁２図対３図汁４図ネ５図外６図矛６図才７図才８図汁９図汁ー０囚汁ｌー図氷に四

Claims

【特許請求の範囲】１回転機の回転軸にとりつけられた回転アーム上に金
属検知器又は磁気検知器によるケーブル検知器が少なく
とも１個固定されて該回転アームを該回転機により回転
させたときその１回転当り該ケーブル検知器によりケー
ブルを複数回検知してケーブル検知出力を得るように構
成されたケーブル探知手段と、前記回転アームの回転角
を回転角検出器によって検知して回転角信号を得る回転
角検知手段と、前記ケーブル探知出力と前記回転角信号
とからケーブルの敷設方向を表示する表示手段とを備え
たケーブルトラツキング方式。２前記回転アーム上に所望間隔をおいて２個の前記ケ
ーブル検知器が配置されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のケーブルトラツキング方式。３前記回転アームは固定アームの一端で回転可能なる
ように構成され該回転アームの端部に１個の前記ケーブ
ル検知器が配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項のケーブルトラツキング方式。