JPS6259761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は揺動変化連続測定装置に関し、たとえ
ば航行中の船舶の波浪および潮位による上下動を
正確に測量するための揺動変化連続測定装置に関
する。

従来、航路測量や港湾作業において、船舶内で
精密水深測量をする場合、波浪および潮位の変化
を考慮する必要がある。しかし、現状では、潮位
変化は最寄の検潮所からの電波信号を受信し、波
浪による上下動は船舶に取り付けた加速度計から
の変位信号を２重積分する方式で求めている場合
が現在知られている方法である。ところが、潮位
変化は湾、河川等の各海域で異なつており、測量
場所の潮位と検潮所で測量した潮位は一致しない
ことがある。また、加速度計による船舶の上下動
測量は加速度計発信器取り付け場所を精密水深測
量送受波器の近くに設ける必要があり、更に加速
度計そのものの原理から、経済的価格で船舶の微
少上下動から大巾な変化までを連続して計測する
ことはむづかしく、概算値を得ているのが現状で
ある。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消する
もので、陸上または固定作業台上に設けた発信装
置と揺動する被測量体、たとえば船舶上に設けた
受信装置とからなり、発信装置は赤外線またはレ
ーザ光線を別々に発信し、受信装置に設けられた
反射鏡によつて反射してきた赤外線またはレーザ
光線を水平型２セグメント受光素子で受信するこ
とにより、受信装置、即ち被測量体の水平移動を
自動追従できる機能を有し、一方、受信装置は赤
外線またはレーザ光線を垂直型２セグメント受光
素子で受信することにより、光線に追従して垂直
型２セグメント受光素子および反射鏡が自動的に
上下動する機能を有するものである。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。

第１図は本発明の装置を示す側面図であり、発
信装置１と受信装置２とから構成されている。発
信装置１を陸上の作業台上に、受信装置を船舶に
設置する場合について説明する。

まず、発信装置１を水準器５を見ながら、整準
台６の水平ネジ１４によつて水平になるように作
業台上にセツトする。船舶に設けた受信装置２の
方向に送信望遠鏡の凸レンズ９を向け、赤外線の
水平方向追尾光線Ａとレーザ光線の垂直移動測定
光線Ｂを発射（後述）させながら装置台３の上下
動調節装置４を作動し、受信装置２の受光レンズ
１５が上下動する（後述）受信装置２の高さのほ
ぼ中央になるようにセツトする。

赤外線発光ダイオード７から発射された赤外線
は半透明反射プリズム８を経て凸レンズ９から水
平方向に一定の広がりをもつて発射される。一
方、受信装置２の反射鏡２２は入射光を必ず元の
位置に反射させる性質をもつ回帰反射鏡を用い
る。したがつて、反射鏡２２に入射した赤外線は
再び発信装置１の凸レンズ９を経て半透明反射プ
リズム８を透過して、水平型２セグメントフオト
ダイオード１０へ到達する。水平型２セグメント
フオトダイオード１０は第２図に示すように２個
のフオトダイオード１０ａ，１０ｂを水平方向に
並べて取り付けたものである。このとき各々のフ
オトダイオード１０ａ，１０ｂ上には光点として
回帰反射鏡１０a′，１０b′が結像される水平型２
セグメントフオトダイオード１０は差動増巾器を
介してサーボモータ１３に電気的に持続してお
り、水平型２セグメントフオトダイオード１０に
赤外線が入射されると、水平位置に並んでいる各
セグメントに等しい光量が受光されるようにサー
ボモータ１３が働き、受光量の多いセグメント方
向へ発信装置が回転し向きを変える。このように
して船舶の動きによつて水平移動する反射鏡２２
を発信装置１は連続的に自動追従する。もし、反
射鏡２２を見失なつたときはサーボモータ１３が
発信装置１を１回転させ、同一水平上にある船舶
を探し出して自動追従を再開する。したがつて、
船舶が水平移動する限り、発信装置１は完全に船
舶を自動視準することができる。

一方、発信装置１のレーザ光線発振器１１から
はレーザ光線が発射され、コリメーターレンズ系
１２を経てビームの拡がりの少ない小さな直径の
測定光束として受信装置２の中央部にあるレーザ
受光レンズ１５を通り、垂直型２セグメントフオ
トダイオード１６に達する。垂直型２セグメント
フオトダイオード１６は第３図に示すように２個
のフオトダイオード１６ａ，１６ｂが上下方向に
並べて設けられている。垂直型２セグメントフオ
トダイオード１６は、差動増巾器を介してサーボ
モータ１７に電気的に接続されており、レーザ光
線を受光すると２個のセグメントに等量の光が受
光されるようにサーボモータ１７が働く。サーボ
モータ１７が回転すると、これに連動するプーリ
１８，１９が回転し、ベルト２０が上下に動きベ
ルト２０に取り付けられたレーザ受光レンズ１５
および垂直型２セグメントフオトダイオード１６
はこれに従つて上下する。

また第４図は受信装置２の正面図であるが、反
射鏡２２は２個の反射鏡からなつており、レーザ
受光レンズ１５および反射鏡２２は一定間隔を保
つてベルト２０に固定されているため、ベルト２
０が上下動するとこれらも同様に上下動する。

更に、サーボモータ１７にはこれに連動するポ
テンシヨメータ２１が取り付けられており、サー
ボモータ１７の動きを電気信号に変え、連続して
自動的に記録する。

発信装置１は固定されており、レーザ光線は常
に一定水平位を保つて発射されてくるのであるか
ら、ポテンシヨメータ２１の動きが、そのまま受
信装置、即ち船舶の上下動になり、この上下動の
短期的平均値がその場所での波浪変化であり、長
期的平均値がその場所での潮位変化とみなされ
る。

赤外線もレーザ光線も共に水平方向に発射され
ており、しかも受信装置の海面からの水平高さが
発信装置位置とほぼ同じであるから、船舶が遠方
から近づいてくる場合、または近くから遠方に遠
ざかる場合でも、発信装置からの光波は受信装置
の反射鏡およびフオトダイオードを自動視準する
ことができるし、反射鏡からの反射光は船台の水
平回転角±30゜以内では常に発信装置の同じ位置
に帰つてくる。又水平方向追尾光線Ａも垂直移動
測定光線Ｂも自然光と区別し相互の干渉がないよ
うに異なつた周波数で変調する方法が好ましい。

以上、陸上の作業台に発信装置を設置し、船舶
に受信装置を設置して潮位を測定する例について
説明したが、本発明の装置は船舶以外の揺動体の
上下変動を測定することもできる。

本発明の装置を用いて水深測量を行なえば任意
の場合におけるリアルタイムの潮位変化を正確に
知ることができるため測量精度が極めて高くな
り、河川、港湾等の土木工事の精度を陸上並に高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の側面図であり、第２図
は水平型２セグメントフオトダイオードの正面
図、第３図は垂直型２セグメントフオトダイオー
ドの正面図、第４図は受信装置の正面図である。 １……発信装置、２……受信装置、７……赤外
線発光ダイオード、１０……水平型２セグメント
フオトダイオード、１１……レーザ光線発振器、
１３，１７……サーボモータ、１６……垂直型２
セグメントフオトダイオード、１８，１９……プ
ーリ、２０……ベルト、２１……ポテンシヨメー
タ、２２……回帰反射鏡。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 赤外線またはレーザ光線からなる水平方向追
   尾光線および垂直移動測定光線をそれぞれ平行か
   つ水平に発信する固定台上の発信装置と、発信さ
   れた水平方向追尾光線を回帰反射鏡で反射すると
   共に、発信された垂直移動測定光線を連続的に垂
   直型２セグメント受光素子で受光する揺動物上の
   受信装置とから成り、上記発信装置は回帰反射鏡
   から反射される水平方向追尾光線を水平型２セグ
   メント受光素子で受光することにより揺動物の移
   動を水平方向に自動追尾する機能を有し、上記受
   信装置は発信装置から発信される垂直移動測定光
   線を連続的に受光するため、自から上下動する垂
   直型２セグメント受光素子の動きを検知して揺動
   物の上下動を自動的に測定する機能を有すること
   を特徴とする揺動変化連続測定装置。