JPS6334991B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は敷設されているケーブル、特に地中や
海底あるいは川底等に敷設されているケーブルの
位置を検知しケーブルルートを追跡するケーブル
トラツキング方式に関する。 近年ケーブルの敷設に関し、漁網や船のアンカ
等によるケーブルの破断防止という観点から、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。このような埋設されたケーブルを
修理などのために堀り起した場合には再度埋設す
る必要があり、そのためにはケーブルを埋設する
ための埋設機械をケーブルの真上にくるように位
置させ、該ケーブルのルートに沿つて精確に制御
移動させることが必要となる。 本発明は以上のごとき観点に基づいてなされた
もので、例えばケーブルを埋設するための埋設機
械のごとき移動体をケーブル・ルートに沿つて精
確に制御・移動させる方式を提供することを目的
とする。この目的を達成するための本発明の特徴
は、余弦特性の磁界検出指向性を有する少なくと
も２個の磁界検出器を最大検出感度指向性方向を
海底等の底面の傾きに関係なく常に相互に直交さ
せかつそれぞれの最大検出感度指向性方向が移動
体の進行方向に平行な面内に向くように構成した
進行方向面内指向直交２軸磁界検出器を有する移
動体をトラツキング対象ケーブルの近傍に移動さ
せ、端局から導体線に印加される周波数を地磁気
の影響が小となるように制御して安定周波数に
し、該所定周波数の交流電流に起因する交流磁界
及びこれに重畳される地磁気を各磁界検出器によ
り検出し、各磁界検出器の出力から前記交流磁界
に対応する電気信号のみを通過増幅した後前記所
定周波数の交流電流に対応する同一周波数の交流
電圧を参照入力として夫々同期検波し、前記交流
磁界の方向が導体線を中心とする接線方向である
ことから同期検波して得られた夫々の出力の極性
および振幅により、トラツキング対象ケーブルに
対する移動体の位置を求めると共に移動体の進行
方向に対するケーブルの敷設方向を検知し、移動
体がケーブル真上でケーブルの敷設方向に移動す
るように制御するごときケーブルトラツキング方
式にある。以下図面により実施例を説明する。 第１図は本発明によるケーブルトラツキング方
式の一実施例を示し、図中の１は例えばケーブル
埋設機械のごとき移動体で、進行方向面内指向直
交２軸磁界検出器１５が搭載されている。進行方
向面内指向直交２軸磁界検出器１５は本発明の重
要な特徴をなすもので、余弦特性の磁界検出指向
特性を有する少なくとも２個の成分磁界検出器の
夫々の最大検出感度指向性方向が互いに直交する
ごとく配置してなる直交２軸磁界検出器１０で構
成されている。 第２図Ａは直交２軸磁界検出器１０の構成を示
し、余弦特性の磁界検出指向特性を有する成分磁
界検出器４および６を、それぞれの最大検出感度
指向性方向が互いに直交するように配置して構成
したものである。成分磁界検出器４および６の感
度は必ずしも同じである必要はない。今、成分磁
界検出器４の検出指向性方向が直交３軸ｘ、ｙ、
ｚにおけるｚ軸方向に最大検出感度を有するとし
た場合、該検出器４の検出指向性はｚ軸を含むす
べての平面上で第２図Ｂに示すような余弦特性の
指向性を有する。また、別の成分磁界検出器６も
ｘ軸に最大検出感度指向性方向を有し、成分磁界
検出器４と同様な余弦特性の指向性を有する。直
交２軸磁界検出器１０を構成するこれら成分磁界
検出器４および６は周辺磁界をそれぞれの検出指
向性に応じて検知し、それぞれに対応した電気信
号を出力する。これら成分磁界検出器４および６
は誘導コイル（サーチコイル）、フラツクスゲー
ト磁界検出器、薄膜倍周波発振型磁界検出器、ホ
ール素子形磁界検出器、磁気マルチバイブレータ
形磁界検出器、磁気抵抗効果素子形磁界検出器な
ど、余弦特性の磁界検出指向性を有し、交流磁界
を検知可能なものであればよく特に限定しない。 第３図Ａおよび第３図Ｂは進行方向面内指向直
交２軸磁界検出器の構成例で、第３図Ａは、第２
図で説明した直交２軸磁界検出器１０の成分磁界
検出器４および６をその最大検出感度指向性方向
が共に移動体の進行方向に平行な平面内とすると
共に成分磁界検出器の１個例えば６の最大感度指
向性方向が常に移動体の通過した平面（移動面）
に平行な方向を向くように構成したものである。
以上のごとく成分磁界検出器６の最大検出感度指
向性方向を常に移動体の移動面に平行な平面内で
移動方向に平行に指向させるならば、最大検出感
度指向性方向がそれに直交する別の成分磁界検出
器４の最大検出感度指向性方向は常に移動体の移
動面に垂直な方向を指向することになる。第３図
Ａにおいて、１０は直交２軸磁界検出器、１５は
進行方向面内指向直交２軸磁界検出器、１１は直
交２軸磁界検出器１０の電気信号をとり出すため
の信号線である。４５は移動体の進行方向に平行
に向きかつ移動体の移動面に平行に向くように移
動体に固定されたアームである。４６はアーム４
５と前記直交２軸磁界検出器１０を接続固定する
ための接続器であり、該直交２軸磁界検出器１０
の前記成分磁界検出器４の最大検出感度指向性方
向が該アーム４５の方向に平行になるように接続
固定する。このように構成すれば成分磁界検出器
４および６はその地点における磁界をそれぞれの
検出指向性に応じて検出し、それに対応した電気
信号を出力し、信号線１１を経てその電気信号を
外部にとり出すことができる。 第３図Ｂは、第２図で説明した直交２軸磁界検
出器１０の成分磁界検出器４および６の１個、例
えば４の最大検出感度指向性方向を常に鉛直方向
（ｚ軸方向）に向くように、また、別の成分磁界
検出器例えば６の最大検出感度指向性方向を常に
走行体の進行方向に平行な鉛直面内に向くように
構成したものである。以上のごとく成分磁界検出
器４の最大検出感度指向性方向を常に鉛直方向に
指向させるならば、最大検出感度指向性方向がそ
れに直交しているもう１個の成分磁界検出器６の
最大検出感度指向性方向は常に水平方向を指向す
ることになる。第３図Ｂにおいて１０は直交２軸
磁界検出器、１５は進行方向面内指向直交２軸磁
界検出器、４０は同容器、４１は直交２軸磁界検
出器１０の底面に付した重錘、４２は比較的粘度
の高い流動パラフインのような液体である。４３
は直交２軸磁界検出器１０の電気信号をとり出す
ための信号線であり、軽量で可とう性のある線材
が使用される。４４は信号線１１および４３を接
続するための接続器、４５は走行体の進行方向に
平行に向くように走行体に固定されたアーム、４
６はアーム４５と前記直交２軸磁界検出器１０を
接続するための接続器であり、直交２軸磁界検出
器１０が前記アーム４５のまわりに、アーム長さ
方向に垂直な面内で自由に回転しかつアーム長さ
方向に垂直な軸４７のまわりに自由に回転し得る
ように接続保持する。４８は進行方向面内指向直
交２軸磁界検出器１５の容器４０に前記アーム４
５を貫通・接続・保持させるための接続器であ
り、アーム４５は該接続器部分で自由に回転でき
るがアーム長さ方向に前後に移動しないように保
持される。以上のごとく構成されれば、液体４２
によつて直交２軸磁界検出器１０に浮力が発生
し、該検出器１０および付加重錘４１の重量と浮
力のバランスした位置で該検出器１０は液体４２
中に、直交２軸磁界検出器１０に付加された重錘
４１を下にした状態で浮く。この状態で成分磁界
検出器６の最大検出感度指向性方向を前記アーム
４５に対し平行に向くようにかつ成分磁界検出器
４の最大検出感度指向性方向を重錘４１の重力の
向きと逆向きになるごとく配置させてあれば、容
器４０がどのように傾いても成分磁界検出器４の
最大検出感度指向性方向は常に鉛直方向を、ま
た、成分磁界検出器６の最大検出感度指向性方向
は常に水平方向を指向し、かつ移動体の進行方向
に平行な鉛直面内に向き、これら成分磁界検出器
４および６はその地点における磁界をそれぞれの
検出指向性に応じて検知し、それに対応した電気
信号を出力し、信号線４３、接続器４４、および
信号線１１を経てその電気信号を外部にとり出す
ことができる。 なお、第３図Ａおよび第３図Ｂにおいて第１図
および第２図と同符号のものは同一物を示すもの
とする。 進行方向面内指向直交２軸磁界検出器が以上の
ごとく構成されるので、以下に第１図に基づき、
加えて第３図Ａおよび第３図Ｂを用いて本発明に
よるケーブルトラツキング方式の一実施例を説明
する。 進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５は母
船からの遠隔操縦により海中を自由に移動できる
移動体１に搭載される。海底等に敷設されている
ケーブル２１に端末２３からトラツキング用信号
源２４を用いてトラツキング用の交流電流（周波
数）が供給でき、該トラツキング用交流電流に
よつて前記ケーブル２１の周囲には周波数の交
流磁界が発生する。このトラツキング用交流信号
磁界の強さは、トラツキング用交流電流の大きさ
に比例し、ケーブル２１から進行方向面内指向直
交２軸磁界検出器１５までの距離に反比例する関
係にある。また、該トラツキング用交流信号磁界
の方向はケーブルを中心とする円周上の接線方向
である。 進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５を搭
載した移動体１をケーブル２１の周辺に持ち来た
すと、進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５
のそれぞれの成分磁界検出器４および６は、それ
ぞれ地磁気に起因する直流磁界とケーブル２１に
供給した前記トラツキング用交流電流に起因する
交流磁界の両者を重畳した磁界をそれぞれの指向
性特性に応じて検知し（ただし、成分磁界検出器
として誘導コイルを用いた場合には直流磁界を検
知しない）、それに対応した電気信号を出力する。
しかるに地磁気は若干の時間的変動を有している
が一定とみなせる直流的磁界であるが、一定地磁
気内で移動体１が進行する場合、地磁気に対し移
動体１の進行方向が変化する場合等では、成分磁
界検出器４および６の電気信号には地磁気による
交流成分が含まれることになる。しかし、ケーブ
ル２１に供給したトラツキング用交流電流の周波
数を適当に選べば、前記交流成分と該トラツキ
ング用交流電流に起因する磁界による信号出力と
は帯域通過波回路によつて容易に分離可能であ
る。したがつて以下の説明では前記周波数近傍
の交流信号磁界成分についてのみ取扱うことにす
る。 進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５のそ
れぞれの成分磁界検出器４および６の電気信号出
力は信号線１１により信号受信部２０に送られ、
結合・増幅され信号線３１によつて母船上の信号
処理部３２に伝送される。なお、信号受信部２０
の有する信号結合・増幅機能は進行方向面内指向
直交２軸磁界検出器１５に含めることができ、こ
の場合には信号受信部２０はなくても良い。信号
処理部３２では、まず、それぞれの成分磁界検出
器４および６の電気信号出力を回路ブロツク３３
により成分磁界検出器４および６に対応した回路
ブロツク３４および３６に分離供給する。回路ブ
ロツク３４および３６はトラツキング用交流電流
の周波数を中心周波数とする帯域通過波器お
よび増幅器から構成されており、成分磁界検出器
４および６の夫々の電気信号出力のうちトラツキ
ング用交流電流に起因する交流磁界に対応した周
波数近傍の電気信号のみを通過・増幅する機能
を有する。回路ブロツク３４および３６の夫々の
電気出力は各々対応する回路ブロツク３５および
３７に供給される。回路ブロツク３５および３７
は同期検波回路であり、入力信号を参照信号によ
り同期検波し、入力信号に比例した振幅をもち、
かつ入力信号と参照信号が同極性の場合には正極
性の電圧を、また、入力信号と参照信号が逆極性
の場合には負極性の電圧を出力する機能を有す
る。トラツキング用信号線２４からトラツキング
用交流電流に対応した周波数なる交流電圧が、
母船を経由して導体２６を通じ参照信号として回
路ブロツク３５および３７に供給され、成分磁界
検出器４および６の電気信号出力が同期検波さ
れ、表示ブロツク３８に表示される。この表示結
果から後述のように進行方向面内指向直交２軸磁
界検出器１５がケーブル２１に対し移動体１の進
行方向に向つて、右側、真上、左側のどの位置に
おり、また移動体１の進行方向がケーブル２１の
敷設方向に対し正の傾き、平行、または負の傾き
のいずれの方向に進行しているのかを検知するこ
とができる。 従つて、ケーブルの位置の検知を極めて容易な
らしめることができ、ケーブル埋設機械と組合せ
て適用すれば、ケーブル埋設機械をケーブル上に
容易に正確に誘導制御することができる。 第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、第５図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
および第６図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは第１図の実施例を
さらに説明するためのもので、それぞれの図にお
いて、Ａは平面図、Ｂはケーブル２１の軸方向か
ら見た側面図、Ｃはトラツキング用信号磁界ベク
トルH_ACおよび各Ｘ軸、Ｚ軸成分（成分磁界検出
器４方向成分）H_ACX、H_ACZの関係を示す図、Ｄ
はH_ACのＸ軸成分H_ACXと成分磁界検出器６方向
（ｘ軸方向）の磁界成分H_ACxの関係を示す。な
お、第４図、第５図および第６図において第１図
と同符号のものは同一物を示すものとする。 今、進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５
を搭載した移動体１が水平な海底面とほぼ平行に
進行しているものとする。この場合のように移動
体１が水平な海底面を該海底面に平行に進行する
場合、進行方向面内指向直交２軸磁界検出器とし
て第３図Ａ、第３図Ｂに示すどちらの構成のもの
を使用しても基本的な効果にはまつたく差はな
い。ただし両構成例の実際面の効果としては第３
図Ｂの構成例のもののほうが移動体１の移動時の
振動の影響を受け難い点が主として異なる。した
がつて第４図、第５図および第６図においては第
３図ＡおよびＢの構成例のものとも同等に取扱う
ことにする。 第４図Ａ、第５図Ａおよび第６図Ａに示すよう
に、ケーブルの長さ方向にＹ軸、海底面に鉛直上
向きにＺ軸、またＹ軸とＺ軸の双方に直交してＸ
軸をとり、移動体１がＸ軸からθ傾いてかつケー
ブルに向つて左側、右側および真上を進行してい
る場合を例にとり、第１図をあわせ用いることに
よつて本発明を更に詳述する。 第４図Ｂ、第５図Ｂおよび第６図Ｂに示すよう
に進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５とケ
ーブル２１との直線距離をＲ、水平距離をＬ、該
進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５の海底
面からの高さをｈとする。ケーブル２１に供給さ
れたトラツキング用交流電流Ｉに起因する該進行
方向面内指向直交２軸磁界検出器１５の位置する
地点におけるトラツキング用信号磁界ベクトルを
H_ACとする。該磁界ベクトルH_ACは、ケーブル２
１に垂直な平面内にありかつ進行方向面内指向直
交２軸磁界検出器１５の位置でケーブル２１を中
心とし半径Ｒで引いた円周の接線方向の向き、例
えば第４図Ａ、第５図Ａおよび第６図Ａに示す向
きに該交流電流Ｉが流れている場合には第４図
Ｂ、第５図Ｂおよび第６図Ｂに示す向きとなる。
交流電流Ｉの向きが反転する時刻には、該交流信
号磁界ベクトルH_ACの向きも反転することは明ら
かである。なお、交流電流の向きが逆転する時刻
では該交流信号磁界ベクトルH_ACおよび後述する
H_ACZ、H_ACX、H_ACx等すべての極性が反転するこ
とになる。しかし、後述の参照信号も逆転するよ
うにできるので、後に述べる位相検波後の信号出
力の極性は第４図、第５図および第６図の交流電
流Ｉの向きの場合と同じになる。H_ACの大きさを
｜H_AC｜とすると、｜H_AC｜はＲに反比例する。
H_ACの方向と鉛直方向（Ｚ軸およびｚ軸方向）と
のなす角をとすると、は海底面と進行方向面
内指向直交２軸磁界検出器１５からケーブル２１
に引いた垂線とのなす角に等しい。また、進行方
向面内指向直交２軸磁界検出器１５の成分磁界検
出器４および６の最大検出感度指向性方向がそれ
ぞれ鉛直方向上向き（ｚ軸方向でｚ軸の正の向
き）およびｘ軸方向でｘ軸の正の向きであると
し、それぞれの成分磁界検出器４および６が余弦
特性の磁界検出指向性を持つているとすると、該
成分磁界検出器４により検出される信号電圧ｓ４
はトラツキング用交流磁界H_ACのｚ軸方向成分
H_ACzに比例するので、第４図Ｃ、第５図Ｃおよ
び第６図Ｃから明らかなように｜H_AC｜cos
（１／L²＋h²に比例する）に比例し、また、成分磁界 検出器６により検出される信号電圧ｓ６はトラツ
キング用交流信号磁界H_ACのｘ軸方向成分H_ACxに
比例するので、第４図Ｄ、第５図Ｄおよび第６図
Ｄから明らかなように｜H_AC｜sincosθ（１／L²＋h² cosθに比例する）に比例する。 ここで、第４図Ａに示すように移動体１がケー
ブル２１に向つて左側（０＜＜90゜）をＸ軸に
対し傾きθ（０＜θ＜90゜）で進行している場合、
第４図Ｃに示すように進行方向面内指向直交２軸
磁界検出器１５の成分磁界検出器４により検出さ
れる信号電圧は｜H_AC｜cosに比例し、０＜＜
90゜であるから正極性の電圧となる。この信号電
圧は信号線３１を通じ回路ブロツク３３で回路ブ
ロツク３４側に分離され、該回路ブロツク３４に
より前記信号周波数近傍の周波数成分をもつ信
号電圧分のみ通過増幅され（または交流電圧分の
み増幅され）、回路ブロツク３５に供給される。
回路ブロツク３５では前記トラツキング用信号源
２４から前記トラツキング用交流電流Ｉに対応し
て、例えば抵抗器を該トラツキング用信号源２４
内でケーブルに直列に接続し該抵抗器両端の電圧
を供給する等の手段により、第４図Ａに示す電流
の向きに対し周波数なる正極性の交流電圧を母
線を経由して導線２６を通じ参照信号として回路
ブロツク３５に供給する。回路ブロツク３５はこ
れにより、前記回路ブロツク３４から供給された
信号電圧を同期検波する。第４図に示す例の場
合、成分磁界検出器４の信号電圧は、トラツキン
グ用交流電流Ｉが第４図Ａに示す向きに流れてい
る時刻の間は正極性であるため、回路ブロツク３
５で同期検波された後回路ブロツク３８に表示さ
れる同期検波後の信号電圧は正極性となる。トラ
ツキング用交流電流Ｉが第４図Ａに示す向きと逆
向きに流れている時刻では、該トラツキング用交
流電流Ｉに起因するトラツキング用交流信号磁界
ベクトルH_ACの向きも逆転し−180゜＜＜−90゜と
なるので前記成分磁界検出器４の信号電圧は負極
性となるが、参照信号電圧も負極性となるため回
路ブロツク３５で同期検波された後回路ブロツク
３８に表示される同期検波後の信号電圧は正極性
のままである。したがつて、第４図Ａに示すよう
に移動体１がケーブル２１に向かつて左側を進行
する場合、成分磁界検出器４により検出された信
号電圧は、波・増幅・同期検波された後回路ブ
ロツク３８に表示されることになるが、その同期
検波後の信号電圧は常に正極性となる。また、第
４図Ｄに示すように進行方向面内指向直交２軸磁
界検出器１５の成分磁界検出器６により検出され
る信号電圧はトラツキング用交流信号磁界H_ACの
ｘ軸方向成分｜H_AC｜sincosθに比例し、０＜
＜90゜、０＜θ＜90゜であるから正極性の電圧とな
る。この電圧は信号線３１を通じ回路ブロツク３
３で回路ブロツク３６側に分離され、該回路ブロ
ツク３６で前記信号周波数近傍の周波数成分を
もつ信号電圧分のみ通過増幅された後回路ブロツ
ク３７に供給される。トラツキング用信号線２４
から周波数なるトラツキング用交流電流Ｉの向
きに対応した極性（この場合には正極性）の交流
電圧を母船を経由して導体２６を通じ参照信号と
して回路ブロツク３７に供給することにより、前
記回路ブロツク３６から供給された信号電圧を回
路ブロツク３７において同期検波する。第４図の
例の場合には、成分磁界検出器６の信号電圧は正
極性であるため回路ブロツク３７で同期検波され
た後回路ブロツク３８に表示される同期検波後の
信号電圧は正極性となる。前記トラツキング用交
流電流Ｉが第４図Ａに示す向きと逆向きに流れて
いる時刻では、該トラツキング用交流電流Ｉに起
因するトラツキング用交流信号磁界ベクトルH_AC
の向きも逆転し−180°＜＜−90゜となるので、
前記成分磁界検出器６の信号電圧は負極性となる
が、参照信号電圧も負極性となるため、回路ブロ
ツク３７で同期検波された後回路ブロツク３８に
表示される同期検波後の信号電圧は正極性のまま
である。したがつて第４図Ａに示すように移動体
１がＸ軸に対し傾きθ（０＜θ＜90゜）で進行して
いる場合（移動体１がケーブル２１に対し負の傾
き角で絶対値が90゜以下の傾き角で進行している
場合）、成分磁界検出器６により検出された信号
電圧は波・増幅同期検波された後回路ブロツク
３８に表示されることになるが、その同期検波後
の信号電圧は常に正極性となる。 次に、第５図Ａに示すように、移動体１がケー
ブルに向つて右側（90゜＜＜180゜）をＸ軸に対
し傾き角θ（90゜＜θ＜180゜）で進行している場合
には、進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５
の成分磁界検出器４により検出される信号電圧は
90゜＜＜180゜であるから負極性となる。従つて、
回路ブロツク３５で同期検波された後回路ブロツ
ク３８に表示される同期検波後の信号電圧は負極
性となる。また、進行方向面内指向直交２軸磁界
検出器１５の成分磁界検出器６により検出される
信号電圧は90゜＜＜180゜、90゜＜θ＜180゜である
から負極性となる。従つて、回路ブロツク３７で
同期検波された該回路ブロツク３８に表示される
同期検波後の信号電圧は負極性となる。 第６図Ａに示すように移動体１がケーブル２１
の真上を（＝90゜）ケーブルに平行（θ＝90゜）
に進行している場合には、進行方向面内指向直交
２軸磁界検出器１５の成分磁界検出器４により検
出される信号電圧は＝90゜であるから、理想的
には零となる。従つて、回路ブロツク３５で同期
検波された後回路ブロツク３８に表示される同期
検波後の信号電圧の絶対値は最小となる。また、
進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５の成分
磁界検出器６により検出される信号電圧は＝
90゜θ＝90゜であるから、理想的には零となる。従
つて、回路ブロツク３７で同期検波された後回路
ブロツク３８に表示される同期検波後の信号電圧
の絶対値は最小となる。 以上述べた説明から容易に理解されるように移
動体１がケーブルトラツキングを行なうために
は、前記成分磁界検出器４および６のそれぞれの
信号電圧を波・増幅・同期検波した後表示ブロ
ツク３８に表示されるそれぞれの信号電圧の絶対
値がともに最小となるように移動体１の位置およ
びケーブルに対する方向を制御すればよい。 次に、移動体１の進行制御方法につき具体的に
説明する。移動体１がケーブル２１の直上を進行
するしている場合を除くと移動体１のケーブル２
１に対する位置および進行方向の傾き角の関係は
下表に示す８つの場合に分類できる。

【表】 表には、それぞれの場合に番号１〜８までを対
応させ、１〜８のそれぞれの場合に対し、進行方
向面内指向直交２軸磁界検出器１５の成分磁界検
出器４の出力を回路ブロツク３４により波・増
幅し回路ブロツク３５により同期検波した後の出
力の極性および該直交２軸磁界検出器１５の成分
磁界検出器６の出力を回路ブロツク３６により
波・増幅し回路ブロツク３７により同期検波した
後の出力の特性を、それぞれ対応させて示してあ
る。表から明らかなように移動体１がケーブル２
１に対し左側（０≦＜90゜）に位置する場合、
即ち１〜４の場合には前記回路ブロツク３５の出
力の極性はすべて正であり、また、移動体１がケ
ーブル２１に対し右側（90゜＜＜180゜）に位置
する場合、即ち５〜８の場合には前記回路ブロツ
ク３５の出力の極性はすべて負である。また、移
動体１がケーブル２１に対し近づく方向に進行す
る場合、即ち１、３、６および８の場合には回路
ブロツク３５の出力の極性と回路ブロツク３７の
出力の極性はすべて同極性であり、移動体１がケ
ーブル２１から遠ざかる方向に進行する場合、即
ち２、４、５および７の場合には回路ブロツク３
５の出力の極性と回路ブロツク３７の出力の極性
はすべて逆極性である。したがつて回路ブロツク
３５の出力の極性により、移動体１がケーブル２
１の左側を進行しているかまたは右側を進行して
いるかが判断可能であり、回路ブロツク３５の出
力の極性と回路ブロツク３７の出力の極性の組に
より、移動体１がケーブル２１に近づく方向に進
行しているのか遠ざかる方向に進行しているのか
が判断できる。 したがつて、ケーブルトラツキングを行なうに
はまず、移動体１をケーブル２１に近づくように
移動制御する必要があるが、このためにはまず、
回路ブロツク３５の出力の極性により移動体１が
ケーブル２１に対し左側を進行しているか右側を
進行しているか判断する。例えば移動体１がケー
ブル２１の左側を進行している場合には回路ブロ
ツク３７の出力の極性が正となるように、また、
移動体１がケーブル２１の右側を進行している場
合には回路ブロツク３７の出力の極性が負となる
ように移動体１の進行方向を制御する。この場合
に、表から明らかなように１、３、６および８の
場合がこの条件を満足する。ここで、１と３およ
び６と８の組はそれぞれ回路ブロツク３５の出力
の極性と回路ブロツク３７の出力の極性の組が同
じであるが、それぞれの組においてケーブル２１
の敷設方向に対する移動体１の進行する向きが逆
になつている。通常ケーブルトラツキングを行な
う場合、ケーブルのどちらの向きにトラツキング
するべきかはあらかじめ決まつているのが普通で
ある。このような場合には、例えば移動体に搭載
した磁気コンパス等を用いて地磁気の向きに対す
る移動体１の進行方向を検出することにより移動
体１の進行すべき向きを容易に決定できる。例え
ば第４図Ａ、第５図Ａおよび第６図Ａに示すよう
に上向きにトラツキングすべき場合を例にとれ
ば、表において１、２、５および６がこの向きに
相当し、このような条件でケーブルトラツキング
を行なう場合に移動体１がケーブル２１に近づく
ためには表の１または６の場合がこの条件を満足
することになる。これに対しケーブルのどちらの
向きにトラツキングしてもよいような場合には、
単に回路ブロツク３５の出力の極性と回路ブロツ
ク３７の出力の極性が同極性となるように移動体
１の進行方向を制御すればよい。 移動体１の進行方向制御方法につきさらに具体
的に説明する。成分磁界検出器４により検出され
る信号電圧はトラツキング用交流信号磁界H_ACの
ｚ軸方向成分H_ACzに比例することから、前記進
行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５のケーブ
ル２１からの水平距離をＬ、ケーブル２１からの
高さをｈとすると、Ｌ／（L²＋h²）に比例するこ
とが容易に理解できる。したがつて、該成分磁界
検出器４により検出された信号電圧を波・増
幅・同期検波し前記回路ブロツク３８に表示され
る同期検波後の信号電圧ｓ４の絶対値はＬがｈに
等しくなる位置において最大となり、Ｌがｈより
小となると該信号電圧ｓ４の絶対値は減少するこ
とは明らかである（該進行方向面内指向直交２軸
磁界検出器１５を搭載した移動体１がケーブル２
１に対しどの方向に向いているかに無関係であ
る）。また、成分磁界検出器６により検出された
信号電圧を波・増幅・同期検波し前記回路ブロ
ツク３８に表示される同期検波後の信号電圧ｓ６
はトラツキング用交流信号磁界H_ACのｘ軸方向成
分H_ACxに比例することから、hcosθ／（L²＋h²）
に比例することが容易に理解できる。したがつ
て、移動体１の進行方向θを一定とすれば前記信
号電圧ｓ６の絶対値は、前記水平距離Ｌの減少と
ともに単調に増加することは明らかである。した
がつて、移動体１がケーブル２１から前記高さｈ
に比べ十分離れた位置からケーブル２１に近づく
ように制御するものとした場合には、まず、前記
信号電圧ｓ４およびｓ６の極性が同極性となるよ
うに移動体１の進行方向θを制御してケーブル２
１に近づける。移動体の進行方向θをほぼ一定と
なるようにしてケーブル２１に近づくものとする
と、移動体１の進行につれて前記信号電圧ｓ４の
絶対値が増大し、かつ前記信号電圧ｓ６の絶対値
が増大すれば、移動体１はケーブル２１に近づき
つつあることが確認できる。該信号電圧ｓ４の絶
対値が最大値を越えたならば、次に該信号電圧ｓ
４の絶対値が減少しかつ前記信号電圧ｓ６の絶対
値も減少するように走行体１の進行方向θを制御
してケーブル２１に近づき、かつケーブル２１の
敷設方向に平行になるように制御する。前記それ
ぞれの信号電圧ｓ４およびｓ６の絶対値が最小値
を保つように移動体１の進行方向θを制御すれば
移動体１はケーブル２１の真上をケーブルに平行
に、ケーブルルートに沿つてトラツキングでき
る。 以上は移動体が水平な海底面を進行する場合で
ある。次に、移動体が水平でない海底面を進行す
る場合について説明する。 水平面をXY面、鉛直方向をＺ軸方向、ケーブ
ル２１の長さ方向に平行にＹ軸をとると、海底面
がＹ軸に対しγ度傾いている場合には、第４図
Ｃ、第５図Ｃおよび第６図Ｃとの比較から明らか
なように、ｚ軸がＺ軸からγ度傾くために海底面
が水平な場合に比べ前記H_ACzがcosγ倍になる。
前記H_ACxは海底面が水平な場合と同じである。
したがつて、この場合にはH_ACz、H_ACxともにそ
の極性は海底面が水平な場合と同じであるから前
記とまつたく同じ方法によりトラツキングが可能
なことは明らかである。 次に、第７図に示すように海底面がＸ軸方向か
ら角度β傾いている場合には、第４図Ｃ，Ｄ、第
５図Ｃ，Ｄおよび第６図Ｃ，Ｄとの比較から明ら
かなようにｚ軸がＺ軸からβ度傾き、かつxy面
がXY面からβ度傾くために、海底面が水平な場
合に比べH_ACzがcosβ倍に、またH_ACxもcosβ倍に
なる。したがつてこの場合にもH_ACz、H_ACxとも
にその極性は海底面が水平な場合と同じであるか
ら、前記とまつたく同じ方法によりトラツキング
が可能なことは明らかである。ただしこの場合に
は、第３図Ａおよび第３図Ｂに例示するような進
行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５の構成に
対し、特に移動体１がケーブル２１の真上を進行
しているかどうか判定する際に違いが生ずる。こ
れを第７図を用いて説明する。第７図Ａおよび第
７図Ｂはそれぞれ進行方向面内指向直交２軸磁界
検出器１５としてそれぞれ第３図Ａおよび第３図
Ｂに示す構成例のものを使用した場合、それぞれ
どの位置がケーブル真上として判定されるかを示
したものである。第７図Ａおよび第７図Ｂに示す
場合は該進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１
５がケーブル２１に対しそれぞれ海底面に垂直上
方および鉛直上方にきた場合にケーブル真上と判
定される。したがつて第７図Ａと第７図Ｂでは、
第７図Ｂに示すように海底面上でΔL（＝hsinβ）
だけの位置判定誤差が生ずることになる。この位
置判定誤差を小さくするためには、特に第３図Ｂ
に示す構成例において該進行方向面内指向直交２
軸磁界検出器１５を海底面からの高さｈが小さく
なるような位置に移動体１に固定するか、または
第７図Ｃに示すようにケーブル真上に来るべき移
動体１上の所望の位置に中心軸４９を配置し、そ
の中心軸を回転中心として自由に回転し得るアー
ム５０に固定すればよい。上記の説明から、海底
面がＸ軸およびＹ軸に対しともに傾いている場合
にも、前記の方法によりトラツキングが可能なこ
とは明らかである。 以上述べた説明では、ケーブルに直接交流電流
が流せる場合の例についてである。次に、ケーブ
ルに直接交流電流が流せない場合について本発明
の他の実施例を第８図を用いて説明する。第８図
において第１図と共通のものは同一の番号を付し
ている。この場合は、適当な方法によりケーブル
２１に導体線２７を沿わせ、該導体線２７の１端
２２を海水中に露出させ、端末２３からトラツキ
ング用信号源２４を用いてトラツキング用の交流
電流が供給でき、該トラツキング用交流電流の帰
路は導体線２７の露出端２２とトラツキング用交
流信号源２４の接地点２５（海水中）によつて形
成される。第８図Ａに示すようにケーブル２１に
対し巻数が全長で１以下となるように該導体線２
７を沿わせた場合には、該トラツキング用交流電
流Ｉにより発生するトラツキング用交流信号磁界
は、ケーブルに直接該交流電流Ｉを流した場合と
ほぼ同様にケーブルを中心とした円周の接線方向
となるため、前記の方法でケーブルトラツキング
が可能であることは容易に理解できる。 次に、第８図Ｂに示すようにケーブル２１に対
しピッチがｐとなるように該導体線２７を沿わせ
た場合についての実施例を第８図Ｂおよび第９図
を用いて詳細に説明する。ケーブル２１の直径を
ｄ、導体線２７とケーブル２１の長さ方向とのな
す角をαとすると、α＝tan^-1（2πd／ｐ）の関係
がある。ケーブルトラツキング用交流電流Ｉの流
れている導体線の微小線分の向きをその向きとす
る電流ベクトルをＩで示すと、該電流ベクトルＩ
の導体線２７のピツチ１周期内の分布は、第１０
図Ａに示すようにＹ軸を中心とした頂角αの円錐
状の分布となる。したがつて、ケーブル２１から
の水平距離Ｌが一定となるように移動体１が進行
したと仮定した場合、移動体１上に搭載された進
行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５の位置に
おいて、前記電流ベクトルＩにより生ずるトラツ
キング用交流信号磁界ベクトルH_ACはビオサバー
ルの法則から明らかなように第９図Ｂに示すよう
な頂角αの円錐状の分布となる。該進行方向面内
指向直交２軸磁界検出器１５の成分磁界検出器４
で検出されるH_ACのｚ軸方向成分H_ACzは第９図Ｃ
に示すように、移動体１がケーブル２１に向かつ
て例えば左側のような一方の側に位置するかぎり
（第１０図Ｃでは移動体１がケーブルの左側を走
行する場合について記してあるが、右側を走行す
る場合でも以下と同一な説明ができる）その極性
が反転することがないのは明らかである。しか
し、H_ACのXY面への投影軌跡は第９図Ｄに示す
ような円形を描くので、Ｘ軸に対する移動体１の
進行方向θと前記頂角αの和（θ＋α）が90度を
越えると進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１
５の成分磁界検出器６で検出されるH_ACのｘ軸方
向成分H_ACxは移動体１がケーブル２１からの水
平距離Ｌを一定に保つてかつケーブル２１に向か
つて一方の側に位置して進行した場合にも、導体
線の１ピツチ分進行する間に極性反転を起こすこ
とになる。そこで、ケーブル２１に沿わせる導体
線２７の巻線ピツチｐをケーブル直径ｄに比べ十
分に大きくとれば前記角度αは十分小さくなる。
このようにすれば、前記H_ACの移動体１の進行方
向成分H_ACxが極性反転するのは移動体１がＸ軸
に対し90度、即ち移動体１がケーブルとほぼ平行
になる場合に生ずる。この条件では、ケーブル２
１にトラツキング用信号電流が流せた場合でも
H_ACの移動体１の進行方向成分の絶対値が最小と
なる条件であり、極性反転を起してもほとんど問
題とならない。したがつて、前記ピツチｐをケー
ブル直径ｄに比べ充分大きくとれば、前記導体線
２７にトラツキング用信号電流を流した場合に発
生するトラツキング用信号磁界の分布はケーブル
２１に直接交流電流を流した場合の分布とほぼ同
様となるため、前記の方法によりケーブルトラツ
キングが可能となる。 第１０図は本発明のケーブルトラツキング方式
の適用例を示すものである。ケーブル再埋設機２
０１は母船１０１上よりコントロールケーブル１
０３を介して制御され、車輪、キヤタピラ等の移
動機構２０３により進行し、ジエツト水流吐出機
構２０２を用いてケーブル２１の埋設を行なう。
再埋設機２０１には進行方向面内指向直交２軸磁
界検出器１５を搭載し、その検出信号は信号受信
部２０で各成分磁界検出器の出力を結合・増幅さ
れ、信号線３１およびコントロールケーブル１０
３を介して母線１０１上の信号処理部３２へ伝送
され処理表示が行なわれる。信号処理部３２内の
表示ブロツクに表示された信号出力の極性および
振幅により表の関係をもとに信号出力の振幅が最
小となるように再埋設機２０１の進行方向を制御
し、ケーブル２１に近づき、ケーブル真上にかつ
ケーブルに平行になるようにし、ケーブルに損傷
を与えることなく安全・確実に埋設を行なう。第
１０図において１１は信号線、２０４はジエツト
水流吐出ノズル、２４はケーブル２１にトラツキ
ング用交流電流を供給するための電源、２６は電
源２４から得られる参照信号を信号処理部３２に
供給するための導体線である。 第１１図は本発明のトラツキング方式の別の適
用例を示したものであり、第１０図と共通のもの
には同じ番号を付してある。ケーブル探索機２１
０に進行方向面内指向直交２軸磁界検出器１５を
搭載し、障害になつた埋設ケーブルの位置を検知
しながらケーブル上を移動し、障害発生点を見つ
け、発生点に超音波発生器等を投下してケーブル
修理作業の効率化をはかつたり、再埋設に先だ
ち、投下、布設されたケーブルの布設ルートを探
査し、ケーブル布設位置の詳細な探査、キンクの
有無等を調査し再埋設を安全・確実・迅速に行な
うためのものである。進行方向面内指向直交２軸
磁界検出器１５の検出信号は信号受信部２０で各
成分磁界検出器の出力を結合・増幅され、信号３
１およびコントロールケーブル１０３を介し母線
１０１上に信号処理部３２に伝送され、処理表示
が行なわれる。信号処理部３２内の表示ブロツク
に表示された信号出力の極性および振幅により表
の関係をもとに信号出力の振幅が最小となるよう
に探索機２１０の進行を制御し、ケーブル真上に
かつケーブルに平行になるようにし、ケーブルル
ートに沿つて確実にケーブル位置の探査を行なう
ことができる。障害点検知は、探索機２１０が障
害点に近づくと磁界分布が急変しかつ障害点を通
過すると検出信号が急激に零となるので、表示ブ
ロツクの表示に注意することにより容易に検知で
きる。 ここでは海底におけるケーブルトラツキングの
適用例について述べたが、海底に限らず陸上、河
川でもよいのはいうまでもない。また、進行方向
面内指向直交２軸磁界検出器１５を１個用いた例
のみ述べたが複数個用いてケーブルの曲がり、キ
ンク等を検出し易くすることは容易に実現し得
る。 以上説明したように本発明によれば、ケーブル
の埋設に際し、ケーブルの正確な位置検知、特に
移動体に対するケーブル敷設方向および移動体に
対するケーブルの位置関係を正確に検知できるた
め、ケーブル埋設機械等を高精度に誘導制御する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるケーブルトラツキング方
式の一実施例、第２図Ａは直交２軸磁界検出器の
構成例、第２図Ｂは成分磁界検出器の磁界検出指
向特性図、第３図Ａは進行方向面内指向直交２軸
磁界検出器の一構成例、第３図Ｂは進行方向面内
指向直交２軸磁界検出器の別の構成例、第４図
Ａ、第４図Ｂ、第４図Ｃ、第４図Ｄ、第５図Ａ、
第５図Ｂ、第５図Ｃ、第５図Ｄ、第６図Ａ、第６
図Ｂ、第６図Ｃ、第６図Ｄ、第７図Ａ、第７図Ｂ
および第７図Ｃは本発明によるケーブルトラツキ
ング方式の説明図、第８図Ａは本発明によるケー
ブルトラツキング方式の別の実施例、第８図Ｂは
本発明によるケーブルトラツキング方式の更に別
の実施例、第９図Ａ、第９図Ｂ、第９図Ｃおよび
第９図Ｄは第８図Ｂに示した実施例の説明図、第
１０図および第１１図は本発明によるケーブルト
ラツキング方式の適用例を示す図である。 １；移動体、４，６；成分磁界検出器、１０；
直交２軸磁界検出器、１５；進行方向面内指向直
交２軸磁界検出器、２０；信号受信部、２１；ケ
ーブル、２２；露出端、２４；トラツキング用信
号源、２５；接地点、２７；導体線、３２；信号
処理部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 余弦特性の磁界検出指向性を有する少なくと
   も２個の磁界検出器を最大検出感度指向性方向が
   海底等の底面の傾きに関係なく常に相互に直交す
   るごとく移動体に搭載し、各磁界検出器の夫々の
   最大感度指向性方向が上記移動体の進行方向に平
   行な面内となるごとく構成することにより進行方
   向面内指向直交２軸磁界検出器を有する移動体と
   し、該移動体をトラツキング対象ケーブルの近傍
   に移動させ、端局から導体線に印加される周波数
   を地磁気の影響が小となるように制御して所定周
   波数にし、該所定周波数の交流電流に起因する交
   流磁界及びこれに重畳される地磁気を各磁界検出
   器により検出し、各磁界検出器の出力から前記交
   流磁界に対応する電気信号のみを通過増幅した後
   前記所定周波数の交流電流に対応する同一周波数
   の交流電圧を参照入力として夫々同期検波し、前
   記交流磁界の方向が導体線を中心とする接続方向
   となることから、同期検波して得られた夫々の出
   力の極性および振幅によりトラツキング対象ケー
   ブルに対する移動体の位置を求めると共に移動体
   の進行方向に対するケーブルの敷設方向を検知
   し、移動体がケーブル真上でケーブルの敷設方向
   に移動するごとく移動体を制御することを特徴と
   するケーブルトラツキング方式。 ２ 前記進行方向面内指向直交２軸磁界検出器を
   構成する少なくとも２個の磁界検出器のうち１個
   の磁界検出器の最大検出感度指向性方向が鉛直方
   向となるごとき特許請求の範囲第１項のケーブル
   トラツキング方式。 ３ 前記進行方向面内指向直交２軸磁界検出器を
   構成する少なくとも２個の磁界検出器のうち１個
   の磁界検出器の最大検出感度指向性方向が移動体
   の走行する面に平行となるごとき特許請求の範囲
   第１項のケーブルトラツキング方式。 ４ 前記導体線がケーブルであるごとき特許請求
   の範囲第１項又は第２項又は第３項のケーブルト
   ラツキング方式。 ５ 前記導体線がケーブルに沿つてもうけられた
   導体線であるごとき特許請求の範囲第１項又は第
   ２項又は第３項のケーブルトラツキング方式。