JPH02218982A - 超音波船速測定装置 - Google Patents
超音波船速測定装置Info
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- JPH02218982A JPH02218982A JP1039980A JP3998089A JPH02218982A JP H02218982 A JPH02218982 A JP H02218982A JP 1039980 A JP1039980 A JP 1039980A JP 3998089 A JP3998089 A JP 3998089A JP H02218982 A JPH02218982 A JP H02218982A
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- Japan
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- speed
- ship
- ground
- supplies
- ultrasonic
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は超音波船速測定装置に関し、−層詳細には、超
音波パルスの送受信を行って船速を測定する際に、受波
された信号からドツプラ周波数偏位を計測すると共に、
対地および／または対水に係る第１の速度（以下、必要
に応じて船速という）を算出し、さらに船舶のエンジン
あるいはシャフト回転数から第２の船速を算出せしめ、
しかる後、泡かみが生起し、第１の船速の値の低下が生
じた時点で、泡かみの発生状態を表示すると共に、第２
の船速を参考値として表示し、且つ信号として送出せし
めることにより、船速の値の信号が供されるシステム機
器、例えば、レーダ等の動作に係る機能低下が有効に阻
止される超音波船速測定装置に関する。
音波パルスの送受信を行って船速を測定する際に、受波
された信号からドツプラ周波数偏位を計測すると共に、
対地および／または対水に係る第１の速度（以下、必要
に応じて船速という）を算出し、さらに船舶のエンジン
あるいはシャフト回転数から第２の船速を算出せしめ、
しかる後、泡かみが生起し、第１の船速の値の低下が生
じた時点で、泡かみの発生状態を表示すると共に、第２
の船速を参考値として表示し、且つ信号として送出せし
めることにより、船速の値の信号が供されるシステム機
器、例えば、レーダ等の動作に係る機能低下が有効に阻
止される超音波船速測定装置に関する。
［従来の技術］
従来、船舶に搭載される超音波船速測定装置においては
、送信器より船底に配設された送受波器を介して超音波
パルスを海中に発射せしめ、この後、海底あるいは海中
の物標から反射せしめられた超音波パルスを前記送受波
器で受波し、ここで得られた信号のドツプラ周波数偏位
から船速を算出している。さらに、得られた船速の値を
積分して航行距離を算出し、その表示も併せて行われて
いる。
、送信器より船底に配設された送受波器を介して超音波
パルスを海中に発射せしめ、この後、海底あるいは海中
の物標から反射せしめられた超音波パルスを前記送受波
器で受波し、ここで得られた信号のドツプラ周波数偏位
から船速を算出している。さらに、得られた船速の値を
積分して航行距離を算出し、その表示も併せて行われて
いる。
［発明が解決しようとする課題］
然しなから、この種の超音波船速測定装置は、他の超音
波機器と同様に超音波パルスの送受にあっては気泡の影
響を受は易いという欠点がある。送受波器を船底に装備
するにあたり、気泡の影響を受けない最適位置を見出し
難いものであり、また、最適位置が判別しても、送受波
器の形状が大きいため、最適位置に装備出来ない場合が
ある。このような場合には、送受される超音波パルスが
気泡の影響を受けて、正しい船速の値を示すことが出来
ない。特に、平木区域では問題を露呈しない場合であっ
ても、積荷の状態、海況等により、時々生起する泡かみ
により、実際の船速の値よりも極端な低下を招くことが
ある。斯かる船速の値は他のシステム機器、例えば、Ｎ
Ｎ５Ｓ、レーダー、データロガ−等に船速の情報として
送出されており、このような場合には前記のシステム機
器の作動機能が正常に維持されないものとなり、従って
、これらのシステム機器との協働に基づく船舶の運航に
あっては著しく支障をきたすことになる。
波機器と同様に超音波パルスの送受にあっては気泡の影
響を受は易いという欠点がある。送受波器を船底に装備
するにあたり、気泡の影響を受けない最適位置を見出し
難いものであり、また、最適位置が判別しても、送受波
器の形状が大きいため、最適位置に装備出来ない場合が
ある。このような場合には、送受される超音波パルスが
気泡の影響を受けて、正しい船速の値を示すことが出来
ない。特に、平木区域では問題を露呈しない場合であっ
ても、積荷の状態、海況等により、時々生起する泡かみ
により、実際の船速の値よりも極端な低下を招くことが
ある。斯かる船速の値は他のシステム機器、例えば、Ｎ
Ｎ５Ｓ、レーダー、データロガ−等に船速の情報として
送出されており、このような場合には前記のシステム機
器の作動機能が正常に維持されないものとなり、従って
、これらのシステム機器との協働に基づく船舶の運航に
あっては著しく支障をきたすことになる。
本発明は、係る点に鑑みてなされものであって、通常得
られる第１の船速と共に、エンジン回転数またはシャフ
ト回転数を示す信号から算出した第２の船速を参考値と
して表示し、且つシステム機器に送出することにより、
前記参考値をもとに作動する他のシステム機器の悪影響
を最小限に抑制することが可能となる超音波船速測定装
置を提供することを目的とする。
られる第１の船速と共に、エンジン回転数またはシャフ
ト回転数を示す信号から算出した第２の船速を参考値と
して表示し、且つシステム機器に送出することにより、
前記参考値をもとに作動する他のシステム機器の悪影響
を最小限に抑制することが可能となる超音波船速測定装
置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成すべく、本発明に係る送受波器を介し
て超音波パルスの送受信を行う送信器および受信器を含
む超音波船速測定装置において、受信された超音波パル
スからドツプラ周波数偏位を計測すると共に、航行船舶
の対地および／または対水の第１の速度を算出する第１
の演算手段と、船舶のエンジン回転計またはシャフト回
転計からの回転数を示す信号が入力される入力回路と、
前記入力回路を介した信号から第２の船速を算出する第
２の演算手段と、前記対地および／または対水の第１の
速度と第２の船速とを比較する比較手段と、前記対地お
よび／または対水の第１の速度が、第２の船速に比較し
て、所定値以上の差を有する場合に、前記対地および／
または対水の第１の速度に代替して第２の速度を表示す
る表示手段とを具備して構成されることを特徴とする。
て超音波パルスの送受信を行う送信器および受信器を含
む超音波船速測定装置において、受信された超音波パル
スからドツプラ周波数偏位を計測すると共に、航行船舶
の対地および／または対水の第１の速度を算出する第１
の演算手段と、船舶のエンジン回転計またはシャフト回
転計からの回転数を示す信号が入力される入力回路と、
前記入力回路を介した信号から第２の船速を算出する第
２の演算手段と、前記対地および／または対水の第１の
速度と第２の船速とを比較する比較手段と、前記対地お
よび／または対水の第１の速度が、第２の船速に比較し
て、所定値以上の差を有する場合に、前記対地および／
または対水の第１の速度に代替して第２の速度を表示す
る表示手段とを具備して構成されることを特徴とする。
［作 用］
上記のように構成される本発明の超音波船速測定装置に
おいては、通常得られる第１の船速と共に、エンジン回
転数またはシャフト回転数を基に算出した第２の船速が
参考値として表示されると共に、出力信号として送出さ
れ、この結果、他のシステム機器への影響が最小限に抑
制される。
おいては、通常得られる第１の船速と共に、エンジン回
転数またはシャフト回転数を基に算出した第２の船速が
参考値として表示されると共に、出力信号として送出さ
れ、この結果、他のシステム機器への影響が最小限に抑
制される。
［実施例］
以下、本発明に係る超音波船速測定装置の一実施例を添
付図面を参照して詳細に説明する。
付図面を参照して詳細に説明する。
第１図に本発明の一実施例の構成を示す。この例におい
ては、超音波パルスを送信する送信器１２と、送受切換
回路１４と、超音波パルスの送受渡器１６とを有し、さ
らに受信器１８と、周波数計数器２０と、第１の演算手
段である演算器（Ａ）２２と、エンジン回転数またはシ
ャフト回転数を示す信号が入力される入力回路２６とを
備える。
ては、超音波パルスを送信する送信器１２と、送受切換
回路１４と、超音波パルスの送受渡器１６とを有し、さ
らに受信器１８と、周波数計数器２０と、第１の演算手
段である演算器（Ａ）２２と、エンジン回転数またはシ
ャフト回転数を示す信号が入力される入力回路２６とを
備える。
さらに、キーボード２ｉｌｌと、第２の演算手段である
演算器（Ｂ）３０と、比較器３２と、切換器３６および
表示器４０とから構成されている。
演算器（Ｂ）３０と、比較器３２と、切換器３６および
表示器４０とから構成されている。
次に、上記の構成からなる本発明測定装置を第２図およ
び第３図を参照して詳細に説明する。
び第３図を参照して詳細に説明する。
先ず、送信器１２で発生した超音波パルスは、送受切換
回路１４を介して超音波パルスの送受波器１６に供給さ
れる。送受波器１６は船首方向斜め下方に超音波パルス
を発射すると共に、その反射波を受波し、受波した反射
波を電気信号に変換して受信器１８に供給する。そして
、周波数計数器２０では指定された深度における反射波
のドツプラ周波数偏位と、さらには、海底反射波のドツ
プラ周波数偏位とを計数し、得られたデータ信号を演算
器（Ａ）２２に供給する。この演算器（Ａ）２２では、
前記ドツプラ周波数偏位データを基に、水中の移動物体
に対する船舶の対水速度Ｖｗおよび海底に対する船舶の
対地速度ＶＢを算出した信号を演算器（Ｂ）３０、比較
器３２および切換器３６に供給する。また、演算器（Ａ
）２２では、対水速度ＶＷおよび対地速度Ｖ８のデータ
のばらつきを示す標準偏差を算出し、且つ導出された信
号を夫々対水速度Ｖ、の標準偏差σ、および対地速度Ｖ
Ｂの標準偏差σ、として演算器（Ｂ）３０および比較器
３２に供給する。
回路１４を介して超音波パルスの送受波器１６に供給さ
れる。送受波器１６は船首方向斜め下方に超音波パルス
を発射すると共に、その反射波を受波し、受波した反射
波を電気信号に変換して受信器１８に供給する。そして
、周波数計数器２０では指定された深度における反射波
のドツプラ周波数偏位と、さらには、海底反射波のドツ
プラ周波数偏位とを計数し、得られたデータ信号を演算
器（Ａ）２２に供給する。この演算器（Ａ）２２では、
前記ドツプラ周波数偏位データを基に、水中の移動物体
に対する船舶の対水速度Ｖｗおよび海底に対する船舶の
対地速度ＶＢを算出した信号を演算器（Ｂ）３０、比較
器３２および切換器３６に供給する。また、演算器（Ａ
）２２では、対水速度ＶＷおよび対地速度Ｖ８のデータ
のばらつきを示す標準偏差を算出し、且つ導出された信
号を夫々対水速度Ｖ、の標準偏差σ、および対地速度Ｖ
Ｂの標準偏差σ、として演算器（Ｂ）３０および比較器
３２に供給する。
一方、図示しないエンジンまたはシャフトの回転計等か
ら得られる回転数データ信号は、入力回路２６を介して
演算器（Ｂ）３０に供給される。
ら得られる回転数データ信号は、入力回路２６を介して
演算器（Ｂ）３０に供給される。
演算器（Ｂ）３０では、前記入力した対水速度Ｖ１ｗお
よび対地速度Ｖ８と回転数データ信号との関係を関連付
ける。第２図にこれらの関係を示す。基本の関係となる
べきデータは、速力試験時に得られる。当該速力試験は
、通常、回転数を変えて４回行われ、第２図においては
、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４がこれに対応する。この時の
船速Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、演算器（Ａ）２２から
入力された対水速度ＶＷまたは対地速度ＶＢである。こ
れらの船速はまた造船所が発表した値としてキーボード
２Ｂから入力することも可能である。演算器（Ｂ）３０
ではこれらの値をもとに最小二乗法により、回転数と船
速との関係の三次曲線ａの近似式を計算して、内部に備
えられたＲＡＭ等に記憶する。
よび対地速度Ｖ８と回転数データ信号との関係を関連付
ける。第２図にこれらの関係を示す。基本の関係となる
べきデータは、速力試験時に得られる。当該速力試験は
、通常、回転数を変えて４回行われ、第２図においては
、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４がこれに対応する。この時の
船速Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、演算器（Ａ）２２から
入力された対水速度ＶＷまたは対地速度ＶＢである。こ
れらの船速はまた造船所が発表した値としてキーボード
２Ｂから入力することも可能である。演算器（Ｂ）３０
ではこれらの値をもとに最小二乗法により、回転数と船
速との関係の三次曲線ａの近似式を計算して、内部に備
えられたＲＡＭ等に記憶する。
ｔ＝ＡＲ３＋ＢＲ２＋ＣＲ＋Ｄ ・・・（１）
ここでＶは船速、Ｒは回転数、Ａ、Ｂ、Ｃ。
ここでＶは船速、Ｒは回転数、Ａ、Ｂ、Ｃ。
Ｄは計算した係数を表す。
ここで、通常航海中は風、潮流、積荷の状態等により、
船速は前記近似式（１）に一致せず、第３図に示される
ように、曲線ａに対して、±αの幅を有してばらつくと
考えられる。第３図にふいて、曲線すはばらつきの上限
、曲線Ｃはばらつきの下限を表す。このばらつきをなく
すために、演算器（Ｂ）３０は、一定時間毎に入力した
回転数と、対水速度ＶＷまたは対地速度Ｖｎとから近似
式（１）を修正する。
船速は前記近似式（１）に一致せず、第３図に示される
ように、曲線ａに対して、±αの幅を有してばらつくと
考えられる。第３図にふいて、曲線すはばらつきの上限
、曲線Ｃはばらつきの下限を表す。このばらつきをなく
すために、演算器（Ｂ）３０は、一定時間毎に入力した
回転数と、対水速度ＶＷまたは対地速度Ｖｎとから近似
式（１）を修正する。
ここで問題となるのが対水速度Ｖ。または対地速度ｖ、
ｌの精度である。通常の場合、これらの速度ＶＷまたは
ＶＩｌは、±１％以下の精度であるが、送受波器面に気
泡が流入すると、周波数スペクトラムが拡がり、計算し
た船速の値は、−船釣に真値に比べて小なる値となる。
ｌの精度である。通常の場合、これらの速度ＶＷまたは
ＶＩｌは、±１％以下の精度であるが、送受波器面に気
泡が流入すると、周波数スペクトラムが拡がり、計算し
た船速の値は、−船釣に真値に比べて小なる値となる。
極端な場合には、真値の半分以下の値となることが知悉
されている。この泡かみの状態の目安として、前記対水
速度ＶＷの標準偏差σ、を利用することが出来る。すな
わち、泡かみが生起すると、σは大なる値になる。従っ
て、演算器（Ｂ）３０は、このσの値がある値以上を示
す場合は前記近似式（１）の演算を行わないようにする
ことで、異常なデータを取り込むことを防止することが
出来る。
されている。この泡かみの状態の目安として、前記対水
速度ＶＷの標準偏差σ、を利用することが出来る。すな
わち、泡かみが生起すると、σは大なる値になる。従っ
て、演算器（Ｂ）３０は、このσの値がある値以上を示
す場合は前記近似式（１）の演算を行わないようにする
ことで、異常なデータを取り込むことを防止することが
出来る。
一方、比較器３２は、演算器（Ａ）２２から入力された
対水速度ＶＷまたは対地速度Ｖ、と、演算器（Ｂ）３０
から入力した船速Ｖとを比較し、これらの差が所定の値
以下の場合に対水速度Ｖｗまたは対地速度Ｖ、を出力す
るための切換信号を切換器３６に供給する。さらに、所
定の値以上の場合にも船速Ｖを出力するための切換信号
を切換器３６に供給する。切換器３６は、前記切換信号
に基づいて、対水速度ＶＷまたは対地速度Ｖｌｌを示す
信号を表示器４０に供給するか、あるいは船速Ｖを示す
信号を供給するかの動作を行う。
対水速度ＶＷまたは対地速度Ｖ、と、演算器（Ｂ）３０
から入力した船速Ｖとを比較し、これらの差が所定の値
以下の場合に対水速度Ｖｗまたは対地速度Ｖ、を出力す
るための切換信号を切換器３６に供給する。さらに、所
定の値以上の場合にも船速Ｖを出力するための切換信号
を切換器３６に供給する。切換器３６は、前記切換信号
に基づいて、対水速度ＶＷまたは対地速度Ｖｌｌを示す
信号を表示器４０に供給するか、あるいは船速Ｖを示す
信号を供給するかの動作を行う。
また、船速Ｖを示す信号が供給される場合には、気泡の
影響を受けているため、エンジン回転計またはシャフト
回転計の回転数を基にして、船速Ｖを演算表示している
旨の情報信号も表示器４０に供給する。
影響を受けているため、エンジン回転計またはシャフト
回転計の回転数を基にして、船速Ｖを演算表示している
旨の情報信号も表示器４０に供給する。
斯かる回転数と真の船速とが予め得られている場合には
、そのデータをキーボード２８を介して、演算器（Ｂ）
３０に入力しておくことも可能である。
、そのデータをキーボード２８を介して、演算器（Ｂ）
３０に入力しておくことも可能である。
［発明の効果］
以上のように、本発明の超音波船速測定装置によれば、
超音波パルスの送受信において、受波された信号からド
ツプラ周波数偏位を計測すると共に、対地および／また
は対水に係る第１の速度を算出し、さらに船舶のエンジ
ンあるいはシャフト回転数から第２の船速を算出せしめ
、しかる後、泡かみが生起し、第１の船速の値の低下が
生じた時点で、泡かみの発生状態を表示すると共に、第
２の船速を参考値として表示し、且つ信号として送出せ
しめることにより、船速の値が供されるシステム機器、
例えば、ＮＮ５Ｓル−ダ−、データロガ−等の機能低下
が阻止される効果を奏する。
超音波パルスの送受信において、受波された信号からド
ツプラ周波数偏位を計測すると共に、対地および／また
は対水に係る第１の速度を算出し、さらに船舶のエンジ
ンあるいはシャフト回転数から第２の船速を算出せしめ
、しかる後、泡かみが生起し、第１の船速の値の低下が
生じた時点で、泡かみの発生状態を表示すると共に、第
２の船速を参考値として表示し、且つ信号として送出せ
しめることにより、船速の値が供されるシステム機器、
例えば、ＮＮ５Ｓル−ダ−、データロガ−等の機能低下
が阻止される効果を奏する。
第１図は本発明に係る船速測定表示装置の一実施例を示
す回路ブロック図、 第２図は回転数と船速との関係を示す説明図、第３図は
回転数と船速の上下限との関係を示す説明図である。 １２・・・送信器 １４・・・送受切換回
路１６・・・送受波器 １８・・・受信器２
０・・・周波数計数器 ２６・・・入力回路 ３０・・・演算器（Ｂ） ３６・・・切換器 ２２・・・演算器（Ａ） ２８・・・キーボード ３２・・・比較器 ４０・・・表示器
す回路ブロック図、 第２図は回転数と船速との関係を示す説明図、第３図は
回転数と船速の上下限との関係を示す説明図である。 １２・・・送信器 １４・・・送受切換回
路１６・・・送受波器 １８・・・受信器２
０・・・周波数計数器 ２６・・・入力回路 ３０・・・演算器（Ｂ） ３６・・・切換器 ２２・・・演算器（Ａ） ２８・・・キーボード ３２・・・比較器 ４０・・・表示器
Claims (1)
- （１）送受波器を介して超音波パルスの送受信を行う送
信器および受信器を含む超音波船速測定装置において、 受信された超音波パルスからドップラ周波数偏位を計測
すると共に、航行船舶の対地および／または対水の第１
の速度を算出する第１の演算手段と、 船舶のエンジン回転計またはシャフト回転計からの回転
数を示す信号が入力される入力回路と、 前記入力回路を介した信号から第２の船速を算出する第
２の演算手段と、 前記対地および／または対水の第１の速度と第２の船速
とを比較する比較手段と、 前記対地および／または対水の第１の速度が、第２の船
速に比較して、所定値以上の差を有する場合に、前記対
地および／または対水の第１の速度に代替して第２の速
度を表示する表示手段と、 を具備して構成されることを特徴とする超音波船速測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039980A JP2541850B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 超音波船速測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039980A JP2541850B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 超音波船速測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218982A true JPH02218982A (ja) | 1990-08-31 |
| JP2541850B2 JP2541850B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=12568095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039980A Expired - Fee Related JP2541850B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 超音波船速測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541850B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04177194A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-24 | Toyota Motor Corp | 対地車速検出装置 |
| JP2016102785A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-06-02 | 国立大学法人京都大学 | 流速計測システムおよびプログラム |
| WO2016185611A1 (ja) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | 日本郵船株式会社 | 対水船速を特定するための装置、システム、方法及びプログラム |
| CN112485800A (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-12 | 古野电气株式会社 | 水中探测装置及气泡检测方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7810588B2 (ja) * | 2022-03-29 | 2026-02-03 | 古野電気株式会社 | 船速測定装置および船速測定方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444877A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-17 | Nippon Kokan Kk | Method for correcting ship's speed of doppler speed log system |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1039980A patent/JP2541850B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444877A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-17 | Nippon Kokan Kk | Method for correcting ship's speed of doppler speed log system |
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| WO2016185611A1 (ja) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | 日本郵船株式会社 | 対水船速を特定するための装置、システム、方法及びプログラム |
| JPWO2016185611A1 (ja) * | 2015-05-21 | 2017-07-27 | 日本郵船株式会社 | 対水船速を特定するための装置、システム、方法及びプログラム |
| CN112485800A (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-12 | 古野电气株式会社 | 水中探测装置及气泡检测方法 |
| JP2021043121A (ja) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 古野電気株式会社 | 水中探知装置および気泡検出方法 |
| CN112485800B (zh) * | 2019-09-12 | 2025-07-11 | 古野电气株式会社 | 水中探测装置及气泡检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2541850B2 (ja) | 1996-10-09 |
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