JPH0529076B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブーマ等の超音波発生器を用いて水
中の障害物を発見する障害物探査機に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、海洋音
響研究会編「海洋音響−基礎と応用−」（昭59−
３−１）P.190−191に記載されるものがあつた。
以下、その構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の障害物探査機の原理を示す回路
図である。

この障害物探査機は測定船に搭載されるもの
で、超音波発生器としてブーマ１を有している。
ブーマ１はコイル１ａ及び振動板１ｂで構成さ
れ、ブーマ送信器２に接続されている。ブーマ送
信器２は抵抗２ａ、コンデンサ２ｂ及びスイツチ
２ｃで構成されている。その他、図示しないが障
害物探査機としては受波器及び受信器等も備えて
いる。なお、第２図において、＋DCは直流の高電
圧、３は水中である。

以上の構成において、抵抗２ａを通してコンデ
ンサ２ｂに直流の高電圧＋DCを印加する。次に、
スイツチ２ｃを閉じると、コンデンサ２ｂに充電
された電荷はコイル１ａを通して急激に放電す
る。この時、コイル１ａには強力な電磁力が発生
し、該コイル１ａに振動板１ｂが吸い付けられ、
水中３にインパルスの超音波が発生する。このイ
ンパルスの超音波を利用し、地層の境界面からの
反射波を受波器で受信し、それを受信器で増幅し
た後、ブラウン管（CRT）等の表示装置で表示
して地層を深査する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の装置では、探査時に
おいて測定船の位置を自動的に測定することがで
きないばかりか、受信信号による地層中の障害物
等の発見には人間の勘によるところが多く、技術
的に満足のゆくものではなかつた。

本発明は前記従来技術が持つていた問題点とし
て、探査時において測定船の位置を同時測定でき
ない点、受信信号から障害物を簡易的確に判定で
きない点について解決した障害物探査機を提供す
るものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、測定船
に搭載した超音波発生器から水中へ超音波を発射
し、水底からの反射波を受信して該水底の障害物
を発見する障害物探査機において、前記測定船の
位置を測定して位置データを出力する位置測定装
置と、前記反射波の受信データを画像表示する第
１の表示装置と、前記第１の表示装置の画面上に
前記障害物が表示された時にそれに対応するマー
ク信号を発生するスイツチと、前記マーク信号発
生時の時刻データを出力するタイマと、前記マー
ク信号発生時における時刻データと共に前記位置
データ及び受信データを記憶する記憶手段と、前
記記憶手段に記憶された時刻データに基づき他の
記憶データを再生すると共に該記憶データのエツ
ジ強調や雑音除去等の図形表示のための画像処理
を行なう再生手段と、前記画像処理後のデータを
図形表示する第２の表示装置とを備えたものであ
る。

（作用） 本発明によれば、以上のように障害物探査機を
構成したので、第１の表示装置の画面上に障害物
が表示された時にスイツチを操作すれば、マーク
信号が発生し、そのマーク信号に基づき、タイマ
の時刻データ、位置測定装置の位置データ、及び
反射波の受信データが記憶手段に記憶される。再
生手段は記憶手段に記憶されたデータの再生し、
そのデータを第１の表示装置に画像表示させると
共に、人間に見やすくするために記憶手段のデー
タに対してエツジ強調や雑音除去等の画像処理を
行なつて第２の表示装置に図形表示させる。その
ため、障害物発見時にマークした時刻を基準に、
その時刻の前後の第１の表示装置の再生画像によ
り、障害物の発見の確認が行なえると共に、第２
の表示装置の図形画像により、障害物の判定が容
易に行なえる。従つて、前記問題点を除去できる
のである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す障害物探査機
の構成ブロツク図である。

第１図において、１０は水中、１１は水底面、
例えば海底面、１２は海底下の障害物であり、こ
の障害物１２を発見するための測定船には、本実
施例の障害物探査機が搭載され、さらに該測定船
の位置を電波測定するために２つの従局１３，１
４が陸上に設置されている。

障害物探査機は、測定船の位置を測定する位置
測定装置、例えば電波測位装置２０を有してい
る。電波測位装置２０は従局１３，１４との間で
マイクロ波の送受を行ない、測定船の位置を測定
する装置である。

また、障害物探査機には、水中１０に投下され
る超音波発生器、例えばブーマ２１、及び受波器
２２が設けられている。ブーマ２１は従来と同様
に、コイル２１ａ及び振動板２１ｂで構成され、
抵抗、コンデンサ及びスイツチ等からなるブーマ
送信器２３に接続され、そのブーマ送信器２３の
動作が制御部２４で制御される。一方、受波器２
２は超音波の反射波を受信し、それを電気信号に
変換するもので、その受波器２２の出力側が、信
号増幅用の受信器２５に接続されている。

受信器２５の出力側には、切換えスイツチ２
６、書込み用メモリ２７、及び読出し用メモリ２
８が接続され、それらのメモリ２７，２８の動作
を制御するメモリ制御部２９が制御部２４の出力
側に接続されている。メモリ２８の出力側には増
幅器３０が、制御部２４及びメモリ制御部２９の
出力側には偏向部３１がそれぞれ接続され、さら
に該増幅器３０の出力側には受信器２５の受信デ
ータをカラー等で表示するCRT等の第１の表示
装置３２が接続されている。

受信器２５の出力側には、該受信器２５の受信
データ、時刻データ及びマーク信号を記憶する磁
気テープデータレコーダ３３が接続され、さらに
その磁気テープデータレコーダ３３にはそれにマ
ーク信号を与えるスイツチ受信部３４及びスイツ
チ３５が接続されている。磁気テープデータレコ
ーダ３３には、そのレコーダ３３のアナログ出力
信号をデイジタル信号に変換するアナログ・デイ
ジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）３６
が接続されると共に、時刻データを出力するタイ
マ３７が接続されている。

Ａ／Ｄ変換器３６及びタイマ３７の出力側には
入力制御部３８、再生手段である計算機３９、磁
気テープ装置４０、磁気テープ４１、及び第２の
表示装置４２が接続されている。計算機３９は
Ａ／Ｄ変換機３６及び入力制御部３８を通して与
えられる磁気テープデータレコーダ３３の記憶デ
ータを再生しそれを画像処理する回路、磁気テー
プ装置４０は計算機３９で動作制御され磁気テー
プ４１に時刻データ及び電波測位装置２０の位置
データ等を記憶する装置、第２の表示装置４２は
計算機３９による画像処理結果をカラー等で図形
表示するグラフイクデイスプレイである。なお、
磁気テープデータレコーダ３３及び磁気テープ装
置４０は、記憶手段を構成している。

第３図１，２は第１図中の第１の表示装置３２
の斜視図で、同図１は全体の斜視図、同図２は要
部の斜視図である。

第１の表示装置３２は、CRT本体５０を具え、
そのCRT本体５０の画面５１上には白線５２ａ
を有するアクリル板５２が設けられている。アク
リル板５２には海底映像５３及び障害物映像５４
が表示され、これら映像が矢印で示すように右か
ら左方向へ逐次表示されていく。

次に動作について説明する。

第１図において、測定船上の電波測位装置２０
が従局１３，１４に向けてマイクロ波を送信する
と、従局１３，１４はそれぞれこの電波を送り返
して来る。この３つの組み合わせにより、電波測
位装置２０はマイクロ波の伝搬時間、あるいは位
相差を計測し、距離Ｌ１，Ｌ２を計測して自船の
位置を計測し、その位置データを入力制御部３８
に与える。

タイマ３７の指令により制御部２４は送信パル
スを生成し、それをブーマ送信機２３に送る。ブ
ーマ発信器２３はブーマ２１に大電力の電流を供
給し、水中１０に強力なモノパルスの送信パルス
を送出する。この超音波信号は海底面１１で一部
反射されるが、海底中を伝搬し、障害物１２に達
し、そこで反射される。

これらの反射信号は受波器２２により受信さ
れ、再び電気信号に変換される。受波器２２の出
力信号は受信器２５により一定レベルまで増幅さ
れ、切換えスイツチ２６を通してメモリ２７に与
えられ、送信ごとの受信信号が該メモリ２７に記
憶される。さらにこの記憶データは１回送信ごと
にメモリ２８に送られ、ここで横軸を時間軸、縦
軸を深度軸として１画面の記憶が行なわれる。メ
モリ制御部２９はこれらのメモリ２７，２８の動
作を制御する。

メモリ２８の内容は、一定時間ごとに、かつ偏
向部３１のタイミングに合わせて読み出され、増
幅器３０で一定レベルまで増幅された後、第１の
表示装置３２により映像表示される。

一方、受信器２５の出力は磁気テープデータレ
コーダ３３に加えられ、タイマ３７の時刻データ
と共に記録される。また同時に、第１の表示装置
３２上で障害物映像５４を発見した時、スイツチ
３５を押すと、この信号はスイツチ受信部３４で
受信され、それが磁気テープデータテコーダ３３
にマーク信号として記録されると共に、入力制御
部３８に入力され、該入力制御部３８により障害
物１２を発見した時刻を計算機３９に読込ませ、
磁気テープ装置４０の磁気テープ４１に記憶す
る。

このような操作と動作により海底面１１下の障
害物１２の探査を行なう。ところが、このような
障害物１２を引き上げる時等の該障害物１２の判
定では、さらにくわしく調査する必要がある。そ
のため、磁気テープ４１に記録されている障害物
発見の時刻データを磁気テープ装置４０にかけ、
計算機３９で読出す。計算機３９はこの時刻の少
し前から磁気テープデータレコーダ３３からデー
タを読出す。この磁気テープデータレコーダ３３
のデータは、切換えスイツチ２６を磁気テープデ
ータレコーダ側にし、メモリ２７，２８及び増幅
器３０を通して再び第１の表示装置３２上に表示
させることにより、画像の確認を行なう。また、
該レコーダ３３のデータは、Ａ／Ｄ変換器３６で
デイジタル信号に変換し、入力制御部３８を通し
て計算機３９に取込む。計算機３９では第１の表
示装置３２上に表示されているデータと同一のデ
ータを、エツジ強調、雑音除去等の一般的な画像
処理を行ない、人間に見やすくして第２の表示装
置４２上に表示する。同時に測定船の位置は、電
波測位装置２０により入力制御部３８及び計算機
３９を通して表示装置４２に表示されるため、最
終的に障害物１２の発見された場所を知ることも
できる。

次に、第３図における第１の表示装置３２の動
作を説明する。

第１の表示装置３２の画面５１において、横軸
に時間軸（１回送信ごとに１つ進ます）、縦軸に
深度を取ると、海底映像５３及び障害物映像５４
が第３図１のように表示される。時間は矢印で示
すように右側から左側に進んでいる。

新しいデータは画面５１の右端に表われるが、
障害物１２の一部が表示されただけではそれが本
当に障害物１２であるかどうか判定することはむ
つかしい。そのため、障害物１２の全体が表示さ
れた時に発見のスイツチ３５を押さざるを得な
い。そこで、中央付近に縦の白線５２ａをもうけ
たアクリル板５２を画面５１上に取付け、該白線
５２ａ上を障害物１２の映像５４が通過する時
に、障害物発見のスイツチ３５を押す。これによ
り、マーク信号を磁気テープデータレコーダ３３
に的確に記録させることができる。

本実施例の利点をまとめれば、次のようにな
る。

障害物発見の時間的余裕を人間に与えるため、
一方方向にデータが更新するようにデータを表示
する第１の表示装置３２の画面中央付近に白線５
２ａをもうけ、ここを映像が通過する時にスイツ
チ３５を押すと、その時刻データと測定船の位置
データが計算機３９に取り込まれる。この時刻デ
ータ基づき磁気テープデータレコーダ３３に記録
されているデータ、障害物１２の発見を確認でき
る。さらに、データ再生時において、時刻データ
と共に測定船の位置データも再生されるため、障
害物発見場所も明確になり、しかも障害物１２を
画像処理して第２の表示装置４２上に表示するた
め、その障害物１２の判定を容易に行える。ま
た、計算機３９は障害物発見の前後のデータのみ
処理すればよいため、該計算機３９の負担が軽く
てすむ。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、
例えば次のようなものがある。

(i) 第１の表示装置３２において、障害物発見の
ためにアクリル板５２に白線５２ａをもうけた
ものを用いたが、スイツチ３５を押すタイミン
グがわかれば良いので、画面５１上の中央付近
にのみアクリル板をもうけてマークを付けた
り、あるいは画面５１上の適宜な位置に電子的
なマークを付ける等してもよい。

(ii) 記憶手段を構成する磁気テープデータレコー
ダ３３及び磁気テープ装置４０は、他の記憶装
置で構成することもできる。さらにそれに応じ
て再生手段も計算機３９以外の回路で構成する
ことも可能である。

(iii) 第１と第２の表示装置３２，４２は１台の表
示装置で切り換えて兼用させることもできる。
その他、障害物探査機の回路構成を他のものに
変形可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
第１の表示装置に表示された映像より障害物を発
見し、スイツチを操作してマーク信号を発生させ
れば、その時刻の時刻データ、位置データ及び受
信データが記憶手段に記憶される。そのため、後
で障害物の確認を行なう時、記憶データの全部再
生する必要はなく、障害物発見時にマークした時
刻の前後の記憶データを再生手段で再生し、第１
の表示装置で画像表示させれば、障害物発見の再
確認が簡単にできると共に、前記記憶データをエ
ツジ強調や雑音除去等の画像処理を行ない、人間
に見やすくして第２の表示装置に図形表示させれ
ば、記録された障害物発見場所における障害物の
判定を簡単、かつ正確に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す障害物探査機
の構成ブロツク図、第２図は従来の障害物探査機
の原理を示す回路図、第３図１，２は第１図中の
第１の表示装置の斜視図である。 １０……水中、１１……海底面、１２……障害
物、２０……電波測位装置、２１……ブーマ、２
２……受波器、２３……ブーマ送信器、２５……
受信器、２６……切換えスイツチ、……第１の表
示装置、３３……磁気テープデータレコーダ、３
５……スイツチ、３７……タイマ、３９……計算
機、４０……磁気テープ装置、４２……第２の表
示装置、５２ａ……白線。

【特許請求の範囲】

１ 検知域に光を投射する投光器２、この投光器
２から検知域に投射された光の反射光を受光する
受光器３、この受光器３の出力側に接続された第
１積分回路１２、前記受光器３の出力側にスイツ
チを介して接続された第２積分回路１３、この第
１積分回路１２の出力が第２積分回路１３の出力
よりもしきい値以上大きい時に検知信号を出力す
る第１の手段、前記第２積分回路１３の出力が第
１積分回路１２の出力よりもしきい値以上大きい
時に検知信号を出力する第２の手段を備え、 前記第１積分回路１２を抵抗とコンデンサによ
り時定数が非常に小さく入力電圧の数十ｍsecの
平均値をとらえるものとし、前記第２積分回路１
３を抵抗とコンデンサにより時定数が大きく入力
電圧の数秒間の平均値をとらえるものとし、 前記受光器３の出力側と第２積分回路１３を接
続するスイツチを常時閉で前記第１又は第２の手
段の検知信号によつて開となる構成としたことを
特徴とする侵入物体検知装置。