JPH06300838A - 水中物位置検知装置 - Google Patents

水中物位置検知装置

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JPH06300838A
JPH06300838A JP5110889A JP11088993A JPH06300838A JP H06300838 A JPH06300838 A JP H06300838A JP 5110889 A JP5110889 A JP 5110889A JP 11088993 A JP11088993 A JP 11088993A JP H06300838 A JPH06300838 A JP H06300838A
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JP
Japan
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motor
water surface
control device
ultrasonic probe
underwater object
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5110889A
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English (en)
Inventor
Yoshiteru Imaizumi
好照 今泉
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水平面内の360°の範囲を高速スキャンし
ながら水中物を検知し水中距離を高精度で計測すること
ができる水中物位置検知装置を提供する。 【構成】 モーター4を搭載し水面2下に配置されるベ
ースボックス3上に回転可能に乗載された回転ボックス
8と、回転ボックス8に搭載されたスリット光レーザー
光源9,TVカメラ10及び超音波探触子11とを具え
ている。一方水面外には、モーター4に接続されたモー
ター電源12及びモーター制御装置13と、TVカメラ
10に接続されるとともにモーター制御装置13に接続
されたX−Yトラッカー14と、超音波探触子11に接
続されたパルサレシーバー16と、パルサレシーバー1
6に接続されるとともにモーター制御装置13に接続さ
れた距離計測回路17とを具えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海中ロボットの障害物
検知や海底石油生産設備の位置制御に適用される水中物
位置検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水中物の位置検知装置としては魚
群探知機やソナーが使用されており、水中の水平面内の
探知においては、ソナーをスキャニングさせ360°の
範囲を計測するセクタスキャニング法が採用されてい
る。しかしこれらのほとんどが測定レンジが10m以上
であり、10m以内の使用においては周囲からの反射波
や分解能の悪さからこまかい水中物を精度よく位置検知
することはできないのが現状であり、それは、これらが
数10m〜数100mの距離を想定し、水中における伝
播減衰の小さい周波数10kHz 〜数100kHz の振動子
を用いているためである。従ってこれらの従来装置で
は、水中距離10m程度で分解能数mmの鉄棒等を計測で
き、しかも海中ロボット等に搭載可能な小型,軽量化の
検知装置は実用されていないものと思われる。そこで1
0m以内の近距離検知装置として、図2模式図に示すよ
うに、周波数f=0.5 MHz 〜2MHz 程度の超音波探触子
をソナーとして使用した装置が考えられる。これは、水
面21下において超音波探触子22を回転円盤23の上
に搭載し、この円盤23をモーター電源24で駆動され
るモーター25によって360°回転スキャンしながら
水中物26を探知し、パルサレシーバー27から送受信
される超音波探触子22によって発振された超音波は水
中物26によって反射し、その反射波は超音波探触子2
2によって受信される。
【0003】しかしながら、このような装置は、超音波
探触子22をモーター25によって一定速度で360°
スキャンし水平面内の水中物26を検知し、水中物26
までの距離を計測するものであるので、水中物26に当
たって反射して来る距離信号を回転中の超音波探触子2
2で受信するためには、遅い速度で回転させる必要があ
り、速い速度で回転スキャンさせると反射波を受信でき
ないおそれがある。またこのような装置は、反射波の距
離計測信号のデータ数が少なく精度よい計測が難しい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、水平面内の360°の
範囲を高速スキャンしながら水中物を検知し水中距離を
高精度で計測することができる水中物位置検知装置を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、モ
ーターを搭載し水面下に配置されるベースボックス上に
上記モーターにより回転可能に乗載された回転ボックス
と、上記回転ボックスに搭載されたスリット光レーザー
光源,TVカメラ及び超音波探触子と、水面外に配置さ
れ上記モーターに接続されたモーター電源及びモーター
制御装置と、水面外に配置され上記TVカメラに接続さ
れるとともに上記モーター制御装置に接続されたX−Y
トラッカーと、水面外に配置され上記超音波探触子に接
続されたパルサレシーバーと、水面外に配置され上記パ
ルサレシーバーに接続されるとともに上記モーター制御
装置に接続された距離計測回路とを具えたことを特徴と
する。
【0006】
【作用】本発明水中物位置検知装置においては、超音波
探触子を高速で360°スキャンし、水中物を検知し水
中距離を精度よく計測するため、水中物をスリット光レ
ーザー光源とTVカメラで捉えX−Yトラッカーで水中
物を高速追跡し、その追跡信号をモーターの制御信号と
して水中物と超音波探触子が向かい合う位置までモータ
ーを高速回転させる。超音波探触子が水中物を向かい合
って水中物からの反射波の計測距離信号が受信され始め
てから一定時間計測する。また計測時間は計測精度に必
要なデータ数によって決まる。
【0007】
【実施例】本発明水中物位置検知装置の一実施例を図1
模式図について説明すると、水中物1が存在する水面2
下に配置されるベースボックス3の中には、モーター4
が収納されるとともにその出力軸にポテンショメーター
5が連結されており、ベースボックス3の底部外側には
前後スラスター6及び左右スラスター7が取付けられて
いる。またベースボックス3の上にはモーター4の出力
軸に連結された回転ボックス8が乗載され、その中には
スリット光レーザー光源9及びTVカメラ10が同じ方
向を向いて設置されるとともに、その上には1個又は指
向角分だけ傾けた複数個の超音波探触子11が配設され
ている。一方水面2外には、モーター4に電力を供給す
るモーター電源12及びモーター制御装置13が配置さ
れるとともに、TVカメラ10の撮像信号を受けるX−
Yトラッカー14及びTVモニター15が配置されてお
り、更に超音波探触子11に接続され送受信するパルサ
レシーバー16及びそこに接続された距離計測回路17
が配置されている。なおX−Yトラッカー14及び距離
計測回路17はモーター制御装置13に接続されてい
る。
【0008】このような装置において、スリット光レー
ザー光源9により水平面内のある角度範囲にスリット光
を投射すると、投射されたスリット光はスリット光の範
囲内に水中物1がある場合は、水中物1にスリット光が
投射されその上に光点を結ぶ。この光点をTVカメラ1
0で撮らえ、その撮像信号はX−Yトラッカー14によ
ってX−Y軸方向の電気信号に変換される。一方水中物
1までの水中距離を計測する超音波探触子11はTVカ
メラ10と同じく回転する。
【0009】しかしてX−Yトラッカー14での光点の
位置信号はモーター制御装置13に入力され、X−Yト
ラッカー14の電気信号は超音波探触子11と水中物1
が同一軸上で向かい合う位置で出力電圧は0V近くにな
るよう予め設定されている。従ってスポット光がない場
合すなわち水中物1が検知できない場合とスポット光を
検知してもTVカメラ10の画面上の端にある場合は、
大きな電圧がX−Yトラッカー14より出力され、モー
ター制御装置13はモーター電源12を介して高速回転
を指令する。回転ボックス8の回転角はポテンショメー
ター5により検出され、モーター電源12を通してモー
ター制御装置13にフィードバックされる。回転ボック
ス8が回転しTVカメラ10の画面上の光点が中央付近
になってくると、X−Yトラッカー14の出力電圧は0
Vに近くなりモーター4は停止状態となる。この状態で
モーター制御装置13より距離計測回路17を通してパ
ルサレシーバー16に信号を送り、計測開始を指示し、
超音波探触子11は超音波を発生させ水中物1からの反
射波を受信し、パルサレシーバー16を通して距離計測
回路17で必要な距離信号に変換する。距離信号として
必要なデータ数を計測後は、モーター制御装置13より
モーター4に回転を指令し、回転ボックス8は高速で次
の水中物1を目ざして回転する。このようにして水平面
内の360°を高速スキャンし水中物1に対しては回転
ボックス8停止状態で距離計測を必要なデータ数だけ行
い、計測精度の向上を図ることができる。
【0010】かくしてこの装置によれば、超音波探触子
11とスリット光レーザー光源9及びTVカメラ10を
モーター4で駆動される回転ボックス8に搭載し、回転
ボックス8を駆動するモーター4を制御することによ
り、水平面内の360°の範囲を高速スキャンしながら
水中物1の水中距離の精度より計測することができ、従
ってこの装置は、海中ロボットの目としてまた海洋石油
生産設備の制御信号として適用される。
【0011】
【発明の効果】要するに本発明によれば、モーターを搭
載し水面下に配置されるベースボックス上に上記モータ
ーにより回転可能に乗載された回転ボックスと、上記回
転ボックスに搭載されたスリット光レーザー光源,TV
カメラ及び超音波探触子と、水面外に配置され上記モー
ターに接続されたモーター電源及びモーター制御装置
と、水面外に配置され上記TVカメラに接続されるとと
もに上記モーター制御装置に接続されたX−Yトラッカ
ーと、水面外に配置され上記超音波探触子に接続された
パルサレシーバーと、水面外に配置され上記パルサレシ
ーバーに接続されるとともに上記モーター制御装置に接
続された距離計測回路とを具えたことにより、水平面内
の360°の範囲を高速スキャンしながら水中物を検知
し水中距離を高精度で計測することができる水中物位置
検知装置を得るから、本発明は産業上極めて有益なもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明水中物位置検知装置の一実施例の模式図
である。
【図2】従来の水中物位置検知装置の模式図である。
【符号の説明】
1 水中物 2 水面 3 ベースボックス 4 モーター 5 ポテンショメーター 6 前後スラスター 7 左右スラスター 8 回転ボックス 9 スリット光レーザー光源 10 TVカメラ 11 超音波探触子 12 モーター電源 13 モーター制御装置 14 X−Yトラッカー 15 TVモニター 16 パルサレシーバー 17 距離計測回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モーターを搭載し水面下に配置されるベ
    ースボックス上に上記モーターにより回転可能に乗載さ
    れた回転ボックスと、上記回転ボックスに搭載されたス
    リット光レーザー光源,TVカメラ及び超音波探触子
    と、水面外に配置され上記モーターに接続されたモータ
    ー電源及びモーター制御装置と、水面外に配置され上記
    TVカメラに接続されるとともに上記モーター制御装置
    に接続されたX−Yトラッカーと、水面外に配置され上
    記超音波探触子に接続されたパルサレシーバーと、水面
    外に配置され上記パルサレシーバーに接続されるととも
    に上記モーター制御装置に接続された距離計測回路とを
    具えたことを特徴とする水中物位置検知装置。
JP5110889A 1993-04-14 1993-04-14 水中物位置検知装置 Withdrawn JPH06300838A (ja)

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