JPH0693030B2 - 水中探査機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中における目標物或いは障害物の探査に用い
る水中探査機に関するものである。

〔従来技術〕

海中の障害物を探知する探査技術の一例として、海洋音
響「基礎と応用」海洋音響研究会（1984−３−１）P.16
8〜169に開示されたものがある。

第２図（ａ）は。上記文献に開示された旋回装置を持っ
たソーナによって実現された水中探査装置のシステム構
成を示す図である。図において、１は送信器であり、該
送信器１で超音波の電気信号を作成し送波器２に加え、
該送波器２から水中３に超音波を発射する。該超音波は
水中３を伝搬し、物体４に当ると該物体４で反射され再
び水中３を伝搬し、受波器５で受信され再び電気信号に
返還される。受波器５からの電気信号は受信器６で一定
レベル迄増幅された後、映像増幅器７で増幅しCRT（陰
極線管）８に加えられる。一方送波器２と受波器５は、
一つの軸で旋回装置９と方位検出器10に連結されてお
り、旋回装置９の回動に連動して回動する構造となって
いる。

旋回装置９は、送波器２を一定の方向に向けて前記の如
く超音波を発射して探査を行ない、次に少し角度を変え
て同様の探査を順次行なうものであり、方位検出器10で
検出された方位角Θに基づいて、偏向回路11を動作さ
せ、CRT8の画面をスイーブする。

第２図（ｂ）は上記水中探査装置のCRT8の画面の表示例
を示す図で、目標の物体４が方位角Θの方位で距離ｒに
あるとすると、CRT8の画面上に図示するように表示され
る。つまり、基準座標軸よりΘの方位にｒだけ離れた位
置に受信信号としての輝点Ｐを得る。旋回装置９により
連続的に輝点Ｐを得れば目標の物体４の形状も認識でき
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水中探査装置では、旋回装置
９、方位検出器10等からなる大型の旋回機構を具備して
いることから該旋回機構を取り付けるには船舶又は類似
の移動体を用意しなければならず、例えばダイバーのよ
うに特別の取り付け手段を有しない者にとっては、上記
のような大型の水中探査装置を利用することができなか
った。また、前記旋回装置９、方位検出器10等からなる
旋回機構を除いた水中探査機部分も大型で且つ重量が大
きいため、ダイバーのように水中で自己の手足のみしか
駆動手段を有しない場合は、水中探査機部分も重過ぎて
利用できないという問題点があり、水中で人間が手軽に
取り扱うことができ且つ操作の容易な水中探査機が要望
されていた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記欠点を
除去しダイバーのように自己の手足以外の駆動手段を有
しない者にとっても、水中の目標者或いは障害物を探知
するのに手軽に操作でき、且つ小型で軽量な水中探査機
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、防水構造の筐体内
に超音波の電気信号を所定のタイミングで発する送信
器、該送信器からの電気信号を受け超音波を発すると共
に物体により反射れてくる超音波を受信する送受波器、
該送受波器により受信された信号を受信する受信器、該
受信器からのアナログ出力信号をディジタル信号に変換
するアナログ・ディジタル変換器、該アナログ・ディジ
タル変換器からのディジタル信号値を送信時点から前記
タイミングに応じて順次変化するアドレスに記憶するメ
モリ、偏向回路を具備するCRT及び該CRTの偏向回路から
の前記タイミングに対応した偏向信号に従って前記メモ
リに記憶された記憶内容を読み出しCRTに表示する読出
回路とを内蔵させて水中探査機を構成した。

〔作用〕

水中探査機を上記の如く構成することにより、例えばダ
イバーが該水中探査機を水中で一定速度で旋回させれ
ば、前記送受波器の直線上にある物体迄の距離に比例し
たメモリのアドレスに前記送受波器により受信され受信
器及びアナログ・ディジタル変換器を通してディジタル
信号に変換された受波信号を記憶し、この内容をCRT上
に表示でき、CRTの一方向には距離に比例した点に受波
信号の輝点が得られ、又他の方向には旋回速度に比例し
た点の受波信号の輝点が得られるため、CRT上に目標物
の距離と形状が把握できる。特に超音波を利用するので
可視光線の到達できないような濁った水中でも目標物の
形状及び該目標物までの距離が容易に把握できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る水中探査機40のシステム構成を示
すブロック図である。図において、20は水中探査機40の
防水構造の筐体で該筐体20内に、タイミング信号を発す
るタイミング回路21、該タイミン回路21からのタイミン
グ信号を受け超音波の電気信号を発する送信器22、水中
探査機の超音波の送信受信を切り替える送受切換器23、
超音波の送信受信を行なう送受波器24、前記送受波器24
により受信され前記送受切換器23を通して送られてくる
受波信号を受信する受信器27、該受信器27からのアナロ
グ信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタ
ル変換器28、該アナログ・ディジタル変換器28からのデ
ィジタル信号値を前記タイミング回路21からの信号に応
じて記憶するメモリ29、該メモリ29の記憶内容をCRT31
の偏向回路32からの信号に応じて読み出す読出し回路3
0、CRT31、偏向回路32及び水中探査機内の各部に電源を
送る電子25が内蔵されている。

筐体20の前記CRT31の対向面には、CRT31の画面を見るた
めに、可視光線が透過する構造のガラス窓34が設けられ
ている。

上記構造の水中探査機40において、タイミング回路21
は、超音波を送信するタイミング信号を作成し、送信器
22に超音波の送信指令を送る。該送信器22の送信出力は
送受切換器23を通り、送受波器24に加えられる。これに
より送受波器24より、水中26に超音波が発射され水中に
物体35が存在する時この物体35で超音波は反射され再び
送受波器24で受波される。ここで該受波信号は再び電気
信号に変換され、送受切換器23を通って受信器27に入力
される。該受信器27で前記受波信号は一定レベル迄増幅
され、アナログ・ディジタル変換器28に入力され、該ア
ナログ・ディジタル変換器28でディジタル信号に変換さ
れ、メモリ29に入力される。

該メモリ29はタイミング回路21からのタイミング信号に
より、Ｘ方向のアドレスが第３図（ａ）に示すように順
次変化している。超音波の送信時点は、アドレスであ
り、時間の経過と共にから，から……というよ
うにアドレスが変化している。例えばある時間に達する
とアドレスはに成っており、この時所所低値以上の受
波信号があるとのアドレスに「１」が入力される。該
所定値以下であると「０」が入力される。

この時点のみに注目すれば、第３図（ｂ）のようにアド
レスのみに値「１」のデータが入力されこの時点に受
波信号があったことを示す。メモリ29の記憶内容は超音
波を送信するごとにＹ方向のアドレスに＋１して行けば
メモリ29上で「１」がセットされた点は送受波器24と物
体35の距離に比例することになる。

上記メモリ29の記憶内容を偏向回路32のタイミングによ
り、読出し回路30で読出しCRT31の画面上に表示すれ
ば、メモリ29に記憶されたアドレス位置とCRT31の画面
に表示される輝点位置とが対応することになる。この様
子を第３図（ｃ）に示す。図示するように、CRT31の画
面上の輝点ＰのＸ方向の長さは送受波器24と物体35との
距離に比例することになり、Ｙ方向は送信回数に比例し
て表示される。

水中探査機40を構成する各回路及び機器は上記の如く防
水構造の筐体20に収納され、ガラス窓34からCRT31の画
面上に表示された像を外から見ることができる。

第４図（ａ），（ｂ）は上記水中探査機40の使用例を示
す図で、同図（ａ）は水中探査機40の配置状態を示す
図、同図（ｂ）は水中探査機40のCRT31の画面の表示例
を示す図である。先ずＡ方向に水中探査機40を向け送受
波器24から超音波を発射すると、目標物36との距離laが
CRTの画面31aの右端に表示される。次に水中探査機40を
左に一定速度で旋回させ、Ｂ方向に達すると水中探査機
40と目標物36との距離lbが画面31a上に表示される。ま
た、Ｃ方向に達すると水中探査機40と目標物36との距離
lcが画面上に表示される。このようにダイバー等が水中
で水中探査機40を一定速度で旋回させることにより、CR
T31の画面31a上に目標物36の形状に比例した像が表示さ
れ、目標物の大まかな形状とその距離を容易に把握でき
る。なお、第４図（ｂ）において、A,B,Cはそれぞれ同
図（ａ）の方向A,B,Cに対応し、それぞれの水中探査機4
0と目標物36との距離を表示する点を示す。

即ち、メモリ29に記憶された記憶内容を読出し回路30が
偏向回路32のタイミングによって読み出しCRT31に出力
することにより、該読み出した信号をCRT31の表示画面
にタイミング回路21のタイミング信号に対応して所定方
向（第４図では水平方向）に変位する位置で、且つ該所
定方向に直交する方向（第４図では上下方向）でメモリ
29のアドレス位置に対応する位置に表示することにな
る。

なを、上記実施例では、ダイバー等が水中で水中探査機
40を手動で一定速度で旋回させて、水中の探査を実行す
る例を示したが、例えば３脚のような簡単な支持体を具
備し、その上で一定速度で旋回させるような簡単構造の
旋回手段を用いて、上記水中探査機40を水中で旋回させ
てもよいことは当然である。

水中探査機40を上記の如く構成することにより、例えば
ダイバーが該水中探査機40を水中26で一定速度で旋回さ
せれば、前記送受波器24の直線上にある物体35迄の距離
に比例したメモリ29のアドレスに送受波器24により受信
され、受信器27及びアナログ・ディジタル変換器28を通
してディジタル信号に変換された受波信号を記憶し、こ
の内容をCRT31の画面上に表示でき、CRT31X方向には距
離に比例した点に受波信号の輝点が得られ、又Ｙ方向に
は旋回速度に比例した点の受波信号の輝点が得られるた
め、CRT31上に目標物の距離と形状が表示できる。特に
超音波を利用するので可視光線の到達できないような濁
った水中でも目標物の形状及び該目標物までの距離が容
易に把握できる。

なお、上記実施例では表示器としてCRT31を用いたが、
表示器としてはこれに限定されるものでないことは当然
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば下記のように優れた
効果が得られる。

（１）メモリに記憶された記憶内容をタイミングに応じ
て読み出し、画面の該タイミング信号に対応して所定方
向に変位する位置で且つ該所定方向に直交する方向でメ
モリのアドレス位置に対応する位置に表示するので、画
面に目標物の距離と形状を示す像が表示され、該像を見
ることにより水柱の目標物或いは障害物の形状やその距
離を容易に把握できる。

（２）また、本発明によれば、従来のように旋回装置及
び方位検出器等からなる旋回機構を設けることなく、例
えばダイバーが本発明に係る水中探査機を水中で一定速
度で旋回させることにより、画面に目標物の距離と形状
を示す像が表示されるから、該目標物或いは障害物の形
状やその距離を容易に把握できる。特に超音波を利用す
るので可視光線の到達できないような濁った水中でも目
標物或いは障害物の形状及び距離を容易に把握できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水中探査機のシステム構成を示す
ブロック図、第２図（ａ）は従来の旋回装置を持った水
中探査装置のシステム構成を示す図、同図（ｂ）は該水
中探査機の画面の表示例を示す図、第３図（ａ），
（ｂ）はそれぞれ本発明に係る水中探査機を構成するメ
モリのフオーマットを示す図、同図（ｃ）は該水中探査
機を構成するCRTの画面の表示例を示す図、第４図
（ａ）は本発明に係る水中探査機の使用例を示す図、同
図（ｂ）はそのCRTの画面の表示例を示す図である。 図中、20……筐体、21……タイミング回路、22……送信
器、23……送受切換器、24……送受波器、25……電池、
26……水中、27……受信器、28……アナログ・ディジタ
ル変換器、29……メモリ、30……読出し回路、31……CR
T、32……偏向回路、34……ガラス面、35……物体、40
……水中探査機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】防水構造の筐体内に、超音波を所定のタイ
   ミングで発射し、物体から反射されてくる超音波を受信
   する超音波送受手段と、該超音波送受手段からのアナロ
   グ受信信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディ
   ジタル変換器と、該アナログ・ディジタル変換器からの
   ディジタル信号値をメモリの前記超音波の送信時点から
   前記タイミングに応じて順次変化するアドレス位置に記
   憶する手段と、該メモリに記憶された記憶内容を前記タ
   イミングに応じて読み出し、該読み出し信号を表示画面
   に前記タイミング信号に対応して所定方向に変位する位
   置で且つ該所定方向に直交する方向で前記メモリのアド
   レス位置に対応する位置に表示する表示手段とを収納し
   たことを特徴とする水中探査機。
2. 【請求項２】前記水中探査機を筐体ごと一定速度で旋回
   させる手段を具備することを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の水中探査機。