JPH0762660A - 捨石マウンド均し面計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、港湾工事等において海底の捨石マ
ウンド均し面を計測するためのシステムに関し、特に潜
水夫による作業を必要とせずに捨石マウンド均し面を的
確に計測できるようにしたシステムを提供するものであ
る。 【構成】 海底の捨石マウンド均し面２に沿って移動し
うる水中移動装置３と、同装置３に信号・動力ケーブル
10を介して連結された支援船８とをそなえ、水中移動装
置３にその位置標定のための装置６と、捨石均し面の計
測面24を計測するソナー４とをそなえるとともに、支援
船８には陸上基準点15に基づき同船８の位置を標定する
装置14をそなえて、支援船８に設けられた演算装置が、
上記の各装置６，14からの標定信号とソナー４からの計
測信号とを受けて、捨石マウンド均し面の絶対位置を演
算できるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、港湾工事等において、
海底の捨石マウンド均し面を計測するためのシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、海底における捨石マウンド均し面
の計測に際しては、図７に示すように、潜水夫25が水中
に潜り、均し面上に設けた水中基準治具26と均し面２と
の差をスケール28を用いて計測し、一方潜水夫25が立て
た水中スタッフ27により支援船８上で水中基準治具26ま
での深さが計測されて、これらの計測値の和を求めるこ
とが行なわれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述のような
従来の計測手段では、潜水夫が直接潜って作業を行なう
ため、潜水夫の安全性に問題がある。また、その作業が
重労働となり長時間を要するという問題点があるほか、
海水の濁りによる目視難等の問題点もある。さらに、船
上から捨石マウンド均し面まで超音波式計測装置（ソナ
ー）による計測を行なう手段もあるが、長距離計測にな
るため送信超音波ビームの広がりにより精度が悪くなる
という問題点がある。

【０００４】本発明は上述の諸問題の解決をはかろうと
するもので、支援船に信号・動力ケーブルで連結された
水中移動装置で捨石マウンド均し面のソナー計測を行な
うとともに、その計測値を適切に補正できるようにし
て、潜水夫による作業を必要とせずに、捨石マウンド均
し面の計測を的確に行なえるようにしたシステムを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明の捨石マウンド均し面計測システムは、海底
の捨石マウンド均し面に沿って移動しうる水中移動装置
と、同水中移動装置に信号・動力ケーブルを介して連結
された支援船とをそなえ、上記水中移動装置に、同水中
移動装置の位置標定のための水中位置標定装置と、捨石
マウンド均し面を計測するための超音波式計測装置とが
設置されるとともに、上記支援船に同支援船の位置を陸
上の基準点に基づき標定する支援船位置標定装置が設置
されて、上記超音波式計測装置からの計測信号と上記の
水中位置標定装置および支援船位置標定装置からの各標
定信号とを受けて上記捨石マウンド均し面の絶対位置を
演算する演算装置が装備されたことを特徴としている。

【０００６】また本発明の捨石マウンド均し面計測シス
テムは、海底の捨石マウンド均し面に沿って移動しうる
水中移動装置と、同水中移動装置に信号・動力ケーブル
を介して連結された支援船とをそなえ、上記水中移動装
置に、同水中移動装置の位置標定のための水中位置標定
装置と、同水中移動装置の方位を検出する第１の方位ジ
ャイロと、捨石マウンド均し面を計測するための超音波
式計測装置と、同計測装置の動揺補正のための第１の動
揺検出器と、超音波の水中伝播速度補正のための海水温
度検出器とが設置されるとともに、上記支援船に、同支
援船の位置を陸上の基準点に基づき標定する支援船位置
標定装置と、同支援船の方位を検出する第２の方位ジャ
イロと同支援船の動揺を検出する第２の動揺検出器とが
設置され、さらに上記支援船に、上記支援船位置標定装
置からの標定信号と、上記超音波式計測装置からの計測
信号と、上記海水温度検出器からの検出信号と、上記第
１および第２の動揺検出器からの検出信号と、上記水中
位置標定装置からの標定信号と、上記第１および第２の
方位ジャイロからの方位ジャイロデータ信号とを受け
て、これらの信号に基づき捨石マウンド均し面の絶対位
置を演算する演算装置が装備されたことを特徴としてい
る。

【０００７】

【作用】上述の本発明の捨石マウンド均し面計測システ
ムでは、水中移動装置に設置された超音波式計測装置に
より、海底における捨石マウンド均し面が計測され、そ
の計測値は、支援船上の演算装置において、海水温度検
出器からの入力や、水中移動装置上の第１の動揺検出器
からの入力により補正される。次に水中位置標定装置か
らの標定信号に基づき、支援船と水中移動装置との相対
位置関係のデータが入力され、さらに支援船位置標定装
置からの標定信号に基づき陸上基準点と支援船との相対
位置関係のデータが入力される。

【０００８】また水中移動装置上の第１の方位ジャイロ
からのデータ入力により、超音波式計測装置と水中位置
標定装置の取付け位置との相対位置関係の補正が行なわ
れる。そして支援船上の第２の動揺検出器からの検出信
号や支援船上の第２の方位ジャイロからのデータ信号が
入力され、これにより支援船位置標定装置と水中位置標
定装置の支援船側取付け位置との相対位置関係の補正が
行なわれる。このようにして捨石マウンド均し面の絶対
位置が演算装置において算出されるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
捨石マウンド均し面計測システムについて説明すると、
図１はその全体構成を概略的に示す立面図、図２はその
回路構成図、図３はその計測面の絶対位置標定の原理を
示す説明図、図４はその演算装置における算出過程を示
すフローチャート、図５はその水中移動装置における超
音波式計測装置（ソナー）の傾斜に伴う検出距離補正の
要領を示す説明図、図６は上記ソナーの計測距離と水平
分解能の関係を示す説明図である。

【００１０】図１及び図２に示すように、本実施例の捨
石マウンド均し面計測システムでは、海底の捨石マウン
ド１の均し面２に沿って移動しうる水中移動装置３と、
同水中移動装置３に信号・動力ケーブル10を介して連結
された支援船８とが設けられている。そして、水中移動
装置３には、同水中移動装置３の位置標定のための水中
位置標定装置６と、同水中移動装置３の方位を検出する
第１の方位ジャイロ71ａとが設けられるほか、捨石マウ
ンド均し面２を計測するための超音波式計測装置（以下
ソナーという）４と、同ソナー４の動揺補正のための第
１の動揺検出器７ａとが設けられる。さらに水中移動装
置３には超音波の水中伝播速度補正のための海水温度検
出器72が設置されている。

【００１１】また、支援船８には、同支援船８の位置を
陸上の基準点15に基づき標定する支援船位置標定装置14
が設けられるほか、同支援船８の方位を検出する第２の
方位ジャイロ71と同支援船８の動揺を検出する第２の動
揺検出器７とが設けられている。さらに、支援船８に、
支援船位置標定装置14からの標定信号と、ソナー４から
の計測信号と、海水温度検出器72からの検出信号と、第
１および第２の動揺検出器７ａ，７からの検出信号と、
水中位置標定装置６からの標定信号と、第１および第２
の方位ジャイロ71ａ，71からの方位ジャイロデータ信号
とを受けて、これらの信号に基づき捨石マウンド均し面
２の絶対位置を演算する演算装置31が設置されている。

【００１２】なお、図中における符号12は海面を示し、
13は陸上、16は短距離時の水平分解能、17は長距離時の
水平分解能、18は送信超音波ビーム広がり角、19は実測
距離、20は補正検出距離、21は傾斜角、23は補正ソナー
位置、24は計測面、32は操作部、33は表示部、34は外部
入出力インタフェース、35はデータ記録部、36はプリン
ト装置、37は送受信部、38は送波部、39は受波器を示し
ている。

【００１３】本実施例の捨石マウンド均し面計測システ
ムは上述のように構成されているので、図２および図３
に示すように、水中移動装置３に固定した水中位置標定
装置６からの信号に基づき、支援船８上にある同装置６
の受信部６ａを介し、前述の船上機器一式により水中移
動装置３の位置（支援船８からの相対位置としての計測
ライン、図３の符号42参照）が計測される。同様に、支
援船８の位置は、船位置標定装置14により、図に示す陸
上13に設置した既知の基準点15からの相対位置（計測ラ
イン）43として計測される。また、水中移動装置３上に
設置した第１の方位ジャイロ71ａにより水中移動装置３
の方位が検出され、ソナー４の位置は既知であるため、
水中位置標定装置６による計測値と、上記方位とにより
ソナー４の水中位置標定装置６との相対位置44が算出さ
れる。水中移動装置３が傾いた場合においても、ソナー
４上に設置した第１の動揺検出器７ａにより、図５に示
すソナー４の傾斜角21が計測され、同傾斜角21により実
測距離19を補正した補正検出距離20と補正ソナー位置23
とが算出される。そして超音波伝播経路の水温が温度検
出器72で検出され、その都度水中伝播速度が補正され、
このようにしてソナー４と捨石マウンド均し面における
計測面24との相対位置（計測ライン）41が計測される。
したがって上記各々の相対位置（計測ライン）41，42，
43，44のＸ，Ｙ，Ｚ方向の値をそれぞれ加算することに
より捨石マウンド均し面における計測面24の絶対位置が
精度良く求められるようになる。

【００１４】上述の算出過程を演算装置31におけるフロ
ーチャート（図４参照）により説明する。 （１）水中移動装置３上に設置したソナー４からの送受
信時間が計測され、入力される。 （２）同様に、海水温度が入力される。 （３）同様に、水中移動装置３上の動揺検出器７ａによ
る傾斜角度21が入力される。 （４）上記（１）〜（３）項のデータより、 海水温度に基づき、計測時の海水中の超音波伝播速度
が算出される。 送受信時間および伝播速度により、ソナー４〜計測面
24の相対位置が算出される。 動揺検出（傾斜角度21）により、相対位置の補正演算
が実施される。 同補正・相対位置41をＸ３，Ｙ３，Ｚ３とする。

【００１５】（５）水中位置標定装置６による支援船８
〜水中移動装置３間の位置データ42が入力される。同値
をＸ２，Ｙ２，Ｚ２とする。 （６）船位置標定装置14による陸上基準点15〜支援船８
間の位置データ43が入力される。同値をＸ１，Ｙ１，Ｚ
１とする。 （７）水中移動装置３上の方位ジャイロ71ａにより、方
位データが入力される。 （８）上記（３），（７）項より、 動揺検出（傾斜角度21）に基づき、ソナー４と水中位
置標定装置６（水中移動装置３側）の取付け位置との間
の相対位置44の補正演算が実施される。 方位データより、上記相対位置44が補正・算出され
る。同値をｘ２，ｙ２，ｚ２とする

【００１６】（９）支援船８上の動揺検出器７による傾
斜角度が入力される。 （10）支援船８上の方位ジャイロ71により、方位データ
が入力される。 （11）上記（９），（10）項より、 動揺検出（傾斜角度）に基づき、船位置標定装置14〜
水中位置標定装置６ａ（船側）取付け位置間の相対位置
（距離）の補正演算を実施する。 方位データより、同取付け位置間の相対位置45が補正
・算出される。同値をｘ１，ｙ１，ｚ１とする。 （12）既知の陸上基準点Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０に、上記Ｘ，
Ｙ，Ｚ方向の各値を加算することにより、計測面（捨石
マウンド均し面）24の絶対位置が精度良く計測される。

【００１７】なお、捨石マウンド均し面２の計測は、水
中移動装置３上にソナー４を設置したことにより計測面
との距離が短くなり、水平分解能は大幅に向上する（図
６参照）。ソナー４を電気的なスキャンニング或いは、
機械的なスキャンニングで作動させることにより、計測
面24の点情報を信号処理して、表示装置（船上機器一式
に含まれる。）上に面情報として表示することが可能に
なり、これにより支援船８上の船上オペレータ11は、前
方の水中映像が得られるので、海水の濁り等による、水
中カメラでは目視できないような条件下でも、ソナー映
像に基づき水中移動装置３を船上から操縦して、捨石マ
ウンド均し面の計測作業を行なうことが可能となる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の捨石マウ
ンド均し面計測システムによれば、支援船に信号・動力
ケーブルで連結された水中移動装置で捨石マウンド均し
面のソナー計測が行なわれるとともに、その計測値の補
正が適切に行なわれるので、潜水夫の潜水作業を伴うこ
となく、捨石マウンド均し面の計測が的確に行なわれる
ようになる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての捨石マウンド均し面
計測システムの全体構成を概略的に示す立面図である。

【図２】図１のシステムの回路構成図である。

【図３】図１のシステムにおける計測面の絶対位置標定
の原理を示す説明図である。

【図４】図１のシステムにおける演算装置のフローチャ
ートである。

【図５】図１のシステムにおけるソナーの傾斜に伴う検
出距離補正の要領を示す説明図である。

【図６】図１のシステムにおけるソナーの計測距離と水
平分解能の関係を示す説明図である。

【図７】従来の捨石マウンド均し面の計測手段を示す立
面図である。

【符号の説明】

１ 捨石マウンド ２ 捨石マウンド均し面 ３ 水中移動装置 ４ 超音波式計測装置（ソナー） ５ 超音波 ６ 水中位置標定装置 ６ａ 受信部 ７ａ 第１の動揺検出器 ７ 第２の動揺検出器 ８ 支援船 10 信号・動力ケーブル 11 船上オペレータ 12 海面 13 陸上 14 支援船位置標定装置 15 基準点 16 短距離時の水平分解能 17 長距離時の水平分解能 18 送信超音波ビーム広がり角 19 実測距離 20 補正検出距離 21 傾斜角 23 補正ソナー位置 24 計測面の絶対位置 25 潜水夫 26 水中基準用治具 27 水中スタッフ 28 スケール 31 演算装置 32 操作部 33 表示部 34 外部入出力インタフェース 35 データ記録部 36 プリント装置 37 送受信部 38 送波器 39 受波器 41 ソナーによる計測ライン（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３） 42 水中位置標定装置による計測ライン（Ｘ２，Ｙ２，
Ｚ２） 43 船位置標定装置による計測ライン（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ
１） 44 水中位置標定装置（水中作業機側）６〜ソナー４間
の取付け位置データ（ｘ２，ｙ２，ｚ２） 45 船位置標定装置14〜水中位置標定装置（支援船側）
６間の取付け位置データ（ｘ１，ｙ１，ｚ１） 71ａ 第１の方位ジャイロ 71 第２の方位ジャイロ 72 温度検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海底の捨石マウンド均し面に沿って移動
   しうる水中移動装置と、同水中移動装置に信号・動力ケ
   ーブルを介して連結された支援船とをそなえ、上記水中
   移動装置に、同水中移動装置の位置標定のための水中位
   置標定装置と、捨石マウンド均し面を計測するための超
   音波式計測装置とが設置されるとともに、上記支援船に
   同支援船の位置を陸上の基準点に基づき標定する支援船
   位置標定装置が設置されて、上記超音波式計測装置から
   の計測信号と上記の水中位置標定装置および支援船位置
   標定装置からの各標定信号とを受けて上記捨石マウンド
   均し面の絶対位置を演算する演算装置が装備されたこと
   を特徴とする、捨石マウンド均し面計測システム。
2. 【請求項２】 海底の捨石マウンド均し面に沿って移動
   しうる水中移動装置と、同水中移動装置に信号・動力ケ
   ーブルを介して連結された支援船とをそなえ、上記水中
   移動装置に、同水中移動装置の位置標定のための水中位
   置標定装置と、同水中移動装置の方位を検出する第１の
   方位ジャイロと、捨石マウンド均し面を計測するための
   超音波式計測装置と、同計測装置の動揺補正のための第
   １の動揺検出器と、超音波の水中伝播速度補正のための
   海水温度検出器とが設置されるとともに、上記支援船
   に、同支援船の位置を陸上の基準点に基づき標定する支
   援船位置標定装置と、同支援船の方位を検出する第２の
   方位ジャイロと、同支援船の動揺を検出する第２の動揺
   検出器とが設置され、さらに上記支援船に、上記支援船
   位置標定装置からの標定信号と、上記超音波式計測装置
   からの計測信号と、上記海水温度検出器からの検出信号
   と、上記第１および第２の動揺検出器からの検出信号
   と、上記水中位置標定装置からの標定信号と、上記第１
   および第２の方位ジャイロからの方位ジャイロデータ信
   号とを受けて、これらの信号に基づき捨石マウンド均し
   面の絶対位置を演算する演算装置が装備されたことを特
   徴とする、捨石マウンド均し面計測システム。