JPH09145821A - Underwater object position measuring device - Google Patents
Underwater object position measuring deviceInfo
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- JPH09145821A JPH09145821A JP32632895A JP32632895A JPH09145821A JP H09145821 A JPH09145821 A JP H09145821A JP 32632895 A JP32632895 A JP 32632895A JP 32632895 A JP32632895 A JP 32632895A JP H09145821 A JPH09145821 A JP H09145821A
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Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水中に存在する水
中物体の位置を測定する水中物体位置測定装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater object position measuring device for measuring the position of an underwater object existing in water.
【0002】[0002]
【従来の技術】海や湖等の水中において潜水調査や土木
工事等の作業を行う場合、水面に位置した母船から遠隔
操作で作業するよりも、水中において自立的に作業する
ほうが作業内容によっては望ましい場合がある。この場
合、水中の作業員や作業装置に現在位置を認識させるこ
とが作業を進める上で必要となるため、従来は、LBL
方式(Long Base Line System) やSBL方式(Short Bas
e Line System)、SSBL方式(Super Short Base Line
System)による位置決定方法によって、作業員や作業装
置の現在位置が測定されるようになっている。2. Description of the Related Art When conducting work such as diving survey or civil engineering work underwater in the sea or lake, depending on the work contents, it is better to work autonomously underwater rather than remote control from the mother ship located on the surface of the water. Sometimes desirable. In this case, it is necessary for the underwater worker or the working device to recognize the current position in order to proceed with the work.
Method (Long Base Line System) and SBL method (Short Bas
e Line System), SSBL method (Super Short Base Line)
The current position of the worker or the working device is measured by the position determination method by System).
【0003】即ち、上記の各方式による位置決定方法
は、質問信号を発信して応答信号を受信するトランスデ
ューサと、質問信号を受信したときに応答信号を発信す
るトランスポンダとを有した構成にされており、トラン
スポンダを水底に設置して設置位置を測定した後、トラ
ンスポンダから発信された応答信号をトランスデューサ
により受信することによって、既知のトランスポンダの
設置位置と信号の伝搬時間とで現在位置を求めるように
なっている。That is, the position determining method according to each of the above-mentioned methods is configured to have a transducer for transmitting an inquiry signal and receiving a response signal, and a transponder for transmitting a response signal when the inquiry signal is received. The transponder is installed on the bottom of the water, the installation position is measured, and then the response signal transmitted from the transponder is received by the transducer so that the current position is obtained by the installation position of the known transponder and the propagation time of the signal. Has become.
【0004】[0004]
【発明を解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の位置決定方法では、トランスポンダを水中に設置す
る際に、設置場所から移動しないように固定する作業が
必要であると共に、トランスポンダの設置位置を測定す
る作業が必要であり、これらの作業の困難性からトラン
スデューサにより現在位置が測定可能となるまでの準備
時間に長時間を要するという問題がある。また、潜水調
査等の終了後に、トランスポンダを水中から引き上げて
回収する必要があるため、撤収時間にも長時間を要する
という問題がある。さらに、トランスポンダおよびトラ
ンスデューサの双方に、質問信号や応答信号を送受信す
る超音波送信機と超音波受信機とを備えさせることが必
要となるため、装備がコストアップしたものになってい
るという問題もある。However, in the above-mentioned conventional position determining method, when the transponder is installed in water, it is necessary to fix the transponder so that it does not move from the installation place, and the installation position of the transponder is measured. However, there is a problem in that it takes a long time to prepare until the current position can be measured by the transducer due to the difficulty of these operations. In addition, since it is necessary to pull up the transponder from the water and collect it after the completion of the diving survey, there is a problem that the withdrawal time also takes a long time. Furthermore, since it is necessary to equip both the transponder and the transducer with an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver for transmitting and receiving the inquiry signal and the response signal, there is a problem that the cost of the equipment is increased. is there.
【0005】従って、本発明は、短時間で準備および撤
収することができると共に、装備をコストダウンするこ
とができる水中物体位置測定装置を提供することを目的
としている。Therefore, it is an object of the present invention to provide an underwater object position measuring device which can be prepared and withdrawn in a short time and which can reduce the cost of equipment.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、請求項1の発明は、水中物体の位置を測定する水中
物体位置測定装置において、グローバルポジショニング
システムを構成する複数の衛星から送信されるGPS信
号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検出する検出
手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超音波信号
として所定の時刻に水中に送信する送信手段とをそれぞ
れ保持し互いに離隔して水面に位置する4台の保持体
と、上記水中物体に備えられ、上記4個の送信手段から
の超音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段から
の到達時間差を求め、上記位置データと到達時間差とに
基づいて水中物体の現在位置を算出する位置算出手段と
を有していることを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is an apparatus for measuring the position of an underwater object, which is transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system. And detecting means for receiving GPS signals for detecting positions based on these signals, and transmitting means for transmitting data signals representing these positions as ultrasonic signals into the water at a predetermined time. Then, the four holding bodies located on the surface of the water and the underwater object are provided, receive the ultrasonic signals from the four transmitting means, obtain the difference in arrival time of each of these signals from the transmitting means, and It is characterized by having a position calculating means for calculating the current position of the underwater object based on the position data and the arrival time difference.
【0007】これにより、保持体から発信された超音波
信号を基にして水中物体に現在位置を認識させるように
なっているため、準備作業が保持体を水面に浮かべる作
業のみとなり、撤収作業が水面を浮遊する保持体を回収
する作業のみとなる。従って、準備および撤収時の全て
の作業を船上において簡単に行うことができるため、短
時間のうちに準備および撤収することが可能になってい
る。また、水中物体が超音波信号を受信する超音波受信
機を備えるだけで現在位置データを求めて確認すること
が可能になっているため、超音波送信機等に要する装備
費用をコストダウンすることが可能になっている。As a result, since the underwater object is made to recognize the current position based on the ultrasonic signal transmitted from the holder, the preparatory work is only the work of floating the holder on the water surface, and the withdrawal work is performed. Only the work of collecting the holder floating on the water surface is required. Therefore, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, and it is possible to prepare and withdraw in a short time. In addition, since it is possible to obtain and confirm the current position data simply by equipping an underwater object with an ultrasonic receiver that receives ultrasonic signals, the cost of equipment required for ultrasonic transmitters, etc. can be reduced. Is possible.
【0008】請求項2の発明は、水中物体の位置を測定
する水中物体位置測定装置において、グローバルポジシ
ョニングシステムを構成する複数の衛星から送信される
GPS信号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検出
する検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超
音波信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送
信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置す
る3台の保持体と、上記水中物体に備えられ、上記3個
の送信手段からの超音波信号を受信し、これらの信号の
各送信手段からの到達時間を求め、上記位置データと到
達時間とに基づいて水中物体の現在位置を算出する位置
算出手段とを有していることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system are received and the position is determined based on those signals. Three holders, each of which holds a detecting means for detecting and a transmitting means for transmitting a data signal or the like representing these positions as an ultrasonic signal into water at a predetermined time, at a distance from each other and on the water surface, The underwater object is provided in the underwater object, receives ultrasonic signals from the three transmitting means, obtains arrival times of these signals from the respective transmitting means, and calculates the present time of the underwater object based on the position data and the arrival time. It is characterized by having a position calculating means for calculating a position.
【0009】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能になっている。さらに、3台の保持体で構成
されているため、4台の保持体で構成される請求項1よ
りも、一層短時間のうちに準備および撤収することが可
能になっていると共に、コストダウンすることが可能に
なっている。As a result, as in the case of claim 1, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, so that it is possible to prepare and withdraw in a short time. . Furthermore, since it is composed of three holders, it is possible to prepare and withdraw in a shorter time than in the case of claim 1, which is composed of four holders, and to reduce the cost. It is possible to do.
【0010】請求項3の発明は、水中物体の位置を測定
する水中物体位置測定装置において、グローバルポジシ
ョニングシステムを構成する複数の衛星から送信される
GPS信号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検出
する検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超
音波信号として所定の時刻に水中に送信する送信手段と
を保持し水面に位置する1台の保持体と、上記水中物体
に備えられ、上記送信手段からの超音波信号を受信し、
送信手段からの超音波信号の到達時間及び上記水中物体
に対する上記保持体の方向とを求め、上記位置データと
到達時間と上記保持体の方向とに基づいて水中物体の現
在位置を算出する位置算出手段とを有していることを特
徴としている。According to a third aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, GPS signals transmitted from a plurality of satellites forming a global positioning system are received and the position is determined based on those signals. The holding means for detecting and a transmitting means for transmitting data signals representing these positions as ultrasonic signals in water at a predetermined time and holding one holding body positioned on the water surface, and the underwater object are provided. Receiving the ultrasonic signal from the transmitting means,
Position calculation for obtaining the arrival time of the ultrasonic signal from the transmitting means and the direction of the holder with respect to the underwater object, and calculating the current position of the underwater object based on the position data, the arrival time and the direction of the holder. And means.
【0011】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能になっている。さらに、1台の保持体で構成
されているため、4台の保持体で構成される請求項1よ
りも、一層短時間のうちに準備および撤収することが可
能になっていると共に、コストダウンすることが可能に
なっている。As a result, as in the case of claim 1, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, so that preparation and withdrawal can be done in a short time. . Further, since it is composed of one holder, it is possible to prepare and withdraw in a shorter time than in the case of claim 1, which is composed of four holders, and to reduce the cost. It is possible to do.
【0012】請求項4の発明は、水中に存在する水中物
体に対して現在位置を認識させる水中位置測定装置にお
いて、グローバルポジショニングシステムを構成する衛
星からのGPS信号を基にして位置データを求め、該位
置データを超音波信号として水中に発信する1台の保持
体と、上記水中物体に備えられ、該水中物体の深度を求
めると共に、上記保持体からの超音波信号を受信するこ
とにより上記保持体の位置データと保持体方向とを求
め、これら深度と位置データと保持体方向とを基にして
現在位置データを算出する位置算出手段とを有している
ことを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in an underwater position measuring device for recognizing the current position of an underwater object existing underwater, position data is obtained based on GPS signals from satellites which constitute a global positioning system, One holding body that transmits the position data as an ultrasonic signal into the water and the underwater object, the depth of the underwater object is obtained, and the holding is performed by receiving the ultrasonic signal from the holding body. The present invention is characterized by having position calculating means for obtaining the position data of the body and the holding body direction and calculating the current position data based on the depth, the position data and the holding body direction.
【0013】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能になっている。さらに、1台の保持体で構成
されているため、4台の保持体で構成される請求項1よ
りも、一層短時間のうちに準備および撤収することが可
能になっていると共に、コストダウンすることが可能に
なっている。As a result, as in the case of claim 1, since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time. . Further, since it is composed of one holder, it is possible to prepare and withdraw in a shorter time than in the case of claim 1, which is composed of four holders, and to reduce the cost. It is possible to do.
【0014】請求項5の発明は、水中物体の位置を測定
する水中物体位置測定装置において、グローバルポジシ
ョニングシステムを構成する複数の衛星から送信される
GPS信号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検出
する検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超
音波信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送
信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置す
る3台の保持体と、上記水中物体に備えられ、該水中物
体の深度を求めると共に、上記3個の送信手段からの超
音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到
達時間差を求め、水中物体の深度並びに上記位置データ
と到達時間差とに基づいて水中物体の現在位置を算出す
る位置算出手段とを有していることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, GPS signals transmitted from a plurality of satellites forming a global positioning system are received, and the position is determined based on those signals. Three holders, each of which holds a detecting means for detecting and a transmitting means for transmitting a data signal or the like representing these positions as an ultrasonic signal into water at a predetermined time, at a distance from each other and on the water surface, The depth of the underwater object, which is provided in the underwater object, is determined, the ultrasonic signals from the three transmitting means are received, and the arrival time difference of each of these signals from the transmitting means is determined. It has a position calculating means for calculating the current position of the underwater object based on the position data and the arrival time difference.
【0015】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能になっている。さらに、3台の保持体で構成
されているため、4台の保持体で構成される請求項1よ
りも、一層短時間のうちに準備および撤収することが可
能になっていると共に、コストダウンすることが可能に
なっている。As a result, as in the case of claim 1, since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time. . Furthermore, since it is composed of three holders, it is possible to prepare and withdraw in a shorter time than in the case of claim 1, which is composed of four holders, and to reduce the cost. It is possible to do.
【0016】請求項6の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、固有の識別データを
含ませながら超音波信号を発信するようになっており、
上記位置算出手段は、上記識別データを基にして上記保
持体を特定するようになっていることを特徴としてい
る。これにより、多数の保持体群の中から任意の保持体
を選択して現在位置データを求めることができるため、
多数の保持体が配置されている場合でも、超音波信号の
混信等による現在位置データの誤検出を防止することが
可能になっている。The invention of claim 6 relates to claims 1, 2, 3,
The holder described in 4 or 5 is adapted to emit an ultrasonic signal while including unique identification data,
The position calculating means is characterized in that the holding body is specified based on the identification data. With this, it is possible to select any holding body from a large number of holding body groups and obtain the current position data,
Even if a large number of holders are arranged, it is possible to prevent erroneous detection of current position data due to interference of ultrasonic signals or the like.
【0017】請求項7の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、固有の周波数で超音
波信号を発信するようになっており、上記位置算出手段
は、上記周波数を基にして上記保持体を特定するように
なっていることを特徴としている。これにより、多数の
保持体群の中から任意の保持体を選択して現在位置デー
タを求めることができるため、多数の保持体が配置され
ている場合でも、超音波信号の混信等による現在位置デ
ータの誤検出を防止することが可能になっている。The invention of claim 7 relates to claims 1, 2, 3,
The holder described in 4 or 5 is adapted to emit an ultrasonic signal at a unique frequency, and the position calculating means is adapted to identify the holder based on the frequency. It is characterized by that. As a result, the current position data can be obtained by selecting an arbitrary holding body from a large number of holding bodies, so even if a large number of holding bodies are arranged, the current position due to interference of ultrasonic signals, etc. It is possible to prevent erroneous detection of data.
【0018】請求項8の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、固有のM系列のコー
ドを含んだ超音波信号を発信するようになっており、上
記位置算出手段は、上記M系列のコードを基にして上記
保持体を特定するようになっていることを特徴としてい
る。これにより、多数の保持体群の中から任意の保持体
を選択して現在位置データを求めることができるため、
多数の保持体が配置されている場合でも、超音波信号の
混信等による現在位置データの誤検出を防止することが
可能になっている。The invention of claim 8 relates to claim 1, 2, 3,
The holder according to 4 or 5 is adapted to emit an ultrasonic signal containing a unique M-series code, and the position calculating means is based on the M-series code. It is characterized by being designed to identify. With this, it is possible to select any holding body from a large number of holding body groups and obtain the current position data,
Even if a large number of holders are arranged, it is possible to prevent erroneous detection of current position data due to interference of ultrasonic signals or the like.
【0019】請求項9の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、上記超音波信号を発
信する超音波送信機の位置を示すように位置データを補
正していることを特徴としている。これにより、超音波
信号の発信元となる超音波送信機の位置を示すように位
置データが補正されるため、現在位置データを高精度に
求めることが可能になっている。The invention of claim 9 relates to claim 1, 2, 3,
The holding body described in 4 or 5 is characterized in that the position data is corrected so as to indicate the position of the ultrasonic transmitter that transmits the ultrasonic signal. As a result, the position data is corrected so as to indicate the position of the ultrasonic transmitter that is the source of the ultrasonic signal, so that the current position data can be obtained with high accuracy.
【0020】請求項10の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記位置算出手段は、上記水中物体
の移動量を検出し、該移動量で現在位置データを補正し
ていることを特徴としている。これにより、水中物体の
移動量で現在位置データを補正することによって、現在
位置データを高精度に求めることが可能になっている。The invention of claim 10 is the invention of claims 1, 2, 3,
The position calculating means described in 4 or 5 is characterized by detecting the moving amount of the underwater object and correcting the current position data by the moving amount. This makes it possible to obtain the current position data with high accuracy by correcting the current position data with the amount of movement of the underwater object.
【0021】請求項11の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、水面に位置し、
グローバルポジショニングシステムを構成する複数の衛
星から送信されるGPS信号を受信しそれらの信号に基
づいて位置を検出する手段と、該位置を表すデータ信号
等を超音波信号として水中に送信する送信手段とを保持
する保持体と、上記水中物体に備えられ、上記保持体か
ら送信される超音波信号を受信し、該信号に基づいて水
中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを有してい
ることを特徴としている。According to the invention of claim 11, in an underwater object position measuring device for measuring the position of an underwater object,
A means for receiving GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting the global positioning system and detecting a position based on those signals; and a transmitting means for transmitting a data signal representing the position as an ultrasonic signal into the water. And a position calculation means that is provided in the underwater object, receives an ultrasonic wave signal transmitted from the holder, and calculates the current position of the underwater object based on the signal. It is characterized by that.
【0022】これにより、保持体から発信された超音波
信号を基にして水中物体に現在位置を認識させるように
なっているため、準備作業が保持体を水面に浮かべる作
業のみとなり、撤収作業が水面を浮遊する保持体を回収
する作業のみとなる。従って、準備および撤収時の全て
の作業を船上において簡単に行うことができるため、短
時間のうちに準備および撤収することが可能になってい
る。また、水中物体が超音波信号を受信する超音波受信
機を備えるだけで現在位置データを求めて確認すること
が可能になっているため、超音波送信機等に要する装備
費用をコストダウンすることが可能になっている。As a result, since the underwater object is made to recognize the current position based on the ultrasonic signal transmitted from the holding body, the preparatory work is only the work of floating the holding body on the water surface, and the withdrawal work is performed. Only the work of collecting the holder floating on the water surface is required. Therefore, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, and it is possible to prepare and withdraw in a short time. In addition, since it is possible to obtain and confirm the current position data simply by equipping an underwater object with an ultrasonic receiver that receives ultrasonic signals, the cost of equipment required for ultrasonic transmitters, etc. can be reduced. Is possible.
【0023】請求項12の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、位置を検出する
検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超音波
信号として所定の時刻に水中に送信する送信手段とをそ
れぞれ保持し互いに離隔して水面に位置する4台の保持
体と、上記水中物体に備えられ、上記4個の送信手段か
らの超音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段か
らの到達時間差を求め、上記位置データと到達時間差と
に基づいて水中物体の現在位置を算出する位置算出手段
とを有していることを特徴としている。According to a twelfth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, a detecting means for detecting the position and a data signal representing these positions are ultrasonic signals at a predetermined time underwater. And four transmitting means for transmitting and transmitting the ultrasonic wave signals from the four transmitting means, which are provided on the underwater object and which hold the transmitting means for transmitting to the And a position calculation unit that calculates the current position of the underwater object based on the position data and the arrival time difference.
【0024】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能になっていると共に、超音波送信機等に要
する装備費用をコストダウンすることが可能になってい
る。As a result, as in the eleventh aspect,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time, and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. Is possible.
【0025】請求項13の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、位置を検出する
検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超音波
信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送信手
段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置する3
台の保持体と、上記水中物体に備えられ、上記3個の送
信手段からの超音波信号を受信し、これらの信号の各送
信手段からの到達時間を求め、上記位置データと到達時
間とに基づいて水中物体の現在位置を算出する位置算出
手段とを有していることを特徴としている。According to a thirteenth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, the detecting means for detecting the position and the data signal representing these positions are ultrasonic signals at a predetermined time underwater. And transmitting means for respectively transmitting to the
The holding body of the table and the underwater object are provided, receive ultrasonic signals from the three transmitting means, determine arrival times of these signals from each transmitting means, and calculate the position data and the arrival time. And a position calculation means for calculating the current position of the underwater object based on the above.
【0026】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能になっていると共に、超音波送信機等に要
する装備費用をコストダウンすることが可能になってい
る。As a result, as in the eleventh aspect,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time, and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. Is possible.
【0027】請求項14の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、位置を検出する
検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超音波
信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送信手
段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置する3
台の保持体と、上記水中物体に備えられ、該水中物体の
深度を求めると共に、上記3個の送信手段からの超音波
信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到達時
間差を求め、水中物体の深度並びに上記位置データと到
達時間差とに基づいて水中物体の現在位置を算出する位
置算出手段とを有していることを特徴としている。According to a fourteenth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, detecting means for detecting the position and data signals representing these positions are ultrasonic signals at a predetermined time underwater. And transmitting means for respectively transmitting to the
The holding body of the table and the underwater object are provided, the depth of the underwater object is obtained, the ultrasonic signals from the three transmitting means are received, and the arrival time difference of these signals from each transmitting means is obtained. , A position calculating means for calculating the current position of the underwater object based on the depth of the underwater object and the position data and the arrival time difference.
【0028】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能になっていると共に、超音波送信機等に要
する装備費用をコストダウンすることが可能になってい
る。。Accordingly, as in the case of claim 11,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time, and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. Is possible. .
【0029】請求項15の水中物体の位置を測定する水
中物体位置測定装置において、水面に位置し、位置を検
出する手段と、該位置を表すデータ信号等を超音波信号
として水中に送信する送信手段とを保持する保持体と、
上記水中物体に備えられ、上記保持体から送信される超
音波信号を受信し、該信号に基づいて水中物体の現在位
置を算出する位置算出手段とを有していることを特徴と
している。In the underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object according to claim 15, a means for detecting the position, which is located on the surface of the water, and a data signal representing the position are transmitted as ultrasonic signals into the water. A holder for holding the means,
It has a position calculation means which is provided in the underwater object, receives an ultrasonic wave signal transmitted from the holder, and calculates a current position of the underwater object based on the signal.
【0030】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能になっていると共に、超音波送信機等に要
する装備費用をコストダウンすることが可能になってい
る。As a result, as in the case of claim 11,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time, and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. Is possible.
【0031】[0031]
〔実施例1〕本発明の一実施例を図1ないし図5を用い
て説明する。本実施例に係る水中物体位置測定装置は、
図1に示すように、グローバルポジショニングシステム
受信機21(以下、GPS(Global Positioning syste
m) 受信機21と称する)および超音波送信機24を搭
載し、電池や太陽電池からの電力供給により作動する4
台のブイ1…(保持体)と、水中物体である水中ロボッ
ト2に搭載された超音波受信機3とを有している。尚、
水中物体には、上記の水中ロボット2の他、潜水艦や潜
水調査船、水中曳航体、ダイバー等を挙げることができ
る。また、水中物体位置測定装置は、水中物体の種類に
より海洋調査や海難救助、レジャー等の各種の分野に用
いられる。[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The underwater object position measuring device according to the present embodiment,
As shown in FIG. 1, the global positioning system receiver 21 (hereinafter, GPS (Global Positioning syste
m) referred to as a receiver 21) and an ultrasonic transmitter 24, and is operated by power supplied from a battery or a solar cell 4
It has a buoy 1 (holding body) of a table and an ultrasonic receiver 3 mounted on an underwater robot 2 which is an underwater object. still,
Examples of the underwater object include a submarine, a submersible research ship, an underwater towed vehicle, and a diver, in addition to the underwater robot 2. Further, the underwater object position measuring device is used in various fields such as ocean research, salvage, and leisure depending on the type of underwater object.
【0032】上記のGPS受信機21は、図2に示すよ
うに、誤差100ns程度の高精度の基準時計21aを
内蔵している。GPS受信機21は、基準時計21aが
予め設定された発信時刻(例えば偶数秒の時刻)を指し
たときに、GPS衛星4…から送信されたGPS信号1
0を受信し、受信信号等に基づいてデジタル信号からな
る位置データを求める。そして、GPS受信機21は、
位置データを求めると、この位置データを含む通信デー
タの最初のビットを立ち上げて時刻パルスを形成する。As shown in FIG. 2, the GPS receiver 21 has a built-in high precision reference clock 21a with an error of about 100 ns. The GPS receiver 21 receives the GPS signal 1 transmitted from the GPS satellites 4 when the reference clock 21a points to a preset transmission time (for example, a time of even seconds).
0 is received, and position data composed of a digital signal is obtained based on the received signal and the like. And the GPS receiver 21
When the position data is obtained, the first bit of communication data including this position data is raised to form a time pulse.
【0033】上記のGPS受信機21は、変調器22お
よび増幅器23を介して超音波送信機24に接続され
る。GPS受信機21から通信データが入力される変調
器22は、通信データを振幅変調方式や周波数変調方
式、位相変調方式により変調する。また、増幅器23
は、変調された通信データを増幅する。そして、超音波
送信機24は、増幅器23から入力された通信データを
超音波信号11の形態で水中に発信する。これにより、
全てのブイ1…は、基準時計21aを基にして同時刻に
位置データおよび時刻パルスを超音波信号11の形態で
発信する。尚、時刻パルスは、位置データを含む通信デ
ータとは別のパルス信号として超音波送信機24から発
信することもできる。The GPS receiver 21 is connected to the ultrasonic transmitter 24 via the modulator 22 and the amplifier 23. The modulator 22 to which the communication data is input from the GPS receiver 21 modulates the communication data by an amplitude modulation method, a frequency modulation method, or a phase modulation method. In addition, the amplifier 23
Amplifies the modulated communication data. Then, the ultrasonic transmitter 24 transmits the communication data input from the amplifier 23 into the water in the form of the ultrasonic signal 11. This allows
All the buoys 1 ... Send position data and time pulses in the form of ultrasonic signals 11 at the same time based on the reference clock 21a. The time pulse can also be transmitted from the ultrasonic transmitter 24 as a pulse signal different from communication data including position data.
【0034】上記のブイ1…から発信された超音波信号
11は、図3に示すように、水中ロボット2に備えられ
た位置算出手段を構成する超音波受信機3により受信さ
れる。水中ロボット2は、超音波受信機3の他、受信し
た超音波信号11を増幅する増幅器5と、超音波信号1
1を復調する復調器6と、時刻パルス又は位置データの
受信時刻の測定に用いられる計測時計12と、演算器7
とを位置算出手段として備えている。そして、演算器7
は、各ブイ1…から順次到達する通信データから時刻パ
ルスおよび位置データを読み取り、超音波信号の受信時
刻から到達時間差を求め、これらの到達時間差と位置デ
ータとに基づいて水中ロボット2の現在位置を算出する
ようになっている。As shown in FIG. 3, the ultrasonic signal 11 transmitted from the buoys 1 ... Is received by the ultrasonic receiver 3 constituting the position calculating means provided in the underwater robot 2. The underwater robot 2 includes an ultrasonic receiver 3, an amplifier 5 for amplifying the received ultrasonic signal 11, and an ultrasonic signal 1.
1, a demodulator 6 for demodulating 1, a measurement clock 12 used for measuring the reception time of a time pulse or position data, and a calculator 7
And are provided as position calculation means. And the arithmetic unit 7
Reads the time pulse and the position data from the communication data that sequentially arrive from each buoy 1, obtains the arrival time difference from the reception time of the ultrasonic signal, and based on the arrival time difference and the position data, the current position of the underwater robot 2. Is calculated.
【0035】上記の構成において、水中物体位置測定装
置の動作について説明する。ブイ1…と水中ロボット2
とが図示しない母船に搭載されて作業水域まで運搬され
た後、4台のブイ1…が水面上に浮かべられると共に、
水中ロボット2が水中に沈められる。水面を浮遊する各
ブイ1…は、GPS受信機21および超音波送信機24
を作動させ、GPS受信機21は、基準時計21aが所
定の発信時刻を指したときに、GPS衛星4からのGP
S信号10を基にして位置データを算出する。The operation of the underwater object position measuring apparatus having the above structure will be described. Buoy 1 and underwater robot 2
After being mounted on a mother ship (not shown) and transported to the working water area, four buoys 1 ... are floated on the water surface,
The underwater robot 2 is submerged. Each buoy 1 floating on the surface of the water has a GPS receiver 21 and an ultrasonic transmitter 24.
When the reference clock 21a indicates a predetermined transmission time, the GPS receiver 21 operates the GP from the GPS satellite 4
The position data is calculated based on the S signal 10.
【0036】上記のGPS受信機21による算出によっ
て、各ブイ1…の位置が位置データ(X1,Y1,Z
1)〜(X4,Y4,Z4)としてそれぞれ求められる
と、各位置データは、時刻パルスと共に通信データに含
められ、変調器22および増幅器23を介して超音波送
信機24に出力される。尚、位置データ中の“X”は南
北方向、“Y”は東西方向、“Z”は高さ(深度)を示
しているものとする。そして、超音波送信機24から位
置データおよび時刻パルスを含む通信データが超音波信
号11の形態で水中に発信される。この超音波信号11
は水中ロボット2の超音波受信機3により受信される。The position of each buoy 1 ... Is calculated by the above GPS receiver 21 as position data (X1, Y1, Z).
1) to (X4, Y4, Z4), each position data is included in the communication data together with the time pulse, and is output to the ultrasonic transmitter 24 via the modulator 22 and the amplifier 23. In the position data, "X" indicates north-south direction, "Y" indicates east-west direction, and "Z" indicates height (depth). Then, the ultrasonic transmitter 24 transmits the communication data including the position data and the time pulse into the water in the form of the ultrasonic signal 11. This ultrasonic signal 11
Is received by the ultrasonic receiver 3 of the underwater robot 2.
【0037】この際、水中ロボット2の現在位置が(X
0,Y0,Z0)であるとし、水中ロボット2から各ブ
イ1…までの直線距離がR1,R2,R3,R4である
とすると、図1に示すように、各ブイ1…から同時刻に
発信された超音波信号11中の時刻パルスが水中ロボッ
ト2の超音波受信機3に到達するまでの時間は、直線距
離R1,R2,R3,R4に応じて伸縮する。従って、
超音波受信機3は、図4および図5に示すように、各ブ
イ(1-1),(1-2),(1-3),(1-4) が時刻パルスを発信してか
ら到達時間T1,T2,T3,T4の経過後に超音波信
号11を受信するため、計測時計12による受信時刻を
基にして時刻パルスの到達時間差DT12,DT23,
DT34を求めた後、下記の計算式(1)〜(4)に代
入することによって、現在位置(X0,Y0,Z0)と
最先に到達した時刻パルスの到達時間T1とを算出す
る。尚、Cは、水中における音速である。At this time, the current position of the underwater robot 2 is (X
0, Y0, Z0) and the linear distances from the underwater robot 2 to each buoy 1 are R1, R2, R3, R4, as shown in FIG. The time until the time pulse in the transmitted ultrasonic signal 11 reaches the ultrasonic receiver 3 of the underwater robot 2 expands and contracts according to the linear distances R1, R2, R3 and R4. Therefore,
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the ultrasonic receiver 3 is operated after each buoy (1-1), (1-2), (1-3), (1-4) transmits a time pulse. Since the ultrasonic signal 11 is received after the arrival times T1, T2, T3, T4 have elapsed, the arrival time difference DT12, DT23, of the time pulses is based on the reception time by the measurement clock 12.
After obtaining DT34, the current position (X0, Y0, Z0) and the arrival time T1 of the earliest time pulse are calculated by substituting them into the following calculation formulas (1) to (4). Note that C is the speed of sound in water.
【0038】 R1=[(X1-X0)2+(Y1-Y0)2+(Z1-Z0)2]1/2 =T1×C … (1)R1 = [(X1-X0) 2 + (Y1-Y0) 2 + (Z1-Z0) 2 ] 1/2 = T1 × C (1)
【0039】 R2=[(X2-X0)2+(Y2-Y0)2+(Z2-Z0)2]1/2 =T2×C =(T1+DT12)×C … (2)R2 = [(X2-X0) 2 + (Y2-Y0) 2 + (Z2-Z0) 2 ] 1/2 = T2 × C = (T1 + DT12) × C (2)
【0040】 R3=[(X3-X0)2+(Y3-Y0)2+(Z3-Z0)2]1/2 =T3×C =(T1+DT12+DT23)×C … (3)R3 = [(X3-X0) 2 + (Y3-Y0) 2 + (Z3-Z0) 2 ] 1/2 = T3 × C = (T1 + DT12 + DT23) × C (3)
【0041】 R4=[(X4-X0)2+(Y4-Y0)2+(Z4-Z0)2]1/2 =T4×C =(T1+DT12+DT23+DT34)×C … (4)R4 = [(X4-X0) 2 + (Y4-Y0) 2 + (Z4-Z0) 2 ] 1/2 = T4 × C = (T1 + DT12 + DT23 + DT34) × C (4)
【0042】これにより、水中ロボット2は、図3に示
すように、超音波受信機3を備えるだけで現在位置(X
0,Y0,Z0)を検出することができ、超音波送信機
が不要になった分だけコストダウンすることが可能にな
る。この後、作業が終了すると、ブイ1…および水中ロ
ボット2を母船に回収するように、水中ロボット2が浮
上させた後、水面を浮遊するブイ1…と共に水中ロボッ
ト2が母船に引き上げられることになる。従って、作業
終了後の全ての撤収作業が船上において簡単に行われる
ため、短時間のうちに撤収作業が完了することになる。
尚、超音波信号機24から時刻パルスを送ることなく位
置データを所定時刻に送信しても水中物体の位置を検出
することができる。尚、位置データに時刻データを付加
していると、上記到達時間T1に基づいて、水中ロボッ
ト2において正確な時刻を求めることができる。As a result, the underwater robot 2 is provided with the ultrasonic wave receiver 3 as shown in FIG.
0, Y0, Z0) can be detected, and the cost can be reduced by the amount of ultrasonic transmitter unnecessary. After this, when the work is finished, the underwater robot 2 is lifted up to the mother ship together with the buoy 1 floating on the water surface after the underwater robot 2 is levitated so that the buoy 1 and the underwater robot 2 are recovered to the mother ship. Become. Therefore, since all the withdrawal work after the work is completed on the ship, the withdrawal work is completed within a short time.
The position of the underwater object can be detected even if the position data is transmitted at a predetermined time without sending the time pulse from the ultrasonic signal 24. If the time data is added to the position data, the underwater robot 2 can obtain an accurate time based on the arrival time T1.
【0043】〔実施例2〕本発明の他の実施例を図6お
よび図7を用いて説明する。尚、実施例1と同一の部材
には同一の符号を付記してその説明を省略する。[Embodiment 2] Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0044】本実施例に係る水中物体位置測定装置は、
図6に示すように、GPS受信機21および超音波送信
機24を搭載し、電池や太陽電池からの電力供給により
作動する3台のブイ(1-1),(1-2),(1-3) (図1および図
2参照)と、水中ロボット2に搭載された超音波受信機
3とを有している。水中ロボット2は、図7に示すよう
に、超音波受信機3、増幅器5、復調器6、および演算
器7を位置算出手段として備えていると共に、全ブイ(1
-1),(1-2),(1-3) と同一の時刻を共有するように、GP
S受信機21と同等の基準時計13を位置算出手段とし
て備えている。そして、演算器7は、時刻パルスを受信
したときの受信時刻を基準時計13を用いてそれぞれ獲
得し、各受信時刻から発信時刻を減算することにより到
達時間をそれぞれ求め、これらの到達時間と位置データ
とを基にして現在位置データを算出するようになってい
る。その他の構成は、実施例1と同一である。The underwater object position measuring apparatus according to this embodiment is
As shown in FIG. 6, three buoys (1-1), (1-2), (1) equipped with a GPS receiver 21 and an ultrasonic transmitter 24 and operated by power supply from batteries or solar cells are installed. -3) (See FIGS. 1 and 2) and an ultrasonic receiver 3 mounted on the underwater robot 2. As shown in FIG. 7, the underwater robot 2 includes an ultrasonic receiver 3, an amplifier 5, a demodulator 6, and a calculator 7 as position calculating means, and all buoys (1
-1), (1-2), (1-3) to share the same time, GP
A reference clock 13 equivalent to the S receiver 21 is provided as position calculating means. Then, the arithmetic unit 7 obtains the reception time when the time pulse is received by using the reference clock 13, respectively, obtains the arrival times by subtracting the transmission times from the respective reception times, and determines the arrival times and the positions. The current position data is calculated based on the data and. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
【0045】上記の構成において、水中物体位置測定装
置の動作について説明する。図6に示すように、3台の
ブイ(1-1),(1-2),(1-3) の基準時計21a…および水中
ロボット2の基準時計13が同一時刻を指すように時刻
合わせが行われた後、ブイ(1-1),(1-2),(1-3) が水面上
に浮かべられると共に、水中ロボット2が水中に沈めら
れることになる。水面を浮遊する各ブイ(1-1),(1-2),(1
-3) は、基準時計13が所定の時刻を指したときに、G
PS衛星4からのGPS信号10を基にして位置データ
を算出することになる。そして、各ブイ(1-1),(1-2),(1
-3) の位置が位置データ(X1,Y1,Z1)〜(X
3,Y3,Z3)としてそれぞれ求められたとすると、
これらの位置データは、時刻パルスと共に超音波信号1
1として水中に発信されて水中ロボット2の超音波受信
機3により受信されることになる。The operation of the underwater object position measuring apparatus having the above structure will be described. As shown in FIG. 6, the reference clocks 21a of the three buoys (1-1), (1-2), (1-3) and the reference clock 13 of the underwater robot 2 are set to the same time. After that, the buoys (1-1), (1-2), (1-3) are floated on the water surface, and the underwater robot 2 is submerged. Buoys floating on the water surface (1-1), (1-2), (1
-3) is G when the reference clock 13 points to a predetermined time.
The position data will be calculated based on the GPS signal 10 from the PS satellite 4. And each buoy (1-1), (1-2), (1
-3) is the position data (X1, Y1, Z1) to (X
3, Y3, Z3) respectively,
These position data are ultrasonic signals 1 along with the time pulse.
It is transmitted as 1 in the water and is received by the ultrasonic receiver 3 of the underwater robot 2.
【0046】ここで、水中ロボット2の現在位置が(X
0,Y0,Z0)であるとし、水中ロボット2から各ブ
イ(1-1),(1-2),(1-3) までの直線距離がR1,R2,R
3であるとすると、超音波受信機3が時刻パルスを受信
する受信時刻は、直線距離R1,R2,R3に応じて異
なったものになる。この際、これらの受信時刻は、水中
ロボット2の基準時計13により求められており、基準
時計13は、ブイ(1-1),(1-2),(1-3) と同一の時刻を指
すように時刻合わせされている。従って、水中ロボット
2の演算器7は、受信した時刻パルスの発信時刻を認識
しているため、各時刻パルスの受信時刻から発信時刻を
減算することによって、時刻パルスの発信から受信まで
の到達時間T1,T2,T3を求めることが可能になっ
ている。そして、このようにして演算器7が到達時間T
1,T2,T3を求めると、下記の計算式(5)〜
(7)に代入することによって、現在位置(X0,Y
0,Z0)を算出することになる。Here, the current position of the underwater robot 2 is (X
0, Y0, Z0), the straight line distance from the underwater robot 2 to each buoy (1-1), (1-2), (1-3) is R1, R2, R
If it is 3, the reception time at which the ultrasonic receiver 3 receives the time pulse differs depending on the linear distances R1, R2, and R3. At this time, these reception times are obtained by the reference clock 13 of the underwater robot 2, and the reference clock 13 sets the same time as the buoys (1-1), (1-2), (1-3). The time is set to point. Therefore, since the computing unit 7 of the underwater robot 2 recognizes the transmission time of the received time pulse, the arrival time from the transmission of the time pulse to the reception is calculated by subtracting the transmission time from the reception time of each time pulse. It is possible to obtain T1, T2 and T3. Then, in this way, the arithmetic unit 7 reaches the arrival time T
When 1, T2 and T3 are calculated, the following calculation formula (5)-
By substituting in (7), the current position (X0, Y
0, Z0) will be calculated.
【0047】 R1=[(X1-X0)2+(Y1-Y0)2+(Z1-Z0)2]1/2 =T1×C … (5)R1 = [(X1-X0) 2 + (Y1-Y0) 2 + (Z1-Z0) 2 ] 1/2 = T1 × C (5)
【0048】 R2=[(X2-X0)2+(Y2-Y0)2+(Z2-Z0)2]1/2 =T2×C … (6)R2 = [(X2-X0) 2 + (Y2-Y0) 2 + (Z2-Z0) 2 ] 1/2 = T2 × C (6)
【0049】 R3=[(X3-X0)2+(Y3-Y0)2+(Z3-Z0)2]1/2 =T3×C … (7)R3 = [(X3-X0) 2 + (Y3-Y0) 2 + (Z3-Z0) 2 ] 1/2 = T3 × C (7)
【0050】〔実施例3〕本発明の他の実施例を図8お
よび図9を用いて説明する。尚、実施例1と同一の部材
には同一の符号を付記してその説明を省略する。[Embodiment 3] Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0051】本実施例に係る水中物体位置測定装置は、
図8に示すように、GPS受信機21および超音波送信
機24を搭載し、電池や太陽電池からの電力供給により
作動する1台のブイ(1-1) と、水中ロボット2に搭載さ
れた超音波受信機3’とを有している。水中ロボット2
は、図9に示すように、3受波器からなる超音波受信機
3’、増幅器5、復調器6、および演算器7を位置算出
手段として備えている。また、水中ロボット2は、水中
ロボット2の傾斜角を検出する水平ジャイロ32と鉛直
ジャイロ33を位置算出手段として備えており、この水
平ジャイロ32と鉛直ジャイロ33と超音波受信機3’
とで超音波送信機24の方向を検出するようになってい
る。The underwater object position measuring apparatus according to this embodiment is
As shown in FIG. 8, a GPS receiver 21 and an ultrasonic transmitter 24 are mounted, and one buoy (1-1) which is operated by power supply from a battery or a solar cell and an underwater robot 2 are mounted. And an ultrasonic receiver 3 '. Underwater robot 2
As shown in FIG. 9, an ultrasonic wave receiver 3'comprising three wave receivers, an amplifier 5, a demodulator 6, and a calculator 7 are provided as position calculating means. Further, the underwater robot 2 is provided with a horizontal gyro 32 and a vertical gyro 33 that detect the tilt angle of the underwater robot 2 as position calculating means, and the horizontal gyro 32, the vertical gyro 33 and the ultrasonic receiver 3 ′.
The direction of the ultrasonic transmitter 24 is detected by and.
【0052】さらに、水中ロボット2は、ブイ(1-1) と
同一の時刻を共有するように、GPS受信機21の基準
時計21aと同等の基準時計13を位置算出手段として
備えている。そして、水中ロボット2の演算器7は、時
刻パルスを受信したときの受信時刻を基準時計13を用
いて獲得し、この受信時刻から発信時刻を減算すること
により到達時間を求め、さらに、超音波送信機24の方
向をブイ方向として求めることによって、現在位置デー
タを算出するようになっている。その他の構成は、実施
例1と同一である。Further, the underwater robot 2 is equipped with a reference clock 13 equivalent to the reference clock 21a of the GPS receiver 21 as position calculating means so as to share the same time as the buoy (1-1). Then, the computing unit 7 of the underwater robot 2 acquires the reception time when the time pulse is received by using the reference clock 13, obtains the arrival time by subtracting the transmission time from the reception time, and further the ultrasonic wave. The current position data is calculated by obtaining the direction of the transmitter 24 as the buoy direction. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
【0053】上記の構成において、水中物体位置測定装
置の動作について説明する。図8に示すように、ブイ(1
-1) の基準時計21aおよび水中ロボット2の基準時計
13が同一時刻を指すように時刻合わせが行われた後、
ブイ(1-1) が水面上に浮かべられると共に、水中ロボッ
ト2が水中に沈められることになる。水面を浮遊するブ
イ(1-1) は、GPS受信機21および超音波送信機24
を作動させており、GPS受信機21は、基準時計21
aが所定の時刻を示したときに、GPS衛星4からのG
PS信号10を基にして位置データを算出することにな
る。GPS受信機21による算出によって、ブイ(1-1)
の位置が位置データ(X1,Y1,Z1)として求めら
れたとすると、この位置データは、超音波送信機24か
ら時刻パルスと共に超音波信号11として水中に発信さ
れ、水中ロボット2の超音波受信機3’により受信され
ることになる。The operation of the underwater object position measuring apparatus having the above structure will be described. As shown in FIG. 8, the buoy (1
-1) After the reference clock 21a and the reference clock 13 of the underwater robot 2 are set so that they point to the same time,
The buoy (1-1) is floated on the water surface and the underwater robot 2 is submerged. The buoy (1-1) floating on the surface of the water is the GPS receiver 21 and the ultrasonic transmitter 24.
The GPS receiver 21 operates the reference clock 21
When a shows a predetermined time, G from the GPS satellite 4
Position data will be calculated based on the PS signal 10. The buoy (1-1) is calculated by the GPS receiver 21.
Suppose that the position of X is obtained as position data (X1, Y1, Z1), this position data is transmitted underwater as an ultrasonic signal 11 together with a time pulse from the ultrasonic transmitter 24, and the ultrasonic receiver of the underwater robot 2 receives the position data. 3'will be received.
【0054】ここで、水中ロボット2の現在位置が(X
0,Y0,Z0)であるとし、水中ロボット2からブイ
(1-1) までの直線距離がR1であるとすると、超音波受
信機3’が時刻パルスを受信する受信時刻は、直線距離
R1に応じたものになる。この際、受信時刻は、水中ロ
ボット2に内蔵された基準時計13により求められてお
り、この基準時計13は、ブイ(1-1) と同一の時刻を指
すように時刻合わせされている。従って、水中ロボット
2の演算器7は、受信した時刻パルスの発信時刻を認識
しているため、各時刻パルスの受信時刻から発信時刻を
減算することによって、時刻パルスの発信から受信まで
の到達時間T1を求めることが可能になっている。これ
により、演算器は、到達時間T1を求めると共に、超音
波受信機3’の方向(θX,θY,θZ)をブイ方向と
して求めた後、これらの到達時間T1とブイ方向(θ
X,θY,θZ)とを下記の計算式(8)〜(11)に
代入することによって、現在位置(X0,Y0,Z0)
を算出することになる。Here, the current position of the underwater robot 2 is (X
0, Y0, Z0) and the buoy from the underwater robot 2.
Assuming that the straight line distance up to (1-1) is R1, the reception time at which the ultrasonic receiver 3'receives the time pulse depends on the straight line distance R1. At this time, the reception time is obtained by the reference clock 13 built in the underwater robot 2, and the reference clock 13 is set to the same time as the buoy (1-1). Therefore, since the computing unit 7 of the underwater robot 2 recognizes the transmission time of the received time pulse, the arrival time from the transmission of the time pulse to the reception is calculated by subtracting the transmission time from the reception time of each time pulse. It is possible to obtain T1. Thereby, the computing unit obtains the arrival time T1 and also obtains the direction (θX, θY, θZ) of the ultrasonic receiver 3 ′ as the buoy direction, and then determines the arrival time T1 and the buoy direction (θ
X, θY, θZ) is substituted into the following calculation formulas (8) to (11) to obtain the current position (X0, Y0, Z0)
Is calculated.
【0055】 R1=T1×C … (8)R1 = T1 × C (8)
【0056】 X0=R1×COS(θX)+X1 … (9)X0 = R1 × COS (θX) + X1 (9)
【0057】 Y0=R1×COS(θY)+Y1 … (10)Y0 = R1 × COS (θY) + Y1 (10)
【0058】 Z0=R1×COS(θZ)+Z1 … (11)Z0 = R1 × COS (θZ) + Z1 (11)
【0059】〔実施例4〕本発明の他の実施例を図10
および図11を用いて説明する。尚、実施例1と同一の
部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。[Embodiment 4] Another embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0060】本実施例に係る水中物体位置測定装置は、
図10に示すように、GPS受信機21および超音波送
信機24を搭載し、電池や太陽電池からの電力供給によ
り作動する1台のブイ(1-1) と、水中ロボット2に搭載
された超音波受信機3’とを有している。水中ロボット
2は、図11に示すように、3受波器からなる超音波受
信機3’、増幅器5、復調器6、および演算器7を位置
算出手段として備えている。また、水中ロボット2は、
水中ロボット2の傾斜角を検出する水平ジャイロ32と
鉛直ジャイロ33を位置算出手段として備えており、こ
の水平ジャイロ32と鉛直ジャイロ33と超音波受信機
3’とで超音波送信機24の方向を検出するようになっ
ている。さらに、水中ロボット2は、深度計34を位置
算出手段として備えており、演算器7は、超音波送信機
24のブイ方向と水中ロボット2の深度とを基にして現
在位置データを算出するようになっている。その他の構
成は、実施例1と同一である。The underwater object position measuring apparatus according to this embodiment is
As shown in FIG. 10, a GPS receiver 21 and an ultrasonic transmitter 24 are mounted, and one buoy (1-1) that is operated by power supply from a battery or a solar cell and the underwater robot 2 are mounted. And an ultrasonic receiver 3 '. As shown in FIG. 11, the underwater robot 2 is provided with an ultrasonic wave receiver 3 ′ composed of three wave receivers, an amplifier 5, a demodulator 6, and a calculator 7 as position calculating means. In addition, the underwater robot 2
A horizontal gyro 32 and a vertical gyro 33 that detect the tilt angle of the underwater robot 2 are provided as position calculating means. The direction of the ultrasonic transmitter 24 is determined by the horizontal gyro 32, the vertical gyro 33, and the ultrasonic receiver 3 ′. It is designed to detect. Further, the underwater robot 2 is equipped with a depth meter 34 as position calculating means, and the computing unit 7 calculates current position data based on the buoy direction of the ultrasonic transmitter 24 and the depth of the underwater robot 2. It has become. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
【0061】上記の構成において、水中物体位置測定装
置の動作について説明する。図11に示すように、1台
のブイ(1-1) が水面上に浮かべられると共に、水中ロボ
ット2が水中に沈められることになる。水面を浮遊する
ブイ(1-1) は、GPS受信機21および超音波送信機2
4を作動させており、GPS受信機21は、GPS衛星
4からのGPS信号10を基にして位置データを算出す
ることになる。GPS受信機21による算出によって、
ブイ(1-1) の位置が位置データ(X1,Y1,Z1)と
して求められたとすると、この位置データは、超音波送
信機24から超音波信号11として水中に発信され、水
中ロボット2の超音波受信機]’により受信されること
になる。そして、水中ロボット2の演算器は、位置デー
タ(X1,Y1,Z1)と深度計から得られた深度デー
タZSと超音波受信機3’のブイ方向(θX,θY,θ
Z)とを下記の計算式(12)〜(15)に代入するこ
とによって、現在位置(X0,Y0,Z0)を算出する
ことになる。The operation of the underwater object position measuring apparatus having the above structure will be described. As shown in FIG. 11, one buoy (1-1) is floated on the water surface and the underwater robot 2 is submerged. The buoy (1-1) floating on the surface of the water is the GPS receiver 21 and the ultrasonic transmitter 2
4, the GPS receiver 21 calculates position data based on the GPS signal 10 from the GPS satellite 4. By the calculation by the GPS receiver 21,
If the position of the buoy (1-1) is obtained as position data (X1, Y1, Z1), this position data is transmitted into the water as an ultrasonic signal 11 from the ultrasonic transmitter 24, and the position of the underwater robot 2 is detected. Sound wave receiver] '. Then, the computing unit of the underwater robot 2 uses position data (X1, Y1, Z1), depth data ZS obtained from the depth gauge, and buoy directions (θX, θY, θ) of the ultrasonic receiver 3 ′.
By substituting Z) into the following calculation formulas (12) to (15), the current position (X0, Y0, Z0) is calculated.
【0062】 R1=ZS/COS(θZ) … (12)R1 = ZS / COS (θZ) (12)
【0063】 X0=R1×COS(θX)+X1 … (13)X0 = R1 × COS (θX) + X1 (13)
【0064】 Y0=R1×COS(θY)+Y1 … (14)Y0 = R1 × COS (θY) + Y1 (14)
【0065】 Z0=ZS+Z1 … (15)Z0 = ZS + Z1 (15)
【0066】〔実施例5〕本発明の他の実施例を図12
ないし図14を用いて説明する。尚、実施例1と同一の
部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。[Embodiment 5] Another embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0067】本実施例に係る水中物体位置測定装置は、
図12に示すように、GPS受信機21および超音波送
信機24を搭載し、電池や太陽電池からの電力供給によ
り作動する3台のブイ(1-1),(1-2),(1-3) と、水中物体
である水中ロボット2に搭載された超音波受信機3とを
有している。The underwater object position measuring apparatus according to this embodiment is
As shown in FIG. 12, three buoys (1-1), (1-2), (1) equipped with a GPS receiver 21 and an ultrasonic transmitter 24 and operated by power supply from batteries or solar cells are installed. -3) and an ultrasonic receiver 3 mounted on the underwater robot 2 which is an underwater object.
【0068】上記のGPS受信機21は、実施例1の図
2に示すように、誤差100ns程度の高精度の基準時
計21aを内蔵している。GPS受信機21は、基準時
計21aが予め設定された発信時刻(例えば偶数秒の時
刻)を指したときに、GPS衛星4…から送信されたG
PS信号10を受信し、受信信号等に基づいてデジタル
信号からなる位置データを求める。そして、GPS受信
機21は、位置データを求めると、この位置データを含
む通信データの最初のビットを立ち上げて時刻パルスを
形成する。As shown in FIG. 2 of the first embodiment, the GPS receiver 21 has a built-in high precision reference clock 21a with an error of about 100 ns. The GPS receiver 21 transmits the G signal transmitted from the GPS satellites 4 ... When the reference clock 21a indicates a preset transmission time (for example, a time of even seconds).
The PS signal 10 is received, and position data composed of a digital signal is obtained based on the received signal and the like. Then, when the GPS receiver 21 obtains the position data, the GPS receiver 21 raises the first bit of the communication data including this position data to form a time pulse.
【0069】上記のGPS受信機21は、変調器22お
よび増幅器23を介して超音波送信機24に接続され
る。GPS受信機21から通信データが入力される変調
器22は、通信データを振幅変調方式や周波数変調方
式、位相変調方式により変調する。また、増幅器23
は、変調された通信データを増幅する。そして、超音波
送信機24は、増幅器23から入力された通信データを
超音波信号11の形態で水中に発信する。これにより、
全てのブイ1…は、基準時計21aを基にして同時刻に
位置データおよび時刻パルスを超音波信号11の形態で
発信する。尚、時刻パルスは、位置データを含む通信デ
ータとは別のパルス信号として超音波送信機24から発
信することもできる。The GPS receiver 21 is connected to the ultrasonic transmitter 24 via the modulator 22 and the amplifier 23. The modulator 22 to which the communication data is input from the GPS receiver 21 modulates the communication data by an amplitude modulation method, a frequency modulation method, or a phase modulation method. In addition, the amplifier 23
Amplifies the modulated communication data. Then, the ultrasonic transmitter 24 transmits the communication data input from the amplifier 23 into the water in the form of the ultrasonic signal 11. This allows
All the buoys 1 ... Send position data and time pulses in the form of ultrasonic signals 11 at the same time based on the reference clock 21a. The time pulse can also be transmitted from the ultrasonic transmitter 24 as a pulse signal different from communication data including position data.
【0070】一方、水中ロボット2は、図13に示すよ
うに、超音波受信機3の他、受信した超音波信号11を
増幅する増幅器5と、超音波信号11を復調する復調器
6と、時刻パルス又は位置データの受信時刻の測定に用
いられる計測時計12と、演算器7とを位置算出手段と
して備えていると共に、時刻パルスの受信時刻を測定す
る計測時計12と、水中ロボット2の深度を測定する深
度計34とを位置算出手段として備えている。そして、
演算器7は、各ブイ(1-1),(1-2),(1-3) から順次到達す
る時刻パルスの受信時刻から時刻パルスの到達時間差を
求め、これらの到達時間差と位置データと深度とを基に
して現在位置データを算出するようになっている。On the other hand, as shown in FIG. 13, the underwater robot 2 includes an ultrasonic receiver 3, an amplifier 5 for amplifying the received ultrasonic signal 11, and a demodulator 6 for demodulating the ultrasonic signal 11. The measurement clock 12 used for measuring the reception time of the time pulse or the position data and the calculator 7 are provided as position calculating means, and the measurement clock 12 for measuring the reception time of the time pulse and the depth of the underwater robot 2 are provided. And a depth meter 34 for measuring And
The computing unit 7 obtains the arrival time difference of the time pulse from the reception time of the time pulse that sequentially arrives from each buoy (1-1), (1-2), (1-3), and calculates the arrival time difference and the position data. The current position data is calculated based on the depth.
【0071】上記の構成において、水中物体位置測定装
置の動作について説明する。図12に示すように、ブイ
(1-1),(1-2),(1-3) と水中ロボット2とが図示しない母
船に搭載されて作業水域まで運搬された後、3台のブイ
(1-1),(1-2),(1-3)が水面上に浮かべられると共に、水
中ロボット2が水中に沈められる。水面を浮遊する各ブ
イ(1-1),(1-2),(1-3) は、GPS受信機21および超音
波送信機24を作動させ、GPS受信機21は、基準時
計21aが所定の発信時刻を指したときに、GPS衛星
4からのGPS信号10を基にして位置データを算出す
る。The operation of the underwater object position measuring device having the above structure will be described. As shown in FIG. 12, the buoy
After the (1-1), (1-2), (1-3) and the underwater robot 2 were mounted on a mother ship (not shown) and transported to the working water area, three buoys were installed.
(1-1), (1-2), (1-3) are floated on the water surface, and the underwater robot 2 is submerged. The buoys (1-1), (1-2), (1-3) floating on the surface of the water actuate the GPS receiver 21 and the ultrasonic transmitter 24, and the GPS receiver 21 has the reference clock 21a set in a predetermined manner. The position data is calculated on the basis of the GPS signal 10 from the GPS satellite 4 when the transmission time of is pointed to.
【0072】上記のGPS受信機21による算出によっ
て、各ブイ(1-1),(1-2),(1-3) の位置が位置データ(X
1,Y1,Z1)〜(X3,Y3,Z3)としてそれぞ
れ求められると、各位置データは、超音波送信機24か
ら時刻パルスと共に超音波信号11として水中に発信さ
れ、水中ロボット2の超音波受信機3により受信される
ことになる。尚、位置データ中の“X”は南北方向、
“Y”は東西方向、“Z”は高さ(深度)を示している
ものとする。The positions of the buoys (1-1), (1-2) and (1-3) are calculated by the GPS receiver 21 and the position data (X
1, Y1, Z1) to (X3, Y3, Z3), each position data is transmitted into the water as an ultrasonic signal 11 together with a time pulse from the ultrasonic transmitter 24, and the ultrasonic wave of the underwater robot 2 is transmitted. It will be received by the receiver 3. In addition, "X" in the position data is north-south direction,
It is assumed that "Y" indicates the east-west direction and "Z" indicates the height (depth).
【0073】ここで、水中ロボット2の現在位置が(X
0,Y0,Z0)であるとし、水中ロボット2から各ブ
イ(1-1),(1-2),(1-3) までの直線距離がR1,R2,R
3であるとすると、各ブイ(1-1),(1-2),(1-3) から同時
刻に発信された超音波信号11中の時刻パルスが水中ロ
ボット2の超音波受信機3に到達するまでの時間は、直
線距離R1,R2,R3に応じて伸縮する。従って、各
ブイ(1-1),(1-2),(1-3) から発信された時刻パルスは、
図14に示すように、到達時間T1,T2,T3の経過
後にそれぞれ超音波受信機3により受信されることにな
る。Here, the current position of the underwater robot 2 is (X
0, Y0, Z0), the straight line distance from the underwater robot 2 to each buoy (1-1), (1-2), (1-3) is R1, R2, R
3, the time pulse in the ultrasonic signal 11 transmitted from each buoy (1-1), (1-2), (1-3) at the same time is the ultrasonic receiver 3 of the underwater robot 2. The time required to reach (1) expands and contracts according to the linear distances R1, R2, R3. Therefore, the time pulse transmitted from each buoy (1-1), (1-2), (1-3) is
As shown in FIG. 14, after the arrival times T1, T2, and T3 have elapsed, they are respectively received by the ultrasonic receiver 3.
【0074】時刻パルスを受信すると、演算器7は、計
測時計12による受信時刻を基にして時刻パルスの到達
時間差DT12,DT23を求めることなると共に、深
度計34により水中ロボット2の深度データZSを獲得
し、この深度データZSと例えばブイ(1-1) の位置デー
タZ1とを加算して水中ロボット2の位置データZ0を
求めることになる。そして、位置データZ0と到達時間
差DT12,DT23とを下記の計算式(16)〜(1
8)に代入することによって、現在位置(X0,Y0,
Z0)と最先に到達した時刻パルスの到達時間T1とを
算出することになる。When the time pulse is received, the arithmetic unit 7 obtains the arrival time difference DT12, DT23 of the time pulse based on the reception time by the measurement clock 12, and the depth meter 34 obtains the depth data ZS of the underwater robot 2. The obtained depth data ZS and the position data Z1 of the buoy (1-1) are added to obtain the position data Z0 of the underwater robot 2. Then, the position data Z0 and the arrival time differences DT12 and DT23 are calculated by the following calculation formulas (16) to (1).
By substituting in 8), the current position (X0, Y0,
Z0) and the arrival time T1 of the earliest arrival time pulse will be calculated.
【0075】 R1=[(X1-X0)2+(Y1-Y0)2+(Z1-Z0)2]1/2 =T1×C … (16)R1 = [(X1-X0) 2 + (Y1-Y0) 2 + (Z1-Z0) 2 ] 1/2 = T1 × C (16)
【0076】 R2=[(X2-X0)2+(Y2-Y0)2+(Z2-Z0)2]1/2 =T2×C =(T1+DT12)×C … (17)R2 = [(X2-X0) 2 + (Y2-Y0) 2 + (Z2-Z0) 2 ] 1/2 = T2 × C = (T1 + DT12) × C (17)
【0077】 R3=[(X3-X0)2+(Y3-Y0)2+(Z3-Z0)2]1/2 =T3×C =(T1+DT12+DT23)×C … (18)R3 = [(X3-X0) 2 + (Y3-Y0) 2 + (Z3-Z0) 2 ] 1/2 = T3 × C = (T1 + DT12 + DT23) × C (18)
【0078】これにより、水中ロボット2は、図12に
示すように、超音波受信機3を備えるだけで現在位置
(X0,Y0,Z0)を検出することができ、超音波送
信機が不要になった分だけコストダウンすることが可能
になる。この後、作業が終了すると、ブイ(1-1),(1-2),
(1-3) および水中ロボット2を母船に回収するように、
水中ロボット2が浮上させた後、水面を浮遊するブイ(1
-1),(1-2),(1-3) と共に水中ロボット2が母船に引き上
げられることになる。従って、作業終了後の全ての撤収
作業が船上において簡単に行われるため、短時間のうち
に撤収作業が完了することになる。尚、位置データに時
刻データを付加していると、上記到達時間T1に基づい
て、水中ロボット2において正確な時刻を求めることが
できる。As a result, the underwater robot 2 can detect the current position (X0, Y0, Z0) only by providing the ultrasonic receiver 3 as shown in FIG. 12, and the ultrasonic transmitter is not required. It is possible to reduce the cost by the amount. After this, when the work is finished, buoys (1-1), (1-2),
(1-3) and to collect the underwater robot 2 on the mother ship,
After the underwater robot 2 levitates, the buoy (1
The underwater robot 2 will be pulled up to the mother ship together with -1), (1-2) and (1-3). Therefore, since all the withdrawal work after the work is completed on the ship, the withdrawal work is completed within a short time. If the time data is added to the position data, the underwater robot 2 can obtain an accurate time based on the arrival time T1.
【0079】尚、以上の実施例1〜5においては、位置
データの検出数に対応した台数のブイ1を水面に浮遊さ
せた場合について説明しているが、これに限定されるこ
とはなく、水面を浮遊する多数のブイ1…のうちの特定
のブイ1…から信号を受けて現在位置を把握するように
なっていても良い。この際、ブイ1…を特定する方法に
は、ブイ1毎に固有の識別番号を付与し、この識別番
号を示す識別データを通信データに付加して特定する方
法、ブイ1毎に設定された固有の周波数の超音波信号
11により特定する方法、ブイ1毎に設定された固有
のM系列(Maximal Length sequences)のコードにより特
定する方法を挙げることができる。M系列のコードによ
る特定方法を説明すると、L個の“+”,“−”の符号
で形成された一つの群を用いてブイ1に固有のコードを
設定し、このコードを受信した受信側において自己相関
を行うことによって、送信したブイ1を特定するもので
ある。また、実施例1〜5においては、GPS受信機2
1に代えて、ディファレンシャルGPSやキネマティッ
クGPSを使用しても良い。In the above first to fifth embodiments, the case where the number of buoys 1 corresponding to the number of detected position data is suspended on the water surface has been described, but the present invention is not limited to this. The current position may be grasped by receiving a signal from a specific buoy 1 of a large number of buoys 1 floating on the water surface. At this time, as a method of specifying the buoys 1, ..., A method of assigning a unique identification number to each buoy 1 and adding identification data indicating the identification number to communication data to specify the buoy 1 is set. There are a method of specifying by the ultrasonic signal 11 having a unique frequency and a method of specifying by a code of a unique M sequence (Maximal Length sequences) set for each buoy 1. Explaining the identification method using the M-sequence code, a unique code is set to the buoy 1 using one group formed by L "+" and "-" codes, and the receiving side that receives this code The buoy 1 that has been transmitted is specified by performing autocorrelation. In addition, in the first to fifth embodiments, the GPS receiver 2
Instead of 1, differential GPS or kinematic GPS may be used.
【0080】また、実施例1・2・5においては、全て
のブイ1…から同時刻に時刻パルスを出力するようにな
っているが、これに限定されるものでもなく、各ブイ1
…に異なった時刻をそれぞれ設定し、これらの時刻デー
タを位置データに付加しながら出力するようになってい
ても良い。Further, in the first, second, and fifth embodiments, the time pulse is output from all the buoys 1 ... At the same time, but the present invention is not limited to this, and each buoy 1 can be output.
It is also possible to set different times to ... And output these time data while adding them to the position data.
【0081】また、実施例1〜5の計算式(1)〜(1
8)は、時刻パルスがブイ1…から発信された時点にお
ける水中ロボット2の位置を現在位置(X0,Y0,Z
0)として求めるものであり、水中ロボット2が静止し
ている状態において成立するものである。従って、水中
ロボット2が移動していると、求められた現在位置(X
0,Y0,Z0)に誤差が存在することになるため、移
動する水中ロボット2の現在位置(X0,Y0,Z0)
を正確に求めることができるように、水中ロボット2の
X方向、Y方向、Z方向の移動量や位置を測定し、これ
らの移動量や位置でもって現在位置(X0,Y0,Z
0)を補正するようになっていることが望ましい。この
際、水中ロボット2の移動量は、図3に示すように、加
速度計31と水平ジャイロ32と鉛直ジャイロ33とを
用いて測定することができると共に、Z方向の移動量を
測定する深度計34とX方向およびY方向の移動量を測
定するドップラー速度計等を用いても測定することがで
きる。さらに、水中音速計35の代わりに、塩分、深
度、水温の測定データを用いて計算により音速を求める
ことができる。The calculation formulas (1) to (1
8) shows the position of the underwater robot 2 at the time when the time pulse is transmitted from the buoy 1 ... At the current position (X0, Y0, Z
0), and is established when the underwater robot 2 is stationary. Therefore, when the underwater robot 2 is moving, the calculated current position (X
Since there is an error in (0, Y0, Z0), the current position (X0, Y0, Z0) of the moving underwater robot 2
In order to accurately obtain the current position, the movement amount and position of the underwater robot 2 in the X, Y and Z directions are measured, and the current position (X0, Y0, Z
It is desirable to correct 0). At this time, the movement amount of the underwater robot 2 can be measured using an accelerometer 31, a horizontal gyro 32, and a vertical gyro 33, as shown in FIG. 3, and a depth meter for measuring the movement amount in the Z direction. 34 and a Doppler velocimeter that measures the amount of movement in the X and Y directions can also be used. Further, instead of the underwater sound velocity meter 35, the sound velocity can be calculated by using the measurement data of salinity, depth and water temperature.
【0082】また、実施例1〜5において、GPS受信
機21により検出されたブイ1の位置データは、GPS
受信機21のアンテナ位置を示しているため、アンテナ
位置と超音波送信機24との位置ズレが誤差成分として
存在している。従って、水中ロボット2の現在位置デー
タをより高精度に求めることができるように、ブイ1内
に水平および鉛直ジャイロを設置し、このジャイロの修
正データを用いて位置データを超音波送信機24の設置
位置に補正するようになっていることが望ましい。さら
に、実施例1〜5においては、ブイ1を保持体として用
いた場合について説明しているが、例えば母船や支援船
を保持体として用いることもできる。In the first to fifth embodiments, the position data of the buoy 1 detected by the GPS receiver 21 is the GPS data.
Since the antenna position of the receiver 21 is shown, the positional deviation between the antenna position and the ultrasonic transmitter 24 exists as an error component. Therefore, horizontal and vertical gyros are installed in the buoy 1 so that the current position data of the underwater robot 2 can be obtained with higher accuracy, and the position data of the ultrasonic transmitter 24 can be obtained by using the correction data of this gyro. It is desirable to correct the installation position. Furthermore, in Examples 1 to 5, the case where the buoy 1 is used as the holding body has been described, but for example, a mother ship or a support vessel can also be used as the holding body.
【0083】[0083]
【発明の効果】請求項1の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、グローバルポジ
ショニングシステムを構成する複数の衛星から送信され
るGPS信号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検
出する検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を
超音波信号として所定の時刻に水中に送信する送信手段
とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置する4台
の保持体と、上記水中物体に備えられ、上記4個の送信
手段からの超音波信号を受信し、これらの信号の各送信
手段からの到達時間差を求め、上記位置データと到達時
間差とに基づいて水中物体の現在位置を算出する位置算
出手段とを有している構成である。According to the invention of claim 1, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system are received and based on those signals. Four holders that hold the detection means for detecting the positions and the transmission means for transmitting the data signals representing these positions as ultrasonic signals into the water at a predetermined time and are spaced apart from each other and located on the water surface. , Which is provided in the underwater object, receives the ultrasonic signals from the four transmitting means, obtains the arrival time difference of each of these signals from the transmitting means, and detects the underwater object of the underwater object based on the position data and the arrival time difference. This is a configuration including a position calculation means for calculating the current position.
【0084】これにより、保持体から発信された超音波
信号を基にして水中物体に現在位置を認識させるように
なっているため、準備作業が保持体を水面に浮かべる作
業のみとなり、撤収作業が水面を浮遊する保持体を回収
する作業のみとなる。従って、準備および撤収時の全て
の作業を船上において簡単に行うことができるため、短
時間のうちに準備および撤収することが可能である。ま
た、水中物体が超音波信号を受信する超音波受信機を備
えるだけで現在位置データを求めて確認することが可能
になっているため、超音波送信機等に要する装備費用を
コストダウンすることが可能であるという効果を奏す
る。As a result, since the underwater object is made to recognize the current position based on the ultrasonic signal transmitted from the holder, the preparatory work is only the work of floating the holder on the water surface, and the withdrawal work is performed. Only the work of collecting the holder floating on the water surface is required. Therefore, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on the ship, so that preparation and withdrawal can be performed in a short time. In addition, since it is possible to obtain and confirm the current position data simply by equipping an underwater object with an ultrasonic receiver that receives ultrasonic signals, the cost of equipment required for ultrasonic transmitters, etc. can be reduced. Has the effect that it is possible.
【0085】請求項2の発明は、水中物体の位置を測定
する水中物体位置測定装置において、グローバルポジシ
ョニングシステムを構成する複数の衛星から送信される
GPS信号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検出
する検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超
音波信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送
信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置す
る3台の保持体と、上記水中物体に備えられ、上記3個
の送信手段からの超音波信号を受信し、これらの信号の
各送信手段からの到達時間を求め、上記位置データと到
達時間とに基づいて水中物体の現在位置を算出する位置
算出手段とを有している構成である。According to a second aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting the global positioning system are received and the position is determined based on those signals. Three holders, each of which holds a detecting means for detecting and a transmitting means for transmitting a data signal or the like representing these positions as an ultrasonic signal into water at a predetermined time, at a distance from each other and on the water surface, The underwater object is provided in the underwater object, receives ultrasonic signals from the three transmitting means, obtains arrival times of these signals from the respective transmitting means, and calculates the present time of the underwater object based on the position data and the arrival time. And a position calculation means for calculating the position.
【0086】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能である。さらに、3台の保持体で構成されて
いるため、4台の保持体で構成される請求項1よりも、
一層短時間のうちに準備および撤収することが可能であ
ると共に、コストダウンすることが可能であるという効
果を奏する。As a result, as in the case of claim 1, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily carried out on board, so that preparation and withdrawal can be carried out in a short time. Further, since it is composed of three holders, it is more than that according to claim 1, which is composed of four holders.
It is possible to prepare and withdraw in a shorter time and to reduce the cost.
【0087】請求項3の発明は、水中物体の位置を測定
する水中物体位置測定装置において、グローバルポジシ
ョニングシステムを構成する複数の衛星から送信される
GPS信号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検出
する検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超
音波信号として所定の時刻に水中に送信する送信手段と
を保持し水面に位置する1台の保持体と、上記水中物体
に備えられ、上記送信手段からの超音波信号を受信し、
送信手段からの超音波信号の到達時間及び上記水中物体
に対する上記保持体の方向とを求め、上記位置データと
到達時間と上記保持体の方向とに基づいて水中物体の現
在位置を算出する位置算出手段とを有している構成であ
る。According to a third aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system are received and the position is determined based on those signals. The holding means for detecting and a transmitting means for transmitting data signals representing these positions as ultrasonic signals in water at a predetermined time and holding one holding body positioned on the water surface, and the underwater object are provided. Receiving the ultrasonic signal from the transmitting means,
Position calculation for obtaining the arrival time of the ultrasonic signal from the transmitting means and the direction of the holder with respect to the underwater object, and calculating the current position of the underwater object based on the position data, the arrival time and the direction of the holder. And means.
【0088】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能である。さらに、1台の保持体で構成されて
いるため、4台の保持体で構成される請求項1よりも、
一層短時間のうちに準備および撤収することが可能であ
ると共に、コストダウンすることが可能であるという効
果を奏する。As a result, as in the case of claim 1, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, so that preparation and withdrawal can be done in a short time. Furthermore, since it is composed of one holding body, it is composed of four holding bodies.
It is possible to prepare and withdraw in a shorter time and to reduce the cost.
【0089】請求項4の発明は、水中に存在する水中物
体に対して現在位置を認識させる水中位置測定装置にお
いて、グローバルポジショニングシステムを構成する衛
星からのGPS信号を基にして位置データを求め、該位
置データを超音波信号として水中に発信する1台の保持
体と、上記水中物体に備えられ、該水中物体の深度を求
めると共に、上記保持体からの超音波信号を受信するこ
とにより上記保持体の位置データと保持体方向とを求
め、これら深度と位置データと保持体方向とを基にして
現在位置データを算出する位置算出手段とを有している
構成である。According to a fourth aspect of the present invention, in an underwater position measuring device for recognizing the current position of an underwater object existing in water, position data is obtained based on GPS signals from satellites which constitute the global positioning system, One holding body that transmits the position data as an ultrasonic signal into the water and the underwater object, the depth of the underwater object is obtained, and the holding is performed by receiving the ultrasonic signal from the holding body. This is a configuration including position calculating means for obtaining the position data of the body and the holding body direction, and calculating the current position data based on the depth, the position data, and the holding body direction.
【0090】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能である。さらに、1台の保持体で構成されて
いるため、4台の保持体で構成される請求項1よりも、
一層短時間のうちに準備および撤収することが可能であ
ると共に、コストダウンすることが可能であるという効
果を奏する。As a result, as in the case of claim 1, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily carried out on board, so that preparation and withdrawal can be carried out in a short time. Furthermore, since it is composed of one holding body, it is composed of four holding bodies.
It is possible to prepare and withdraw in a shorter time and to reduce the cost.
【0091】請求項5の発明は、水中物体の位置を測定
する水中物体位置測定装置において、グローバルポジシ
ョニングシステムを構成する複数の衛星から送信される
GPS信号を受信しそれらの信号に基づいて位置を検出
する検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超
音波信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送
信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置す
る3台の保持体と、上記水中物体に備えられ、該水中物
体の深度を求めると共に、上記3個の送信手段からの超
音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到
達時間差を求め、水中物体の深度並びに上記位置データ
と到達時間差とに基づいて水中物体の現在位置を算出す
る位置算出手段とを有している構成である。According to a fifth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting the global positioning system are received and the position is determined based on those signals. Three holders, each of which holds a detecting means for detecting and a transmitting means for transmitting a data signal or the like representing these positions as an ultrasonic signal into water at a predetermined time, at a distance from each other and on the water surface, The depth of the underwater object, which is provided in the underwater object, is determined, the ultrasonic signals from the three transmitting means are received, and the arrival time difference of each of these signals from the transmitting means is determined. The position calculation means calculates the current position of the underwater object based on the position data and the arrival time difference.
【0092】これにより、請求項1の場合と同様に、準
備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行う
ことができるため、短時間のうちに準備および撤収する
ことが可能である。さらに、3台の保持体で構成されて
いるため、4台の保持体で構成される請求項1よりも、
一層短時間のうちに準備および撤収することが可能であ
ると共に、コストダウンすることが可能であるという効
果を奏する。As a result, as in the case of claim 1, since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time. Further, since it is composed of three holders, it is more than that according to claim 1, which is composed of four holders.
It is possible to prepare and withdraw in a shorter time and to reduce the cost.
【0093】請求項6の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、固有の識別データを
含ませながら超音波信号を発信するようになっており、
上記位置算出手段は、上記識別データを基にして上記保
持体を特定するようになっている構成である。これによ
り、多数の保持体群の中から任意の保持体を選択して現
在位置データを求めることができるため、多数の保持体
が配置されている場合でも、超音波信号の混信等による
現在位置データの誤検出を防止することが可能であると
いう効果を奏する。The invention of claim 6 is based on claims 1, 2, 3,
The holder described in 4 or 5 is adapted to emit an ultrasonic signal while including unique identification data,
The position calculation means is configured to identify the holder based on the identification data. As a result, the current position data can be obtained by selecting an arbitrary holding body from a large number of holding bodies, so even if a large number of holding bodies are arranged, the current position due to interference of ultrasonic signals, etc. It is possible to prevent erroneous detection of data.
【0094】請求項7の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、固有の周波数で超音
波信号を発信するようになっており、上記位置算出手段
は、上記周波数を基にして上記保持体を特定するように
なっている構成である。これにより、多数の保持体群の
中から任意の保持体を選択して現在位置データを求める
ことができるため、多数の保持体が配置されている場合
でも、超音波信号の混信等による現在位置データの誤検
出を防止することが可能であるという効果を奏する。The invention of claim 7 relates to claim 1, 2, 3,
The holder described in 4 or 5 is adapted to emit an ultrasonic signal at a unique frequency, and the position calculating means is adapted to identify the holder based on the frequency. It is a composition. As a result, the current position data can be obtained by selecting an arbitrary holding body from a large number of holding bodies, so even if a large number of holding bodies are arranged, the current position due to interference of ultrasonic signals, etc. It is possible to prevent erroneous detection of data.
【0095】請求項8の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、固有のM系列のコー
ドを含んだ超音波信号を発信するようになっており、上
記位置算出手段は、上記M系列のコードを基にして上記
保持体を特定するようになっている構成である。これに
より、多数の保持体群の中から任意の保持体を選択して
現在位置データを求めることができるため、多数の保持
体が配置されている場合でも、超音波信号の混信等によ
る現在位置データの誤検出を防止することが可能である
という効果を奏する。The invention of claim 8 relates to claim 1, 2, 3,
The holder according to 4 or 5 is adapted to emit an ultrasonic signal containing a unique M-series code, and the position calculating means is based on the M-series code. It is a configuration designed to specify. As a result, the current position data can be obtained by selecting an arbitrary holding body from a large number of holding bodies, so even if a large number of holding bodies are arranged, the current position due to interference of ultrasonic signals, etc. It is possible to prevent erroneous detection of data.
【0096】請求項9の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記保持体は、上記超音波信号を発
信する超音波送信機の位置を示すように位置データを補
正している構成である。これにより、超音波信号の発信
元となる超音波送信機の位置を示すように位置データが
補正されるため、現在位置データを高精度に求めること
が可能であるという効果を奏する。The invention of claim 9 is the invention of claims 1, 2, 3,
The holder described in 4 or 5 has a configuration in which position data is corrected so as to indicate the position of the ultrasonic transmitter that transmits the ultrasonic signal. As a result, the position data is corrected so as to indicate the position of the ultrasonic transmitter that is the source of the ultrasonic signal, so that it is possible to obtain the current position data with high accuracy.
【0097】請求項10の発明は、請求項1、2、3、
4、または5記載の上記位置算出手段は、上記水中物体
の移動量を検出し、該移動量で現在位置データを補正し
ている構成である。これにより、水中物体の移動量で現
在位置データを補正することによって、現在位置データ
を高精度に求めることが可能であるという効果を奏す
る。The invention of claim 10 is the same as that of claims 1, 2, 3,
The position calculation means described in 4 or 5 is configured to detect the movement amount of the underwater object and correct the current position data by the movement amount. Thus, by correcting the current position data with the movement amount of the underwater object, it is possible to obtain the current position data with high accuracy.
【0098】請求項11の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、水面に位置し、
グローバルポジショニングシステムを構成する複数の衛
星から送信されるGPS信号を受信しそれらの信号に基
づいて位置を検出する手段と、該位置を表すデータ信号
等を超音波信号として水中に送信する送信手段とを保持
する保持体と、上記水中物体に備えられ、上記保持体か
ら送信される超音波信号を受信し、該信号に基づいて水
中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを有してい
る構成である。The invention of claim 11 is an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object,
A means for receiving GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting the global positioning system and detecting a position based on those signals; and a transmitting means for transmitting a data signal representing the position as an ultrasonic signal into the water. And a position calculation means that is provided in the underwater object, receives an ultrasonic wave signal transmitted from the holder, and calculates the current position of the underwater object based on the signal. It is a composition.
【0099】これにより、保持体から発信された超音波
信号を基にして水中物体に現在位置を認識させるように
なっているため、準備作業が保持体を水面に浮かべる作
業のみとなり、撤収作業が水面を浮遊する保持体を回収
する作業のみとなる。従って、準備および撤収時の全て
の作業を船上において簡単に行うことができるため、短
時間のうちに準備および撤収することが可能である。ま
た、水中物体が超音波信号を受信する超音波受信機を備
えるだけで現在位置データを求めて確認することが可能
であるため、超音波送信機等に要する装備費用をコスト
ダウンすることが可能であるという効果を奏する。As a result, since the underwater object is made to recognize the current position based on the ultrasonic signal transmitted from the holding body, the preparatory work is only the work of floating the holding body on the water surface, and the withdrawal work is performed. Only the work of collecting the holder floating on the water surface is required. Therefore, all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily performed on the ship, so that preparation and withdrawal can be performed in a short time. In addition, since it is possible to obtain and confirm the current position data simply by equipping the underwater object with an ultrasonic receiver that receives ultrasonic signals, it is possible to reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter, etc. Has the effect of being
【0100】請求項12の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、位置を検出する
検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超音波
信号として所定の時刻に水中に送信する送信手段とをそ
れぞれ保持し互いに離隔して水面に位置する4台の保持
体と、上記水中物体に備えられ、上記4個の送信手段か
らの超音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段か
らの到達時間差を求め、上記位置データと到達時間差と
に基づいて水中物体の現在位置を算出する位置算出手段
とを有している構成である。According to a twelfth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, a detecting means for detecting the position and a data signal or the like representing these positions are ultrasonic signals at a predetermined time underwater. And four transmitting means for transmitting and transmitting the ultrasonic wave signals from the four transmitting means, which are provided on the underwater object and which hold the transmitting means for transmitting to the The position calculation means for calculating the current arrival time difference from each transmission means and calculating the current position of the underwater object based on the position data and the time difference mentioned above.
【0101】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能であると共に、超音波送信機等に要する装
備費用をコストダウンすることが可能であるという効果
を奏する。As a result, as in the case of claim 11,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. The effect is possible.
【0102】請求項13の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、位置を検出する
検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超音波
信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送信手
段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置する3
台の保持体と、上記水中物体に備えられ、上記3個の送
信手段からの超音波信号を受信し、これらの信号の各送
信手段からの到達時間を求め、上記位置データと到達時
間とに基づいて水中物体の現在位置を算出する位置算出
手段とを有している構成である。According to a thirteenth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, detecting means for detecting the position and data signals representing these positions are ultrasonic signals at a predetermined time underwater. And transmitting means for respectively transmitting to the
The holding body of the table and the underwater object are provided, receive ultrasonic signals from the three transmitting means, determine arrival times of these signals from each transmitting means, and calculate the position data and the arrival time. And a position calculating means for calculating the current position of the underwater object based on the structure.
【0103】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能であると共に、超音波送信機等に要する装
備費用をコストダウンすることが可能であるという効果
を奏する。As a result, as in the case of claim 11,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. The effect is possible.
【0104】請求項14の発明は、水中物体の位置を測
定する水中物体位置測定装置において、位置を検出する
検出手段と、これらの位置を表すデータ信号等を超音波
信号として所定の時刻に水中にそれぞれ送信する送信手
段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置する3
台の保持体と、上記水中物体に備えられ、該水中物体の
深度を求めると共に、上記3個の送信手段からの超音波
信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到達時
間差を求め、水中物体の深度並びに上記位置データと到
達時間差とに基づいて水中物体の現在位置を算出する位
置算出手段とを有している構成である。According to a fourteenth aspect of the present invention, in an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, a detecting means for detecting the position and a data signal representing these positions are ultrasonic signals at a predetermined time underwater. And transmitting means for respectively transmitting to the
The holding body of the table and the underwater object are provided, the depth of the underwater object is obtained, the ultrasonic signals from the three transmitting means are received, and the arrival time difference of these signals from each transmitting means is obtained. A position calculation means for calculating the current position of the underwater object based on the depth of the underwater object and the position data and the arrival time difference.
【0105】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能であると共に、超音波送信機等に要する装
備費用をコストダウンすることが可能であるという効果
を奏する。As a result, as in the case of claim 11,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. The effect is possible.
【0106】請求項15の水中物体の位置を測定する水
中物体位置測定装置において、水面に位置し、位置を検
出する手段と、該位置を表すデータ信号等を超音波信号
として水中に送信する送信手段とを保持する保持体と、
上記水中物体に備えられ、上記保持体から送信される超
音波信号を受信し、該信号に基づいて水中物体の現在位
置を算出する位置算出手段とを有している構成である。In the underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object according to claim 15, there is provided a means for detecting the position, which is located on the water surface, and a transmission for transmitting a data signal representing the position into the water as an ultrasonic signal. A holder for holding the means,
The position calculation means is provided in the underwater object, receives an ultrasonic signal transmitted from the holder, and calculates a current position of the underwater object based on the signal.
【0107】これにより、請求項11の場合と同様に、
準備および撤収時の全ての作業を船上において簡単に行
うことができるため、短時間のうちに準備および撤収す
ることが可能であると共に、超音波送信機等に要する装
備費用をコストダウンすることが可能であるという効果
を奏する。As a result, as in the case of claim 11,
Since all the work at the time of preparation and withdrawal can be easily done on board, it is possible to prepare and withdraw in a short time and reduce the equipment cost required for the ultrasonic transmitter etc. The effect is possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】水中物体位置測定装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an underwater object position measuring device.
【図2】ブイのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a buoy.
【図3】水中ロボットのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an underwater robot.
【図4】水中ロボットとブイとの位置関係を示す説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an underwater robot and a buoy.
【図5】超音波信号の到達時間差を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a difference in arrival times of ultrasonic signals.
【図6】水中ロボットとブイとの位置関係を示す説明図
である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an underwater robot and a buoy.
【図7】水中ロボットのブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of an underwater robot.
【図8】水中ロボットとブイとの位置関係を示す説明図
である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an underwater robot and a buoy.
【図9】水中ロボットのブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of an underwater robot.
【図10】水中ロボットとブイとの位置関係を示す説明
図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an underwater robot and a buoy.
【図11】水中ロボットのブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of an underwater robot.
【図12】水中ロボットとブイとの位置関係を示す説明
図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an underwater robot and a buoy.
【図13】水中ロボットのブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of an underwater robot.
【図14】超音波信号の到達時間差を示す説明図であ
る。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a difference in arrival times of ultrasonic signals.
1 ブイ 2 水中ロボット 3 超音波受信機 4 GPS衛星 5 増幅器 6 復調器 7 演算器 10 GPS信号 11 超音波信号 12 計測時計 13 基準時計 21 グローバルポジショニングシステム受信機 22 変調器 23 増幅器 24 超音波送信機 31 加速度計 32 水平ジャイロ 33 鉛直ジャイロ 34 深度計 35 水中音速計 1 buoy 2 underwater robot 3 ultrasonic receiver 4 GPS satellite 5 amplifier 6 demodulator 7 calculator 10 GPS signal 11 ultrasonic signal 12 measurement clock 13 reference clock 21 global positioning system receiver 22 modulator 23 amplifier 24 ultrasonic transmitter 31 Accelerometer 32 Horizontal gyro 33 Vertical gyro 34 Depth meter 35 Underwater sound velocity meter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 正三 兵庫県西宮市芦原町9番52号 古野電気株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shozo Shibuya 9-52 Ashihara-cho, Nishinomiya-shi, Hyogo Prefecture Furuno Electric Co., Ltd.
Claims (15)
測定装置において、 グローバルポジショニングシステムを構成する複数の衛
星から送信されるGPS信号を受信しそれらの信号に基
づいて位置を検出する検出手段と、これらの位置を表す
データ信号等を超音波信号として所定の時刻に水中に送
信する送信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面
に位置する4台の保持体と、 上記水中物体に備えられ、上記4個の送信手段からの超
音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到
達時間差を求め、上記位置データと到達時間差とに基づ
いて水中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを有
していることを特徴とする水中物体位置測定装置。1. An underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, comprising: a detecting means for receiving GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system and detecting the position based on those signals. , Four holding bodies which respectively hold a transmission means for transmitting data signals representing these positions as ultrasonic signals into water at a predetermined time and are spaced apart from each other on the water surface, and the underwater object. Position calculation for receiving ultrasonic signals from the four transmitting means, determining arrival time differences of these signals from each transmitting means, and calculating a current position of the underwater object based on the position data and the arrival time difference. And an underwater object position measuring device.
測定装置において、 グローバルポジショニングシステムを構成する複数の衛
星から送信されるGPS信号を受信しそれらの信号に基
づいて位置を検出する検出手段と、これらの位置を表す
データ信号等を超音波信号として所定の時刻に水中にそ
れぞれ送信する送信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔
して水面に位置する3台の保持体と、 上記水中物体に備えられ、上記3個の送信手段からの超
音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到
達時間を求め、上記位置データと到達時間とに基づいて
水中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを有して
いることを特徴とする水中物体位置測定装置。2. An underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, and a detecting means for receiving GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system and detecting the position based on those signals. , Three holding bodies which respectively hold data transmitters for transmitting data signals representing these positions as ultrasonic signals in water at a predetermined time and are spaced apart from each other on the water surface, and the above-mentioned underwater object. A position for receiving the ultrasonic signals from the three transmitting means, determining the arrival times of these signals from each transmitting means, and calculating the current position of the underwater object based on the position data and the arrival time. An underwater object position measuring device comprising: a calculating unit.
測定装置において、 グローバルポジショニングシステムを構成する複数の衛
星から送信されるGPS信号を受信しそれらの信号に基
づいて位置を検出する検出手段と、これらの位置を表す
データ信号等を超音波信号として所定の時刻に水中に送
信する送信手段とを保持し水面に位置する1台の保持体
と、 上記水中物体に備えられ、上記送信手段からの超音波信
号を受信し、送信手段からの超音波信号の到達時間及び
上記水中物体に対する上記保持体の方向とを求め、上記
位置データと到達時間と上記保持体の方向とに基づいて
水中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを有して
いることを特徴とする水中物体位置測定装置。3. An underwater object position measuring device for measuring the position of an underwater object, and a detecting means for receiving GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system and detecting the position based on those signals. , One holding body that is located on the water surface and that holds a transmitting means that transmits data signals representing these positions as ultrasonic signals to the water at a predetermined time, and that is provided in the underwater object and that is transmitted from the transmitting means. The ultrasonic signal is received, the arrival time of the ultrasonic signal from the transmitting means and the direction of the holding body with respect to the underwater object is obtained, and the underwater object is based on the position data, the arrival time and the direction of the holding body. And a position calculating means for calculating the present position of the underwater object position measuring device.
置を認識させる水中位置測定装置において、 グローバルポジショニングシステムを構成する衛星から
のGPS信号を基にして位置データを求め、該位置デー
タを超音波信号として水中に発信する1台の保持体と、 上記水中物体に備えられ、該水中物体の深度を求めると
共に、上記保持体からの超音波信号を受信することによ
り上記保持体の位置データと保持体方向とを求め、これ
ら深度と位置データと保持体方向とを基にして現在位置
データを算出する位置算出手段とを有していることを特
徴とする水中位置測定装置。4. An underwater position measuring device for recognizing a current position of an underwater object existing underwater, wherein position data is obtained based on GPS signals from satellites constituting a global positioning system, and the position data is superposed. One holder that transmits in water as a sound wave signal, and the position data of the holder by being provided in the underwater object, determining the depth of the underwater object, and receiving an ultrasonic signal from the holder. An underwater position measuring device comprising: a position calculating means for obtaining a holding body direction and calculating current position data based on the depth, position data and the holding body direction.
測定装置において、 グローバルポジショニングシステムを構成する複数の衛
星から送信されるGPS信号を受信しそれらの信号に基
づいて位置を検出する検出手段と、これらの位置を表す
データ信号等を超音波信号として所定の時刻に水中にそ
れぞれ送信する送信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔
して水面に位置する3台の保持体と、 上記水中物体に備えられ、該水中物体の深度を求めると
共に、上記3個の送信手段からの超音波信号を受信し、
これらの信号の各送信手段からの到達時間差を求め、水
中物体の深度並びに上記位置データと到達時間差とに基
づいて水中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを
有していることを特徴とする水中物体位置測定装置。5. An underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, and a detecting means for receiving GPS signals transmitted from a plurality of satellites constituting a global positioning system and detecting the position based on those signals. , Three holding bodies which respectively hold data transmitters for transmitting data signals representing these positions as ultrasonic signals in water at a predetermined time and are spaced apart from each other on the water surface, and the above-mentioned underwater object. And determining the depth of the underwater object and receiving ultrasonic signals from the three transmitting means,
It is characterized by having a position calculating means for calculating the arrival time difference from each transmitting means of these signals and calculating the current position of the underwater object based on the depth of the underwater object and the position data and the arrival time difference. Underwater object position measuring device.
せながら超音波信号を発信するようになっており、 上記位置算出手段は、上記識別データを基にして上記保
持体を特定するようになっていることを特徴とする請求
項1、2、3、4、または5記載の水中位置測定装置。6. The holding body is adapted to emit an ultrasonic signal while including unique identification data, and the position calculating means identifies the holding body based on the identification data. The underwater position measuring device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
号を発信するようになっており、 上記位置算出手段は、上記周波数を基にして上記保持体
を特定するようになっていることを特徴とする請求項
1、2、3、4、または5記載の水中位置測定装置。7. The holder is adapted to transmit an ultrasonic signal at a unique frequency, and the position calculating means is adapted to identify the holder based on the frequency. The underwater position measuring device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
含んだ超音波信号を発信するようになっており、 上記位置算出手段は、上記M系列のコードを基にして上
記保持体を特定するようになっていることを特徴とする
請求項1、2、3、4、または5記載の水中位置測定装
置。8. The holder is adapted to transmit an ultrasonic signal containing a unique M-series code, and the position calculating means is configured to operate the holder based on the M-series code. The underwater position measuring device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the underwater position measuring device is specified.
る超音波送信機の位置を示すように位置データを補正し
ていることを特徴とする請求項1、2、3、4、または
5記載の水中位置測定装置。9. The holding body corrects position data so as to indicate a position of an ultrasonic wave transmitter that transmits the ultrasonic wave signal. 5. The underwater position measuring device according to 5.
移動量を検出し、該移動量で現在位置データを補正して
いることを特徴とする請求項1、2、3、4、または5
記載の水中位置測定装置。10. The position calculating means detects the amount of movement of the underwater object, and corrects the current position data by the amount of movement, 1, 2, 3, 4, or 5.
The underwater position measuring device described.
置測定装置において、 水面に位置し、グローバルポジショニングシステムを構
成する複数の衛星から送信されるGPS信号を受信しそ
れらの信号に基づいて位置を検出する手段と、該位置を
表すデータ信号等を超音波信号として水中に送信する送
信手段とを保持する保持体と、 上記水中物体に備えられ、上記保持体から送信される超
音波信号を受信し、該信号に基づいて水中物体の現在位
置を算出する位置算出手段とを有していることを特徴と
する水中物体位置測定装置。11. An underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, receives GPS signals transmitted from a plurality of satellites which are located on the water surface and constitute a global positioning system, and determine the position based on these signals. A holding body that holds a detecting unit and a transmitting unit that transmits a data signal or the like representing the position into the water as an ultrasonic wave signal, and an ultrasonic wave signal that is provided in the underwater object and that is transmitted from the holding body. Then, the underwater object position measuring device is provided with position calculating means for calculating the current position of the underwater object based on the signal.
置測定装置において、 位置を検出する検出手段と、これらの位置を表すデータ
信号等を超音波信号として所定の時刻に水中に送信する
送信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水面に位置
する4台の保持体と、 上記水中物体に備えられ、上記4個の送信手段からの超
音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到
達時間差を求め、上記位置データと到達時間差とに基づ
いて水中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを有
していることを特徴とする水中物体位置測定装置。12. In an underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, a detecting means for detecting the position and a transmitting means for transmitting a data signal representing these positions as an ultrasonic signal into the water at a predetermined time. And four holding bodies which respectively hold and are located on the water surface and are separated from each other, and which are provided in the underwater object, receive the ultrasonic signals from the four transmitting means, and transmit from each transmitting means of these signals. And a position calculation means for calculating the current position of the underwater object based on the position data and the arrival time difference.
置測定装置において、 位置を検出する検出手段と、これらの位置を表すデータ
信号等を超音波信号として所定の時刻に水中にそれぞれ
送信する送信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水
面に位置する3台の保持体と、 上記水中物体に備えられ、上記3個の送信手段からの超
音波信号を受信し、これらの信号の各送信手段からの到
達時間を求め、上記位置データと到達時間とに基づいて
水中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを有して
いることを特徴とする水中物体位置測定装置。13. An underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, wherein a detecting means for detecting the position and a data signal representing these positions are transmitted as ultrasonic signals in water at predetermined times. Means for holding each of the means and each of which is located apart from each other on the surface of the water, and which is provided in the underwater object, receives the ultrasonic signals from the three transmitting means, and transmits each of these signals. An underwater object position measuring device, comprising: a position calculating unit that calculates an arrival time from the position and calculates a current position of the underwater object based on the position data and the arrival time.
置測定装置において、 位置を検出する検出手段と、これらの位置を表すデータ
信号等を超音波信号として所定の時刻に水中にそれぞれ
送信する送信手段とをそれぞれ保持し互いに離隔して水
面に位置する3台の保持体と、 上記水中物体に備えられ、該水中物体の深度を求めると
共に、上記3個の送信手段からの超音波信号を受信し、
これらの信号の各送信手段からの到達時間差を求め、水
中物体の深度並びに上記位置データと到達時間差とに基
づいて水中物体の現在位置を算出する位置算出手段とを
有していることを特徴とする水中物体位置測定装置。14. An underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, and a detecting means for detecting the position and a data signal representing these positions are transmitted as ultrasonic signals in water at predetermined times. Means for holding each of the means and each of them, which are spaced apart from each other and located on the surface of the water, and which are provided in the underwater object, determine the depth of the underwater object, and receive ultrasonic signals from the three transmitting means. Then
It is characterized by having a position calculating means for calculating the arrival time difference from each transmitting means of these signals and calculating the current position of the underwater object based on the depth of the underwater object and the position data and the arrival time difference. Underwater object position measuring device.
置測定装置において、 水面に位置し、位置を検出する手段と、該位置を表すデ
ータ信号等を超音波信号として水中に送信する送信手段
とを保持する保持体と、 上記水中物体に備えられ、上記保持体から送信される超
音波信号を受信し、該信号に基づいて水中物体の現在位
置を算出する位置算出手段とを有していることを特徴と
する水中物体位置測定装置。15. An underwater object position measuring apparatus for measuring the position of an underwater object, and means for detecting the position, which is located on the water surface, and transmitting means for transmitting a data signal or the like representing the position into the water as an ultrasonic signal. And a position calculation means that is provided in the underwater object, receives an ultrasonic wave signal transmitted from the holder, and calculates the current position of the underwater object based on the signal. An underwater object position measuring device characterized in that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32632895A JPH09145821A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Underwater object position measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32632895A JPH09145821A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Underwater object position measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145821A true JPH09145821A (en) | 1997-06-06 |
Family
ID=18186552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32632895A Pending JPH09145821A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Underwater object position measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09145821A (en) |
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