JPH10153450A - ダイビングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイバーが水中から船の位置を正確に把握で
きるダイビングシステムを提供する。 【解決手段】 潜水前にパルス発生器３とナビゲーショ
ン装置６のパルス発生器とをリセットする。潜水中に
は、超音波スピーカ４からの超音波パルス信号をナビゲ
ーション装置６が受信し、この受信パルス信号と、内蔵
するパルス発生器からのパルス信号とのタイミングずれ
を測定し、この測定結果に基づいてボート２までの距離
を算出する。また、ナビゲーション装置６は、円周上に
６０°間隔で配置された６個の超音波マイクを備え、超
音波スピーカ４からの超音波パルス信号を受信した超音
波マイクの位置からボート２の方向を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイビングシステ
ムおよびその方法に関し、特に、ダイバーが水中から船
の位置を正確に把握できるダイビングシステムおよびそ
の方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】海や湖などでボートからダイバーが水中
にダイビングする際には、潜行後に、ダイバーがボート
に安全に帰還するために、ボートからダイバーの位置を
正確に把握するか、ダイバーがボートの位置を正確に把
握する必要がある。従来では、各ダイバーは、磁気方位
計（以下、コンパスとも記す）を持ち、自らの進行方向
および進行距離を把握し、これらの進行方向、進行距離
および周囲の景色を記憶しながらダイビングを行ってい
る。そして、ボートに帰還する際には、これら記憶した
情報を基に、行きとは逆の経路をたどってボートに帰還
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、このようにダイバーの記憶に頼って水中からボート
に帰還していることから、ダイビングには相当の訓練と
経験が必要とされていた。従って、初心者にとっては、
ダイビングは危険なものであった。このような問題点を
解決するために、ボートの乗員が、ダイバーが水中で吐
く息によって水面に生じる泡を目印に、水上からボート
でダイバーを追いかける方法（ドリフト・ダイビング）
が知られている。しかしながら、このドリフト・ダイビ
ングでは、かなりの熟練者がボートの操縦を行う必要が
あり、万一、ダイバーの位置を見失った場合には、以
後、ダイバーの追跡は非常に困難になる。

【０００４】本発明は、上述した従来技術に鑑みてなさ
れ、ダイバーが水中から船の位置を正確に把握すること
ができるダイビングシステムおよびその方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
ダイビングシステムは、第１のパルス信号を発生する第
１のパルス信号発生手段と、前記第１のパルス信号に応
じた送信パルス信号を水中に向かって送信するパルス信
号送信手段とを備えた船と、前記第１のパルス信号と同
じ周波数の第２のパルス信号を発生する第２のパルス信
号発生手段と、円周上に所定の角度間隔で配置され、前
記送信パルス信号を受信する複数のパルス信号受信手段
と、前記パルス信号手段手段が受信した受信パルス信号
と前記第２のパルス信号とのタイミングずれから前記船
までの距離を算出し、前記送信パルス信号を受信したパ
ルス信号受信手段の位置に基づいて前記船の方向を求め
る演算手段と、前記演算された船までの距離および船の
方向を表示する表示手段とを備え、ダイバーが潜水時に
携帯する案内装置とを有し、潜水開始前に前記第１のパ
ルス信号発生手段および前記第２のパルス信号発生手段
を同時にリセットする。

【０００６】また、本発明のダイビングシステムは、好
ましくは、前記案内装置は、円周上に６０°角度間隔で
６個のパルス信号受信手段を備え、任意の角度から送信
された前記送信パルス信号を２個のパルス信号受信手段
が受信する。

【０００７】本発明のダイビングシステムでは、ダイバ
ーが腕などに案内装置を装着してダイビングを行う。そ
して、この案内装置が水中で船からの送信パルス信号を
受信し、この受信パルス信号に基づいて船までの距離お
よび船の方向を求め、その結果を表示手段にて表示す
る。そのため、例えば初心者のダイバーでも、表示手段
の表示に基づいて、船に容易に帰還することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
ダイビングシステムおよびその方法について説明する。
図１は、本実施形態に係わるダイビングシステム１を説
明するための図である。図１に示すように、ダイビング
システム１では、ボート２の船底に備えられた超音波ス
ピーカ４から超音波パルス信号Ｓ４が発生される。この
超音波パルス信号Ｓ４は、ダイバー５が持つナビゲーシ
ョン装置６にて検出され、ボート２の位置が表示され
る。図１に示すように、ボート２には、パルス発生器３
および超音波スピーカ４が備えてある。

【０００９】パルス発生器３は、リセット機能および周
期時間設定機能を有し、図４（Ａ）に示すようにリセッ
ト要求が発生するとリセットを行い、所定の周期的パル
ス信号Ｓ３を生成する。超音波スピーカ４は、ボート２
の船底に設けられ、図４（Ａ）に示すパルス発生器３か
らの周期的パルス信号Ｓ３に応じた送信超音波パルス信
号Ｓ４を水中に向かって発信する。このとき、送信超音
波パルス信号Ｓ４の周波数としては、水中送受信に適し
た帯域の周波数が使用され、具体的には、例えば魚群探
知機などに使用される５０〜２００ｋＨｚである。

【００１０】ナビゲーション装置６は、タイマー１０、
パルス発生器１１、演算・表示器１２および超音波マイ
ク１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆを
備えている。パルス発生器１１は、パルス発生器３と同
一の構成をしており、リセット機能および周期時間設定
機能を有し、図４（Ｃ）に示すようにリセット要求が発
生するとリセットを行い、所定の周期的パルス信号Ｓ１
１を生成する。

【００１１】超音波マイク１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、ナビゲーション装置６の円形
の内周に約６０°間隔で配設してある。超音波マイク１
３ａ〜１３ｆは、検出指向角度が約１２０°である。超
音波マイク１３ａ〜１３ｆは、ボート２のパルス発生器
３から発信される送信超音波パルス信号Ｓ４を受信可能
な構成をしている。超音波マイク１３ａ〜１３ｆの配置
から、パルス発生器３からの超音波パルス信号Ｓ４を常
にいずれか２個の超音波マイク１３ａ〜１３ｆが受信す
るようになっている。このとき、超音波マイク１３ａ〜
１３ｆのうち受信を行った超音波マイクの受信超音波パ
ルスＳ１３は図４（Ｄ）に示すようになる。

【００１２】タイマー１０は、パルス発生器１１からの
周期的パルスＳ１１および受信を行った超音波マイク１
３ａ〜１３ｆからの受信超音波パルスＳ１３の相互間の
時間的ずれを計測する。

【００１３】演算・表示器１２は、超音波マイク１３ａ
〜１３ｆの受信結果およびタイマー１０の計測結果に基
づいて、ボート２が位置する方向およびボート２までの
距離を演算し、その演算結果を表示する。このとき、ボ
ート２までの距離は、例えば下記式（１）を用いて算出
される。

【００１４】

【数１】 （ボートまでの距離）＝（タイマー１０の計測時間）×（水中音速） …（１）

【００１５】以下、図１に示すダイビングシステム１の
作用について説明する。先ず、ダイバー５がボート２か
ら水中に潜行する前に、ボート２のパルス発生器３とナ
ビゲーション装置６のパルス発生器１１とを同時にリセ
ットする。これによって、図４（Ａ），（Ｃ）に示すよ
うに、パルス発生器３からの周期的パルス信号Ｓ３およ
びパルス発生器１１からの周期的パルス信号Ｓ１１のタ
イミングが同期する。また、周期パルスＳ３に同期した
送信超音波パルス信号Ｓ４がボート２の超音波スピーカ
４から水中に送信される。

【００１６】その後、腕などにナビゲーション装置６を
装着したダイバー５が潜行を開始する。そして、超音波
スピーカ４から送信された送信超音波パルスＳ４が水中
のナビゲーション装置６の超音波マイク１３ａ〜１３ｆ
のうち２個の超音波マイクに受信される。このとき、超
音波スピーカ４とナビゲーション装置６との間には距離
があるので、超音波マイクの受信超音波パルス信号Ｓ１
３は、図４（Ｄ）に示すように、送信超音波パルス信号
Ｓ４から所定のずれ時間だけ遅れた信号となる。このず
れ時間は、超音波スピーカ４とナビゲーション装置６と
の間の距離に比例する。

【００１７】そして、ナビゲーション装置６のタイマー
１０において、周期的パルスＳ１１と受信超音波パルス
信号Ｓ１３とのずれ時間が計測され、この計測結果が演
算・表示器１２に出力される。そして、演算・表示器１
２において、タイマー１０の計測結果と超音波マイク１
３ａ〜１３ｆの受信結果に基づいて、ボート２の方向と
ボート２までの距離とが求められ、表示される。以下、
演算・表示器１２においてボート２の方向を求める原理
について説明する。図３は、一般的な超音波マイクの指
向性特性を示す図である。超音波マイクは、正面から入
射した音の受信レベルは高く、横からの入射した音の受
信レベルは低いという特性を持っている。従って、同じ
強さの超音波でも、入射方向によって超音波マイクが受
信するレベルが異なり、このことを利用して超音波が出
力された方向（ボートの方向）を特定できる。例えば、
図３に示す例では、一方の超音波マイクの受信レベルが
６５％であると、左右いずれか３０°の方向から超音波
が入射したことが分かる。そして、他方の超音波マイク
の受信レベルから、左右いずれの方向から超音波が入射
したかを特定できる。

【００１８】以上説明したように、ダイビングシステム
１によれば、ダイバー５はナビゲーション装置６の表示
からボート２の方向および距離を正確に知ることができ
る。そのため、ダイバー５は水中からボート２に安全に
帰還することができる。

【００１９】本発明は上述した実施形態には限定されな
い。例えば、上述した実施形態ではナビゲーション装置
６の超音波マイクの数を６個にしたが、超音波マイクの
数は特に限定されず、さらに高い精度で方向を計測した
場合には、その数をさらに増やしても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイビン
グシステムによれば、ダイバーは水中からボートの方向
および距離を正確に知ることができる。そのため、ダイ
バーは水中からボートに安全に帰還することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態に係わるダイビング
システムの構成図である。

【図２】図２は図１に示すダイビングシステムにおい
て、ダイバーが保持するナビゲーション装置の構成図で
ある。

【図３】図３は、一般的な超音波マイクの指向性特性を
示す図である。

【図４】図４（Ａ）はボートに備えられたパルス発生器
が発生する周期的パルス信号の波形図、図４（Ｂ）はボ
ートの超音波スピーカが発生する送信超音波パルス信号
の波形図、図４（Ｃ）はナビゲーション装置に備えられ
たパルス発生器が発生する周期的パルス信号の波形図、
図４（Ｄ）はナビゲーション装置が受信した受信超音波
パルス信号の波形図である。

【符号の説明】

１…ダイビングシステム、２…ボート、３…パルス発生
器、４…超音波スピーカ、５…ダイバー、６…ナビゲー
ション装置、１０…タイマー、１１…パルス発生器、１
２…演算・表示器、１３ａ〜１３ｆ…超音波マイク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のパルス信号を発生する第１のパルス
   信号発生手段と、 前記第１のパルス信号に応じた送信パルス信号を水中に
   向かって送信するパルス信号送信手段とを備えた船と、 前記第１のパルス信号と同じ周波数の第２のパルス信号
   を発生する第２のパルス信号発生手段と、 円周上に所定の角度間隔で配置され、前記送信パルス信
   号を受信する複数のパルス信号受信手段と、 前記パルス信号手段手段が受信した受信パルス信号と前
   記第２のパルス信号とのタイミングずれから前記船まで
   の距離を算出し、前記送信パルス信号を受信したパルス
   信号受信手段の位置に基づいて前記船の方向を求める演
   算手段と、 前記演算された船までの距離および船の方向を表示する
   表示手段とを備え、ダイバーが潜水時に携帯する案内装
   置とを有し、 潜水開始前に前記第１のパルス信号発生手段および前記
   第２のパルス信号発生手段を同時にリセットするダイビ
   ングシステム。
2. 【請求項２】前記案内装置は、円周上に６０°角度間隔
   で６個のパルス信号受信手段を備え、任意の角度から送
   信された前記送信パルス信号を２個のパルス信号受信手
   段が受信する請求項１に記載のダイビングシステム。