JPS5924441B2 - 水中航走体の誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水底工事等に用いられる危険物等を処理する
ために水中航走体を同危険物等へ誘導するための装置に
関する。

従来のこの種の水中航走体の誘導装置では、水上の作業
船が、水中航走体に設けられた方位コンパス、深度計、
姿勢計やピンカーもしくは一・イドロフオン等からの方
位、深度、姿勢、位置等の情報を受け、これらの情報に
基づいて水中航走体を目標位置へ誘導することが行なわ
れている。

しかしながら、このような従来の水中航走体の誘導装置
では、水中航走体に方位コンパスや深度計等谷種の機器
を搭載しなければならず、また場合によつては水中にト
ランスポンダ（応答機）を設置しなければならないため
、著しいコスト高を招くという問題点がある。本発明は
、このような問題点を解決しようとするもので、水中航
走体に搭載される誘導用機器をできるだけ少なくしてそ
の低廉化をはかることにより、水中航走体の使い捨てを
行なえるようにした、水中航走体の誘導装置を提供する
ことを目的とする。

このため、本発明の水中航走体の誘導装置は、水中航走
体にそのスラスタおよび操舵機構へ制御信号を送る信号
処理用電気ユニットと水中航走体情報を有する音響信号
を発信する第１の音響機器としての２個以上のピンカー
とをそなえるとともに、水上の作業船にその姿勢、方位
および速度についての検出手段と上記ピンカーからの音
響信号を受信する第２の音響機器としての３個以上のハ
ィドロフオンと上記の検出手段およびハイドロフオンか
ら出力情報を受け上記水中航走体を目標位置へ誘導する
制御信号を演算して出力する中央演算処理装置とをそな
え、上記の水中航走体を目標位置へ誘導するための上記
制御信号を上記中央演算処理装置から上記信号処理用電
気ユニソトヘ送る電線索が設けられたことを特徴として
いる。

以下、図面により本発明の一実施例としての水中航走体
の誘導装置について説明すると、第１図はその信号伝達
系を示す系統図、第２図はその使用の態様を示す説明図
である。第２図に示すスレンダ一型水中航走体１には、
第１図に示すごとく、その推進用スラスタ２および操舵
機構３へ制御信号を送るための信号処理用電気ユニツト
４が設けられるとともに、第１の音響機器としてのピン
カー５が４個設けられている。

これらのヒソガ一５は、水中航走体情報を有する音響信
号としての超音波ビーコンを発信する装置で、通常無指
向性の連続な一定間隔音を発信するものと、ある発信音
に対し即座に応答信号を発信するものとがある。また、
各ピンカー５は信号処理用電気ユニツト４に接続されて
訃Ｖ１この電気ユニツト４によジ、発振順序の制御や発
振周波数の制御など、適宜の制御態様がとられる。

さらに、これらのピンカー５は、第２図に示すように、
水中航走体１の先端部，後端部および両翼端部にそれぞ
れ配設されて卦坂各ピンカー５の配設問隔は分解能をあ
げるため広くとられている。

このように、複数のピンカー５を必要とする理由は次の
と訃りである。

すなわち水中航走体１の方位，姿勢（ピツチ，ロール）
をピンカー５の位置から算出するためであるが、この場
合は幾何学的にみてピンカー５の数を３個以上とする必
要がある。な訃、姿勢のうちロールが不要のときは、同
じく幾何学的な理由からピンカー数が２個以上あればよ
い。

また、第２図に示す水土の作業船６には、第１図に示す
ごとく、その姿勢，方位および速度についての検出手段
ＤＭとして、姿勢計７，方位計８および速度計９が設け
られてお勺、さらに第２の音響機器としての・・イドロ
フオン１０が３個設けられている。

これらのハイドロフオン１０は、ピンカー５から発信さ
れる超音波ビーコンを受信する装置である。

そして、これらのハイドロフオン１０は、第２図に示す
ごとく、作業船６から水中へ吊ｖ降ろされて使用され、
その配設問隔は分解能をあげるためピンカー５と同様に
広くとられている。

なお、検出手段ＤＭとして、姿勢計７，方位計８，速度
計９のほか、潮流計や深度計等を設けることもできる。

ところで、第１図に示すごとく、水上の作業船６には、
所定の演算プログラムを内蔵された中央演算処理装置１
１が設けられており、この中央演算処理装置１１へは、
姿勢計７からの姿勢情報，方位計８からの方位情報，速
度計９からの速度情報卦よび各・・イドロフオン１０か
らの水中航走体情報が入力されるようになつている。

なお、ピンカー５から超音波ビーコンを受けるハイドロ
フオン１０からの水中航走体情報は、水中航走体１につ
いての方位，姿勢，位置の情報のほか、深さに関する情
報も含まれている。

このように、中央演算処理装置１１へ各種の情報が入力
されると、これらＯ情報に基づいて演算が行なわれ、そ
の後水中航走体１を危険物１２等のある目標位置へ誘導
するための制御信号が出力される。

ここで、この中央演算処理装置１１へ入力される各信号
がどのような順序で処理されて制御信号として出力され
るのかということについて、そのアルゴリズムを簡単に
説明する。

（１） ・・イドロフオン１０からの水中航走体情報を
受ける。

（２）ハイドロフオン１０からの情報から各ヒソガ一５
の位置を算出する。

このとき姿勢計７，方位計８，速度計９からの入力信号
（データ）も使用してピンカー５の位置を求める。（３
）各ピンカー５の位置から水中航走体１の位置，方位お
よび姿勢を求める。

（４）水中航走体１を目標位置へ向けるために必要なス
ラスタ２，操舵機構３への制御信号を演算して出力する
。

なお、水中航走体１のスラスタ２や舵の数あるいは配置
によつては細かいアルゴリズムが多少異なり、更に水中
航走体１の安定性等を考慮してピンカー５の数を変えた
ときも細かいアルゴリズムが変わるが、基本的には上記
のアルゴリズムに従う。

また、中央演算処理装置１１は、水中航走体１内の信号
処理用電気ユニツト４のタイミング等をとるための同期
信号も出力できるようになつている。

そして、これらの制御信号や同期信号は、電線索１３を
介して水中航走体１の信号処理用電気ユニツト４へ送ら
れる。

な卦、電線索としては、所望の機械的強度を有するとと
もに電気信号を伝送しうる従来公知のエレクトロメカニ
カルケーブルなどが用いられる。

この電気ユニツト４は、上記の各信号を受けると、これ
に応じて推進用スラスタ２や操舵機構３へ制御信号を送
り、これらのスラスタ２や操舵機構３は上記制御信号に
応じて作動し、これにより水中航走体１は危険物１２等
のある目標位置へ向かつて誘導されてゆく。なお、水中
航走体１付きのピンカー５と作業船６付きのハイドロフ
オン１０とは、電線索１３を通じて送られてくる同期信
号により同期がとられている。

土述の構成によ楓水中航走体１を用いて水中の危険物１
２等を処理するに際しては、まず作業船６よ漫水中へ吊
Ｄ降された水中航走体１を、作業船６からの指令により
発進させる。

その後は、作業船６における中央演算処理装置１１へ入
力された作業船６の姿勢，方位，速度情報と、・・イド
ロフオン１０からの水中航走体情報とに基づいて得られ
た制御信号により、水中航走体１が危険物１２のある目
標位置へ向けて誘導され、その後この水中航走体１によ
り危険物１２の爆破処理などが行なわれる。

そして、この処理後の使用済み水中航走体１は、そのま
ま使い捨てにされる。

なお、電線索１３は再使用してもよいし、使い捨てにし
てもよい。

また、前述の実施例では、水中航走体１にヒソガ一５を
４個設けたが、水中航走体１が非常に安定でその方位と
ピツチ角（水平面に対する機軸の傾斜角）だけで制御で
きる場合は、２個のピンカーを設けるだけでよく、更に
高度な情報を必要とする場合は、３個以上のピンカーを
設ければよい。

？らに、ハイドロフオン１０については、ピンカー５の
位置を決定するために幾何学的な理由から３個以上必要
であるが、ここでいう３個というのは３素子という意味
であり、１個のハイドロフォンとして多くの・・イドロ
フオン素子を組込むようにすることもできる。以上詳述
したように、本発明の水中航走体の誘導装置によれば、
作業船６に誘導制御部が集約化されるので、水中航走体
１には、簡単な信号処理用電気ユニツト４と発振用音響
機器としての少なくとも２個のピンカー５とを搭載する
だけで済み、これによ勺水申航走体１に要するコストが
大幅に低下して、この水中航走体１を使い捨てとするこ
とができるのであり、水中航走体１を誘導するための主
要機器が水上の作業船６に設けられるため、誘導作用の
信頼性を十分に確保できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としての水中航走体の誘導装置を
示すもので、第１図はその信号伝達系を示す系統図、第
２図はその使用の態様を示す説明図である。 １・・・水中航走体、２・・・推進用スラスタ、３・・
・操舵機構、４・・・信号処理用電気ユニツト、５・・
・第１の音響機器としてのピンカー、６・・・作業船、
７・・・姿勢計、８・・・方位計、９・・・速度計、１
０・・・第２の音響機器としてのハイドロフオン、１１
・・仲央演算処理装置、１２・・・危険物、１３・・・
電線索、ＤＭ・・・検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水中航走体にそのスラスタおよび操舵機構へ制御信
   号を送る信号処理用電気ユニットと水中航走体情報を有
   する音響信号を発信する第１の音響機器としての２個以
   上のピンガーとをそなえるとともに、水上の作業船にそ
   の姿勢、方位および速度についての検出手段と上記ピン
   ガーからの音響信号を受信する第２の音響機器としての
   ３個以上のハイドロフオンと上記の検出手段およびハイ
   ドロフオンから出力情報を受け上記水中航走体を目標位
   置へ誘導する制御信号を演算して出力する中央演算処理
   装置とをそなえ、上記の水中航走体を目標位置へ誘導す
   るための上記制御信号を上記中央演算処理装置から上記
   信号処理用電気ユニツトへ送る電線索が設けられたこと
   を特徴とする水中航走体の誘導装置。