JP2552770B2

JP2552770B2 - 浚渫作業用水底観測装置

Info

Publication number: JP2552770B2
Application number: JP3100953A
Authority: JP
Inventors: 宏田藤
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1991-05-02
Filing date: 1991-05-02
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPH04331395A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浚渫作業用の際に水底
を観察するための装置に関し、特に表示部での表示を見
易くした浚渫作業用水底観測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】浚渫作業を行う浚渫船としては、クレー
ンに開閉自在のグラブを吊り下げたクレーン浚渫船、土
砂を掘るショベルを作業アーム先端に取り付けたバック
ホウ浚渫船、爪付きのベルトコンベアにて土砂を掘りつ
つ上方に搬送するバケット浚渫船等がある。これらの浚
渫船で浚渫を効率良く行うには、作業状況を監視する必
要があり、そのため従来より、作業域に水中テレビカメ
ラを沈め、そのテレビカメラで得られる海底の画像を機
械室に設けたＣＲＴ表示器で表示する方法が採られてい
る。しかし浚渫作業の進捗に伴い作業域が汚濁してくれ
ば監視不能となってしまう。

【０００３】そこで海底状況を超音波を用いて探知する
水底観測装置なるものが用いられるようになっている。
図７に例えばクレーン浚渫船による浚渫の概念図を示し
ている。クレーン作業船Ｘで浚渫できる範囲Ｑは、クレ
ーンの旋回範囲内となるので、そのクレーンの旋回点Ｗ
を中心とする扇形状となり、その外径および内径は、ク
レーンアームの水平方向の突出長およびグラブの大きさ
で決まる。図８は、クレーン作業船Ｘの所定部に設けた
ソナーＳにより検出された、ソナーＳの放射方向(以
下、ソナーの旋回角という)への海底地形断面である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８の
海底地形断面図上では前記の浚渫領域Ｑを知ることがで
きず、つまりどの位置にグラブが沈められるのかは解ら
ず、よって浚渫すべき深度(計画深度)になっていないの
に作業が終わったものとしてクレーン船を別の場所に移
動したり、あるいは、浚渫可能な限度(余掘深度)まで掘
っているのに更に掘り続けてしまうといったことも起こ
り得り、効率の良く浚渫を行えなかった。本発明は、上
述した課題を解決するためになされたものであり、浚渫
作業を的確に行えるように水底観測結果の表示を見やす
くした浚渫作業用水底観測装置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】本第１発明は、旋回動作
により一定の旋回角で旋回する毎に、俯仰動作により直
下を通り扇形状に拡がる受波ビームを形成するソナー
を、クレーン浚渫作業船の船底所定部に備え、該ソナー
により所望の旋回角にて形成した受波ビームに基づく水
底断面を、横軸を該ソナーよりの水平距離として表示す
る浚渫作業用水底観測装置であって、予め設定した浚渫
領域Ｑに対して検出した水底断面のデータを記憶するメ
モリ(５３)と、所望の旋回角を指定する読み出し旋回角
指定手段と、指定した旋回角に対する水底断面のデータ
を前記メモリ(５３)から読み出す水底断面表示処理部
(５４)と、前記浚渫領域Ｑおよび前記指定した旋回角に
基づき、該旋回方向に対する浚渫範囲(Ａ〜Ｂ)を作業範
囲として求める作業範囲置換処理部(５５)とを備え、水
底断面表示処理部(５４)で求められた所望の旋回角に対
する水底断面のデータおよび作業範囲置換処理部(５５)
で求められた作業範囲に基づき、前記旋回角に対する水
底断面画に、前記作業範囲(Ａ〜Ｂ)の２地点をマーカー
表示する合成表示処理部(７)とを備えたことを特徴とす
る。第２発明は、旋回動作により一定の旋回角で旋回す
る毎に、俯仰動作により直下を通り扇形状に拡がる受波
ビームを形成するソナーを、クレーン浚渫作業船の船底
所定部に備え、クレーン旋回角に対する深度データを表
示する浚渫作業用水底観測装置であって、予め設定した
浚渫範囲Ｑに対して検出した水底断面のデータを記憶す
るメモリ(５３)と、クレーンの各旋回角に対するクレー
ン作業断面ｑを求め、それらの各クレーン作業断面ｑに
含まれる深度データを前記メモリ(５３)から読み出し、
読み出した複数の深度データの中から最浅データもしく
は最深データを抽出するクレーン作業断面置換処理部
(５６)と、クレーンの現在の旋回角を知り、クレーン表
示用データを作成するクレーン動作表示処理部(５７)
と、クレーン作業断面置換処理部(５６)で作成された深
度データに基づき、クレーン旋回角を横軸にして深度デ
ータを表示すると共に、クレーン動作表示処理部(５７)
よりのクレーン位置を重ね表示する合成表示処理部(７)
とを備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】第１発明の装置では、予め設定した浚渫領域Ｑ
に対してソナーにより検出された水底断面のデータがメ
モリ(５３)に記憶される。この後に、旋回角指定手段に
よって所望の旋回角を指定すると、その旋回角でソナー
によって検出した水底データがメモリ(５３)から読み出
され、合成表示処理部(７)において、横軸をソナーより
の水平距離として水底断面が表示される。又、作業範囲
置換処理部(５５)によって、指定した旋回角の方位に対
する浚渫範囲(Ａ〜Ｂ)が作業範囲として求められ、その
浚渫範囲(Ａ〜Ｂ)が、合成表示処理部(７)に表示名かの
水底断面画にマーカー表示される。

【０００７】請求項２に記載のごとく、クレーンの現在
の旋回角を知り、その旋回角を旋回角指定手段の指定デ
ータとして供給すれば、クレーンの旋回動作に追随し
て、その旋回方向に対する水底断面および浚渫範囲が表
示されるので浚渫作業を効率よく行える。

【０００８】第２発明では、クレーン作業断面置換処理
部(５６)により、クレーンを所定の旋回角で旋回させた
時の各クレーン作業断面ｑに含まれる深度データがメモ
リ(５３)から読み出され、読み出された複数の深度デー
タの中から最浅データもしくは最深データが抽出され
る。又、クレーン動作表示処理部(５７)により、クレー
ンの現在の旋回角を知り、クレーン表示用データが作成
される。そして、合成表示処理部(７)において、クレー
ン作業断面置換処理部(５６)で作成されたデータに基づ
き、クレーン旋回角を横軸にして深度データが表示され
ると共に、その表示に動作表示処理部(５７)よりのクレ
ーン位置が重ね表示される。

【０００９】

【実施例】図１は、本第１発明になる装置の一実施例を
示す制御ブロック図である。Ｓは、旋回および俯仰回転
の機構を備え、随意の方向に扇形状のビームを放射する
ペンシルビームソナーであり、図２に示すように、クレ
ーン作業船Ｘの前方に２個(Ｓ₁、Ｓ₂)設けられる。２
は、ソナーＳを旋回および俯仰させるための俯仰，旋回
制御回路である。３は、ソナーＳに対して送波信号を供
給すると共に、この送波によりソナーＳで受波されるソ
ナー信号を検波する送受信回路である。４は、演算回路
であり、ソナー信号の送波時および受波時の時間差と、
ソナーＳの回転情報とからソナーの放射方向における海
底の深度を演算する。

【００１０】データ処理回路５において、５１は、ソナ
ーデータ変換処理部であり、演算回路４で演算された海
底形状を示すデータを極座標形式から直交座標形式に変
換する。５２は、クレーン情報処理部であり、外部デー
タ処理回路８よりのクレーン動作情報のデータを、極座
標形式から直交座標形式に変換する。５３は、ソナーデ
ータ変換処理部５１で処理された海底形状を示すデータ
およびクレーン情報処理部５２よりのクレーンの動作情
報を記憶するメモリである。又、このメモリ５３は、デ
ータ処理入力回路６により予め入力されたクレーンの作
業範囲やクレーンの旋回中心とソナーＳとの位置関係等
の位置情報をも記憶する。５４は、海底断面表示処理部
であり、メモリ５３に記憶されたソナー旋回角毎の海底
形状データからその表示データを作成する。５５は、ク
レーン作業範囲換算処理部であり、メモリ５３に記憶さ
れた、データ処理入力回路６よりのクレーンおよびソナ
ーの位置情報に基づき、ソナー旋回角に対するクレーン
作業範囲(後で詳しく述べる)を作成する。

【００１１】７は、海底断面表示処理部５４で作成され
た海底断面およびクレーン作業範囲換算処理部５５で作
成されたクレーンの作業範囲のデータを合成して表示す
る合成表示処理部である。外部データ処理回路８は、ク
レーン作業船ＸにおけるアームＪの傾きであるジブ角お
よび旋回角のクレーン動作情報を収集する。

【００１２】上記構成による装置の動作を以下に述べ
る。図２において、クレーン中心方向として浚渫範囲Ｑ
の左側および右側をそれぞれソナーＳ₁およびＳ₂で検出
するようにしている。俯仰，旋回制御回路２の制御によ
り、ソナーＳ₁が例えば図２に示したように左３０°の
方向Ｙ₁に旋回されたとする。そしてその方向Ｙ₁にソナ
ーＳ₁により扇形状に超音波が送波され、それに対する
エコー(ソナー信号)がこのソナーＳ₁で受波され、その
ソナー信号は送受信回路３で検波される。そのソナー検
波信号と俯仰，旋回制御回路２よりのソナー回転情報と
から、前記ソナー方向Ｙ₁に対する深度が演算され、海
底形状データとして回転情報と共にデータ処理回路５の
ソナーデータ変換処理部５１に入力されることにより、
その海底形状データが極座標形式から直交座標形式に変
換される。

【００１３】この後は、ソナーＳ₁は順次旋回され、そ
のソナーの向きに対する海底形状データが次々と検出さ
れ、ソナーの向き毎にメモリ５３に記憶される。例えば
旋回角３０°に対する海底形状データを表示する場合、
その海底形状データがメモリ５３から読み出され、海底
断面表示処理部５４にて表示のためのデータに処理さ
れ、合成表示処理部７に送出されることにより、図３に
ソナー旋回角３０°に対する海底地形断面図Ｚが表示さ
れる。

【００１４】さて、図２に示したようにソナーＳ₁の旋
回方向がＹ₁のとき、この旋回方向Ｙ₁と浚渫領域Ｑの内
径および外径との交点はＡおよびＢとなるが、このＡな
いしＢの範囲が当該旋回方向Ｙ₁に対するクレーン作業
範囲となる。クレーン作業範囲換算処理部５５では、デ
ータ処理入力回路６よりのクレーンおよびソナーの位置
情報に基づき、ソナーＳ₁(およびＳ₂)の各旋回角に対す
るクレーン作業範囲が求められており、このソナー位置
情報が合成表示処理部７に送出されることにより、図３
に示したように、ＡないしＢのクレーン作業範囲が２本
のラインＬａ、Ｌｂにて海底地形断面図上に併せて表示
される。又、図３の海底地形断面図はソナーＳ₁の旋回
角が左３０°であることを示すために表示部の右端にソ
ナー旋回角が表示される。

【００１５】ところで、図２に示したように、ソナーＳ
₁、Ｓ₂はクレーン作業船Ｘの前方端に設けられ、一方、
クレーンの旋回中心Ｗはバランスを保つために前方端よ
り後方に位置している。そのために、クレーンの旋回方
向が例えばＹ₂のとき、このときに必要となる海底地形
断面図は、このＹ₂方向のラインと浚渫領域Ｑとの交点
であるＡないしＢ'を結ぶラインとなるのに対して、ソ
ナーＳ₁で得られる実際の海底地形断面図はＡないしＢ
を結ぶラインであり、両者のラインは厳密には合致しな
いことがわかる。又、図３において横軸の距離は、ソナ
ーＳよりの距離であってクレーン作業者が居るクレーン
旋回中心Ｗよりの距離でないために、距離関係に混乱が
生じる恐れがある。

【００１６】そこで、クレーン旋回中心Ｗから見た海底
地形断面図の観測を可能とするために図４に本第２発明
になる装置の一実施例を示している。尚、図４において
図１と同一の部分については同一の符号を付している。

【００１７】データ処理回路５内のクレーン作業断面置
換処理部５６およびクレーン動作表示処理部５７の機能
については以下の動作説明の箇所で詳しく述べることと
する。

【００１８】図５は、クレーンの旋回角０°のときを示
しており、クレーンには有効(最小)旋回角があるため
に、このときの浚渫領域Ｑ内のクレーン作業断面は、斜
線にて示した領域ｑで示されるように旋回方向に拡がり
を持つ。この有効旋回角のデータはデータ処理入力回路
６より供給される。一方、メモリ５３には、ソナーＳ
₁(およびＳ₂)により浚渫領域Ｑに対する深度情報が記憶
されている。その深度情報の内、クレーン作業断面ｑに
対する深度情報が、ソナーＳ₁の旋回方向Ｙ₃、Ｙ₄のラ
インで得られた情報からそれぞれ読み出される。このよ
うにして得られた複数の情報の内、最浅(もしくは最深
または平坦部)の情報が、クレーン旋回角０°に対する
データとして抽出される。上記の有効旋回角毎に、同様
にして深度データが抽出される。このように、有効旋回
角毎の各クレーン作業断面ｑに含まれる深度データを抽
出するのがクレーン作業断面置換処理部である。

【００１９】図６は、合成表示処理部７の表示例を示し
ている。この表示例における上部の表示６１は、クレー
ン作業断面置換処理部５６に基づき、深度データをクレ
ーンの旋回角を横軸にしてスコープ状に表示させるため
のものである。又、このスコープ表示６１において、６
１ａは、クレーンの現在の旋回角を示すマーカーであ
り、このマーカーの表示ためのデータを作成するのがク
レーン動作表示処理部５７である。又、このクレーン動
作表示処理部５７によって、図６の下部に示すように、
クレーンのグラブ浚渫位置も併せて表示されるようにな
っている。

【００２０】尚、図１の装置でソナーの放射方向、つま
りクレーンの向きの海底断面(図３)を調べ、図４の装置
では、浚渫領域Ｑにおける深度(図６)を検出したが、図
４の装置に図１の機能を持たせることもでき、その場合
には、その後、図３の海底断面を見ながら浚渫を行い、
浚渫領域Ｑに対する浚渫が終了すれば、図６の浚渫領域
Ｑの深度を調べることにより浚渫作業が適切に行われた
かを確認することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明では、ソ
ナーの旋回角に対して表示された水底断面画に、浚渫作
業船における前記旋回角に対する浚渫範囲を併せて表示
するようにしたので、浚渫領域を的確に把握することが
でき、効率の良い浚渫作業が可能となる。又、第２発明
では、クレーンにて実際に浚渫する領域における深度
を、クレーン旋回角を横軸としてスコープ状に表示する
ようにしたので、浚渫領域における海底状況を正確に把
握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浚渫作業用水底観測装置の一実施例
を示す制御ブロック図。

【図２】図１の装置で表示されるクレーン作業範囲を
説明するために用いた図。

【図３】図１の装置で表示される海底断面の表示例を
示す図。

【図４】本発明の第２の実施例を示す制御ブロック
図。

【図５】図４の装置におけるソナーデータ変換処理部
の機能を説明するために用いた図。

【図６】図４の装置で表示される海底断面の表示例を
示す図。

【図７】従来の装置で表示される海底断面を説明する
ために用いた図。

【図８】従来の装置にて海底断面の検出方法を説明す
るために用いた図。

【符号の説明】

Ｓソナー２俯仰,旋回制御回路３送受信回路４演算回路５データ処理回路６データ処理入力回路７合成表示処理部８外部データ処理回路５１ソナーデータ変換処理部５２クレーン情報処理部５３メモリ５４海底断面表示処理部５５クレーン作業範囲換算処理部５６クレーン作業断面置換処理部５７クレーン動作表示処理部Ｘクレーン作業船

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回動作により一定の旋回角で旋回する
毎に、俯仰動作により直下を通り扇形状に拡がる受波ビ
ームを形成するソナーを、クレーン浚渫作業船の船底所
定部に備え、該ソナーにより所望の旋回角にて形成した
受波ビームに基づく水底断面を、横軸を該ソナーよりの
水平距離として表示する浚渫作業用水底観測装置であっ
て、予め設定した浚渫領域Ｑに対して検出した水底断面のデ
ータを記憶するメモリ(５３)と、所望の旋回角を指定する読み出し旋回角指定手段と、指定した旋回角に対する水底断面のデータを前記メモリ
(５３)から読み出す水底断面表示処理部(５４)と、前記浚渫領域Ｑおよび前記指定した旋回角に基づき、該
旋回方向に対する浚渫範囲(Ａ〜Ｂ)を作業範囲として求
める作業範囲置換処理部(５５)とを備え、水底断面表示処理部(５４)で求められた所望の旋回角に
対する水底断面のデータおよび作業範囲置換処理部(５
５)で求められた作業範囲に基づき、前記旋回角に対す
る水底断面画に、前記作業範囲(Ａ〜Ｂ)の２地点をマー
カー表示する合成表示処理部(７)とを備えたことを特徴
とする浚渫作業用水底観測装置。
【請求項２】クレーンの旋回角を検出するクレーン旋
回角検出手段(８)を備え、このクレーン旋回角検出手段
(８)で検出されたクレーン旋回角を、上記旋回角指定手
段に指定データとして供給する請求項１記載の浚渫作業
用水底観測装置。
【請求項３】旋回動作により一定の旋回角で旋回する
毎に、俯仰動作により直下を通り扇形状に拡がる受波ビ
ームを形成するソナーを、クレーン浚渫作業船の船底所
定部に備え、クレーン旋回角に対する深度データを表示
する浚渫作業用水底観測装置であって、予め設定した浚渫範囲Ｑに対して検出した水底断面のデ
ータを記憶するメモリ(５３)と、クレーンの各旋回角に対するクレーン作業断面ｑを求
め、それらの各クレーン作業断面ｑに含まれる深度デー
タを前記メモリ(５３)から読み出し、読み出した複数の
深度データの中から最浅データもしくは最深データを抽
出するクレーン作業断面置換処理部(５６)と、クレーンの現在の旋回角を知り、クレーン表示用データ
を作成するクレーン動作表示処理部(５７)と、クレーン作業断面置換処理部(５６)で作成された深度デ
ータに基づき、クレーン旋回角を横軸にして深度データ
を表示すると共に、クレーン動作表示処理部(５７)より
のクレーン位置を重ね表示する合成表示処理部(７)とを
備えたことを特徴とする浚渫作業用水底観測装置。