JPH08313630A - 水中探知装置および傾き検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置関係を高い信頼性でもって高精度に補正
する。 【構成】 船底に取り付けられた送受波器１と、送受波
器１の基準面に対する任意のチルト角で送受波された超
音波を用いて送受波器を中心とした所定領域の水平距離
および深度からなる位置関係を求め、この位置関係を垂
直断面画ビデオメモリ９ａやＰＰＩ画ビデオメモリ１６
を介して表示する表示器１９等と、送受波器１のロール
方向およびピッチ方向の傾斜角を求め、この傾斜角を基
にして位置関係を補正する表示系制御部１２とを有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送受波器の傾斜角を求
めて補正しながら水中を探知する水中探知装置および船
底に設置される送受波器等の傾斜角を求める傾き検知装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スキャニングソナー等の水中探知装置
は、超音波を基準面に対して任意のチルト角で送受波可
能な送受波器を有している。この送受波器は、基準面が
水面に平行となるように船底に取り付けられており、水
中探知装置は、所定のチルト角で超音波を送受波したと
きの検出距離を基に、送受波器からの水平距離と、この
水平距離における深度とを求め、船体を中心とした所定
領域の水底や魚群の位置関係を表示するようになってい
る。

【０００３】ところで、水中探知装置は、上記の位置関
係を高精度に検出できることが望ましいが、例えば積載
物の偏りにより船体が傾斜すると、船体と共に送受波器
が傾斜するため、送受波器の基準面と水面との平行度が
崩れ、基準面のチルト角では水面を基準とした水平距離
および深度からなる位置関係を高精度に求めることがで
きなくなる。従って、従来は、ロール方向およびピッチ
方向に対する船体の傾斜角が船員の目測により求めら
れ、この傾斜角が水中探知装置に入力されることによっ
て、上記の位置関係が補正されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように船体の傾斜角を船員の目測により求めて手動
で入力すると、船員の体調や個人差により大きな測定誤
差が傾斜角に含まれたり、傾斜角の入力ミスが発生する
ことがあるため、位置関係を高い信頼性でもって高精度
に補正することができないという問題がある。

【０００５】従って、本発明においては、位置関係を高
い信頼性でもって高精度に補正することができる水中探
知装置を提供することを第１の目的とし、船体の傾斜角
を正確に求めることができる傾き検知装置を提供するこ
とを第２の目的とする。

【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、船底に取り付けられた送受波器
と、上記送受波器で送受波された超音波を用いて送受波
器を中心とした所定領域の水平距離および深度からなる
位置関係を求めて表示する領域表示手段と、上記送受波
器の基準面に対するロール方向およびピッチ方向の傾斜
角を求める傾斜角測定手段と、上記傾斜角を基にして上
記位置関係を補正する補正手段とを有していることを特
徴としている。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の上記傾斜角
測定手段が、水底が平坦であるときに、上記領域表示手
段で得られる水平距離および深度を用いてロール方向お
よびピッチ方向における２点間の検査距離と深度差とを
求め、これら検査距離と深度差とを基にして上記傾斜角
を求めるようになっていることを特徴としている。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２の上記傾斜角
測定手段が、送受波器を中心として左右位置にそれぞれ
存在する位置を上記２点とするようになっていることを
特徴としている。

【０００９】請求項４の発明は、請求項２の上記傾斜角
測定手段が、送受波器を中心として左右それぞれ所定角
度のチルト角で超音波を送受波したときの位置を上記２
点とするようになっていることを特徴としている。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１の上記傾斜角
測定手段が、上記送受波器に対して水平方向に超音波を
送受波することにより上記傾斜角を求めるようになって
いることを特徴としている。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１の上記傾斜角
測定手段が、角速度センサからなる角度検知手段を有し
ており、該角速度センサからの角速度信号を基にして上
記傾斜角を求めるようになっていることを特徴としてい
る。

【００１２】請求項７の発明は、請求項１の上記傾斜角
測定手段が、電解液に浸漬された電極からなる角度検知
手段を有しており、該電極の静電容量を基にして上記傾
斜角を求めるようになっていることを特徴としている。

【００１３】請求項８の発明は、請求項１の上記傾斜角
測定手段が、中間部が回動自在に支持され、下端に重錘
が設けられた支持部材と、該支持部材の上端が接続さ
れ、該支持部材の回動量に応じた抵抗値に変化する摺動
抵抗器とを備えた角度検知手段を有しており、上記摺動
抵抗器の抵抗値を基にして上記傾斜角を求めるようにな
っていることを特徴としている。

【００１４】請求項９の発明は、請求項６、７、または
８の上記角度検知手段が上記送受波器内に設けられてい
ることを特徴としている。

【００１５】請求項１０の発明は、船底に取り付けられ
た送受波器と、水底が平坦であるときに、上記送受波器
より任意のチルト角で送受波された超音波を用いてロー
ル方向およびピッチ方向における２点間の検査距離と深
度差とを求め、これら検査距離と深度差とを基にして上
記送受波器のロール方向およびピッチ方向の傾斜角を求
める傾斜角測定手段とを有していることを特徴としてい
る。

【００１６】

【作用】請求項１ないし請求項９の構成によれば、傾斜
角測定手段がロール方向およびピッチ方向の傾斜角を測
定し、この傾斜角に基づいて補正手段が送受波器を中心
とした所定領域の水平距離および深度からなる位置関係
を補正するようになっているため、従来のように傾斜角
を船員の目測により求めて手動で入力していた場合のよ
うに、船員の体調や個人差による大きな測定誤差や入力
ミスが発生することがなく、位置関係を高い信頼性でも
って高精度に補正することができる。

【００１７】また、請求項２ないし請求項５の構成によ
れば、送受波器で送受波される超音波により傾斜角を求
めており、請求項９の構成によれば、送受波器内に傾斜
角測定手段が設けられている。従って、これらの請求項
２〜５、９の構成によれば、送受波器の傾斜角が直接的
に測定されることになるため、送受波器が船体に対して
設計通りに取り付けられていない場合でも、送受波器の
ロール方向およびピッチ方向の傾斜角を正確に求めるこ
とができ、位置関係を一層高精度に補正することができ
る。

【００１８】また、請求項５ないし請求項９の構成によ
れば、傾斜角測定手段が水面を基準として傾斜角を求め
ることになるため、水底の状態に拘らず常に傾斜角を求
めて補正することができる。

【００１９】また、請求項１０の構成によれば、傾斜角
測定手段により傾斜角を求めることができるため、従来
のように船員の目測により傾斜角が求められていた場合
のように、船員の体調や個人差による大きな測定誤差が
生じることがなく、傾斜角を高い信頼性でもって高精度
に得ることができる。

【００２０】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例を図１ないし図７を用い
て説明する。本実施例に係る水中探知装置は、図１に示
すように、船底に取り付けられた送受波器１を有してい
る。送受波器１は、超音波の送波および受波を行う複数
の振動子をアレイ状に有しており、各振動子の受波信号
に対して隣接する振動子間で一定の遅延量または移相量
を付与し、特定方向からのエコー信号に対して各振動子
の受波信号を揃わせることによって、特定方向の受波ビ
ームを形成するようになっている。これにより、送受波
器１は、振動子の配設面を基準面とした任意のチルト角
で超音波を送受波できるようになっており、水中探知装
置は、スキャニングソナーとしての機能を有するように
なっている。

【００２１】上記の送受波器１は、送受波器旋回機構部
２に旋回可能に取り付けられている。送受波器旋回機構
部２は、後述の表示系制御部１２により送受波器駆動部
２ａを介して制御されることによって、送受波器１の旋
回角度を制御するようになっている。また、送受波器１
は、送信部３および受信部４に接続されており、送信部
３は、送受波器１に対して超音波送信用の駆動信号を供
給するようになっている。一方、受信部４は、送受波器
１で受信された受波信号を増幅・検波すると共に、各検
波信号に所定の遅延量を付与するようになっている。

【００２２】上記の受信部４は、受波信号をアナログ値
からデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部６を介してバッ
ファメモリ７に接続されている。バッファメモリ７は、
デジタル値に変換された受波信号を極座標系データとし
て格納するようになっており、極座標系データを座標変
換部８（領域表示手段）、垂直断面画ビデオメモリ９ａ
（領域表示手段）、および垂直断面画メモリ９（領域表
示手段）に対して出力するようになっている。また、座
標変換部８は、極座標系データを直交座標系データに変
換するようになっており、変換後の直交座標系データを
垂直断面画ビデオメモリ９ａおよび垂直断面画メモリ９
に対して出力するようになっている。

【００２３】上記の垂直断面画ビデオメモリ９ａは、後
述の表示系制御部１２からの補正値により直交座標系デ
ータが補正されるようになっており、補正された直交座
標系データをビデオ信号変換部１８（領域表示手段）に
出力するようになっている。そして、ビデオ信号変換部
１８は、補正された直交座標系データに基づいて色分け
した垂直断面画を表示器１９（領域表示手段）に表示さ
せるようになっている。一方、垂直断面画メモリ９は、
１垂直断面分の直交座標系データが深度方向（２次元配
列のデータ群の上下方向）の１ライン毎にサンプリング
回路１０（領域表示手段）により読み出されるようにな
っており、サンプリング回路１０は、１ライン中の直交
座標系データの最大値を検出し、最大値を示す直交座標
系データのアドレス値を水底データメモリ１１（領域表
示手段）に深度データとして出力するようになってい
る。

【００２４】上記の水底データメモリ１１は、表示系制
御部１２（領域表示手段、傾斜角測定手段）に接続され
ている。表示系制御部１２は、操作部１３で設定入力さ
れた各種データや水底データメモリ１１からの深度デー
タ等を格納するメモリ１２ａを有しており、メモリ１２
ａ内の旋回範囲や深度等の設定データを送受信系制御部
５に対して出力するようになっている。そして、送受信
系制御部５は、設定データに基づいて送信部３および受
信部４を制御すると共に、Ａ／Ｄ変換部６、バッファメ
モリ７、および座標変換部８を同期させるようにクロッ
ク信号を出力するようになっている。

【００２５】また、表示系制御部１２は、傾斜角測定ル
ーチンを実行することよって、１垂直断面の深度データ
中の２点間の距離と深度差とを用いてロール方向および
ピッチ方向の傾斜角を求めるようになっており、これら
の傾斜角に基づいた補正値をメモリ１２ａの深度データ
に付加して補正するようになっている。これにより、水
中探知装置は、表示系制御部１２が傾斜角測定ルーチン
を実行することによって、送受波器１や船体の傾きを検
知する傾き検知装置としての機能も有するようになって
いる。さらに、表示系制御部１２は、補正値を上述の垂
直断面画ビデオメモリ９ａに出力することによって、垂
直断面画ビデオメモリ９ａ内の直交座標系データも補正
するようになっている。

【００２６】尚、ロール方向およびピッチ方向の傾斜角
に基づく補正値は、船員が操作部１３を介して指令した
ときに更新されるようになっていても良いし、ロール方
向またはピッチ方向の１垂直断面の深度データが得られ
たときに、これらの深度データから水底が平坦であると
判断された場合に更新されるようになっていても良い。

【００２７】上記の表示系制御部１２は、補正された深
度データをＰＰＩ画描画部１４（領域表示手段）に出力
するようになっていると共に、文字データや記号データ
を文字・記号描画部１５に出力するようになっている。
これらのＰＰＩ画描画部１４および文字・記号描画部１
５は、ＰＰＩ画ビデオメモリ１６（領域表示手段）およ
び文字・記号画ビデオメモリ１７にそれぞれ接続されて
いる。これらのビデオメモリ１６・１７は、上述のビデ
オ信号変換部１８を介して表示器１９に接続されてお
り、表示器１９に対して色分けされたＰＰＩ画を表示さ
せるようになっていると共に、文字や記号を表示させる
ようになっている。そして、これらのＰＰＩ画ビデオメ
モリ１６および文字・記号画ビデオメモリ１７には、ビ
デオクロック部２０からのクロック信号が供給されるよ
うになっており、ビデオクロック部２０は、上述の垂直
断面画メモリ９、サンプリング回路１０、および表示器
１９にもクロック信号を供給するようになっている。

【００２８】上記の構成において、水中探知装置の動作
について説明する。平坦な水底の上方に船が位置する
と、操作部１３からの指令や表示系制御部１２の判断に
よって、垂直断面画ビデオメモリ９ａの直交座標系デー
タおよびメモリ１２ａの深度データに対する補正値を更
新するように、ロール方向およびピッチ方向の傾斜角が
求められることになる。具体的には、表示系制御部１２
により図２の傾斜角測定ルーチンが実行されることにな
り、超音波がロール方向に送受波されるように、送受波
器１が所定の旋回角に固定された後（Ｓ１）、傾斜角算
出サブルーチンが実行されることになる（Ｓ２）。

【００２９】即ち、図３に示すように、送受波器１の基
準面に対するチルト角が検出されながら、超音波が送受
波されることになる（Ｓ１０）。送受波器１で受波され
た超音波は、受信部４を介してＡ／Ｄ変換部６に入力さ
れ、Ａ／Ｄ変換部６でデジタル値に変換された後、極座
標系データとしてバッファメモリ７を介して座標変換部
８に出力されることになる。そして、この極座標系デー
タは、座標変換部８で直交座標系データに変換された
後、垂直断面画ビデオメモリ９ａおよび垂直断面画メモ
リ９に出力されることになる。

【００３０】垂直断面画メモリ９において１垂直断面分
の直交座標系データが２次元配列のデータ群として格納
されると、これらのデータ群の上下方向に１ライン分の
直交座標系データがサンプリング回路１０により読み出
され、１ライン中の最大値を示す直交座標系データのア
ドレス値が水底データメモリ１１に深度データとして格
納されることになる。

【００３１】上記の深度データは、表示系制御部１２に
より読み出されてメモリ１２ａに格納された後、図４の
論理イメージから図５のエコーイメージに展開されるこ
とになる（Ｓ１１）。そして、送受波器１を中心Ｏとし
て左右対象位置を求めるように、水平距離ＯＰ（ｗ₁ ）
・ＯＱ（ｗ₂ ）が等しくなる検査位置Ｐ・Ｑが求められ
た後、これらの検査位置Ｐ・Ｑで示される２点間の検査
距離ＰＱ（ｗ₁ ＋ｗ₂）と２点の深度ＰＰ’（ｄ₁ ）・
ＱＱ’（ｄ₂ ）とが求められることになる（Ｓ１２）。
この後、２点間の深度差（Δｄ＝ｄ₁ −ｄ₂ ）が求めら
れ（Ｓ１３）、Ｓ２〜Ｓ５までの実行がＮ回繰り返され
た後（Ｓ１４）、深度差（Δｄ）の平均値（Δｄ_mean）
が求められることになる（Ｓ１５）。そして、平均値
（Δｄ_mean）と検査距離（ｗ₁ ＋ｗ₂ ）とを基に、ロー
ル方向の傾斜角θｒ＝ｔａｎ^-1（Δｄ_mean／（ｗ₁ ＋ｗ
₂ ））が求められることになる（Ｓ１６）。

【００３２】Ｓ１６の実行により傾斜角算出サブルーチ
ンが終了すると、図２に示すように、ピッチ方向に超音
波が送受波されるように、送受波器１が９０°旋回され
ることになる（Ｓ３）。この後、上述の傾斜角算出サブ
ルーチンが再実行されることによって、ピッチ方向の傾
斜角θｐ＝ｔａｎ^-1（Δｄ_mean／（ｗ₁ ＋ｗ₂ ））が求
められることになる（Ｓ４）。

【００３３】上記のようにしてロール方向の傾斜角θｒ
およびピッチ方向の傾斜角θｐが求められると、これら
の傾斜角θｒ・θｐを用いて水平方向の各位置における
補正値が求められ、これらの補正値によりメモリ１２ａ
の深度データおよび垂直断面画ビデオメモリ９ａの直交
座標系データが補正されることになる。これにより、表
示器１９は、ロール方向およびピッチ方向に補正された
ＰＰＩ画および／または垂直断面画を表示することにな
る。

【００３４】尚、本実施例においては、送受波器１から
検査位置Ｐ・Ｑまでの水平距離ＯＰ（ｗ₁ ）・ＯＱ（ｗ
₂ ）が等しい地点（左右対象位置）における深度ＰＰ’
（ｄ₁ ）・ＱＱ’（ｄ₂ ）を基にして傾斜角θが求めら
れるようになっているが、これに限定されることはな
く、任意の検査位置Ｐ・Ｑ（左右方向の他、左方向およ
び右方向の何れか一方向のみであっても良い）における
２点間の水平距離ＯＰ（ｗ₁ ）・ＯＱ（ｗ₂ ）と深度Ｐ
Ｐ’（ｄ₁ ）・ＱＱ’（ｄ₂ ）とを用いて傾斜角θが求
められるようになっていれば良い。

【００３５】さらに、本実施例においては、検査位置Ｐ
・Ｑを基準として傾斜角θが求められるようになってい
るが、これに限定されることもなく、送受波器１の基準
面に対する超音波のチルト角を基準として傾斜角θが求
められるようになっていても良い。

【００３６】即ち、図６に示すように、送受波器１の基
準面に対する垂線を中心として左右等角度のチルト角
（９０°±α°）を設定した場合、チルト角（９０°＋
α°）においては、深度がＱＱ’＝ＯＴ’＝ＯＱ’ｃｏ
ｓαで示され、水平距離がＯＱ＝Ｔ’Ｑ’＝ＯＱ’ｓｉ
ｎαで示される一方、チルト角（９０°−α°）におい
ては、深度がＰＰ’＝ＯＴ ＝ＯＰ’ｃｏｓαで示さ
れ、水平距離がＯＰ＝ＴＰ’＝ＯＰ’ｓｉｎαで示され
ることから、これらの水平距離および深度を用いて
（１）式のように傾斜角θを求めるようになっていても
良い。

【００３７】 θ ＝ ｔａｎ^-1ＳＰ’／ＳＱ’ ＝ ｔａｎ^-1（ＱＱ’−ＰＰ’）／（Ｐ’Ｔｔａｎ^-1＋Ｔ’Ｑ’） ＝ ｔａｎ^-1（ＯＱ’ｃｏｓα − ＯＰ’ｃｏｓα） ／（ＯＰ’ｓｉｎα ＋ ＯＰ’ｓｉｎα） … （１）

【００３８】さらに、本実施例においては、送受波器１
の基準面に対して水平方向に超音波を送受波することに
よって、傾斜角θが求められるようになっていても良
い。即ち、送受波器１から水平方向に超音波を送受波し
たときに、図７に示すように、船体が水面に対して傾斜
していると、海面反射を捕らえることができることに着
目し、（２）式のように傾斜角θを求めるようになって
いても良い。

【００３９】 θ ＝ ｔａｎ^-1ＰＰ’／ＯＰ’ ＝ ｔａｎ^-1ＱＱ’／ＯＱ’ ＝ ｔａｎ^-1ＱＴ／ＰＴ ＝ ｔａｎ^-1（ＰＰ’＋ＱＱ’）／（ＯＰ’＋ＯＱ’） … （２）

【００４０】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図８な
いし図１３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。

【００４１】本実施例に係る水中探知装置は、図８に示
すように、ロール方向およびピッチ方向に配設されたロ
ール用角度センサ２２（角度検知手段）およびピッチ用
角度センサ２３（角度検知手段）と、これらの角度セン
サ２２・２３に接続され、ロール方向およびピッチ方向
の傾斜角θｒ・θｐを求める傾斜角算出器３０とを有し
ている。ロール用角度センサ２２およびピッチ用角度セ
ンサ２３は、図９に示すように、振動子２１に固設され
た加速度センサ２２ａ・２３ａ（角速度センサ）からな
っており、送受波器１がロール方向およびピッチ方向に
船体と共にそれぞれ傾斜したときに、傾斜に伴う角速度
を示す角速度信号を出力するようになっている。

【００４２】上記のロール用角度センサ２２およびピッ
チ用角度センサ２３は、図８に示すように、Ａ／Ｄ変換
回路２４ａ・２４ａを介してＣＰＵ回路２５に接続され
ている。Ａ／Ｄ変換回路２４ａ・２４ａは、角度センサ
２２・２３からの角速度信号をデジタル値に変換して角
速度データとしてＣＰＵ回路２５に出力するようになっ
ている。ＣＰＵ回路２５は、内部設定スイッチ２６の指
示信号を基にして動作を実行するようになっており、例
えばテストモード、ロール方向およびピッチ方向の傾斜
角θｒ・θｐを算出して出力する運転モードを実行する
ようになっている。即ち、運転モードを実行した場合に
は、ロール方向およびピッチ方向の角速度データをＡ／
Ｄ変換回路２４ａ・２４ａから取得し、これらの角速度
データを積分することによりロール方向およびピッチ方
向の傾斜角θｒ・θｐを算出して出力するようになって
いる。

【００４３】上記のＣＰＵ回路２５は、傾斜角θｒ・θ
ｐの出力データをそれぞれ出力するように、２系統の信
号出力系２８・２９を有している。各出力系２８・２９
は、傾斜角θｒ・θｐをデジタル値の状態で出力するデ
ジタル信号系２８ｂ・２９ｂと、Ｄ／Ａ変換器２７によ
りアナログ信号の状態で出力するアナログ信号系２８ａ
・２９ａとからなっており、デジタル信号系２８ｂ・２
９ｂは、図１０に示すように、表示系制御部１２に接続
され、表示系制御部１２に対して傾斜角θｒ・θｐの出
力データを出力するようになっている。そして、表示系
制御部１２は、入力された傾斜角θｒ・θｐを用いて各
位置における補正値を求め、これらの補正値によりメモ
リ１２ａの深度データおよび垂直断面画ビデオメモリ９
ａの直交座標系データを補正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。

【００４４】上記の構成において、水中探知装置の動作
について説明する。図１１に示すように、送受波器１が
船体と共に傾斜すると、図８に示すように、ロール用角
度センサ２２およびピッチ用角度センサ２３は、ロール
方向およびピッチ方向の傾斜に伴う角速度を示す角速度
信号を出力することになる。これらの角速度信号は、Ａ
／Ｄ変換回路２４ａ・２４ａを介してＣＰＵ回路２５に
入力され、ＣＰＵ回路２５においてロール方向およびピ
ッチ方向の傾斜角θｒ・θｐの算出に用いられることに
なる。そして、算出された傾斜角θｒ・θｐは、図１０
に示すように、表示系制御部１２に出力されることにな
り、表示系制御部１２は、これらの傾斜角θｒ・θｐを
用いて各位置における補正値を求め、これらの補正値に
よりメモリ１２ａの深度データおよび垂直断面画ビデオ
メモリ９ａの直交座標系データを補正することになる。
その他の動作は、実施例１と同一である。

【００４５】尚、本実施例におけるロール用角度センサ
２２およびピッチ用角度センサ２３は、振動子２１に固
設された加速度センサ２２ａ・２３ａからなっている
が、これに限定されることはなく、図１２（ａ）・
（ｂ）に示すように、電解液３１に浸漬された一対の電
極３２・３２からなっていても良い。この構成によれ
ば、送受波器１が船体と共に傾斜すると、図１３に示す
ように、電極３２と電解液３１との接触面積が変化する
ため、接触面積の変化に伴う静電容量の変化をロール方
向およびピッチ方向の傾斜角θｒ・θｐに対応させて得
ることが可能になる。

【００４６】〔実施例３〕本発明の他の実施例を図１４
を用いて説明する。尚、実施例２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。

【００４７】本実施例に係る水中探知装置は、図１４に
示すように、ロール方向およびピッチ方向の傾斜角θｒ
・θｐをそれぞれ検出するように送受波器１内に設けら
れた角度検知器４０・４０（角度検知手段）を有してい
る。これらの角度検知器４０は、中間部が回動自在に支
持され、下端に重錘４１が設けられた導電性の支持部材
４２と、支持部材４２の上端が接続され、支持部材４２
の回動量に応じた抵抗値に変化する摺動抵抗器４３とを
有している。摺動抵抗器４３は、一端部が接地されてい
る一方、他端部が電源４４に接続されており、支持部材
４２は、抵抗値と共に変化する電気量（電圧、電流）を
検出するようになっている。そして、支持部材４２は、
実施例２の同一構成の傾斜角算出器３０に接続されてお
り、傾斜角算出器３０は、電気量を基にしてロール方向
およびピッチ方向の傾斜角θｒ・θｐを求めて出力する
ようになっている。その他の構成は、実施例２と同一で
ある。

【００４８】上記の構成において、水中探知装置の動作
について説明する。送受波器１が傾斜すると、摺動抵抗
器４３が送受波器１と共に傾斜する一方、重錘４１が鉛
直方向を維持するため、支持部材４２が摺動抵抗器４３
に対して回動して摺動抵抗器４３の抵抗値を変化させる
ことになる。この抵抗値の変化は、電気量（電圧、電
流）の変化として支持部材４２を介して傾斜角算出器３
０に伝達されることになり、傾斜角算出器３０は、電気
量を基にしてロール方向およびピッチ方向の傾斜角θｒ
・θｐを算出することになる。その他の動作は、実施例
２と同一である。

【００４９】尚、本実施例３の角度検知器４０および上
述の実施例２の角度センサ２２・２３は、送受波器１の
傾斜角を直接的に測定できるように送受波器１内に設け
られていることが望ましいが、船体に取り付けられてい
ても良い。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明は、以上のように、船底
に取り付けられた送受波器と、上記送受波器で送受波さ
れた超音波を用いて送受波器を中心とした所定領域の水
平距離および深度からなる位置関係を求めて表示する領
域表示手段と、上記送受波器の基準面に対するロール方
向およびピッチ方向の傾斜角を求める傾斜角測定手段
と、上記傾斜角を基にして上記位置関係を補正する補正
手段とを有している構成である。

【００５１】これにより、傾斜角測定手段がロール方向
およびピッチ方向の傾斜角を測定し、この傾斜角に基づ
いて補正手段が送受波器を中心とした所定領域の水平距
離および深度からなる位置関係を補正するようになって
いるため、従来のように傾斜角を船員の目測により求め
て手動で入力していた場合のように、船員の体調や個人
差による大きな測定誤差や入力ミスが発生することがな
く、位置関係を高い信頼性でもって高精度に補正するこ
とができるという効果を奏する。

【００５２】請求項２の発明は、以上のように、請求項
１の上記傾斜角測定手段が、水底が平坦であるときに、
上記領域表示手段で得られる水平距離および深度を用い
てロール方向およびピッチ方向における２点間の検査距
離と深度差とを求め、これら検査距離と深度差とを基に
して上記傾斜角を求めるようになっている構成である。

【００５３】これにより、請求項１の効果に加えて、送
受波器の傾斜角を直接的に測定することになるため、送
受波器が船体に対して設計通りに取り付けられていない
場合でも、送受波器のロール方向およびピッチ方向の傾
斜角を正確に求めることができ、位置関係を一層高精度
に補正することができるという効果を奏する。

【００５４】請求項３の発明は、以上のように、請求項
２の上記傾斜角測定手段が、送受波器を中心として左右
位置にそれぞれ存在する位置を上記２点とするようにな
っている構成である。これにより、請求項２の効果と同
様に、送受波器のロール方向およびピッチ方向の傾斜角
を正確に求めることができ、位置関係を一層高精度に補
正することができるという効果を奏する。

【００５５】請求項４の発明は、以上のように、請求項
２の上記傾斜角測定手段が、送受波器を中心として左右
それぞれ所定角度のチルト角で超音波を送受波したとき
の位置を上記２点とするようになっている構成である。
これにより、請求項２の効果と同様に、送受波器のロー
ル方向およびピッチ方向の傾斜角を正確に求めることが
でき、位置関係を一層高精度に補正することができると
いう効果を奏する。

【００５６】請求項５の発明は、以上のように、請求項
１の上記傾斜角測定手段が、上記送受波器に対して水平
方向に超音波を送受波することにより上記傾斜角を求め
るようになっている構成である。

【００５７】これにより、請求項１の効果に加えて、送
受波器の傾斜角を直接的に測定することになるため、送
受波器が船体に対して設計通りに取り付けられていない
場合でも、送受波器のロール方向およびピッチ方向の傾
斜角を正確に求めることができ、位置関係を一層高精度
に補正することができる。さらに、傾斜角測定手段が水
面を基準として傾斜角を求めるようになっているため、
水底の状態に拘らず常に傾斜角を求めて補正することが
できるという効果を奏する。

【００５８】請求項６の発明は、以上のように、請求項
１の上記傾斜角測定手段が、角速度センサからなる角度
検知手段を有しており、該角速度センサからの角速度信
号を基にして上記傾斜角を求めるようになっている構成
である。

【００５９】これにより、請求項１の効果に加えて、角
度検知手段が角速度センサからなっているため、角度検
知手段を小型化して送受波器内に容易に収容させること
ができるという効果を奏する。

【００６０】請求項７の発明は、以上のように、請求項
１の上記傾斜角測定手段が、電解液に浸漬された電極か
らなる角度検知手段を有しており、該電極の静電容量を
基にして上記傾斜角を求めるようになっている構成であ
る。

【００６１】これにより、請求項１の効果に加えて、角
度検知手段が電解液に浸漬された電極からなっているた
め、角度検知手段を小型化して送受波器内に容易に収容
させることができるという効果を奏する。

【００６２】請求項８の発明は、以上のように、請求項
１の上記傾斜角測定手段が、中間部が回動自在に支持さ
れ、下端に重錘が設けられた支持部材と、該支持部材の
上端が接続され、該支持部材の回動量に応じた抵抗値に
変化する摺動抵抗器とを備えた角度検知手段を有してお
り、上記摺動抵抗器の抵抗値を基にして上記傾斜角を求
めるようになっている構成である。

【００６３】これにより、請求項１の効果と同様に、船
員の体調や個人差による大きな測定誤差や入力ミスが発
生することがなく、位置関係を高い信頼性でもって高精
度に補正することができるという効果を奏する。

【００６４】請求項９の発明は、以上のように、請求項
６、７、または８の上記角度検知手段が送受波器内に設
けられている構成である。

【００６５】これにより、請求項１の効果に加えて、送
受波器の傾斜角を直接的に測定することになるため、送
受波器が船体に対して設計通りに取り付けられていない
場合でも、送受波器のロール方向およびピッチ方向の傾
斜角を正確に求めることができ、位置関係を一層高精度
に補正することができる。さらに、傾斜角測定手段が水
面を基準として傾斜角を求めるようになっているため、
水底の状態に拘らず常に傾斜角を求めて補正することが
できるという効果を奏する。

【００６６】請求項１０の発明は、以上のように、船底
に取り付けられた送受波器と、水底が平坦であるとき
に、上記送受波器より任意のチルト角で送受波された超
音波を用いてロール方向およびピッチ方向における２点
間の検査距離と深度差とを求め、これら検査距離と深度
差とを基にして上記送受波器のロール方向およびピッチ
方向の傾斜角を求める傾斜角測定手段とを有している構
成である。

【００６７】これにより、傾斜角測定手段により傾斜角
を求めることができるため、従来のように傾斜角を船員
の目測により求めていた場合のように、船員の体調や個
人差による大きな測定誤差が生じることがなく、傾斜角
を高い信頼性でもって高精度に得ることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】水中探知装置のブロック図である。

【図２】傾斜角測定ルーチンのフローチャートである。

【図３】傾斜角算出サブルーチンのフローチャートであ
る。

【図４】論理イメージを示す説明図である。

【図５】エコーイメージを示す説明図である。

【図６】エコーイメージを示す説明図である。

【図７】論理イメージを示す説明図である。

【図８】傾斜角算出器のブロック図である。

【図９】角度センサの斜視図である。

【図１０】水中探知装置のブロック図である。

【図１１】船体が傾斜した状態を示す説明図である。

【図１２】角度センサを示すものであり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図１３】角度センサが傾斜した状態を示す説明図であ
る。

【図１４】角度センサの概略構成図である。

【符号の説明】

１ 送受波器 ２ 送受波器旋回機構部 ３ 送信部 ４ 受信部 ５ 送受信系制御部 ９ 垂直断面画メモリ １２ 表示系制御部 １９ 表示器 ２２ ロール用角度センサ ２２ａ 加速度センサ ２３ａ 加速度センサ ３０ 傾斜角算出器 ３１ 電解液 ３２ 電極 ４０ 傾斜角測定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨永 義樹 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船底に取り付けられた送受波器と、 上記送受波器で送受波された超音波を用いて送受波器を
   中心とした所定領域の水平距離および深度からなる位置
   関係を求めて表示する領域表示手段と、 上記送受波器の基準面に対するロール方向およびピッチ
   方向の傾斜角を求める傾斜角測定手段と、 上記傾斜角を基にして上記位置関係を補正する補正手段
   とを有していることを特徴とする水中探知装置。
2. 【請求項２】 上記傾斜角測定手段は、 水底が平坦であるときに、上記領域表示手段で得られる
   水平距離および深度を用いてロール方向およびピッチ方
   向における２点間の検査距離と深度差とを求め、これら
   検査距離と深度差とを基にして上記傾斜角を求めるよう
   になっていることを特徴とする請求項１記載の水中探知
   装置。
3. 【請求項３】 上記傾斜角測定手段は、 送受波器を中心として左右位置にそれぞれ存在する位置
   を上記２点とするようになっていることを特徴とする請
   求項２記載の水中探知装置。
4. 【請求項４】 上記傾斜角測定手段は、 送受波器を中心として左右それぞれ所定角度のチルト角
   で超音波を送受波したときの位置を上記２点とするよう
   になっていることを特徴とする請求項２記載の水中探知
   装置。
5. 【請求項５】 上記傾斜角測定手段は、 上記送受波器に対して水平方向に超音波を送受波するこ
   とにより上記傾斜角を求めるようになっていることを特
   徴とする請求項１記載の水中探知装置。
6. 【請求項６】 上記傾斜角測定手段は、 角速度センサからなる角度検知手段を有しており、該角
   速度センサからの角速度信号を基にして上記傾斜角を求
   めるようになっていることを特徴とする請求項１記載の
   水中探知装置。
7. 【請求項７】 上記傾斜角測定手段は、 電解液に浸漬された電極からなる角度検知手段を有して
   おり、該電極の静電容量を基にして上記傾斜角を求める
   ようになっていることを特徴とする請求項１記載の水中
   探知装置。
8. 【請求項８】 上記傾斜角測定手段は、 中間部が回動自在に支持され、下端に重錘が設けられた
   支持部材と、該支持部材の上端が接続され、該支持部材
   の回動量に応じた抵抗値に変化する摺動抵抗器とを備え
   た角度検知手段を有しており、上記摺動抵抗器の抵抗値
   を基にして上記傾斜角を求めるようになっていることを
   特徴とする請求項１記載の水中探知装置。
9. 【請求項９】 上記角度検知手段が上記送受波器内に設
   けられていることを特徴とする請求項６、７、または８
   記載の水中探知装置。
10. 【請求項１０】 船底に取り付けられた送受波器と、 水底が平坦であるときに、上記送受波器より任意のチル
    ト角で送受波された超音波を用いてロール方向およびピ
    ッチ方向における２点間の検査距離と深度差とを求め、
    これら検査距離と深度差とを基にして上記送受波器のロ
    ール方向およびピッチ方向の傾斜角を求める傾斜角測定
    手段とを有していることを特徴とする傾き検知装置。