(57)【要約】【課題】水中が泥などで非常に汚れていても水底の地形を容易に計測可能な水底地形計測装置を提供する。【解決手段】水底の地形（水底面２の形状）を計測する装置である水底地形計測装置１０は、水底の上方に離間して略水平に延びるビーム３１と、ビーム３１を支持し、かつ、ビーム３１を水平移動させる水平移動装置（例えば回転装置２０）と、略鉛直に延び、かつ、ビーム３１に対して昇降可能なようにビーム３１に設けられる棒状部材３３と、棒状部材３３の下端部に設けられて水底上を転動可能な車輪３４と、ビーム３１の位置（例えば角度位置（角度θ１））を測定するビーム位置測定部５１と、ビーム３１に対する棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを測定する棒状部材変位量測定部５２と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底の地形を計測する装置であって、
前記水底の上方に離間して略水平に延びるビームと、
前記ビームを支持し、かつ、前記ビームを水平移動させる水平移動装置と、
略鉛直に延び、かつ、前記ビームに対して昇降可能なように前記ビームに設けられる棒状部材と、
前記棒状部材の下端部に設けられて前記水底上を転動可能な車輪と、
前記ビームの位置を測定するビーム位置測定部と、
前記ビームに対する前記棒状部材の変位量を測定する棒状部材変位量測定部と、
を備える、水底地形計測装置。
【請求項２】
前記棒状部材は、鉛直方向に対して傾動可能なように前記ビームに設けられており、
前記水底地形計測装置は、鉛直方向に対する前記棒状部材の傾斜角を測定する棒状部材傾斜角測定部を更に備える、請求項１に記載の水底地形計測装置。
【請求項３】
前記ビーム位置測定部は、前記ビームの位置を時系列的に測定し、
前記棒状部材変位量測定部は、前記ビームに対する前記棒状部材の変位量を時系列的に測定し、
前記棒状部材傾斜角測定部は、鉛直方向に対する前記棒状部材の傾斜角を時系列的に測定し、
前記水底地形計測装置は、前記ビーム位置測定部、前記棒状部材変位量測定部、及び前記棒状部材傾斜角測定部の各々の測定値の時系列データに基づいて前記水底の地形を特定する水底地形特定部を更に備える、請求項２に記載の水底地形計測装置。
【請求項４】
前記水平移動装置は、前記水底上に立設される基部と、前記基部に対して水平回転可能に設けられる回転部と、を備え、
前記ビームの一端部が前記回転部に固定される、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の水底地形計測装置。
【請求項５】
一端部が前記回転部に固定されて略水平に延びる位置出し部材を更に備え、
上面視で、前記ビーム及び前記位置出し部材が、前記回転部から放射状に延びており、
前記ビームと前記位置出し部材とが略同じ長さである、請求項４に記載の水底地形計測装置。
【請求項６】
前記位置出し部材を複数備え、
上面視で、前記ビーム及び前記位置出し部材が、前記回転部から等間隔で放射状に延びる、請求項５に記載の水底地形計測装置。
【請求項７】
１つの前記ビームと、該ビームに設けられる前記棒状部材と、該棒状部材の下端部に設けられる前記車輪との重量の和が、１つの前記位置出し部材の重量と略等しい、請求項５又は請求項６に記載の水底地形計測装置。
【請求項８】
前記ビームに前記棒状部材が複数設けられ、各棒状部材の下端部にそれぞれ前記車輪が設けられ、
複数の前記棒状部材が、前記ビームの延在方向に間隔を空けて並んでいる、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の水底地形計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水底の地形を計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水底の地形を計測する手法としてソナー測深器を用いるものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３２８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、オープンケーソン工法では、例えば、鉛直方向に延びる筒状のケーソン躯体内に水が貯留された状態で地盤の掘削（水中掘削）を行うと共に、ケーソン躯体を徐々に沈下させていく。この水中掘削では、例えば、開閉自在なクラムシェルバケットなどのグラブバケットを有する掘削装置が用いられ得る。
【０００５】
しかしながら、このオープンケーソン工法では、ケーソン躯体内に貯留されている水が、水中掘削時に生じる泥などで非常に汚れる。このため、ケーソン躯体内の掘削底面の形状（すなわち水底の地形）を計測するに際して前述のソナー測深器を用いても、泥水中で音波が十分に伝播せず、それゆえ、水底の地形を計測することが難しかった。
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑み、水中が泥などで非常に汚れていても水底の地形を容易に計測可能な水底地形計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため本発明に係る水底地形計測装置は、水底の地形を計測する装置である。本発明に係る水底地形計測装置は、水底の上方に離間して略水平に延びるビームと、ビームを支持し、かつ、ビームを水平移動させる水平移動装置と、略鉛直に延び、かつ、ビームに対して昇降可能なようにビームに設けられる棒状部材と、棒状部材の下端部に設けられて水底上を転動可能な車輪と、ビームの位置を測定するビーム位置測定部と、ビームに対する棒状部材の変位量を測定する棒状部材変位量測定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る水底地形計測装置によれば、ビーム位置測定部でビームの位置を測定し、棒状部材変位量測定部でビームに対する棒状部材の変位量を測定する。ゆえに、仮に水中が泥などで非常に汚れていても、水底面において車輪が接触している箇所の３次元座標を容易に把握することができるので、容易に水底の地形を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態における、ケーソン躯体内に配置された水底地形計測装置の上面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図２のＢ矢視図
【図４】前記第１実施形態における回転装置の正面図
【図５】前記第１実施形態における処理装置の概略構成を示す図
【図６】前記第１実施形態における棒状部材の昇降状態を示す図
【図７】前記第１実施形態における棒状部材の傾斜状態を示す図
【図８】本発明の第２実施形態における、ケーソン躯体内に配置された水底地形計測装置の上面図
【図９】本発明の第３実施形態における、ケーソン躯体内に配置された水底地形計測装置の上面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における、ケーソン躯体１内に配置された水底地形計測装置１０の上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２のＢ矢視図である。図４は、本実施形態における回転装置２０の正面図であり、図１の部分Ｃに対応している。図５は、本実施形態における処理装置５０の概略構成を示す図である。
【００１１】
本実施形態では、本発明に係る水底地形計測装置を立坑の構築時に用いる例を説明するが、本発明に係る水底地形計測装置の適用例はこれに限らない。
【００１２】
本実施形態において、立坑は、上下両端が開口して上下方向に延びる円筒状のケーソン躯体１により構成される。ケーソン躯体１は例えばコンクリート製である。本実施形態における立坑の構築では、地盤を水中掘削してケーソン躯体１を徐々に沈下させていく工法（いわゆるオープンケーソン工法）が用いられる。ここにおいて、ケーソン躯体１内に水が導入されて、ケーソン躯体１内に水が貯留された状態で、地盤の掘削（水中掘削）が行われる。このため、ケーソン躯体１内に貯留されている水が、水中掘削時に生じる泥などで非常に汚れる。
【００１３】
本実施形態では、ケーソン躯体１内に泥水が貯留された状態で、ケーソン躯体１によって周囲を囲まれた水底の地形（換言すれば、水底面２の形状）を計測するために、水底地形計測装置１０が用いられる。水底地形計測装置１０は、ケーソン躯体１内（泥水中）に配置され得る。
【００１４】
水底地形計測装置１０は、回転装置２０、計測ユニット３０、複数（本実施形態では２つ）の位置出し部材４８、及び、処理装置５０を備える。尚、本実施形態では、位置出し部材４８の個数が２つであるが、位置出し部材４８の個数は２つに限らず、１つでもよく、又は、３つ以上であってもよい。
【００１５】
回転装置２０は、水底面２上（水底上）に立設される柱状の基部２１と、基部２１に対して水平回転可能に設けられる回転部２２とを備える。基部２１は、上面視で、ケーソン躯体１の中心部に配置される。基部２１の鉛直方向に延びる中心軸は、回転部２２の回転中心となっている。回転装置２０の基部２１と回転部２２とのいずれか一方には、回転部２２の回転駆動源となるモータ（図示せず）が内蔵されている。このモータの運転の操作は、地上の操作室から作業員によって行われ得る。
【００１６】
尚、本実施形態では、上面視で時計回りに回転部２２が回転するとして以下説明するが、これとは逆に、上面視で反時計回りに回転部２２が回転してもよいことは言うまでもない。この回転部２２の回転方向は、図１、図２、後述する図６及び図７に図示の移動方向Ｆに一致している。ここにおいて、回転装置２０が本発明の「水平移動装置」に対応するものであり、後述するビーム３１を支持すると共に、ビーム３１を移動方向Ｆに水平移動させる機能を実現する。
【００１７】
計測ユニット３０は、ビーム３１と、複数（本実施形態では８つ）の棒状部材取付ユニット３２と、略鉛直に延びる複数（本実施形態では８つ）の棒状部材３３と、複数（本実施形態では８つ）の車輪３４とを備える。尚、本実施形態では、棒状部材取付ユニット３２、棒状部材３３、及び車輪３４をそれぞれ８つずつ備えているが、棒状部材取付ユニット３２、棒状部材３３、及び車輪３４の各々の個数は８つに限らない。
【００１８】
ビーム３１は、その基端部（一端部）が回転部２２に固定されて回転部２２によって片持ち支持されている。ビーム３１は、その基端部から先端部（他端部）に向けて、ケーソン躯体１の径方向に沿って略水平に延びている。ビーム３１の先端部はケーソン躯体１の内周面に隣接してケーソン躯体１の内周面に臨んでいる。ビーム３１は水底面２（水底）の上方に位置しており、水底面２（水底）から離間している。
【００１９】
ビーム３１は一対の板状部材３１ａを含んで構成される。一方の板状部材３１ａは、移動方向Ｆの前側に位置してビーム３１の前面を構成するものであり、他方の板状部材３１ａは、移動方向Ｆの後側に位置してビーム３１の後面を構成するものである。これら板状部材３１ａ間には、前述の複数の棒状部材取付ユニット３２が介装されている。これら棒状部材取付ユニット３２は、ビーム３１の延在方向（板状部材３１ａの延在方向）に間隔を空けて並んでいる。ここで、棒状部材取付ユニット３２間の間隔は、計測する水底地形の精度等を勘案して設定され得るものである。尚、当該間隔をゼロとして、隣り合う棒状部材取付ユニット３２同士を接触させてもよい。
【００２０】
棒状部材取付ユニット３２は、その外殻をなす直方体状の筐体３６と、筐体３６内に配置される球状部材３７と、球状部材３７を回転可能に支持する支持部３８と、球状部材３７を鉛直方向に貫通する貫通孔に嵌入された円筒状部材３９と、円筒状部材３９の上部と筐体３６の内面とに跨るように設けられた一対のばね部材４０とを備える。これらばね部材４０は、円筒状部材３９を挟んで移動方向Ｆの前側と後側とにそれぞれ配置されている。これらばね部材４０は、球状部材３７が回転して円筒状部材３９が鉛直方向に対して傾斜したときに当該傾斜を解消する方向に円筒状部材３９の上部を弾性復元力で付勢する。筐体３６の上面及び下面には、棒状部材３３が挿入される長穴３６ａが貫通形成されている。尚、筐体３６は、ビーム３１の構成要素でもあり、一対の板状部材３１ａ間に介装されて、ビーム３１を補強する機能を実現し得る。
【００２１】
円筒状部材３９には、その内周面に対して摺動可能なように、円形断面を有する棒状部材３３が挿入されている。ゆえに、棒状部材３３は、円筒状部材３９、球状部材３７、支持部３８、及び筐体３６（すなわち、棒状部材取付ユニット３２）を介して、ビーム３１に対して昇降可能なようにビーム３１に設けられている。また、棒状部材３３は、円筒状部材３９、球状部材３７、支持部３８、及び筐体３６（すなわち、棒状部材取付ユニット３２）を介して、鉛直方向に対して傾斜可能なようにビーム３１に設けられている。
【００２２】
棒状部材３３の下端部には車輪３４が設けられている。車輪３４は、水底面２上（水底上）を転動可能である。車輪３４は、その自重と、棒状部材３３の自重とにより、常に水底面２に接触している。尚、車輪３４を水底面２に押し付けるようにするために、計測ユニット３０にばね部材などの付勢手段を追加し、この付勢手段により、棒状部材３３を水底面２側に付勢するようにしてもよい。
【００２３】
位置出し部材４８は、その基端部（一端部）が回転部２２に固定されて回転部２２によって片持ち支持されている。位置出し部材４８は、その基端部から先端部（他端部）に向けて、ケーソン躯体１の径方向に沿って略水平に延びている。位置出し部材４８の先端部はケーソン躯体１の内周面に隣接してケーソン躯体１の内周面に臨んでいる。位置出し部材４８は水底面２（水底）の上方に位置しており、水底面２（水底）から離間している。ここで、位置出し部材４８の基端部から先端部までの長さと、ビーム３１の基端部から先端部までの長さとビーム３１は略同等である。すなわち、位置出し部材４８とビーム３１とは略同じ長さである。この長さは、ケーソン躯体１の内周面の半径よりも若干小さい程度である。
【００２４】
本実施形態では、図１に示すように、上面視で、１つのビーム３１と、２つの位置出し部材４８とが、回転部２２から等間隔で放射状に延びている。
【００２５】
本実施形態では、１つの計測ユニット３０の重量と、１つの位置出し部材４８の重量とが略等しい。換言すれば、１つのビーム３１と、このビーム３１に設けられる複数の棒状部材３３と、これら棒状部材３３の各々の下端部に設けられる車輪３４との重量の和が、１つの位置出し部材４８の重量と略等しい。
【００２６】
処理装置５０は地上の操作室に設置されている。処理装置５０は、ビーム位置測定部５１と、棒状部材変位量測定部５２と、棒状部材傾斜角測定部５３と、水底地形特定部５４と、記憶部５５とを有する。
【００２７】
ビーム位置測定部５１は、例えば回転装置２０に設けられた角度センサ６１を介して、ビーム３１の位置（本実施形態では特に角度位置（後述する角度θ１））を測定できるように構成されている。回転部２２の回転によってビーム３１が回転する水平面上において回転部２２の回転中心を原点Ｏとすると（図１参照）、角度センサ６１は、ビーム３１が原点Ｏを中心として基準位置Ｓから時計回りにどの程度回転したかを示す角度θ１を測定可能である。角度センサ６１としては、例えば、周知のポテンショメータなど（ロータリーポテンショメータなど）を用いることができる。
【００２８】
本実施形態では、ビーム位置測定部５１は、ビーム３１の位置（本実施形態では特に角度位置（角度θ１））を時系列的に測定できるように構成されている。この測定値の時系列データは、記憶部５５に格納される。
【００２９】
棒状部材変位量測定部５２は、例えばビーム３１及び／又は棒状部材取付ユニット３２に設けられた変位量センサ６２を介して、ビーム３１に対する棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを測定できるように構成されている。
【００３０】
図６は、棒状部材３３の昇降状態を示している。詳しくは、図６（Ａ）は、水底地形計測装置１０及び水底面２の基準状態を示している。図６（Ｂ）は、水底地形計測装置１０及び水底面２の基準状態に対して車輪３４下の水底面２が高位となっており、その結果、棒状部材３３が、水底地形計測装置１０の基準状態に比べて変位量（昇降量）ΔＨ分上昇した状態を示している。図６（Ｃ）は、水底地形計測装置１０及び水底面２の基準状態に対して車輪３４下の水底面２が低位となっており、その結果、棒状部材３３が、水底地形計測装置１０の基準状態に比べて変位量（昇降量）ΔＨ分下降した状態を示している。
【００３１】
図６（Ａ）に示した水底地形計測装置１０及び水底面２の基準状態における棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨをゼロとし、図６（Ｂ）に示した棒状部材３３の上昇状態における棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを正の値とし、図６（Ｃ）に示した棒状部材３３の下降状態における棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを負の値とすると、変位量センサ６２は、車輪３４下の水底面２の高低に応じた棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを測定可能である。変位量センサ６２としては、例えば、周知のポテンショメータなど（リニアポテンショメータ）を用いることができる。また、変位量センサ６２としては、例えば、マグネスケール（登録商標）などを用いることができる。
【００３２】
本実施形態では、棒状部材変位量測定部５２は、ビーム３１に対する棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを時系列的に測定できるように構成されている。この測定値の時系列データは、記憶部５５に格納される。
【００３３】
図７は、棒状部材３３の傾斜状態を示している。詳しくは、図７（Ａ）は、水底地形計測装置１０及び水底面２の基準状態（棒状部材３３が鉛直方向に沿って直立している状態）を示している。図７（Ｂ）は、棒状部材３３が鉛直方向に対して傾斜角θ２分傾いている状態を示している。
【００３４】
棒状部材傾斜角測定部５３は、例えば筐体３６内に設けられた角度センサ６３を介して、鉛直方向に対する棒状部材３３の傾斜角θ２を測定できるように構成されている。角度センサ６３としては、例えば、球状部材３７に連結され得る周知のポテンショメータなど（ロータリーポテンショメータなど）を用いることができる。
【００３５】
本実施形態では、棒状部材傾斜角測定部５３は、鉛直方向に対する棒状部材３３の傾斜角θ２を時系列的に測定できるように構成されている。この測定値の時系列データは、記憶部５５に格納される。
【００３６】
ゆえに、記憶部５５には、ビーム位置測定部５１、棒状部材変位量測定部５２、及び棒状部材傾斜角測定部５３の各々の測定値の時系列データ（以下、「時系列データ群」と称する）を格納し得る。
【００３７】
水底地形特定部５４は、記憶部５５に格納された時系列データ群に基づいて水底面２の形状（水底の地形）を特定する。具体的には、例えば、水底地形特定部５４は、水底面２の３次元座標を特定する。
【００３８】
ここで水底地形特定部５４にて実施される水底地形特定方法の一例について説明する。
この特定方法では、まず、記憶部５５に格納されたビーム位置測定部５１、棒状部材変位量測定部５２、及び棒状部材傾斜角測定部５３の各々の測定値の時系列データを、各時刻ごとに関連付ける。ここにおいて、ビーム位置測定部５１、棒状部材変位量測定部５２、及び棒状部材傾斜角測定部５３の各々の測定値の時系列データについては、回転装置２０の回転部２２を時計回りに回転させることで複数（本実施形態では８つ）の車輪３４を水底面２上にて走行させながら取得されて、記憶部５５に格納され得る。
【００３９】
次に、各時刻において、変位量（昇降量）ΔＨをゼロとし、かつ、傾斜角θ２をゼロとして、測定値である角度θ１に基づいて、当該時刻における水底面２の３次元座標Ｍ１を仮決定する。ここで、３次元座標Ｍ１とは、水底地形計測装置１０及び水底面２が基準状態（図６（Ａ）及び図７（Ａ）参照）であると仮定した場合の水底面２の３次元座標である。この工程において、測定値である角度θ１から３次元座標Ｍ１を得るために、マップなどを予め作成しておくことが好ましい。
【００４０】
次に、各時刻において、測定値である変位量（昇降量）ΔＨ及び傾斜角θ２を用いて、前述の３次元座標Ｍ１を補正して、最終的な３次元座標Ｍ２を特定する。
このようにして、水底面２の３次元座標が特定され得る。
【００４１】
水底地形特定部５４にて特定された水底面２の形状（水底の地形）（例えば、水底面２の３次元座標）は、画面表示装置６５にて画面表示され得る。画面表示装置６５は、水底面２の形状（水底の地形）を示すコンター図を画面表示するように構成されてもよい。画面表示装置６５は地上の操作室に設置されている。
【００４２】
水底地形特定部５４にて特定された水底面２の形状（水底の地形）（例えば、水底面２の３次元座標）は、印刷装置６６にて紙に印刷され得る。印刷装置６６は、水底面２の形状（水底の地形）を示すコンター図を紙に印刷するように構成されてもよい。印刷装置６６は地上の操作室に設置されている。
【００４３】
水底地形計測装置１０の組み立てについては、地上にて回転装置２０に計測ユニット３０と２つの位置出し部材４８とが取り付けて一体化され得る。この地上にて組み立てられた水底地形計測装置１０は、地上のクレーンなどの揚重装置によって吊り下げられて水底面２上に設置され得る。この設置途中の水底地形計測装置１０の下降時には、計測ユニット３０のビーム３１の先端部と２つの位置出し部材４８の各々の先端部とがケーソン躯体１の内周面に当接し得ることで、回転装置２０の基部２１をケーソン躯体１の中心部に配置することができる。ゆえに、水底地形計測装置１０のセンター出しを容易に行うことができる。尚、計測ユニット３０のビーム３１の先端部と２つの位置出し部材４８の各々の先端部とには、それぞれ、緩衝材を設置して、ケーソン躯体１の内周面の損傷を防止することが好ましい。
【００４４】
本実施形態によれば、水底地形計測装置１０は、水底の地形（水底面２の形状）を計測する装置である。水底地形計測装置１０は、水底の上方に離間して略水平に延びるビーム３１と、ビーム３１を支持し、かつ、ビーム３１を水平移動させる水平移動装置（回転装置２０）と、略鉛直に延び、かつ、ビーム３１に対して昇降可能なようにビーム３１に設けられる棒状部材３３と、棒状部材３３の下端部に設けられて水底上を転動可能な車輪３４と、ビーム３１の位置（例えば角度位置（角度θ１））を測定するビーム位置測定部５１と、ビーム３１に対する棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを測定する棒状部材変位量測定部５２と、を備える。ゆえに、仮にケーソン躯体１内の水中が泥などで非常に汚れていても、水底面２において車輪３４が接触している箇所の３次元座標を容易に把握することができるので、容易に水底の地形を計測することができる。
【００４５】
また本実施形態によれば、棒状部材３３は、鉛直方向に対して傾動可能なようにビーム３１に設けられている。水底地形計測装置１０は、鉛直方向に対する棒状部材３３の傾斜角θ２を測定する棒状部材傾斜角測定部５３を更に備える。これにより、例えば車輪３４が水底面２の凹部に嵌まっても当該凹部から容易に脱出することができる。
【００４６】
また本実施形態によれば、ビーム位置測定部５１は、ビーム３１の位置（例えば角度位置（角度θ１））を時系列的に測定する。棒状部材変位量測定部５２は、ビーム３１に対する棒状部材３３の変位量（昇降量）ΔＨを時系列的に測定する。棒状部材傾斜角測定部５３は、鉛直方向に対する棒状部材３３の傾斜角θ２を時系列的に測定する。水底地形計測装置１０は、ビーム位置測定部５１、棒状部材変位量測定部５２、及び棒状部材傾斜角測定部５３の各々の測定値の時系列データに基づいて水底の地形を特定する水底地形特定部５４を更に備える。これにより、簡素な構成で水底地形を容易に把握することができる。
【００４７】
また本実施形態によれば、水平移動装置（回転装置２０）は、水底上に立設される基部２１と、基部２１に対して水平回転可能に設けられる回転部２２と、を備える。ビーム３１の一端部が回転部２２に固定される。これにより、簡素な構成で、ビーム３１を水平移動させることができる。
【００４８】
また本実施形態によれば、水底地形計測装置１０は、一端部が回転部２２に固定されて略水平に延びる位置出し部材４８を更に備える。上面視で、ビーム３１及び位置出し部材４８が、回転部２２から放射状に延びている。ビーム３１と位置出し部材４８とが略同じ長さである。ゆえに、ビーム３１と位置出し部材４８とを用いて、水底地形計測装置１０のセンター出しを容易に行うことができる。
【００４９】
また本実施形態によれば、水底地形計測装置１０は、位置出し部材４８を複数備える。上面視で、ビーム３１及び位置出し部材４８が、回転部２２から等間隔で放射状に延びる。ゆえに、ビーム３１と複数の位置出し部材４８とを用いて、水底地形計測装置１０のセンター出しを容易に行うことができる。
【００５０】
また本実施形態によれば、１つのビーム３１と、このビーム３１に設けられるすべての棒状部材３３と、棒状部材３３の下端部に設けられる車輪３４との重量の和が、１つの位置出し部材４８の重量と略等しい。これにより、回転部２２をバランスよく回転させることができる。
【００５１】
また本実施形態によれば、ビーム３１に棒状部材３３が複数設けられ、各棒状部材３３の下端部にそれぞれ車輪３４が設けられる。複数の棒状部材３３が、ビーム３１の延在方向に間隔を空けて並んでいる。当該間隔については、計測する水底地形の精度等に応じて任意に設定され得る。
【００５２】
図８は、本発明の第２実施形態における、ケーソン躯体１内に配置された水底地形計測装置１０の上面図である。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５３】
本実施形態では、計測ユニット３０は、ビーム３１と、１つの棒状部材取付ユニット３２と、１つの棒状部材３３と、１つの車輪３４とを備えている。棒状部材取付ユニット３２は、ビーム３１の延在方向に沿って（移動方向Ｇに）移動可能なように構成されている。
【００５４】
本実施形態では、処理装置５０は、ビーム３１に対する棒状部材３３の位置を測定する棒状部材位置測定部（図示せず）を更に備える。この棒状部材位置測定部は、ビーム３１に対する棒状部材３３の位置を時系列的に測定できるように構成されている。この測定値の時系列データは、記憶部５５に格納される。ゆえに、記憶部５５には、ビーム位置測定部５１、棒状部材変位量測定部５２、棒状部材傾斜角測定部５３、及び棒状部材位置測定部の各々の測定値の時系列データを格納し得る。
【００５５】
水底地形特定部５４は、ビーム位置測定部５１、棒状部材変位量測定部５２、棒状部材傾斜角測定部５３、及び棒状部材位置測定部の各々の測定値の時系列データに基づいて水底面２の形状（水底の地形）を特定する。
【００５６】
特に本実施形態によれば、棒状部材３３は、ビーム３１に対してその延在方向に沿って移動可能なようにビーム３１に設けられている。水底地形計測装置１０は、ビーム３１に対する棒状部材３３の位置を測定する棒状部材位置測定部を更に備える。これにより、計測ユニット３０の構成を簡素化することができる。
【００５７】
前述の第１及び第２実施形態では、水底地形計測装置１０が１つの計測ユニット３０を備える例を説明したが、この他、水底地形計測装置１０が複数の計測ユニット３０を備えてもよい。この場合には、１つの計測ユニット３０に設けられている車輪３４の水底面２上の軌跡と、別の計測ユニット３０に設けられている車輪３４の水底面２上の軌跡とが重なり合わないように、棒状部材取付ユニット３２の配置が適宜設定されることが好ましい。
【００５８】
図９は、本発明の第３実施形態における、ケーソン躯体１内に配置された水底地形計測装置１０の上面図である。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５９】
本実施形態ではケーソン躯体１が矩形筒状である。
本実施形態では、前述の回転装置２０の代わりに、一対の走行装置７０が設けられている。走行装置７０は、ケーソン躯体１の矩形断面における長辺側の内面の近傍に当該内面に沿って略水平に延びるように水底面２上に敷設されたレール７１上を走行可能である。走行装置７０は自走式でもよいし、又は、図示しない牽引装置により牽引されて走行可能としてもよい。この他、地上のクレーンなどの揚重装置を用いて走行装置７０の走行を行うように構成してもよい。
【００６０】
一対の走行装置７０に跨るように、計測ユニット３０が設置されている。つまり、ビーム３１の一端部が一方の走行装置７０に固定され、ビーム３１の他端部が他方の走行装置７０に固定されている。ここで、一対の走行装置７０が本発明の「水平移動装置」に対応するものであり、ビーム３１を支持すると共に、ビーム３１を移動方向Ｆ’に水平移動させる機能を実現する。
【００６１】
本実施形態においても、ビーム位置測定部５１は、ビーム３１の位置を時系列的に測定できるように構成されている。この測定値の時系列データは、記憶部５５に格納される。
【００６２】
本実施形態において、ビーム位置測定部５１、棒状部材変位量測定部５２、及び棒状部材傾斜角測定部５３の各々の測定値の時系列データについては、走行装置７０を移動方向Ｆ’に走行させることで複数（本実施形態では８つ）の車輪３４を水底面２上にて走行させながら取得されて、記憶部５５に格納され得る。
【００６３】
尚、本実施形態において、前述の第２実施形態と同様に、計測ユニット３０を、ビーム３１と、１つの棒状部材取付ユニット３２と、１つの棒状部材３３と、１つの車輪３４とで構成し、棒状部材取付ユニット３２を、ビーム３１の延在方向に沿って移動可能なように構成してもよいことは言うまでもない。
【００６４】
前述の第１〜第３実施形態における水底地形計測装置１０は、上下両端が開口して上下方向に延びる筒状の構造物によって周囲が囲まれた水底の地形（水底面２の形状）を計測するのに好適である。特に、前述の第１及び第２実施形態における水底地形計測装置１０は、上下両端が開口して上下方向に延びる円筒状の構造物によって周囲が囲まれた水底の地形（水底面２の形状）を計測するのに好適である。特に、前述の第３実施形態における水底地形計測装置１０は、上下両端が開口して上下方向に延びる矩形筒状の構造物によって周囲が囲まれた水底の地形（水底面２の形状）を計測するのに好適である。ここにおいて、前述の構造物がケーソン躯体１を含むことは明らかである。また、前述の構造物は、地中構造物又は水中構造物であり得る。
【００６５】
図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６６】
１…ケーソン躯体、２…水底面、１０…水底地形計測装置、２０…回転装置（水平移動装置）、２１…基部、２２…回転部、３０…計測ユニット、３１…ビーム、３１ａ…板状部材、３２…棒状部材取付ユニット、３３…棒状部材、３４…車輪、３６…筐体、３６ａ…長穴、３７…球状部材、３８…支持部、３９…円筒状部材、４０…ばね部材、４８…位置出し部材、５０…処理装置、５１…ビーム位置測定部、５２…棒状部材変位量測定部、５３…棒状部材傾斜角測定部、５４…水底地形特定部、５５…記憶部、６１…角度センサ、６２…変位量センサ、６３…角度センサ、６５…画面表示装置、６６…印刷装置、７０…走行装置（水平移動装置）、７１…レール、Ｆ，Ｆ’…移動方向、Ｏ…原点、Ｓ…基準位置、ΔＨ…変位量（昇降量）、θ１…角度、θ２…傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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