(57)【要約】【課題】  本発明は、簡素な構成で、計測可能なゾーンＺが狭くならず、正確な計測結果が得られ、且つ、吊下げ装置等の周辺設備等が不要で、悪天候でも計測可能なマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置を提供する。【解決手段】  そのため、船舶の船底に配設されたソナードームに内蔵されたマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置において、船舶の船底から垂下され下端部が前記ソナードームに連結された主支持部材と、ソナードームの左右端部及び前後端部と船底とを連結する複数の姿勢制御と、船舶に設けられ船舶の動揺を検出する動揺検出器と、動揺検出器からの信号に基づき複数の姿勢制御シリンダのストローク長を制御する動揺影響軽減制御装置とを備えた。【選択図】    図１
2006220436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船底に配設されたソナードームに内蔵されたマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置において、前記船舶の船底から垂下され下端部が前記ソナードームに連結された主支持部材と、前記ソナードームの左右端部及び前後端部と前記船底とを連結する複数の姿勢制御シリンダと、前記船舶に設けられ前記船舶の動揺を検出する動揺検出器と、該動揺検出器からの検出信号に基づき前記複数の姿勢制御シリンダのストローク長を制御する動揺影響軽減制御装置とを備えたことを特徴とするマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置。
【請求項２】
前記主支持部材は、前記船底に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置。
【請求項３】
前記船底に船底リセスが設けられ、前記主支持部材は前記船底リセスに昇降自在に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置。
【請求項４】
ソナードームと、前記ソナードーム内に前後方向に設けられたマルチビーム発信器及び左右方向に設けられたマルチビーム受信器と、前記ソナードーム内に設けられ前記ソナードーム内の動揺を検出する第２の動揺検出器と、該第２の動揺検出器からの検出信号に基づき前記マルチビーム受信器からの測深信号を補正するマルチビーム音響測深装置本体と、請求項１〜３のいずれかに記載のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置とを備えたことを特徴とする海底探査船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の船底に配設され、海底地形の測量を行うマルチビーム測深装置の動揺影響軽減装置又はこれを備えた海底探査船に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海底地形の計測を行うソナードームとしては、図４、５、６に図示のように、ソナー４１を内蔵したソナードーム４０を、船舶１の船底２に固設したものが提案されている（例えば、特許文献１。）。
上述のものでは、航行海域が悪天候の場合、図７に図示のように、海面Ｗ上を航行する船舶１は、波、風等により動揺しソナードームの向きが変化するために、ソナードーム４０内のソナーから発信された発信ビームＢｔが海底Ａで反射して反射ビームＢｒとしてソナードーム４０内のソナーで受信するときに、発信ビームＢｔのゾーンと発信ビームＢｔの受信可能なゾーンとにずれが発生するために、計測可能なゾーンＺが狭くなるという問題がある。
また、上述のものは、船舶の動揺を検出してソナーの受信信号を計算機にて補正する必要があるが、測深対象である海底が深くなるほど、また船舶の動揺が激しいほど精度が悪化するという問題もある。
【０００３】
一方、マルチビーム測深ソナーを、船舶の舷側からクレーン等により吊下げて計測するものも提案されている（例えば、特許文献２。）。
この場合、ソナーヘッドは吊下げられているので、ソナーヘッドの向きはあまり変化しないように思われるが、船舶の航行に伴う推進抵抗等により、ソナーヘッドは後方に押しやられるため、ソナーヘッドの姿勢制御、移動した位置の補正等が必要となり、計測データを受信した後の計算機での補正処理が複雑になるという問題がある。
更に、上述のものは、クレーン等の吊下げ装置等の周辺設備も大掛かりとなる。
【０００４】
その他、船底にファンビーム測深機の送受波器を船底に固定したものとしては特許文献３に記載のものが提案され、また、マルチビーム側方探査ソナーを船尾から降ろして曳航するものとしては特許文献４に記載のものも提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２４３７３２号公報
【特許文献２】特開平１０−３２５８７１号公報
【特許文献３】特開平７−１４０２４３号公報
【特許文献４】特開平５−２７３３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のごとく、従来のものは、いずれもソナーの送受波器を船底に固定するか、或いは、舷側、船尾から下ろして曳航するものである。
そして、船底に固定したものでは、計測可能なゾーンＺが狭くなるという問題があり、また、舷側、船尾から下ろして曳航するものでは、クレーン等の吊下げ装置等の周辺設備も大掛かりとなると共に、悪天候時には、クレーン等の吊下げ装置のハンドリングに危険が伴い、場合によっては曳航物が破損するという問題もある。
【０００７】
本発明は、計測可能なゾーンＺが狭くならず、正確な計測結果が得られ、且つ、吊下げ装置等の周辺設備等が不要で、悪天候でも計測可能なマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置又はこれを備えた海底探査船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】
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、特許請求の範囲に記載された各発明は、マルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置又はこれを備えた海底探査船として、それぞれ以下の（１）〜（４）に述べる各手段を採用したものである。
【０００９】
（１）第１の手段のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置は、船舶の船底に配設されたソナードームに内蔵されたマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置において、船舶の船底から垂下され下端部が前記ソナードームに連結された主支持部材と、前記ソナードームの左右端部及び前後端部と前記船底とを連結する複数の姿勢制御シリンダと、前記船舶に設けられ前記船舶の動揺を検出する動揺検出器と、該動揺検出器からの信号に基づき前記複数の姿勢制御シリンダのストローク長を制御する動揺影響軽減制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
（２）第２の手段のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置は、前記第１の手段において、前記主支持部材は、前記船底に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
（３）第３の手段のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置は、前記第１の手段において、前記船底に船底リセスが設けられ、前記主支持部材は前記船底リセスに昇降自在に嵌め込まれていることを特徴とする。
【００１２】
（４）第４の手段のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置を備えた探査船は、
ソナードームと、前記ソナードーム内に前後方向に設けられたマルチビーム発信器及び左右方向に設けられたマルチビーム受信器と、前記ソナードーム内に設けられ前記ソナードーム内の動揺を検出する第２の動揺検出器と、該第２の動揺検出器からの検出信号に基づき前記マルチビーム受信器からの測深信号を補正するマルチビーム音響測深装置本体と、前記第１〜３のいずれかの手段に記載のマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
特許請求の範囲に記載の請求項１〜４に係る発明は、上記の（１）〜（４）に記載の各手段を採用しているので、ソナードームを主支持部材、複数の姿勢制御シリンダにより連結すると共に、動揺影響軽減制御装置により、動揺検出器からの信号に基づき前記複数の姿勢制御シリンダのストローク長は制御されるので、ソナードームの動揺は少なくなり、マルチビーム発信器の発信ゾーンとマルチビーム受信器の受信ゾーンとがずれることがなく、計測可能なゾーンは狭くならない。
その結果、精度の良い計測結果が得られる。
また、ソナードームは、船底に配設されているので、計測時にマルチビーム発信器及びマルチビーム受信器を揚げ降ろしする必要がなく、悪天候でも安全に測深計測を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係るマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置につき、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置を示す正面図、図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００１５】
図１、２、３に図示のように、船舶１の船首尾方向の船首から約２／３付近の船体中心の船底２には、ソナードーム１０を支持する主支持部材４が、下方に向かって垂下されている。
また、船底２には船底リセス８が設けられ、主支持部材４の上半部は、この船底リセス８内に昇降自在に嵌め込まれている。
更に、主支持部材４の上端部は、主支持装置昇降用シリンダ７により船底リセス８の内面に連結されている。
そして、主支持装置昇降用シリンダ７を伸縮させることにより、ソナードーム１０の深度を制御できるようになっている。
【００１６】
なお、この主支持装置昇降用シリンダ７は必ずしも必要なものではなく、バネでも、更には無くても良い。
また、上述のものは、主支持部材４を昇降可能に船底に配設しているが、これに限定されるものではなく、主支持部材４を船底２に固定しても良い。
また、主支持部材４の船底２から突出した部分の長さは、船舶の最大ローリング角度（或いは計測時最大ローリング角度）をθとした場合、ソナードーム１０の幅×１／２×ｓｉｎθ以上とする必要がある。
【００１７】
図３等に図示のように、主支持部材４の下端には、２方向軸受（垂直軸周りの回動を規制する球面軸受、或いは、直交する２軸軸受）５を介してソナードーム１０が連結されている。
また、主支持部材４の外周の下端とソナードーム１０の上面とは、蛇腹状のカバー６が取付けられており、このカバー６により
２方向軸受５を海水から保護するようになっている。
【００１８】
また、図１〜図３等に図示のように、ソナードーム１０の左右、後部は、各々船底２と右舷側姿勢制御シリンダ３Ｒ、左舷側姿勢制御シリンダ３Ｌ、船尾側姿勢制御シリンダ３Ａにより連結されている。
なお、ソナードーム１０、主支持部材４及びカバー６の外形断面形状は、流線形状となっているが、右舷側姿勢制御シリンダ３Ｒ、左舷側姿勢制御シリンダ３Ｌ、船尾側姿勢制御シリンダ３Ａの外形断面形状も、シリンダそのものを流線形状とするか、或いは流線形状の蛇腹カバーを取付けるようにしても良い。
【００１９】
次に、ソナードーム１０に内蔵された機器につき説明する。
図２に図示のように、ソナードーム１０内には、前後方向（船舶１の船首尾方向）に延在するマルチビーム発信器１１が配設されている。
このマルチビーム発信器１１は、左右方向に扇型のビームを発信するビーム発信器を、前後方向に複数個（数個〜数十個）備えている。
更に、ソナードーム１０内には、マルチビーム発信器１１と直交するように左右方向（船舶１の左右舷方向）に延在するマルチビーム受信器１２が配設されている。
このマルチビーム受信器１２は、前後方向に扇型のビーム形状で反射波を待ち受けるビーム受信器を、左右方向に複数個（数個〜数十個）備えている。
【００２０】
このマルチビーム発信器１１及びマルチビーム受信器１２からなるマルチビーム測深機は、クロスファンビーム方式と呼ばれており、複数個のマルチビーム発信器１１から左右方向に扇型の指向性の鋭い複数本の音響ビームを一度に発信し、海底Ａからの反射波を前後方向に扇形のビーム形状で受信することにより、交点それぞれの測定値を得るものである。
これにより、海底Ａを、かなりの幅をもって帯状に隙間無く測深することができる。
【００２１】
また、ソナードーム１０内には、潮流の流速を検出する潮流検出器１３、海水中を伝播する音波の音響速度を検出する音響速度検出器１４が配設されている。
更に、ソナードーム１０の中心線上前方には、ソナードーム１０の動揺（ローリング及びピッチングの角度、角速度或いは角加速度、又は／及び上下左右の偏差、移動速度、移動加速度）を検出するドーム動揺検出器（第２の動揺検出器）１５が配設されている。
【００２２】
一方、図１に図示のように、船舶１内には、船舶１の動揺（ローリング及びピッチングの角度、角速度或いは角加速度、又は／及び上下左右の偏差、移動速度、移動加速度）を検出する船舶動揺検出器１６が配設されている。
また、右舷側姿勢制御シリンダ３Ｒ、左舷側姿勢制御シリンダ３Ｌ、船尾側姿勢制御シリンダ３Ａのストロークを制御する動揺影響軽減制御装置２０、及びマルチビーム発信器１１に超音波パルス信号を送信し、マルチビーム受信器１２から測深信号を受信するマルチビーム音響測深装置本体２１が配設されている。
このマルチビーム音響測深装置本体２１は、表示器及び各種の演算・処理を行うコンピュータ等から構成されている。
【００２３】
更に、船舶１内には、図示略の船位を測定するＧＰＳ測位装置、方位を測定する方位コンパス等も配設されている。
【００２４】
そして、船舶１のローリング時、船舶１内に配設された船舶動揺検出器１６からの動揺検出信号は動揺影響軽減制御装置２０に送信される。
動揺影響軽減制御装置２０では、この動揺検出信号に基づき、ソナードーム１０を水平に保つために必要な右舷側姿勢制御シリンダ３Ｒ、左舷側姿勢制御シリンダ３Ｌ及び船尾側姿勢制御シリンダ３Ａのピストンストローク変化量が演算される。
この結果に基づき、右舷側姿勢制御シリンダ３Ｒ、左舷側姿勢制御シリンダ３Ｌ及び船尾側姿勢制御シリンダ３Ａが制御される。
【００２５】
一方、ソナードーム１０内に配設されたドーム動揺検出器１５からの動揺検出信号はマルチビーム音響測深装置本体２１に送信される。
更に、マルチビーム音響測深装置本体２１には、潮流検出器１３及び音響速度検出器１４からの各検出信号も送信されている。
そして、マルチビーム音響測深装置本体２１では、マルチビーム受信器１２からの測深信号は、ドーム動揺検出器１５からの動揺検出信号、潮流検出器１３及び音響速度検出器１４からの各検出信号に基づき補正される。
【００２６】
この時、船舶１の大きな動揺は、動揺影響軽減制御装置２０、右舷側姿勢制御シリンダ３Ｒ、左舷側姿勢制御シリンダ３Ｌ及び船尾側姿勢制御シリンダ３Ａにより抑制され、ドーム動揺検出器１５にて検出される動揺は小さなものとなっているため、マルチビーム音響測深装置本体２１での補正演算を最小限に抑えることが可能となり、測深精度が向上する。
【００２７】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００２８】
例えば、ソナードーム１０の垂直断面形状は、図３に図示のように流線形状としているが、上面が平らな（船底２の面に平行な）半流線形状としても良い。
更に、上述の構成のものは、ソナードーム１０が、常に船底２から突出し離れた状態のものとなっているが、これに限定されるものではなく、例えば、右舷側姿勢制御シリンダ３Ｒ、左舷側姿勢制御シリンダ３Ｌ、船尾側姿勢制御シリンダ３Ａを収納するリセスを各々船底２に設けて、ソナーの非使用時或いは静穏な海域での計測時には、ソナードーム１０を上昇させ船底２に着座させるようにしても良い。
【００２９】
或いは、流線形状のソナードーム１０収納用のリセスも船底２に設けて、ソナードーム１０の上半分を収納するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るマルチビーム音響測深装置の動揺影響軽減装置を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】従来のソナーを備えた船舶の側面図である。
【図５】従来のソナードーム本体の底面図である。
【図６】従来の図５とは異なるソナードーム本体の底面図である。
【図７】従来のものにおけるマルチビームの送受信状況を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      船舶
２      船底
３Ｒ    右舷側姿勢制御シリンダ
３Ｌ    左舷側姿勢制御シリンダ
３Ａ    船尾側姿勢制御シリンダ
４      主支持部材
５      ２方向軸受
６      カバー
７      主支持装置昇降用シリンダ
８      船底リセス
１０    ソナードーム
１１    マルチビーム発信器
１２    マルチビーム受信器
１３    潮流検出器
１４    音響速度検出器
１５    ドーム動揺検出器
１６    船舶動揺検出器
２０    動揺影響軽減制御装置
２１    マルチビーム音響測深装置本体
Ｂｔ    発信ビーム
Ｂｒ    反射ビーム
Ａ      海底
Ｗ      海面
４０    ソナードーム
４１    ソナー
【図１】
2006220436.tif 000003
【図２】
2006220436.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006220436.tif 000006
【図５】
2006220436.tif 000007
【図６】
2006220436.tif 000008
【図７】
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