(57)【要約】【課題】作業領域の水深の大小にかかわらず、作業領域内の対象物の３次元形状を必要な精度でリアルタイムに提供することによって、水中作業の効率を高める手段を提供する。【解決手段】水中の対象物５の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステム１１の送受波ユニット１１１を吊り索１３１で水中に吊る。３次元ソナーシステム１１は、対象物５に近い位置に配置される送受波ユニット１１１により送受波する音波に基づき、対象物５の３次元形状を高い精度で計測する。音響測位システム１２と慣性航法装置１７は、送受波ユニット１１１の位置を特定する。作業者は、３次元ソナーシステム１１により計測される３次元形状を見ながら、水中作業用装置１５１を用いた水中作業を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る工程と、
前記送受波ユニットの位置を音響測位システム及び慣性航法装置の少なくとも一方を含む位置特定手段を用いて特定する工程と、
前記３次元ソナーシステムにより前記対象物の３次元形状を計測する工程と
を備える水中作業支援方法。
【請求項２】
前記慣性航法装置又は方位姿勢計測手段を用いて前記送受波ユニットの方位及び姿勢を計測する工程と、
前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの方位及び姿勢を調整する工程と
を備える請求項１に記載の水中作業支援方法。
【請求項３】
水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る工程と、
前記３次元ソナーシステムにより前記対象物の３次元形状を計測する工程と、
前記計測する工程において計測される３次元形状から、位置が既知の水中の物体を認識する工程と、
方位姿勢計測手段を用いて前記送受波ユニットの方位及び姿勢を計測する工程と、
前記物体の前記３次元形状における位置と、前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの位置を特定する工程と
を備える水中作業支援方法。
【請求項４】
前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの方位及び姿勢を調整する工程
を備える請求項３に記載の水中作業支援方法。
【請求項５】
前記３次元形状に基づいて、水中で作業を行うための水中作業用装置に対して作業の指示を行う工程
を備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水中作業支援方法。
【請求項６】
前記３次元形状に基づいて、前記水中作業用装置及び前記対象物の少なくとも一方を吊る吊り索を繰り出す工程
を備える請求項５に記載の水中作業支援方法。
【請求項７】
前記送受波ユニットを吊る吊り索の繰り出しを停止して前記送受波ユニットが水中で吊られた状態とする工程
を備え、
前記３次元形状を計測する工程は、前記送受波ユニットが水中で吊られた状態で行われる
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の水中作業支援方法。
【請求項８】
前記送受波ユニットを吊る吊り索を前記送受波ユニットから切り離す工程
を備え、
前記３次元形状を計測する工程は、前記送受波ユニットが当該吊り索から切り離された状態で行われる
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の水中作業支援方法。
【請求項９】
前記送受波ユニットを吊る吊り索に浮体又はブイを取り付ける工程
を備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の水中作業支援方法。
【請求項１０】
水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムと、
前記３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る吊り索と、
前記送受波ユニットの位置を特定する、音響測位システム及び慣性航法装置の少なくとも一方を含む位置特定手段と
を備える水中作業支援システム。
【請求項１１】
前記音響測位システムを備え、
前記音響測位システムを構成する２以上の装置の１以上は、水中の既知の位置に設置されている
請求項１０に記載の水中作業支援システム。
【請求項１２】
水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムと、
前記３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る吊り索と、
前記送受波ユニットの方位及び姿勢を計測する方位姿勢計測手段と、
前記３次元ソナーシステムにより計測される３次元形状から位置が既知の水中の物体を認識し、前記物体の前記３次元形状における位置と、前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの位置を特定する位置特定手段と
を備える水中作業支援システム。
【請求項１３】
水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムと、
前記３次元ソナーシステムの送受波ユニットに取り付けられた浮体又はブイと、
前記送受波ユニットの位置を特定する、音響測位システム及び慣性航法装置の少なくとも一方を含む位置特定手段と
を備える水中作業支援システム。
【請求項１４】
錘と、
前記送受波ユニットと前記錘を連結する係留索と
を備える請求項１３に記載の水中作業支援システム。
【請求項１５】
水中の前記送受波ユニットを下方から支持する支持部材
を備える請求項１３に記載の水中作業支援システム。
【請求項１６】
前記送受波ユニットの方位及び姿勢を変更する雲台
を備える請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の水中作業支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中作業を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーによる施工管理装置を用いて、水中の浚渫作業、盛土作業、捨石投入作業等における作業の対象物の出来形をリアルタイムに確認しながら、それらの作業を効率的に行えるように支援する施工管理方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
３次元ソナーが音波の送受波を行う送受波ユニットから計測の対象物までの距離が大きい程、計測される対象物の３次元形状の精度は低下する。従って、必要な精度の３次元形状を得るためには、対象物までの距離が所定値以下となるように送受波ユニットを近づける必要がある。
【０００５】
特許文献１に記載の技術において、３次元ソナーの送受波ユニットの位置、方位及び姿勢は、送受波ユニットが取り付けられた作業船の位置、方位及び姿勢により特定される。すなわち、特許文献１に記載の技術において、３次元ソナーの送受波ユニットは作業船と剛性の高い架台で固定連結されている。
【０００６】
水深の深い領域（例えば、水深が２０メートルを超えるような領域）で行われる作業を効率的に行えるように特許文献１に記載の施工管理方法を用いる場合、送受波ユニットを対象物に近づけるためには、架台を作業船から水中に長く延ばす必要がある。作業船と架台の連結部には架台の重量と架台が水中で受ける潮流等の外力が加わるため、強度上、架台の長さには限界がある。また、架台が長くなると、架台が水中で受ける潮流等の外力により振動し、その振動が送受波ユニットに伝わるため、送受波ユニットを対象物に近づけても十分な精度の３次元形状が得られない場合がある。
【０００７】
上記の背景に鑑み、本発明は、作業領域の水深の大小にかかわらず、作業領域内の対象物の３次元形状を必要な精度でリアルタイムに提供することによって、水中作業を効率的に行えるように支援する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、水中作業支援システムと、当該水中作業支援システムを用いて実行される水中作業支援方法を提案する。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、３次元ソナーシステムと、吊り索と、位置特定手段を備える。
【００１０】
３次元ソナーシステムは、水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測するシステムであり、音波の送受波を行う送受波ユニットを備える。
【００１１】
なお、本願において、「水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する」とは、水中の対象物に対し１回、音波の送波を行い、当該音波が対象物において反射して生じる複数の反射波の各々を受波し、受波した複数の反射波に基づき対象物の３次元形状を計測することを意味する。
【００１２】
送受波ユニットは、水中の計測領域に対し、音波を１回送波する毎に、当該音波の複数の反射波を受波する。３次元ソナーシステムは、送受波ユニットによって送受波した音波の波形に基づき、計測領域内の対象物の３次元形状を実質的にリアルタイムに演算する。
【００１３】
送受波ユニットは水中ユニットの一部として吊り索（後述）より水中に吊られる。水中ユニットは、送受波ユニットに加え、送受波ユニットの方位及び姿勢を変更する雲台、慣性航法装置（後述）、音響測位システム（後述）を構成するトランスポンダを含むユニットである。
【００１４】
吊り索は、送受波ユニットを含む水中ユニットを水中で吊るための索である。
【００１５】
位置特定手段は、送受波ユニットの位置を特定する手段である。本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、位置特定手段として、音響測位システム又は慣性航法装置を備える。
【００１６】
音響測位システムは、水中で音波（超音波を含む）を送受波することにより、対象物の位置を計測するシステムである。
【００１７】
慣性航法装置は、初期値として与えられる位置からの自装置の方位及び姿勢の変化を継続的に計測することで自装置の現在の位置を特定する装置である。上述の音響測位システムが１回の位置計測に要する時間は対象物の位置を計測するために音波を送受波する装置間の距離によって変化するが、概ね１秒から数秒程度である。慣性航法装置は、音響測位システムにより位置計測が行われるタイミング間の対象物の位置変化を捉えるために用いられる。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、慣性航法装置に代えて、送受波ユニットの方位と姿勢を計測するための方位姿勢計測手段を備える。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、方位姿勢計測手段として、３軸傾斜計等の方位と姿勢の両方を計測する装置（方位姿勢計測装置）を備える。また、本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、方位姿勢計測手段として、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパス等の方位を計測する装置（方位計測装置）と、２軸傾斜計等の姿勢を計測する装置（姿勢計測装置）とを備える。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムにおいて、慣性航法装置、方位姿勢計測装置又は姿勢計測装置が送受波ユニットに内蔵されていてもよい。
【００２１】
例えば、オペレータは、３次元ソナーシステムにより計測された水中の対象物の３次元形状を見ながら、吊り索の繰り出しや、水中作業用装置に対する作業の指示を行う。
【００２２】
水中作業用装置は、水中で作業を行うための装置である。なお、水中作業用装置は、作業船上に配置されたクレーン等のように、必ずしも水中に配置されなくてよい。
【００２３】
本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、上記の吊り索に加えて、もしくはそれに代えて、送受波ユニットに取り付けられた浮体又はブイを備える。
【００２４】
本願において、浮体は水中で浮力を生じる物体であって、バラストタンクのように浮力調整機能を備えない物体を意味する。浮体の例としては、発泡スチロール、空気を収容するタンク（空気を出し入れする機能を備えない）等が挙げられる。
【００２５】
また、本願において、ブイは水面に浮かぶ目印となる物体を意味する。
【００２６】
なお、本願において、浮体又はブイが「取り付けられている」とは、内蔵された状態で取り付けられている、外側に直接取り付けられている、棒等の剛体を介して外部に取り付けられている、索等の非剛体を介して外部に取り付けられている、といった様々な態様を含む広い概念である。
【００２７】
本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、送受波ユニットの方位及び姿勢を変更する雲台を備える。
【００２８】
また、本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、錘と、送受波ユニットと当該錘を連結する係留索を備える。
【００２９】
また、本発明の一実施形態に係る水中作業支援システムは、水中の送受波ユニットを下方から支持する支持部材を備える。
【００３０】
具体的には、本発明は、水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る工程と、前記送受波ユニットの位置を音響測位システム及び慣性航法装置の少なくとも一方を含む位置特定手段を用いて特定する工程と、前記３次元ソナーシステムにより前記対象物の３次元形状を計測する工程とを備える水中作業支援方法を第１の態様として提供する。
【００３１】
第１の態様の水中作業支援方法によれば、作業領域の水深の大小にかかわらず、作業領域内の対象物の３次元形状が必要な精度でリアルタイムに提供される。その際、３次元ソナーシステムの送受波ユニットの位置も特定される。その結果、水中作業が効率的に行われる。
【００３２】
第１の態様の水中作業支援方法において、前記慣性航法装置又は方位姿勢計測手段を用いて前記送受波ユニットの方位及び姿勢を計測する工程と、前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの方位及び姿勢を調整する工程とを備える、という構成が第２の態様として採用されてもよい。
【００３３】
第２の態様の水中作業支援方法によれば、送受波ユニットから送受波される音波に指向性があり、送受波ユニットからみて感度が低い方向に計測の対象物がある場合であっても、対象物が感度の高い方向となるように、送受波ユニットの方位及び姿勢を容易に調整することができる。
【００３４】
また、本発明は、水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る工程と、前記３次元ソナーシステムにより前記対象物の３次元形状を計測する工程と、前記計測する工程において計測される３次元形状から、位置が既知の水中の物体を認識する工程と、方位姿勢計測手段を用いて前記送受波ユニットの方位及び姿勢を計測する工程と、前記物体の前記３次元形状における位置と、前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの位置を特定する工程とを備える水中作業支援方法を第３の態様として提供する。
【００３５】
第３の態様の水中作業支援方法によれば、作業領域の水深の大小にかかわらず、作業領域内の対象物の３次元形状が必要な精度でリアルタイムに提供される。その際、音響測位システム及び慣性航法装置といった位置特定手段を要することなく、３次元ソナーシステムの送受波ユニットの位置が特定される。
【００３６】
第３の態様の水中作業支援方法において、前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの方位及び姿勢を調整する工程を備える、という構成が第４の態様として採用されてもよい。
【００３７】
第４の態様の水中作業支援方法によれば、送受波ユニットから送受波される音波に指向性があり、送受波ユニットからみて感度が低い方向に計測の対象物がある場合であっても、対象物が感度の高い方向となるように、送受波ユニットの方位及び姿勢を容易に調整することができる。
【００３８】
第１乃至第４のいずれかの態様の水中作業支援方法において、前記３次元形状に基づいて、水中で作業を行うための水中作業用装置に対して作業の指示を行う工程を備える、という構成が第５の態様として採用されてもよい。
【００３９】
第５の態様の水中作業支援方法によれば、作業者に３次元形状を表す画像等の情報を提供することにより、水中作業用装置を用いた作業が支援される。
【００４０】
第５の態様の水中作業支援方法において、前記３次元形状に基づいて、前記水中作業用装置及び前記対象物の少なくとも一方を吊る吊り索を繰り出す工程を備える、という構成が第６の態様として採用されてもよい。
【００４１】
第６の態様の水中作業支援方法によれば、水中作業用装置及び作業の対象物の少なくとも一方を作業領域まで吊り下ろす作業を容易に行うことができる。
【００４２】
第１乃至第６のいずれかの態様の水中作業支援方法において、前記送受波ユニットを吊る吊り索の繰り出しを停止して前記送受波ユニットが水中で吊られた状態とする工程を備え、前記３次元形状を計測する工程は、前記送受波ユニットが水中で吊られた状態で行われる、という構成が第７の態様として採用されてもよい。
【００４３】
第７の態様の水中作業支援方法によれば、水底上の対象物を上方から見た３次元形状を得ることができる。
【００４４】
第１乃至第６のいずれかの態様の水中作業支援方法において、前記送受波ユニットを吊る吊り索を前記送受波ユニットから切り離す工程を備え、前記３次元形状を計測する工程は、前記送受波ユニットが当該吊り索から切り離された状態で行われる、という構成が第８の態様として採用されてもよい。
【００４５】
第８の態様の水中作業支援方法によれば、対象物の３次元形状を計測する際に、送受波ユニットが吊り索から振動を受けない。
【００４６】
第１乃至第８のいずれかの態様の水中作業支援方法において、前記送受波ユニットを吊る吊り索に浮体又はブイを取り付ける工程を備える、という構成が第９の態様として採用されてもよい。
【００４７】
第９の態様の水中作業支援方法において浮体が用いられる場合、水底上の対象物を上方から見た３次元形状を得ることができる。また、第９の態様の水中作業支援方法においてブイが用いられる場合、水上に浮かんでいるブイに取り付けられた吊り索を巻き上げることにより、水中の送受波ユニットを容易に回収できる。
【００４８】
また、本発明は、水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムと、前記３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る吊り索と、前記送受波ユニットの位置を特定する、音響測位システム及び慣性航法装置の少なくとも一方を含む位置特定手段とを備える水中作業支援システムを第１０の態様として提供する。
【００４９】
第１０の態様の水中作業支援システムによれば、作業領域の水深の大小にかかわらず、作業領域内の対象物の３次元形状が必要な精度でリアルタイムに提供される。その際、３次元ソナーシステムの送受波ユニットの位置も特定される。その結果、水中作業が効率的に行われる。
【００５０】
第１０の態様の水中作業支援システムにおいて、前記音響測位システムを備え、前記音響測位システムを構成する２以上の装置の１以上は、水中の既知の位置に設置されている、という構成が第１１の態様として採用されてもよい。
【００５１】
第１１の態様の水中作業支援システムによれば、送受波ユニットの位置の計測が高速且つ高精度で行われる。
【００５２】
また、本発明は、水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムと、前記３次元ソナーシステムの送受波ユニットを水中で吊る吊り索と、前記送受波ユニットの方位及び姿勢を計測する方位姿勢計測手段と、前記３次元ソナーシステムにより計測される３次元形状から位置が既知の水中の物体を認識し、前記物体の前記３次元形状における位置と、前記送受波ユニットの方位及び姿勢に基づいて、前記送受波ユニットの位置を特定する位置特定手段とを備える水中作業支援システムを第１２の態様として提供する。
【００５３】
第１２の態様の水中作業支援システムによれば、作業領域の水深の大小にかかわらず、作業領域内の対象物の３次元形状が必要な精度でリアルタイムに提供される。その際、音響測位システム及び慣性航法装置といった位置特定手段を要することなく、３次元ソナーシステムの送受波ユニットの位置が特定される。
【００５４】
また、本発明は、水中の対象物の３次元形状を１回の音波の送波により計測する３次元ソナーシステムと、前記３次元ソナーシステムの送受波ユニットに取り付けられた浮体又はブイと、前記送受波ユニットの位置を特定する、音響測位システム及び慣性航法装置の少なくとも一方を含む位置特定手段とを備える水中作業支援システムを第１３の態様として提供する。
【００５５】
第１３の態様の水中作業支援システムが浮体を備える場合、水底上の対象物を上方から見た３次元形状を得ることができる。また、第１３の態様の水中作業支援システムがブイを備える場合、水上に浮かんでいるブイに取り付けられた索を巻き上げることにより、水中の送受波ユニットを容易に回収できる。
【００５６】
第１３の態様の水中作業支援システムにおいて、錘と、前記送受波ユニットと前記錘を連結する係留索とを備える、という構成が第１４の態様として採用されてもよい。
【００５７】
第１４の態様の水中作業支援システムによれば、水底から係留索の長さに応じた高い位置に送受波ユニットを配置することができる。
【００５８】
第１３の態様の水中作業支援システムにおいて、水中の前記送受波ユニットを下方から支持する支持部材を備える、という構成が第１５の態様として採用されてもよい。
【００５９】
第１５の態様の水中作業支援システムによれば、水底から支持部材の高さに応じた高い位置に送受波ユニットを配置することができる。
【００６０】
第１０乃至第１５のいずれかの態様の水中作業支援システムにおいて、前記送受波ユニットの方位及び姿勢を変更する雲台を備える、という構成が第１６の態様として採用されてもよい。
【００６１】
第１６の態様の水中作業支援システムによれば、送受波ユニットから送受波される音波に指向性があり、送受波ユニットからみて感度が低い方向に計測の対象物がある場合であっても、対象物が感度の高い方向となるように、送受波ユニットの方位及び姿勢を容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】一実施形態に係る作業支援システムの全体構成を示した図。
【図２】一実施形態に係る端末装置の機能的構成を示した図。
【図３】一実施形態に係る端末装置が表示する画面を示した図。
【図４】一実施形態に係る作業支援システムの動作を示した図。
【図５】一変形例に係る作業支援システムを用いて行われる作業の様子を示した図。
【図６】一変形例に係る作業支援システムを用いて行われる作業の様子を示した図。
【図７】一変形例に係る作業支援システムの水中ユニットとその周辺の構成部を示した図。
【図８】一変形例に係る作業支援システムの水中ユニットとその周辺の構成部を示した図。
【図９】一変形例に係る作業支援システムの水中ユニットとその周辺の構成部を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
［実施形態］
以下に本発明の一実施形態に係る作業支援システム１及び作業支援システム１を用いて行われる作業支援方法を説明する。図１は、作業支援システム１の全体構成を模式的に示した図である。作業支援システム１は、水深の深い領域（例えば、水深が２０メートルを超えるような領域）において水中作業用装置１５１により行われる作業の対象物５の３次元形状をリアルタイムに計測し提示することによって、水中作業用装置１５１のオペレータ等の作業者による作業を支援するシステムである。
【００６４】
作業支援システム１は、対象物５の３次元形状を計測する３次元ソナーシステム１１と、水中ユニット１０の位置を計測する音響測位システム１２（位置特定手段の一例）と、水中ユニット１０を水中に吊り下ろすためのウィンチシステム１３と、水中ユニット１０に含まれる送受波ユニット１１１（後述）の方向を調整する方向調整システム１４と、対象物５に対し作業を行う水中作業システム１５と、トランスデューサ１２１（後述）の位置、方位及び姿勢を計測する位置方位姿勢計測システム１６と、水中ユニット１０の位置、方位及び姿勢を計測する慣性航法装置１７（方位姿勢計測手段、位置特定手段の一例）と、作業者に対象物５の３次元形状を表す画像等の情報を提供すると共に作業者から水中作業用装置１５１に対する作業の指示等を受け付ける端末装置１８を備える。
【００６５】
３次元ソナーシステム１１は、水中の計測領域に対し１回の音波の送波と当該音波の複数の反射波の受波を行う送受波ユニット１１１と、送受波ユニット１１１により送受波された音波の波形に基づき計測領域内の物体の３次元形状を実質的にリアルタイムに演算する演算ユニット１１２を備える。
【００６６】
送受波ユニット１１１は水中ユニット１０に含まれ、水中に吊り下げられる。演算ユニット１１２は、例えば作業船６の居住区６１内に配置されている。送受波ユニット１１１と演算ユニット１１２は複合ケーブル１３６に含まれる通信ケーブルを介して接続されている。
【００６７】
音響測位システム１２は、作業船６の船体外面の水に接する部分に配置されたトランスデューサ１２１と、水中ユニット１０の既知の位置に配置され、送受波ユニット１１１と共に水中に吊り下げられるトランスポンダ１２２と、作業船６の例えば居住区６１内に配置された演算ユニット１２３を備える。トランスデューサ１２１と演算ユニット１２３は、図示せぬ通信ケーブルにより接続されている。
【００６８】
演算ユニット１２３は、複合ケーブル１３６に含まれる通信ケーブルを介して、トランスポンダ１２２にトリガ信号を送信する。トランスポンダ１２２はトリガ信号に応じて音波を送波する。トランスデューサ１２１は、既知の異なる位置に配置された３以上のアンテナ（音波受信部）を有し、トランスポンダ１２２から送波された音波をそれらのアンテナの各々で受波する。
【００６９】
トランスデューサ１２１は、受波した音波の波形データを演算ユニット１２３に引き渡す。演算ユニット１２３は、トランスデューサ１２１から引き渡された波形データに基づき、トランスポンダ１２２からトランスデューサ１２１の複数のアンテナの各々に音波が到達するまでに要した時間を特定し、特定したそれらの時間に基づきトランスポンダ１２２の位置を演算する。
【００７０】
ウィンチシステム１３は、まず、水中ユニット１０を水中に吊るための吊り索１３１と、吊り索１３１の繰り出し及び巻き上げを行うウィンチ１３２と、ウィンチ１３２による吊り索１３１の巻き上げ及び繰り出しの動作を制御する制御ユニット１３３を備える。
【００７１】
さらに、ウィンチシステム１３は、吊り索１３１によって水中に吊られている水中ユニット１０の鉛直軸周りの回転を防止するために２本１対で用いられる振れ止め索１３４Ｌ及び１３４Ｒ（以下、振れ止め索１３４Ｌ及び１３４Ｒを「振れ止め索１３４」と総称する）と、水中ユニット１０の移動に伴い振れ止め索１３４Ｌが一定のテンションを保つように振れ止め索１３４Ｌの繰り出し及び巻き上げを行うウィンチ１３５Ｌと、水中ユニット１０の移動に伴い振れ止め索１３４Ｒが一定のテンションを保つように振れ止め索１３４Ｒの繰り出し及び巻き上げを行うウィンチ１３５Ｒ（以下、ウィンチ１３５Ｌ及び１３５Ｒを「ウィンチ１３５」と総称する）を備える。
【００７２】
さらに、ウィンチシステム１３は、水中ユニット１０と端末装置１８との間の通信のための通信ケーブルと水中ユニット１０に対する電力供給のための送電ケーブルを含む複合ケーブル１３６と、水中ユニット１０の移動に伴い複合ケーブル１３６が一定のテンションを保つように複合ケーブル１３６の繰り出し及び巻き上げを行うウィンチ１３７を備える。
【００７３】
ウィンチ１３２とウィンチ１３７は、例えば作業船６の甲板上の船尾側中央付近に配置されている。ウィンチ１３５Ｌは、例えば作業船６の甲板上の船尾側左端付近に配置されている。ウィンチ１３５Ｒは、例えば作業船６の甲板上の船尾側右端付近に配置されている。制御ユニット１３３は、例えば作業船６の居住区６１内に配置されている。ウィンチ１３２と制御ユニット１３３は、図示せぬ通信ケーブルにより接続されている。
【００７４】
方向調整システム１４は、送受波ユニット１１１の方位及び姿勢を変更する雲台１４１と、雲台１４１による送受波ユニット１１１の方位及び姿勢の変更の動作を制御する制御ユニット１４２を備える。なお、本実施形態において、雲台１４１は、鉛直軸周りの角度と１本の水平軸周りの角度を変更可能な２軸雲台であるものとするが、雲台１４１が、例えば、鉛直軸周りの角度と、互いに直交する２本の水平軸の各々の周りの角度を変更可能な３軸雲台であってもよい。
【００７５】
雲台１４１は水中ユニット１０に含まれ、送受波ユニット１１１と共に水中に吊り下げられる。制御ユニット１４２は、例えば作業船６の居住区６１内に配置されている。雲台１４１と制御ユニット１４２は複合ケーブル１３６に含まれる通信ケーブルを介して接続されている。
【００７６】
水中作業システム１５は、水中の対象物５に対し所定の作業を行う水中作業用装置１５１と、水中作業用装置１５１の動作を制御する制御ユニット１５２を備える。水中作業用装置１５１と制御ユニット１５２は、図示せぬ通信ケーブルにより接続されている。
【００７７】
水中作業用装置１５１の少なくとも一部は水中に作業領域内に配置される。なお、図１の例では、水中作業用装置１５１はその全てが水中にあるが、例えば水上からバケットを水中に吊り下ろし、ワイヤによりバケットの開閉を行うことで、水底上に対象物を配置するクレーンは、その一部が水上に配置されている水中作業用装置１５１の一例である。制御ユニット１５２は、例えば作業船６の居住区６１内に配置されている。
【００７８】
位置方位姿勢計測システム１６は、人工衛星から送信される航法信号を受信する３つのＧＮＳＳアンテナ、すなわち、ＧＮＳＳアンテナ１６１Ａ、１６１Ｂ及び１６１Ｃ（以下、ＧＮＳＳアンテナ１６１Ａ、１６１Ｂ及び１６１Ｃを「ＧＮＳＳアンテナ１６１」と総称する）と、ＧＮＳＳアンテナ１６１の各々が受信する航法信号に基づきＧＮＳＳアンテナ１６１の各々の位置を演算する演算ユニット１６２を備える。
【００７９】
ＧＮＳＳアンテナ１６１の各々は、例えばトランスデューサ１２１とフレーム等の剛体で連結されており、ＧＮＳＳアンテナ１６１の各々とトランスデューサ１２１との相対位置関係は既知で変化しない。演算ユニット１６２は、演算したＧＮＳＳアンテナ１６１の各々の位置に基づき、トランスデューサ１２１の位置、方位及び姿勢を演算により特定する。
【００８０】
演算ユニット１６２は、例えば作業船６の居住区６１内に配置されている。ＧＮＳＳアンテナ１６１と演算ユニット１６２は、図示せぬ通信ケーブルにより接続されている。
【００８１】
慣性航法装置１７は、位置の初期値を取得する取得手段と、方位及び姿勢を計測する方位姿勢計測手段（例えば、方位を計測するジャイロコンパス、姿勢を計測する３軸ジャイロセンサ及び３軸加速度センサ等）と、方位姿勢計測手段により計測される方位及び姿勢の経時変化に基づき、初期値として取得した位置からの自装置の移動方向及び移動距離を演算し、自装置の現在の位置を特定する演算手段とを備える。慣性航法装置１７は水中ユニット１０の既知の位置に配置されている。
【００８２】
端末装置１８は、コンピュータと、コンピュータに接続された表示装置（液晶ディスプレイ等）及び操作装置（キーボード、マウス等）を備える。端末装置１８は、例えば作業船６の居住区６１内に配置されている。
【００８３】
端末装置１８のコンピュータには、３次元ソナーシステム１１の演算ユニット１１２、音響測位システム１２の演算ユニット１２３、ウィンチシステム１３の制御ユニット１３３、方向調整システム１４の制御ユニット１４２、位置方位姿勢計測システム１６の演算ユニット１６２、慣性航法装置１７が接続されている。なお、端末装置１８と慣性航法装置１７は、複合ケーブル１３６に含まれる通信ケーブルを介して接続されている。
【００８４】
図２は、端末装置１８の機能的構成を示したブロック図である。すなわち、端末装置１８が備えるコンピュータのプロセッサが、プログラムに従うデータ処理を実行することにより、端末装置１８が図２に示す構成を備える装置として動作する。以下に、端末装置１８が備える機能的構成を説明する。
【００８５】
３次元形状データ取得部１８１は、３次元ソナーシステム１１の演算ユニット１１２から、対象物５の３次元形状を表す３次元形状データを取得する。
【００８６】
水中ユニット位置データ取得部１８２は、音響測位システム１２の演算ユニット１２３から、トランスデューサ１２１の位置を基準とする水中ユニット１０の相対的な位置を示す水中ユニット位置データを取得する。
【００８７】
位置方位姿勢データ取得部１８３は、位置方位姿勢計測システム１６の演算ユニット１６２から、トランスデューサ１２１の３次元位置（例えば、緯度、経度、高さ）、方位及び姿勢を示す位置方位姿勢データを取得する。
【００８８】
水中ユニット位置特定部１８４は、水中ユニット位置データ取得部１８２が取得する水中ユニット位置データが示すトランスデューサ１２１の位置を基準とする水中ユニット１０の相対的な位置と、位置方位姿勢データ取得部１８３が取得する位置方位姿勢データが示すトランスデューサ１２１の位置、方位及び姿勢に基づき、水中ユニット１０の３次元位置（例えば、緯度、経度、高さ）を特定する。水中ユニット位置特定部１８４は、特定した水中ユニット１０の３次元位置（例えば、緯度、経度、高さ）を示す水中ユニット位置データを慣性航法装置１７に出力する。
【００８９】
画像生成部１８６は、３次元形状データ取得部１８１が取得する３次元形状データと、水中ユニットデータ取得部１８５が取得する水中ユニットデータを用いて、対象物５の現在の３次元形状と、送受波ユニット１１１の現在の３次元位置（例えば、緯度、経度、高さ）、方位及び姿勢（俯角又は仰角）を表示する画面（以下、「モニタリング画面」という）の画像を生成する。
【００９０】
表示部１８７は、画像生成部１８６が生成する画像を表示する。図３は、表示部１８７が表示するモニタリング画面を模式的に示した図である。モニタリング画面の領域Ａ１には、対象物５の現在の３次元形状が画像により表示される。モニタリング画面の領域Ａ２には、送受波ユニット１１１の現在の、例えば経度、緯度、高さ、方位及び俯角が文字で表示される。なお、送受波ユニット１１１の現在の位置等が、文字に加えて、もしくは代えて、画像により表示されてもよい。
【００９１】
モニタリング画面の領域Ａ３には、ウィンチ１３２に対する作業者の指示を受け付ける仮想的な操作子が表示される。例えば、作業者が領域Ａ３の上矢印ボタンを押下すると、制御ユニット１３３からウィンチ１３２に吊り索１３１を巻き上げる指示が行われる。ウィンチ１３２はその指示に従い、吊り索１３１を所定の速度で巻き上げる。その結果、送受波ユニット１１１の水中における高さが上昇する。
【００９２】
また、作業者が領域Ａ３の下矢印ボタンを押下すると、制御ユニット１３３からウィンチ１３２に吊り索１３１を繰り出す指示が行われる。ウィンチ１３２はその指示に従い、吊り索１３１を所定の速度で繰り出す。その結果、送受波ユニット１１１の水中における高さが下降する。
【００９３】
モニタリング画面の領域Ａ４には、雲台１４１に対する作業者の指示を受け付ける仮想的な操作子が表示される。例えば、作業者が領域Ａ４の左側のスライドバーを右又は左にスライドさせると、制御ユニット１４２から雲台１４１に送受波ユニット１１１を右又は左にパン（鉛直軸周りに回転）させる指示が行われる。雲台１４１はその指示に従い、送受波ユニット１１１を右又は左にパンさせる。
【００９４】
また、作業者が領域Ａ４の右側のスライドバーを上又は下にスライドさせると、制御ユニット１４２から雲台１４１に送受波ユニット１１１を上又は下にチルト（水平軸周りに回転）させる指示が行われる。雲台１４１はその指示に従い、送受波ユニット１１１を上又は下にチルトさせる。
【００９５】
図２を参照し、端末装置１８の機能的構成の説明を続ける。操作受付部１８８は、モニタリング画面の領域Ａ３又はＡ４の操作子に対し作業者が行う操作を受け付ける。操作受付部１８８は、受け付けた操作のうち、領域Ａ３の操作子に対し行われた操作に応じた指示を示す指示データをウィンチシステム１３の制御ユニット１３３に出力する。また、操作受付部１８８は、受け付けた操作のうち、領域Ａ４の操作子に対し行われた操作に応じた指示を示す指示データを方向調整システム１４の制御ユニット１４２に出力する。
【００９６】
図４は、作業支援システム１を用いて作業の支援が行われる場合の作業支援システム１の動作を示したフロー図である。まず、作業支援システム１は、３次元ソナーシステム１１により計測領域内の物体の３次元形状を継続的に計測する（ステップＳ１０１）。
【００９７】
作業支援システム１は、ステップＳ１０１と並行して、音響測位システム１２によりトランスデューサ１２１の位置を基準とする水中ユニット１０の相対位置を継続的に計測する（ステップＳ１０２）。また、作業支援システム１は、ステップＳ１０２と並行して、位置方位姿勢計測システム１６によりトランスデューサ１２１の位置、方位及び姿勢を継続的に計測する（ステップＳ１０３）。
【００９８】
作業支援システム１は、端末装置１８により、ステップＳ１０２において計測した水中ユニット１０の相対位置と、ステップＳ１０３において計測したトランスデューサ１２１の位置、方位及び姿勢に基づき、水中ユニット１０の位置を継続的に特定する（ステップＳ１０４）。
【００９９】
続いて、作業支援システム１は、慣性航法装置１７により、ステップＳ１０４において特定した水中ユニット１０の位置に基づき、水中ユニット１０の位置、方位、姿勢を継続的に特定する（ステップＳ１０５）。
【０１００】
なお、ステップＳ１０５が繰り返し実行される時間間隔は、ステップＳ１０２、Ｓ１０３及びＳ１０４が繰り返し実行される時間間隔より短い。すなわち、慣性航法装置１７により特定される水中ユニット１０の位置は、音響測位システム１２と位置方位姿勢計測システム１６により特定される水中ユニット１０の位置よりも短い時間間隔で更新されるため、現時点の水中ユニット１０の実際の位置により近い位置である。
【０１０１】
続いて、作業支援システム１は、ステップＳ１０１において計測した３次元形状と、ステップＳ１０５において特定した水中ユニット１０（すなわち、送受波ユニット１１１）の位置、方位及び姿勢を継続的にモニタリング画面に表示する（ステップＳ１０６）。
【０１０２】
継続的に繰り返されるステップＳ１０１乃至Ｓ１０６の処理と並行して、作業者はモニタリング画面に対し吊り索１３１の繰り出しの開始を指示する操作を行う。作業支援システム１は、作業者の操作に応じて、ウィンチシステム１３により吊り索１３１の繰り出しを開始する（ステップＳ２０１）。
【０１０３】
作業者は、モニタリング画面に表示される水中ユニット１０の高さ（深さ）が作業領域の高さ（深さ）に達したことを確認すると、モニタリング画面に対し吊り索１３１の繰り出しの停止を指示する操作を行う。作業支援システム１は、作業者の操作に応じて、ウィンチシステム１３による吊り索１３１の繰り出しを停止する（ステップＳ２０２）。
【０１０４】
続いて、作業者は、モニタリング画面に表示される３次元形状の画像の概ね中央に対象物５の形状が位置するように、モニタリング画面に対し送受波ユニット１１１の方向の変更を指示する操作を行う。作業支援システム１は、作業者の操作に応じて、方向調整システム１４により送受波ユニット１１１の方向を変更する（ステップＳ２０３）。
【０１０５】
続いて、作業者は、モニタリング画面に表示される３次元形状の画像、すなわち、水中作業用装置１５１と対象物５の３次元形状の画像を見ながら、水中作業システム１５の制御ユニット１５２に対し、水中作業用装置１５１に対する作業を指示する操作を行う。制御ユニット１５２は水中作業用装置１５１に対し作業者の操作に応じた指示を行い、水中作業用装置１５１はその指示に従い対象物５に対する作業を行う（ステップＳ２０４）。
【０１０６】
上述した作業支援システム１によれば、作業者は高い精度でリアルタイムに計測される対象物５と水中作業用装置１５１の３次元形状を確認しながら水中作業用装置１５１に対し適切な指示を行うことで、対象物５に対する作業を効率的に進めることができる。
【０１０７】
［変形例］
上述の実施形態は様々に変形され得る。以下に、それらの変形の例を示す。なお、以下に示す２以上の変形例が適宜組み合わされてもよい。
【０１０８】
（１）端末装置１８が、作業により形状が変化する対象物５の目標とする出来形の３次元形状を表すデータを記憶し、モニタリング画面において、３次元ソナーシステム１１により計測される対象物５の３次元形状と、対象物５の目標とする出来形とを表す画像を表示する構成が採用されてもよい。
【０１０９】
図５は、作業者が、目標とする対象物５の出来形と対象物５の現在の３次元形状を確認しながら、対象物５に対する水中作業用装置１５１を用いた作業を行う様子を例示した図である。
【０１１０】
図５に示す作業は、バックホー１５１１（水中作業用装置１５１の一例）により、水底３（対象物５の一例）を設定された目標地盤面となるように掘削等を行う作業である。この作業に用いられる作業支援システム１において、モニタリング画面の領域Ａ１（図５（ｂ））には、現状の水底３の地盤面を示す３次元形状と、目標の水底３の地盤面（出来形）を示す３次元形状が、例えば異なる色で表示される。
【０１１１】
作業者は、モニタリング画面に表示される現状の水底３の地盤高を示す３次元形状の色が、目標の水底３の地盤高を示す３次元形状の色に変化するまで、バックホー１５１１に対し作業の指示を与え、水底３の掘削を行う。
【０１１２】
（２）水中作業用装置１５１又は対象物５が吊り索により水中に吊り下ろされる場合、モニタリング画面に表示される３次元形状の画像を確認しながら、水中作業用装置１５１又は対象物５の位置調整が行われてもよい。
【０１１３】
図６は、作業者が、吊り索により水中に吊り下ろされる対象物をモニタリング画面で確認しながら、対象物の位置を調整する作業の様子を例示した図である。
【０１１４】
図６に示す作業は、例えば作業船６に搭載されたクレーン１５１２（水中作業用装置１５１の一例）の吊り索により水中に吊り下ろしたブロック５３（対象物５の一例）を水底３上の目標位置Ｐに据え付ける作業である。この作業に用いられる作業支援システム１において、モニタリング画面の領域Ａ１（図６（ｂ））には、現在のブロック５３の３次元形状と、目標位置Ｐとを表す画像が表示される。
【０１１５】
作業者は、モニタリング画面を見ながら、ブロック５３が目標位置Ｐの真上となるように、クレーン１５１２に対しブームの旋回角度や起伏角度の変更を指示する。
【０１１６】
ブロック５３が目標位置Ｐの真上となったことをモニタリング画面で確認したら、作業者はモニタリング画面を見ながら、ブロック５３を水底３まで下ろし、目標位置Ｐに設置されたことを確認する。
【０１１７】
（３）作業支援システム１は、送受波ユニット１１１の方向を変更する方向調整システム１４を必ずしも備えなくてもよい。例えば、送受波ユニット１１１により送受波される音波に指向性が無く、計測領域が全方向である場合、方向調整システム１４は不要である。
【０１１８】
（４）作業支援システム１が備える複合ケーブル１３６に代えて、互いに分離された通信ケーブルと送電ケーブルが用いられてもよい。また、複合ケーブル１３６（又は、複合ケーブル１３６に代えて用いられる互いに分離された通信ケーブル及び送電ケーブルの一方）が吊り索１３１を兼ねてもよい。また、送電ケーブルにより通信を行う電力線搬送通信が採用されてもよい。
【０１１９】
（５）作業支援システム１が作業船６と水中ユニット１０の各々に設置される音響モデムを備え、複合ケーブル１３６に含まれる通信ケーブルを用いた有線通信に代えて、音響モデムを用いた無線通信を行う構成が採用されてもよい。また、水中ユニットが蓄電池を備え、複合ケーブル１３６に含まれる送電ケーブルを介した電力供給が行われなくてもよい。音響モデムによる無線通信と、蓄電池による電力供給が行われる場合、作業支援システム１は複合ケーブル１３６及びウィンチ１３７を備えなくてもよい。
【０１２０】
（６）音響測位システム１２が備える装置の構成は、作業船６に配置されるトランスデューサ１２１と水中ユニット１０に配置されるトランスポンダ１２２の組み合わせに限られない。例えば、作業船６にトランスポンダ１２２が配置され、水中ユニット１０にトランスデューサ１２１が配置されてもよい。
【０１２１】
また、上述した実施形態において、トランスポンダ１２２は、演算ユニット１２３から音波の送波を指示するトリガ信号を受信する。これに代えて、例えばトランスデューサ１２１がトリガ信号を示す音波を送波し、トランスポンダ１２２が当該音波を受波してもよい。
【０１２２】
また、音響測位システム１２を構成する２以上の装置の１以上は、水中の既知の位置に設置されてもよい。例えば、水中ユニット１０にトランスデューサが配置され、水底３の３つの異なる既知の位置の各々にトランスポンダが配置されてもよい。音響測位システム１２を構成する互いに音波を送受波する装置の一方が水中ユニット１０に配置され、他方が水中ユニット１０の近くの水中の位置に配置される場合、それらの装置間の距離が短くなるため、計測に要する時間が短縮されると共に、計測結果の精度が向上する。
【０１２３】
また、トランスデューサ１２１と演算ユニット１２３が１つの筐体内に配置されてもよい。
【０１２４】
（７）作業支援システム１において、慣性航法装置１７に代えて、送受波ユニット１１１の方位及び姿勢を計測する方位姿勢計測手段を備えてもよい。
【０１２５】
作業支援システム１が慣性航法装置１７に代えて方位姿勢計測手段を備える場合、作業支援システム１の構成は図２に示したものとは異なるものとなる。具体的には、慣性航法装置１７が方位姿勢計測手段と置き換えられる。また、水中ユニット位置特定部１８４は水中ユニット１０の位置を示す水中ユニット位置データを水中ユニットデータ取得部１８５に出力し、方位姿勢計測手段は計測した送受波ユニット１１１の方位及び姿勢を示すデータを水中ユニットデータ取得部１８５に出力するように構成される。
【０１２６】
音響測位システム１２及び位置方位姿勢計測システム１６により特定される送受波ユニット１１１の位置が更新される時間間隔が十分に短ければ、慣性航法装置１７又は方位姿勢計測装置は不要である。
【０１２７】
また、作業支援システム１が音響測位システム１２を備えず、慣性航法装置１７のみによって送受波ユニット１１１の位置が特定されてもよい。
【０１２８】
（８）水中の既知の位置に、３次元ソナーシステム１１によって計測可能な形状に特徴のある物体（以下、「物体Ｏ」という）が存在する場合、作業支援システム１が送受波ユニット１１１の方位及び姿勢を計測する方位姿勢計測手段を備え、３次元ソナーシステム１１により計測される３次元形状における物体Ｏの位置と、方位姿勢計測手段により計測される方位及び姿勢に基づき、送受波ユニット１１１の位置が特定されてもよい。なお、物体Ｏは人工の構造物、自然物（例えば、特徴のある形状の自然物や凹凸を有する自然物）のいずれであってもよい。
【０１２９】
この変形例において、水中ユニット位置特定部１８４（位置特定手段の一例）は、３次元形状データ取得部１８１が演算ユニット１１２から取得した３次元形状データが表す３次元形状から、位置が既知の水中の物体Ｏを認識する。続いて、水中ユニット位置特定部１８４は、方位姿勢計測手段により計測された送受波ユニット１１１の方位及び姿勢を示す方位姿勢データを取得し、方位姿勢データが示す送受波ユニット１１１の方位及び姿勢と、物体Ｏの位置に基づき、水中ユニット１０の位置、すなわち送受波ユニット１１１の位置を特定する。
【０１３０】
なお、この変形例において、作業支援システム１は、送受波ユニット１１１の位置を計測するために音響測位システム１２及び慣性航法装置１７を備えなくてよい。
【０１３１】
（９）上述した実施形態において、トランスデューサ１２１の位置はトランスデューサ１２１に剛体により連結された３つのＧＮＳＳアンテナの位置に基づき特定される。トランスデューサ１２１の位置を特定するために用いられるＧＮＳＳアンテナの数は３つに限られず、４以上でもよい。
【０１３２】
また、トランスデューサ１２１の位置を特定するために、ＧＮＳＳと他のセンサの組み合わせが用いられてもよい。例えば、２つのＧＮＳＳアンテナとそれらのＧＮＳＳアンテナの位置を含む平面の傾きを計測する傾斜センサの組み合わせや、１つのＧＮＳＳアンテナとＧＮＳＳアンテナの方位及び姿勢を計測するジャイロコンパスの組み合わせ等が採用されてもよい。
【０１３３】
また、ＧＮＳＳアンテナやＧＮＳＳと組み合わされて用いられるセンサ（傾斜センサ等）の配置位置は、トランスデューサ１２１を作業船６の船体に取り付けるフレーム等に限られない。例えば、ＧＮＳＳアンテナ等が作業船６の船体内の既知の位置に配置されてもよい。すなわち、ＧＮＳＳアンテナ等の位置とトランスデューサ１２１の相対位置関係が既知であり変化しない限り、ＧＮＳＳアンテナ等はいずれの位置に配置されてもよい。
【０１３４】
（１０）上述した実施形態において、作業者が行うものとした動作の少なくとも一部が、装置により行われてもよい。例えば、画像認識機能を備える装置が、３次元ソナーシステム１１により計測された３次元形状を表す画像から対象物５を認識し、認識した対象物５の形状を目標の出来形に近づけたり、認識した対象物５の位置を目標位置に近づけたりするための指示を水中作業用装置１５１に与える構成が採用されてもよい。この場合、対象物５の３次元形状や送受波ユニット１１１の位置、方位及び姿勢等が表示される必要はない。
【０１３５】
（１１）上述した実施形態において、端末装置１８はコンピュータを備え、プロセッサがプログラムに従うデータ処理を実行することにより、図２に示した構成を備える装置が実現されるものとした。これに代えて、端末装置１８が、図２に示される構成を備える専用装置であってもよい。
【０１３６】
（１２）上述した実施形態において、水中ユニットの回転を防止するための振れ止め索の数は２本であるものとしたが、１本又は３本以上の振れ止め索が用いられてもよい。
【０１３７】
（１３）上述した実施形態において、水中作業用装置に指示を与える主体は作業者（人間）であることが想定されているが、水中作業用装置に指示を与える主体が人工知能等を備える装置であってもよい。水中作業用装置に指示を与える主体が装置である場合、３次元ソナーシステム１１により計測された対象物の３次元形状は必ずしも表示されなくてよい。
【０１３８】
（１４）上述した図５及び図６に例示の作業においてはいずれも、送受波ユニット１１１を含む水中ユニット１０は水底３より高い位置で吊り索１３１に吊られた状態で対象物５の３次元形状の計測を行う。これに代えて、送受波ユニット１１１が吊り索１３１から切り離され、水底３に安置された状態で対象物５の３次元形状の計測を行ってもよい。
【０１３９】
その場合、作業支援システムが、水中の送受波ユニット１１１を下方から支持する支持部材を備えてもよい。例えば、図７に示すように、作業支援システムが、吊り索１３１から切り離された水中ユニット１０を水中で下方から支持する脚８２（支持部材の一例）を備えてもよい。
【０１４０】
図７の構成によれば、水中ユニット１０が水底３より脚８２の高さに応じた高い位置に配置されるため、対象物５を斜め上から俯瞰した３次元形状が提供されることにより、水底３に安置された状態に比べ操作時に対象物等の位置関係が格段に把握しやすくなる。
【０１４１】
また、図８に示すように、作業支援システムが、脚８２に代えて、１又は複数の錘８３と、錘８３と水中ユニット１０を連結する係留索８４と、水中ユニット１０に取り付けられた浮体８１を備えてもよい。その場合、送受波ユニット１１１は水底３から係留索８４の長さに応じた高い位置に配置されるため、図７と同様に、対象物５を斜め上から俯瞰した３次元形状が提供される。
【０１４２】
また、図９に示すように、例えば脚８２が取り付けられた水中ユニット１０に連結されたブイ８５が水上に浮かんでもよい。この場合、ブイ８５と水中ユニット１０を連結する索が吊り索１３１であってもよい。例えば、予め水面から水底３までの深さを計測しておき、その深さに余裕分の長さを加えた吊り索１３１の位置にブイ８５を取り付けた後、吊り索１３１を繰り出し、脚８２が取り付けられた水中ユニット１０を水底３まで下ろす。その後、ブイ８５が水上に投下されると、図９の状態となる。図９の例によれば、作業者はブイ８５を目印として吊り索１３１を速やかに探し出し、これを巻き上げることで、水中の水中ユニット１０（及び脚８２）を容易に回収することができる。
【０１４３】
なお、図９の例において、作業支援システムが脚８２を備えなくてもよい。
【０１４４】
（１５）図１の例では、対象物５は水底３の上に配置されているが、対象物５は、例えば作業船等から水中に吊り下ろされ、水中を移動する物体であってもよい。
【０１４５】
（１６）図１の例では、対象物５の３次元形状の計測のために音波を送受波する送受波ユニット１１１を含む水中ユニット１０は、水面２に浮かぶ作業船６から水中に吊り下ろされる。水中ユニット１０は、例えば船舶以外の構造物から水中に吊り下ろされてもよい。例えば、陸上クレーン等の機械を使用して陸上から水中ユニット１０が水中に吊り下ろされてもよい。また、洋上発電施設、海底資源開発用施設、人工島、橋脚などの固定構造物から水中ユニット１０が水中に吊り下ろされてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１…作業支援システム、２…水面、３…水底、５…対象物、６…作業船、１０…水中ユニット、１１…３次元ソナーシステム、１２…音響測位システム、１３…ウィンチシステム、１４…方向調整システム、１５…水中作業システム、１６…位置方位姿勢計測システム、１７…慣性航法装置、１８…端末装置、５３…ブロック、６１…居住区、８１…浮体、８２…脚、８３…錘、８４…係留索、８５…ブイ、１１１…送受波ユニット、１１２…演算ユニット、１２１…トランスデューサ、１２２…トランスポンダ、１２３…演算ユニット、１３１…吊り索、１３２…ウィンチ、１３３…制御ユニット、１３４…振れ止め索、１３５…ウィンチ、１３６…複合ケーブル、１３７…ウィンチ、１４１…雲台、１４２…制御ユニット、１５１…水中作業用装置、１５２…制御ユニット、１６１…ＧＮＳＳアンテナ、１６２…演算ユニット、１８１…３次元形状データ取得部、１８２…水中ユニット位置データ取得部、１８３…位置方位姿勢データ取得部、１８４…水中ユニット位置特定部、１８５…水中ユニットデータ取得部、１８６…画像生成部、１８７…表示部、１８８…操作受付部、１５１１…バックホー、１５１２…クレーン。
【図１】
2019196624.tif 000003
【図２】
2019196624.tif 000004
【図３】
2019196624.tif 000005
【図４】
2019196624.tif 000006
【図５】
2019196624.tif 000007
【図６】
2019196624.tif 000008
【図７】
2019196624.tif 000009
【図８】
2019196624.tif 000010
【図９】
2019196624.tif 000011