(57)【要約】【課題】  単胴船底部中央に測深機器を設置可能として船の揺れによる影響を小さくし、併せて音響ビデオカメラなどの他の観測機器も搭載して、より広範な観測を可能とする。【解決手段】  湖沼等の水中や海中の探査用の観測機器類を平底単胴船２に搭載することで構成する。船体両側部には、アウトリガー５を、取り外し、長さ・角度変更可能に設ける。  前記単胴船２の船首側先端には、観測機器のセンサ類に、水面上に浮遊するゴミや、海藻類などの障害物が引っ掛からないようにするためのガード部材６、６を突設する。  そして船体には、船体長手方向中心軸に沿って、センサ装着用開口部７を設け、船底下部近傍に測深機９のソナーヘッド９ｈ、音響ビデオカメラ１２の音響ビーム送受信ユニット１２Ｕを設置する一方、観測ボックス８上には、陸上計測用レーザ計測器１３を設ける。【選択図】              図１
2007101512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
淡水域、海域における測深、水中、海中探査を行うための観測機器類を搭載する船を船底略平坦な単胴船とし、前記観測機器類のうち、少なくとも測深機器を、前記単胴船の長手方向中心軸上にある船底下部近傍に設置すると共に、音響ビデオカメラ他、陸上計測用レーザ計測器を搭載する構成としたことを特徴とする淡水域並びに海域の探査装置。
【請求項２】
前記単胴船の船体側部にアウトリガーを配設する構成としたことを特徴とする請求項１記載の淡水域並びに海域の探査装置。
【請求項３】
前記音響ビデオカメラを単胴船進行方向に向かって所定の俯角をもって設置する構成としたことを特徴とする請求項１記載の淡水域並びに海域の探査装置。
【請求項４】
前記単胴船の船首に、船底より下方にセンサーガードを設けたことを特徴とする請求項１ないし３記載のうち、いずれか１記載の淡水域並びに海域の探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湖沼等の水中や海中の探査用の観測機器類を単胴船に搭載し、単胴船底部中央に測深機器を設置可能として船の揺れによる影響を小さくし、併せて音響ビデオカメラなどの他の観測機器も搭載して、より広範な観測を可能とした淡水域並びに海域の探査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、湖沼等の水中や海中の探査用として、作業船等に観測機器類を搭載し、リアルタイムで観測データを取得して、種々のデータ処理を行い、画像表示して、湖底、海底の状況を把握し、工事等の測量データとして、各種調査用のデータとして供するシステムが提案されている。
前記データの処理システムとしては、図示は省略するが、例えば、測深機、ＧＰＳシステム、補正データ計測用として、船舶方向検出用のヘディングセンサ、音速度補正用音速度計、船舶揺動検出用のモーションセンサで構成したものが挙げられる。そして、これら機器類から取得されたデータをデータ収録システムに送出し、統合的な収録処理を行っている。
【０００３】
以上のような観測機器類は、これまでは通常の作業船、ボートに積み込んで観測を行ってきたが、このようなボートでは、揺れの影響が大きく、正確な観測が困難である。
そこで例えば
【特許文献１】特開２００２−２４０７８１号公報で示されるような双胴船に搭載し、観測を行うことが提案されている。このような双胴船に観測機器類を搭載することによって、安定性が増し、測定データの補正も容易となり、より正確な観測ができるとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような双胴船に観測機器類を搭載するにしても、二つの船体を連結する横部材に載置した中央台座上に搭載することになり、観測機器類が限られてしまい、他の機種を搭載するには、スペース的に困難である。
また、測深機のソナーヘッドはソナーヘッドからのビームの出射が船底によって妨げられないようにするために、ある程度水中下方に突出させて設置する必要があり、このために、水深の浅い領域の観測には不向きであった。
さらには、中央台座上で、機器類が剥き出しであり、荒天時や、雨天時に問題があり、特にデータ収録システム等は搭載することはできず、陸上のコントロールセンタ等にデータ収録システムを設置してデータを送信するようにしている。
本発明は、このような課題を改善するために提案されたものであって、湖沼等の水中や海中の探査用の観測機器類を単胴船に搭載し、単胴船底部中央に測深機器を設置可能として、水深の浅い領域においても観測可能とすると共に、船の揺れによる影響を小さくし、併せて音響ビデオカメラなどの他の観測機器も搭載して、より広範な観測を可能とした淡水域並びに海域の探査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、請求項１において、淡水域、海域における測深、水中、海中探査を行うための観測機器類を搭載する船を船底略平坦な単胴船とし、前記観測機器類のうち、少なくとも測深機器を、前記単胴船の長手方向中心軸上にある船底下部近傍に設置すると共に、音響ビデオカメラ他、陸上計測用レーザ計測器を搭載する構成とした淡水域並びに海域の探査装置を提案する。
また本発明では、請求項２において、前記単胴船の船体側部にアウトリガーを配設する構成とした淡水域並びに海域の探査装置を提案する。
また本発明では、請求項３において、前記音響ビデオカメラを単胴船進行方向に向かって所定の俯角をもって設置する構成とした淡水域並びに海域の探査装置を提案する。
さらに本発明では、請求項４において、前記単胴船の船首に、船底より下方にセンサーガードを設けた淡水域並びに海域の探査装置を提案する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、単胴船の長手方向中心軸上にある船底下部近傍に測深機器を設置することで揺れによる影響を小さくすることができ、水深の浅い領域でも観測可能となり、併せて音響ビデオカメラなどの他の観測機器も搭載して、より広範な観測を可能となる。
【０００７】
請求項１によれば、単胴船であっても、測深機器は、単胴船の長手方向中心軸上にある船底下部近傍に設置可能であるので、揺れによる影響を小さくすることができる。
【０００８】
請求項２によれば、単胴船の船体側部にアウトリガーを配設する構成としたので、特にローリングに対して強くなり、安定性が向上する。
【０００９】
請求項３によれば、船体進行中に、進行方向先にある水中、海中の観測対象物を前もって把握することができ、観測データ取得に有用である。
【００１０】
請求項４によれば、船体進行中に、水面に漂流する漂流物や浮遊生物等を押しのけて、船底近傍に設置した測深機による観測の妨げとならないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明にかかる淡水域並びに海域の探査装置につき、一つの実施の形態を挙げ、添付の図面に基づいて説明する。
図１に示す淡水域並びに海域の探査装置１は、湖沼等の水中や海中の探査用の観測機器類（後述）を単胴船２に搭載することで構成している。
【００１２】
前記単胴船２は、全長が略６００ｃｍ、全幅が略２００ｃｍ、深さが３５ｃｍの、船底が平坦ないわゆる平底船であり、前部船体２ａと後部船体２ｂとで連結して組み立て分解可能に構成しており、素材として例えばウレタンをグラスファイバーで被覆したものを用いている。
また前記単胴船２の船首側は、船体長手方向先端が三角形状に突出しており、船尾には、船外機エンジン３を配備している。
さらに前記単胴船２の船体両側部には、対称的にアウトリガー固定用ポール４を４本設けており、これらアウトリガー固定用ポール４にそれぞれアウトリガー５を、船体幅方向に突出させて、取り外し、長さ・角度変更可能に設けている。  また、前記単胴船２の船首側先端には、船底に配備される後述する観測機器のセンサ類に、水面上に浮遊するゴミや、水面まで繁茂する海藻類などの障害物が引っ掛からないようにするためのガード部材６、６を船底より下方に突設している。
そして船体には、後述する観測機器類を搭載するために、後部船体２ｂ側の中央には、船体長手方向中心軸に沿って、センサ装着用開口部７を設け、前部船体２ａ側には、各種観測機器のセンサ類から送出されるデータを受信して、所定の信号処理してリアルタイムにモニタリングする受信処理機器（図示省略）を設置する観測ボックス８を設けている。なお、この観測ボックス８は、船体表面から略７０ｃｍの高さで、天井と船体進行方向前方と、両側面とを適宜な防水壁で囲うことができる。
【００１３】
ここで、前記単胴船２に搭載する観測機器類について概略説明する。
観測機器類は、取得した観測データを、種々のデータ処理して、リアルタイムで画像表示して、湖底、海底の状況を把握できるようにした周知の観測システムを構成するものであり、この観測機器としては、測深機９、ＧＰＳシステムを構成するＧＰＳアンテナ１０、補正データ計測用として、船舶方向検出用のヘディングセンサ１１、音速度補正用音速度計（図示省略）、船舶揺動検出用のモーションセンサ（図示省略）が挙げられる。
この他、観測機器類として、音響ビデオカメラ１２やレーザ計測器１３を搭載することができる。そして、これら機器類から取得されたデータを観測ボックス８に配備したデータ受信処理機器（図示要略）や、地上の管理センタ等に送出し、統合的な収録処理を行うようにしている。
【００１４】
以上のような観測システムに観測機器類において、船体のうち、後部船体２ｂ側の中央のセンサ装着用開口部７には、前記測深機９におけるソナーヘッド９ｈ、および音響ビデオカメラ１２における音響ビーム送受信ユニット１２Ｕが設置される。この際、前記センサ装着用開口部７は、船体における測深機９におけるソナーヘッド９ｈが後部船体２ｂの船体長手方向中心軸Ｏに沿って、方形状に船底まで開口形成している。
【００１５】
前記測深機９におけるソナーヘッド９ｈは、前記ビーム放射面を船底から下方に突出させて、且つ前記中心軸Ｏ回りに３２°程傾斜状態で傾斜固定用アタッチメント１４に取り付けている。この傾斜固定用アタッチメント１４は、頂部にＧＰＳアンテナ１０を取り付けたポール１５下端側に固定している。なお、このポール１５は、前記センサ装着用開口部７後方に隣接して、船体に垂直状に立設し、下端側を船底まで貫通させている。
【００１６】
また、前記音響ビーム送受信ユニット１２Ｕは、ビーム放射面を、船体進行方向略４５°俯角をもって装着している。
【００１７】
また、この他、補正データを計測するための手段の一つとして、前記船体上面の前記ポール１５を立設した箇所には、船舶方向検出用のヘディングセンサ１１を装着している。このヘディングセンサ１１としては、例えば磁気コンパスジャイロに比較して高精度な光ファイバジャイロを用いることができる。
【００１８】
さらに、船体の船体の動揺から来る音響ビームの出射位置の補正値を計測するための手段の一つとして、モーションセンサを配置することができる。
そして、例えば、船体の適宜な箇所には、音速度補正用音速度計が配備され、観測ボックス８に配備したデータ受信処理機器に送出する構成である。
【００１９】
そして、前記船体の前部船体２ａ側の観測ボックス８上の進行方向前方側には、レーザ計測器１３を設けて、水上に露出する陸上構造部等の計測を行うようにしている。
【００２０】
以上のような構成の単胴船２において、単胴船２の船体側部には、対称的に設けたアウトリガー固定用ポール４にそれぞれアウトリガー５を、船体幅方向に突出させると共に、取り外し、長さ・角度変更可能に設けているので、単胴船２であっても、特にローリングに対して強くなり、安定性が向上する。
なお、この単胴船２は、前部船体２ａと後部船体２ｂとで連結して組み立て分解可能に構成しているので、観測現場まで前部船体２ａと後部船体２ｂとに分割して搬送することができ、また現場で容易に組み立てて観測機器類を搭載して探査作業に取りかかることができる。
【００２１】
そして、単胴船２の船体の素材として、ウレタンをグラスファイバーで被覆したものを用いているため、全長が略６００ｃｍ、全幅が略２００ｃｍ、深さが３５ｃｍの、船底が平坦ないわゆる平底船であっても、浮力は充分に確保することができ、しかも、重量物である観測機器類のうち、後部船体２ｂ側の中央のセンサ装着用開口部７に設けられる測深機９におけるソナーヘッド９ｈや、音響ビデオカメラ１２における音響ビーム送受信ユニット１２Ｕは、船底下面近傍に突出させて設けているので、船体の安定性を損ねるようなことはない。
また、船体の深さが３５ｃｍ程であり、上述のように測深機９におけるソナーヘッド９ｈや、音響ビデオカメラ１２における音響ビーム送受信ユニット１２Ｕは、船底下面近傍に設けているので、例えば、水深が浅く、通常の測量船では座礁の危険性があるようなところでも、探査が可能となる。
また、特に湖沼や海域で、水面近くまで水草、海草等が繁茂しているような場合、さらには、水面等に漂うゴミ等の浮遊物、浮遊生物があっても、船体船首に設けたガード部材６、６によって、前記測深機９におけるソナーヘッド９ｈや、音響ビデオカメラ１２における音響ビーム送受信ユニット１２Ｕに引っかからないように押しのけることができ、測量の妨げとなるようなことはない。
【００２２】
また、前記測深機９におけるソナーヘッド９ｈを、センサ装着用開口部７の、船体長手方向中心軸Ｏの位置において、ビーム放射面を船底から下方に突出させて、且つ前記中心軸Ｏ回りに３２°程傾斜状態で、ポール１５下端側の傾斜固定用アタッチメント１４に取り付けているので、これまでのように船底から所定間隔下方にソナーヘッドを配置するよりも、船体の揺れ、特にローリングによる影響を最小限に抑えることができる（図３参照）。
また、船底が平坦であるので、前記中心軸Ｏ回りに３２°程傾斜状態で取り付けても、所定範囲の音響ビーム照射が、船底によって妨げられことはない。
【００２３】
次に、以上のような単胴船２に搭載する観測システムを用いてなされる探査について概略説明する。
前記観測システムによる探査は周知の手順によってなされ、詳細には説明しないが、測深機９による水中の探査が可能なことは勿論、音響ビデオカメラ１２を搭載したことにより、測深機９に先立って、例えば水中の観測対象物を把握することができるので、リアルタイムでより広範囲、且つ高精度な探査が可能である。しかも、船体の前部船体２ａ側の観測ボックス８上の進行方向前方側に設けたレーザ計測器１３によって、水上に露出する陸上構造部等の計測を行うことができるので、単胴船２を航行させながら、水中部と陸上部とを同時に、且つ連続的に測量することができる。
【００２４】
前記測深機９による測量手順を説明すれば、人工衛星からの電波をＧＰＳアンテナ１０で受けて、観測ボックス８に配備したデータ受信処理機器に送出して位置情報を取得し、その位置のリアルタイムの三次元座標を得る一方、前記測深機９におけるソナーヘッド９ｈから水中に所定範囲に広がる音響ビームを出射し、反射してくる時間を計測して、その水面下の深さを測定し、その際、ポール１５に隣接して配置したモーションセンサにより、前記ＧＰＳアンテナ１０や測深機９による測量時の船体のピッチングやローリングなどの動揺を検出し、データ受信処理機器に送出して、音速度補正用音速度計からのデータとも併せて測深値の補正データを取得することができる。
なお、前記モーションセンサは、前記中心軸Ｏ上にポール１５に隣接して配置したことにより、船体のローリングの影響を最小限とすることができ、高精度な測深に寄与することができる。
【００２５】
次に、前記音響ビデオカメラ１２の音響ビーム送受信ユニット１２Ｕは、船体進行方向略４５°俯角をもって装着しているので、測深機９に先立って、例えば水中の観測対象物を把握することができ、リアルタイムで広範囲な水中の三次元の画像データを取得することができる。従って、この水中の三次元の画像データによる画像で確認しながら、測深を進めることができるので、何か、海底の障害物や、特に測定したい箇所だけを観測することもできるなどよりきめ細かな観測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる探査装置を構成する単胴船の、模式的な全体平面図である。
【図２】図１に示す単胴船の側面図である。
【図３】本発明にかかる探査装置を構成する単胴船における測深機に対する揺れ（ローリング）の影響を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２７】
１                      探査装置
２                      単胴船
２ａ                    前部船体
２ｂ                    後部船体
３                      船外機エンジン
４                      アウトリガー固定用ポール
５                      アウトリガー
６                      ガード部材
７                      センサ装着用開口部
８                      観測ボックス
９                      測深機
９ｈ                    ソナーヘッド
１０                    ＧＰＳアンテナ
１１                    ヘディングセンサ
１２                    音響ビデオカメラ
１２Ｕ                  音響ビーム送受信ユニット
１３                    レーザ計測器
１４                    傾斜固定用アタッチメント
１５                    ポール
【図１】
2007101512.tif 000003
【図２】
2007101512.tif 000004
【図３】
2007101512.tif 000005