JPH11231039A - マルチユーザ水中位置出し装置 - Google Patents
マルチユーザ水中位置出し装置Info
- Publication number
- JPH11231039A JPH11231039A JP4469798A JP4469798A JPH11231039A JP H11231039 A JPH11231039 A JP H11231039A JP 4469798 A JP4469798 A JP 4469798A JP 4469798 A JP4469798 A JP 4469798A JP H11231039 A JPH11231039 A JP H11231039A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- underwater
- positioning
- transmitters
- fixed
- transmitter
- Prior art date
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- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水中移動体の位置出しにおいて位置出し移動
体の数の制約及び移動体相互における位置出し時刻の制
約をなくする。 【解決手段】 水中の異なる３箇所に周波数の異なる発
信器を設けパルス状の超音波を同時に送波することを繰
り返させ、移動体の位置出し受信器は３箇所からの超音
波を受け２箇所からの信号を１組とし、組み合わせの異
なる２組のそれぞれについて、時間差計測器12、13 によ
って受信時間差を計測し双曲線関数器14、15で各時間差
に対応する距離差一定の双曲線をそれぞれ求め、交点位
置出し器16で両双曲線の交点を求め移動体の位置として
出力する。
体の数の制約及び移動体相互における位置出し時刻の制
約をなくする。 【解決手段】 水中の異なる３箇所に周波数の異なる発
信器を設けパルス状の超音波を同時に送波することを繰
り返させ、移動体の位置出し受信器は３箇所からの超音
波を受け２箇所からの信号を１組とし、組み合わせの異
なる２組のそれぞれについて、時間差計測器12、13 によ
って受信時間差を計測し双曲線関数器14、15で各時間差
に対応する距離差一定の双曲線をそれぞれ求め、交点位
置出し器16で両双曲線の交点を求め移動体の位置として
出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイバーの位置
や、水中ロボットの位置計測等に用いられる水中位置出
し装置の技術分野に属する。
や、水中ロボットの位置計測等に用いられる水中位置出
し装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水中位置出し装置は、水中の異な
る２箇所の既知の位置に固定設置された２台の固定水中
トランスポンダと、水中移動体に設ける移動局とからな
り、移動局から超音波パルス信号を発し、それをトラン
スポンダが受けてトランスポンダから折り返し応答送信
し、この信号を移動局が受信し、自己の送信から該受信
までの伝搬時間を計測することにより、２台の各トラン
スポンダから水中移動体までの距離を算出することによ
り、平面上において２点からの距離が分かれば位置が定
まるという幾何学上の原理から自己の位置を算出してい
た。
る２箇所の既知の位置に固定設置された２台の固定水中
トランスポンダと、水中移動体に設ける移動局とからな
り、移動局から超音波パルス信号を発し、それをトラン
スポンダが受けてトランスポンダから折り返し応答送信
し、この信号を移動局が受信し、自己の送信から該受信
までの伝搬時間を計測することにより、２台の各トラン
スポンダから水中移動体までの距離を算出することによ
り、平面上において２点からの距離が分かれば位置が定
まるという幾何学上の原理から自己の位置を算出してい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、複数の移動局が時間を接して発した場合、ト
ランスポンダからの応答送信がどの移動局からの信号に
よるものか不明となり、トランスポンダからの正しい距
離を知ることができなくなるので時間を接して複数の移
動局の位置を求めることができないという問題がある。
従来の技術でこのような問題を回避するためには移動局
１局毎に２台１組のトランスポンダを設け、且つ各組毎
に異なる周波数で動作させなければならないという経済
的な問題およびトランスポンダ設置上の問題がある。
技術では、複数の移動局が時間を接して発した場合、ト
ランスポンダからの応答送信がどの移動局からの信号に
よるものか不明となり、トランスポンダからの正しい距
離を知ることができなくなるので時間を接して複数の移
動局の位置を求めることができないという問題がある。
従来の技術でこのような問題を回避するためには移動局
１局毎に２台１組のトランスポンダを設け、且つ各組毎
に異なる周波数で動作させなければならないという経済
的な問題およびトランスポンダ設置上の問題がある。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み
て、水中固定局は３局或いは４局とし、ここから局毎に
周波数の異なる超音波信号を同時に送信することを周期
的に繰り返えすだけで、水中の複数の移動局が自己の位
置を何時でも算出できるマルチユーザ水中位置出し装置
を提供することにある。
て、水中固定局は３局或いは４局とし、ここから局毎に
周波数の異なる超音波信号を同時に送信することを周期
的に繰り返えすだけで、水中の複数の移動局が自己の位
置を何時でも算出できるマルチユーザ水中位置出し装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。即ち、第１の構
成は、下記の各構成を有することを特徴とするマルチユ
ーザ水中位置出し装置である。 （イ） 水中の異なる３箇所の既知の位置に固定設置さ
れ、異なる周波数の超音波信号を水中へ同時に送波する
ことを周期的に繰り返す３個の固定水中発信器 （ロ） 水中で前記３個の固定水中発信器からの信号を
受信し、２つの固定水中発信器からの受信信号を１組と
し、組み合わせの異なる２組のそれぞれについて、その
組における受信時間差から、前記３箇所を含む平面上で
その組の受信信号の固定水中発信器の位置を焦点とする
双曲線群の中から自己の存在する位置点を含む双曲線を
求め、求められた２つの双曲線の交点を自己の位置とし
て算出する位置出し受信器これは、２次元平面における
位置出し装置である。
達成するために次の手段構成を有する。即ち、第１の構
成は、下記の各構成を有することを特徴とするマルチユ
ーザ水中位置出し装置である。 （イ） 水中の異なる３箇所の既知の位置に固定設置さ
れ、異なる周波数の超音波信号を水中へ同時に送波する
ことを周期的に繰り返す３個の固定水中発信器 （ロ） 水中で前記３個の固定水中発信器からの信号を
受信し、２つの固定水中発信器からの受信信号を１組と
し、組み合わせの異なる２組のそれぞれについて、その
組における受信時間差から、前記３箇所を含む平面上で
その組の受信信号の固定水中発信器の位置を焦点とする
双曲線群の中から自己の存在する位置点を含む双曲線を
求め、求められた２つの双曲線の交点を自己の位置とし
て算出する位置出し受信器これは、２次元平面における
位置出し装置である。
【０００６】次に、第２の構成は、下記の各構成を有す
ることを特徴とするマルチユーザ水中位置出し装置であ
る。 （イ） 水中の異なる４箇所の既知の位置に固定設置さ
れ、異なる周波数の超音波信号を水中へ同時に送波する
ことを周期的に繰り返す４個の固定水中発信器 （ロ） 水中で前記４個の固定水中発信器からの信号を
受信し、２つの固定水中発信器からの受信信号を１組と
し、組み合わせの異なる３組のそれぞれについて、その
組における受信時間差からその組の受信信号の固定水中
発信器の位置を焦点とする双曲面群の中から自己の存在
する位置点を含む双曲面を求め、求められた３つの双曲
面の交点を自己の位置として算出する位置出し受信器こ
れは、３次元空間における位置出し装置である。
ることを特徴とするマルチユーザ水中位置出し装置であ
る。 （イ） 水中の異なる４箇所の既知の位置に固定設置さ
れ、異なる周波数の超音波信号を水中へ同時に送波する
ことを周期的に繰り返す４個の固定水中発信器 （ロ） 水中で前記４個の固定水中発信器からの信号を
受信し、２つの固定水中発信器からの受信信号を１組と
し、組み合わせの異なる３組のそれぞれについて、その
組における受信時間差からその組の受信信号の固定水中
発信器の位置を焦点とする双曲面群の中から自己の存在
する位置点を含む双曲面を求め、求められた３つの双曲
面の交点を自己の位置として算出する位置出し受信器こ
れは、３次元空間における位置出し装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の構成は、平面上に
おいて、２点からの距離の差が一定になるような位置点
の連鎖は双曲線を形成するという幾何学上の原理を用い
るものであり、２点からの距離が分かれば位置が定まる
という従来技術の原理とは異なる。第１の構成では固定
水中発信器を水中の位置が知れている３箇所に設け、そ
れぞれ異なる周波数のパルス状の超音波を同時に送波す
る。周波数を異ならせているのはどの位置からの信号で
あるかを識別可能にするためである。
おいて、２点からの距離の差が一定になるような位置点
の連鎖は双曲線を形成するという幾何学上の原理を用い
るものであり、２点からの距離が分かれば位置が定まる
という従来技術の原理とは異なる。第１の構成では固定
水中発信器を水中の位置が知れている３箇所に設け、そ
れぞれ異なる周波数のパルス状の超音波を同時に送波す
る。周波数を異ならせているのはどの位置からの信号で
あるかを識別可能にするためである。
【０００８】ところで、図１に示すように、平面上の或
る２点Ｆ、Ｆ′からの距離の差が同じである点を連鎖し
ていくと双曲線を形成する。前記２点Ｆ、Ｆ′を焦点と
呼ぶ。そして、その距離差の値に応じて焦点を同じくす
る双曲線は無限に存在する。従って、位置が不明でも２
点からの距離の差が分かればその差に対応する双曲線上
にあるということになる。しかしこれだけではまだ線上
にあるというだけで位置は特定されないが、別の２点か
らの距離の差が分かれば、その２点を焦点とする別の双
曲線上にもあることになる。異なる２つの双曲線上にあ
るということは、取りも直さず２つの双曲線の交点であ
るということになる。
る２点Ｆ、Ｆ′からの距離の差が同じである点を連鎖し
ていくと双曲線を形成する。前記２点Ｆ、Ｆ′を焦点と
呼ぶ。そして、その距離差の値に応じて焦点を同じくす
る双曲線は無限に存在する。従って、位置が不明でも２
点からの距離の差が分かればその差に対応する双曲線上
にあるということになる。しかしこれだけではまだ線上
にあるというだけで位置は特定されないが、別の２点か
らの距離の差が分かれば、その２点を焦点とする別の双
曲線上にもあることになる。異なる２つの双曲線上にあ
るということは、取りも直さず２つの双曲線の交点であ
るということになる。
【０００９】そこで、ダイバーや水中ロボット等の水中
移動体に取り付ける位置出し受信器は、３箇所の固定水
中発信器からの信号を受信し、２箇所からの受信信号を
１組として、組み合わせの異なる２組について、受信時
間差を求める。送信は同時に行われているから受信時間
差は２箇所からの距離の差に相当する距離の伝搬時間と
いうことになる。距離と伝搬時間は比例するから、受信
時間差を求めることにより２箇所からの距離の差を求め
ることができる。これにより、当該２箇所の地点を焦点
とする双曲線群のうち当該距離差に対応する双曲線が求
められることになる。もう１組についても同様にして双
曲線が求められ、２つの双曲線の交点を求めることによ
り位置出し受信器すなわち移動体の平面上の位置が知れ
ることになる。
移動体に取り付ける位置出し受信器は、３箇所の固定水
中発信器からの信号を受信し、２箇所からの受信信号を
１組として、組み合わせの異なる２組について、受信時
間差を求める。送信は同時に行われているから受信時間
差は２箇所からの距離の差に相当する距離の伝搬時間と
いうことになる。距離と伝搬時間は比例するから、受信
時間差を求めることにより２箇所からの距離の差を求め
ることができる。これにより、当該２箇所の地点を焦点
とする双曲線群のうち当該距離差に対応する双曲線が求
められることになる。もう１組についても同様にして双
曲線が求められ、２つの双曲線の交点を求めることによ
り位置出し受信器すなわち移動体の平面上の位置が知れ
ることになる。
【００１０】第２の構成のものは、固定水中発信器をも
う１箇所増やすとともに、位置出し受信器の方も受信時
間差を計測する受信信号の組み合わせをもう１組増や
し、組み合わせの異なる３組について受信時間差を計測
する。ところで、３次元の空間における或る２点からの
距離の差が同じである位置点を網羅すると双曲面を形成
する。これは、図１の双曲線を焦点Ｆ、Ｆ′を通る直線
を軸として回転したとき形成される２次曲面である。そ
して、距離差の値に応じて無限の双曲面が存在する。従
って、位置出し受信器では、３つの受信時間差から自己
がその上に存在する３つの双曲面を求めることになる。
３つの双曲面上に存在する位置とは取りも直さず３双曲
面の交点ということになるので、位置出し受信器では求
めた３つの双曲面の交点を求める。２つの面の交わると
ころは線となり、この線ともう１つの面と交わるところ
は点となるから、３面の交点は容易に求められる。
う１箇所増やすとともに、位置出し受信器の方も受信時
間差を計測する受信信号の組み合わせをもう１組増や
し、組み合わせの異なる３組について受信時間差を計測
する。ところで、３次元の空間における或る２点からの
距離の差が同じである位置点を網羅すると双曲面を形成
する。これは、図１の双曲線を焦点Ｆ、Ｆ′を通る直線
を軸として回転したとき形成される２次曲面である。そ
して、距離差の値に応じて無限の双曲面が存在する。従
って、位置出し受信器では、３つの受信時間差から自己
がその上に存在する３つの双曲面を求めることになる。
３つの双曲面上に存在する位置とは取りも直さず３双曲
面の交点ということになるので、位置出し受信器では求
めた３つの双曲面の交点を求める。２つの面の交わると
ころは線となり、この線ともう１つの面と交わるところ
は点となるから、３面の交点は容易に求められる。
【００１１】以上のように本発明の水中位置出し装置で
は、３箇所あるいは４箇所の固定位置から、独自に即ち
移動体からの送信を受けずに信号を送出し、移動体側の
位置出し受信器はこの信号を受けるだけで位置を求める
ことができるので、固定水中発信器の数を増やすことな
く多数の移動体がいつでも自己の位置出しをすることが
できることになる。
は、３箇所あるいは４箇所の固定位置から、独自に即ち
移動体からの送信を受けずに信号を送出し、移動体側の
位置出し受信器はこの信号を受けるだけで位置を求める
ことができるので、固定水中発信器の数を増やすことな
く多数の移動体がいつでも自己の位置出しをすることが
できることになる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明のマルチユーザ水中位置出し装
置の実施例を図面を参照して説明する。図２は、第１の
構成の固定水中発信器の構成を示すブロック図である。
１，２，３はそれぞれ異なった場所に固定設置される固
定水中発信器（以下単に発信器と呼ぶことにする）であ
る。発信器１は送波器４、送信器５、パルス発生器６お
よびタイミング発生器７を有する。発信器２、３もタイ
ミング発生器を有しない点を除いては発信器１と同じで
ある。タイミング発生器７は一定周期のトリガーパルス
を発生し各パルス発生器６へ出力する。発信器２、３へ
はケーブル８を通して送る。こうして３つの発信器１、
２、３が同時に送波するよう同期がとられる。各パルス
発生器６ではトリガーパルスが入力されると予め設定さ
れた時間幅のパルス信号を発生し送信器５へ送る。送信
器５ではこのパルス幅の時間だけ超音波周波信号を発生
し送波器４へ送る。送波器４はこの信号を超音波に変換
して水中へ送波する。この場合、各発信器の送波周波数
は発信器１がｆ1 、発信器２がｆ2 、発信器３がｆ3 と
いうように、周波数を違えてある。これは、受信側の方
で受信した場合、どの箇所の発信器からの信号かを識別
できるようにするためである。
置の実施例を図面を参照して説明する。図２は、第１の
構成の固定水中発信器の構成を示すブロック図である。
１，２，３はそれぞれ異なった場所に固定設置される固
定水中発信器（以下単に発信器と呼ぶことにする）であ
る。発信器１は送波器４、送信器５、パルス発生器６お
よびタイミング発生器７を有する。発信器２、３もタイ
ミング発生器を有しない点を除いては発信器１と同じで
ある。タイミング発生器７は一定周期のトリガーパルス
を発生し各パルス発生器６へ出力する。発信器２、３へ
はケーブル８を通して送る。こうして３つの発信器１、
２、３が同時に送波するよう同期がとられる。各パルス
発生器６ではトリガーパルスが入力されると予め設定さ
れた時間幅のパルス信号を発生し送信器５へ送る。送信
器５ではこのパルス幅の時間だけ超音波周波信号を発生
し送波器４へ送る。送波器４はこの信号を超音波に変換
して水中へ送波する。この場合、各発信器の送波周波数
は発信器１がｆ1 、発信器２がｆ2 、発信器３がｆ3 と
いうように、周波数を違えてある。これは、受信側の方
で受信した場合、どの箇所の発信器からの信号かを識別
できるようにするためである。
【００１３】図３は、水中移動体に取り付けられる位置
出し受信器９の構成を示すブロック図である。受波器１
０は、発信器１、２、３の送波した周波数がそれぞれｆ
1、ｆ2、ｆ3 の超音波を受波し、電気信号に変換して周波
数弁別受信器１１へ送る。ここでは周波数が弁別され
て、各周波数毎に増幅検波される。そして、周波数ｆ1
に対応する検波信号Ｓ1 と周波数ｆ2 に対応する検波信
号Ｓ2 は時間差計測器１２へ送られ受信時間差ｔ1 が計
測される。この時間差ｔ1 は、図４において発信器１か
ら位置出し受信器９までの距離ｄ1 と、同じく発信器２
からの距離ｄ2 との差ｄ2−ｄ1 に対応する時間という
ことになる。従って、この時間差を用いて、発信器１の
位置と発信器２の位置を焦点とする距離差ｄ2 −ｄ1 の
双曲線を求めることができる。双曲線関数器１４はこの
双曲線を求める。
出し受信器９の構成を示すブロック図である。受波器１
０は、発信器１、２、３の送波した周波数がそれぞれｆ
1、ｆ2、ｆ3 の超音波を受波し、電気信号に変換して周波
数弁別受信器１１へ送る。ここでは周波数が弁別され
て、各周波数毎に増幅検波される。そして、周波数ｆ1
に対応する検波信号Ｓ1 と周波数ｆ2 に対応する検波信
号Ｓ2 は時間差計測器１２へ送られ受信時間差ｔ1 が計
測される。この時間差ｔ1 は、図４において発信器１か
ら位置出し受信器９までの距離ｄ1 と、同じく発信器２
からの距離ｄ2 との差ｄ2−ｄ1 に対応する時間という
ことになる。従って、この時間差を用いて、発信器１の
位置と発信器２の位置を焦点とする距離差ｄ2 −ｄ1 の
双曲線を求めることができる。双曲線関数器１４はこの
双曲線を求める。
【００１４】同様にして、周波数ｆ2 に対応する検波信
号Ｓ2 と周波数ｆ3 に対応する検波信号Ｓ3 が時間差検
出器１３へ送られ時間差ｔ2 が計測され、双曲線関数器
１５はこの時間差ｔ2 から、図４における距離ｄ2 とｄ
3 の差を求め、発信器２の位置と発信器３の位置を焦点
とする距離差ｄ3 −ｄ2 の双曲線を求める。こうして得
られた双曲線を表わす信号は交点位置出し器１６へ送ら
れ両双曲線の交点を算出する。この交点位置が位置出し
受信器９の位置即ち移動体の位置ということになる。
号Ｓ2 と周波数ｆ3 に対応する検波信号Ｓ3 が時間差検
出器１３へ送られ時間差ｔ2 が計測され、双曲線関数器
１５はこの時間差ｔ2 から、図４における距離ｄ2 とｄ
3 の差を求め、発信器２の位置と発信器３の位置を焦点
とする距離差ｄ3 −ｄ2 の双曲線を求める。こうして得
られた双曲線を表わす信号は交点位置出し器１６へ送ら
れ両双曲線の交点を算出する。この交点位置が位置出し
受信器９の位置即ち移動体の位置ということになる。
【００１５】図５に、２つの双曲線の交錯の例を示す。
１、２、３は固定水中発信器である。双曲線は曲線が２
つ現れるが、距離差のプラス・マイナスによっていずれ
かを用いることになる。また焦点を結ぶ軸に関して対称
な曲線であるため交点は２箇所に現れるが、これは予め
軸のどちら側にあって用いるかを予め定めておけばよ
い。
１、２、３は固定水中発信器である。双曲線は曲線が２
つ現れるが、距離差のプラス・マイナスによっていずれ
かを用いることになる。また焦点を結ぶ軸に関して対称
な曲線であるため交点は２箇所に現れるが、これは予め
軸のどちら側にあって用いるかを予め定めておけばよ
い。
【００１６】図６は、３次元的位置出しをするために、
固定水中発信器（以下単に発信器と呼ぶことにする）を
４箇所に設けた場合のブロック図である。発信器２１の
構成および動作は図２の発信器１の構成および動作と同
じであるし、発信器２２、２３、２４の構成および動作
は図２の発信器２、３の構成および動作と同じである。
各発信器の周波数がｆ1、ｆ2、ｆ3、ｆ4 のように異なるこ
とも図２の場合と同じである。即ち、予め位置の決まっ
ている４箇所から同時に超音波パルスを周期的に送波す
る。
固定水中発信器（以下単に発信器と呼ぶことにする）を
４箇所に設けた場合のブロック図である。発信器２１の
構成および動作は図２の発信器１の構成および動作と同
じであるし、発信器２２、２３、２４の構成および動作
は図２の発信器２、３の構成および動作と同じである。
各発信器の周波数がｆ1、ｆ2、ｆ3、ｆ4 のように異なるこ
とも図２の場合と同じである。即ち、予め位置の決まっ
ている４箇所から同時に超音波パルスを周期的に送波す
る。
【００１７】図７は、水中移動体に取り付けられ、３次
元的に位置出しをする位置出し受信器２４の構成を示す
ブロック図である。受波器２５は４箇所の発信器からの
超音波を受波し、電気信号に変換して周波数弁別受信器
２６へ送る。ここでは周波数が弁別されて各周波数毎に
増幅検波される。そして周波数ｆ1 に対応する検波信号
Ｓ1 は時間差計測器２７へ送られる。同様にして、周波
数ｆ2 に対応する検波信号Ｓ2 は時間差計測器２７と同
２８へ送られる。周波数ｆ3 に対応する検波信号Ｓ3 は
時間差計測器２８と同２９へ送られる。周波数ｆ4 に対
応する検波信号Ｓ4 は時間差計測器２９へ送られる。
元的に位置出しをする位置出し受信器２４の構成を示す
ブロック図である。受波器２５は４箇所の発信器からの
超音波を受波し、電気信号に変換して周波数弁別受信器
２６へ送る。ここでは周波数が弁別されて各周波数毎に
増幅検波される。そして周波数ｆ1 に対応する検波信号
Ｓ1 は時間差計測器２７へ送られる。同様にして、周波
数ｆ2 に対応する検波信号Ｓ2 は時間差計測器２７と同
２８へ送られる。周波数ｆ3 に対応する検波信号Ｓ3 は
時間差計測器２８と同２９へ送られる。周波数ｆ4 に対
応する検波信号Ｓ4 は時間差計測器２９へ送られる。
【００１８】そして、時間差計測器２７はＳ1 とＳ2 の
時間差ｔ1 、同２８はＳ2 とｓ3 の時間差ｔ2 、同２９
はＳ3 とＳ4 の時間差ｔ3 を計測し、それぞれ双曲面関
数器３０、同３１、同３２へ送る。各双曲面関数器は時
間差をとった発信器の位置を焦点とする入力された時間
差に対応する距離差を有する双曲面を求める。これら双
曲面を表す信号は交点位置出し器３３へ送られ３面の交
点位置が求められこれが自己の存在する位置の情報とし
て出力される。双曲面も１つの距離差に対して２つ現れ
るが、距離差の極性によっていずれかに定まることおよ
び計算上交点が２箇所に現れても、それは各焦点を結ぶ
軸に対してどちら側の空間を用いるかを把握しておけ
ば、位置が特定されること平面位置出しの場合と同じで
ある。
時間差ｔ1 、同２８はＳ2 とｓ3 の時間差ｔ2 、同２９
はＳ3 とＳ4 の時間差ｔ3 を計測し、それぞれ双曲面関
数器３０、同３１、同３２へ送る。各双曲面関数器は時
間差をとった発信器の位置を焦点とする入力された時間
差に対応する距離差を有する双曲面を求める。これら双
曲面を表す信号は交点位置出し器３３へ送られ３面の交
点位置が求められこれが自己の存在する位置の情報とし
て出力される。双曲面も１つの距離差に対して２つ現れ
るが、距離差の極性によっていずれかに定まることおよ
び計算上交点が２箇所に現れても、それは各焦点を結ぶ
軸に対してどちら側の空間を用いるかを把握しておけ
ば、位置が特定されること平面位置出しの場合と同じで
ある。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
固定水中発信器として、従来のような移動体からの信号
を受けてこれに応答するように送信するトランスポンダ
ではなく、一方的に超音波パルスの送信を繰り返す発信
器とし、これを３箇所或いは４箇所に固定設置し、移動
体の位置出し受信器は送信することなく、固定水中発信
器からの信号を受信するだけで位置出しできるようにな
っているので、位置出し受信器（移動体）の数や位置出
し時刻に全く制限がないという利点があるうえ、位置出
し手法として双曲線或いは双曲面の交点を求める手段を
用いているので位置出しをする移動体が増加しても固定
水中発信器は３個又は４個でよいという利点がある。
固定水中発信器として、従来のような移動体からの信号
を受けてこれに応答するように送信するトランスポンダ
ではなく、一方的に超音波パルスの送信を繰り返す発信
器とし、これを３箇所或いは４箇所に固定設置し、移動
体の位置出し受信器は送信することなく、固定水中発信
器からの信号を受信するだけで位置出しできるようにな
っているので、位置出し受信器（移動体）の数や位置出
し時刻に全く制限がないという利点があるうえ、位置出
し手法として双曲線或いは双曲面の交点を求める手段を
用いているので位置出しをする移動体が増加しても固定
水中発信器は３個又は４個でよいという利点がある。
【図１】本発明の位置出し原理の双曲線説明図である。
【図２】本発明における平面位置出しのための固定水中
発信器の実施例の構成を示すブロック図である。
発信器の実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明における平面位置出しのための位置出し
受信器の実施例の構成を示すブロック図である。
受信器の実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明における平面位置出し全体説明図であ
る。
る。
【図５】２つの双曲線の交錯説明図である。
【図６】本発明における３次元位置出しのための固定水
中発信器の実施例の構成を示すブロック図である。
中発信器の実施例の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明における３次元位置出しのための位置出
し受信器の実施例の構成を示すブロック図である。
し受信器の実施例の構成を示すブロック図である。
１，２，３ 固定水中発信器 ４ 送波器 ５ 送信器 ６ パルス発生器 ７ タイミング発生器 ８ ケーブル ９ 位置出し受信器 １０ 受波器 １１ 周波数弁別受信器 １２，１３ 時間差計測器 １４，１５ 双曲線関数器 １６ 交点位置出し器 ２１〜２４ 固定水中発信器 ２５ 受波器 ２６ 周波数弁別受信器 ２７，２８，２９ 時間差計測器 ３０，３１，３２ 双曲面関数器
Claims (2)
- 【請求項１】 下記の各構成を有することを特徴とする
マルチユーザ水中位置出し装置。 （イ） 水中の異なる３箇所の既知の位置に固定設置さ
れ、異なる周波数の超音波信号を水中へ同時に送波する
ことを周期的に繰り返す３個の固定水中発信器 （ロ） 水中で前記３個の固定水中発信器からの信号を
受信し、２つの固定水中発信器からの受信信号を１組と
し、組み合わせの異なる２組のそれぞれについて、その
組における受信時間差から、前記３箇所を含む平面上で
その組の受信信号の固定水中発信器の位置を焦点とする
双曲線群の中から自己の存在する位置点を含む双曲線を
求め、求められた２つの双曲線の交点を自己の位置とし
て算出する位置出し受信器 - 【請求項２】 下記の各構成を有することを特徴とする
マルチユーザ水中位置出し装置。 （イ） 水中の異なる４箇所の既知の位置に固定設置さ
れ、異なる周波数の超音波信号を水中へ同時に送波する
ことを周期的に繰り返す４個の固定水中発信器 （ロ） 水中で前記４個の固定水中発信器からの信号を
受信し、２つの固定水中発信器からの受信信号を１組と
し、組み合わせの異なる３組のそれぞれについて、その
組における受信時間差からその組の受信信号の固定水中
発信器の位置を焦点とする双曲面群の中から自己の存在
する位置点を含む双曲面を求め、求められた３つの双曲
面の交点を自己の位置として算出する位置出し受信器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4469798A JPH11231039A (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | マルチユーザ水中位置出し装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4469798A JPH11231039A (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | マルチユーザ水中位置出し装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11231039A true JPH11231039A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12698620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4469798A Pending JPH11231039A (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | マルチユーザ水中位置出し装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11231039A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243446A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-28 | Minolta Co Ltd | 位置情報設定装置および環境情報獲得装置 |
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-
1998
- 1998-02-10 JP JP4469798A patent/JPH11231039A/ja active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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