特開 2023-69835 海底構造物検出システムおよび海底構造物検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023069835

(43)【公開日】2023-05-18

(54)【発明の名称】海底構造物検出システムおよび海底構造物検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01V 3/08 20060101AFI20230511BHJP

【ＦＩ】

G01V3/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021181995

(22)【出願日】2021-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100155608

【弁理士】

【氏名又は名称】大日方 崇

(72)【発明者】

【氏名】馬島 八世

【テーマコード（参考）】

2G105

【Ｆターム（参考）】

2G105AA01

2G105BB05

2G105DD02

2G105EE01

2G105FF13

2G105HH04

2G105KK06

(57)【要約】

【課題】海底構造物から発せられる磁気の大きさが小さいこと、および、海底構造物の周囲の磁気ノイズに起因して、海底構造物の検出が困難になることを抑制することが可能な海底構造物検出システムを提供する。
【解決手段】この海底構造物検出システム１００は、海底８１に設けられた海底構造物９０を検出する海底構造物検出システムであって、海底構造物９０に設けられた電線１と、一方の端子２ａが電線１と接続する電流源２と、海中の磁気に基づく磁気信号３０を出力する磁気センサ３と、電流源２によって電線１に電流が流れた状態において、電流に起因する磁気信号３０に基づいて海底構造物９０の有無を判別する判別部１０ａと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出システムであって、
前記海底構造物に設けられた電線と、
一方の端子が前記電線と接続する電流源と、
海中の磁気に基づく磁気信号を出力する磁気センサと、
前記電流源によって前記電線に電流が流れた状態において、電流に起因する前記磁気信号に基づいて前記海底構造物の有無を判別する判別部と、を備える、海底構造物検出システム。

【請求項2】

前記電流源は、前記電線に印加する電流を時間毎に変化させるように構成されており、
前記判別部は、電流に起因する前記磁気信号の変化に基づいて、前記海底構造物の有無を判別するように構成されている、請求項１に記載の海底構造物検出システム。

【請求項3】

前記電流源は、前記電線に対して交流電流を印加するように構成されており、
前記磁気センサは、前記電線から発せられる交流電流に起因する交流磁界を検知するように構成されている、請求項１または２に記載の海底構造物検出システム。

【請求項4】

前記判別部は、前記磁気センサが検知した前記交流磁界と、前記電流源から前記電線に対して印加される前記交流電流の周波数とに基づいて、前記交流磁界のうちの前記交流電流に起因する成分の信号である同期検波信号を取得するとともに、取得した前記同期検波信号に基づいて、前記海底構造物の有無を判別するように構成されている、請求項３に記載の海底構造物検出システム。

【請求項5】

前記電流源の他方の端子と接続され、海中に設けられる金属板をさらに備え、
前記電線のうち、前記電流源と接続されていない端部は、被覆が剥がされた状態で海中に設けられており、
海水を介して、前記電流源と接続されていない端部と前記金属板との間で電流が流れるように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【請求項6】

前記金属板は、前記電線とは異なる大きさのイオン化傾向を有する金属によって形成される、請求項５に記載の海底構造物検出システム。

【請求項7】

前記海底構造物は、海底に沿って延びる長尺物であり、
前記電線は、前記海底構造物が延びる方向に沿って、前記海底構造物の外表面において直線状に設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【請求項8】

前記海底構造物は、海底に沿って延びる長尺物であり、
前記電線は、前記海底構造物が延びる軸線周りの回転方向に巻き回すように、前記海底構造物の外表面に設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【請求項9】

前記磁気センサが設けられ、前記磁気センサを移動させる移動体をさらに備え、
前記磁気センサは、前記移動体によって移動されながら測定した前記磁気信号を出力するように構成されており、
前記判別部は、前記磁気センサが移動されながら測定した前記磁気信号に基づいて、前記海底構造物の配置状態を取得するように構成されている、請求項５または６に記載の海底構造物検出システム。

【請求項10】

前記海底構造物は、海底に設けられたパイプラインであり、
前記判別部は、前記パイプラインの有無を判別するように構成されている、請求項７～９のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【請求項11】

前記判別部は、前記磁気信号の大きさに基づいて、前記海底構造物の深さ位置を検知するように構成されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【請求項12】

海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出方法であって、
電流源の一方の端子と接続され、前記海底構造物に設けられた電線に対して電流を流すステップと、
前記電流源から前記電線に対して電流が流れた状態において、海中に設けられた磁気センサによって出力された、海中の磁気に基づく磁気信号を取得するステップと、
電流に起因する前記磁気信号に基づいて、前記海底構造物の有無を判別するステップと、を備える、海底構造物検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、海底構造物検出システムおよび海底構造物検出方法に関し、海底に沿って磁気センサを移動させながら海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出システム、および、海底構造物検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、海底に沿って磁気センサを移動させながら、海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出システム、および、海底構造物検出方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、海底に沿って移動しながら、海底に設けられた海底構造物を磁気を用いて検出する磁気探査装置（海底構造物検出システム）が開示されている。上記特許文献１に開示されている磁気探査装置は、磁気センサが上下２段以上に組み合わされた組センサを備えている。上記特許文献１に開示されている磁気探査装置は、組センサを少なくとも１対互いに同一平面上で平行に対向するように配置する。また、上記特許文献１に開示されている磁気探査装置は、調査船によって曳航されることによって海底に沿って移動しながら海底に埋設された海底パイプラインから発せられる磁気を検出することにより、海底パイプラインを検出するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６２－１４８８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示されている構成では、海底パイプライン（海底構造物）から発せられる磁気に基づいて、海底構造物の検出を行うため、海底構造物から発せられる磁気の大きさが小さい場合、海底構造物の検出が困難になるという不都合がある。また、上記特許文献１に開示されている構成では、海底構造物の周囲の磁気ノイズの大きさが大きい場合、海底構造物から発せられる磁気の大きさが相対的に小さくなるため、海底構造物の検出が困難になるという不都合がある。したがって、海底構造物から発せられる磁気の大きさが小さいこと、および、海底構造物の周囲の磁気ノイズに起因して、海底構造物の検出が困難になるという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、海底構造物から発せられる磁気の大きさが小さいこと、および、海底構造物の周囲の磁気ノイズに起因して、海底構造物の検出が困難になることを抑制することが可能な海底構造物検出システム、および、海底構造物検出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における海底構造物検出システムは、海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出システムであって、海底構造物に設けられた電線と、一方の端子が電線と接続する電流源と、海中の磁気に基づく磁気信号を出力する磁気センサと、電流源によって電線に電流が流れた状態において、電流に起因する磁気信号に基づいて海底構造物の有無を判別する判別部と、を備える。

【0008】

この発明の第２の局面における海底構造物検出方法は、海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出方法であって、電流源の一方の端子と接続され、海底構造物に設けられた電線に対して電流を流すステップと、電流源から電線に対して電流が流れた状態において、海中に設けられた磁気センサによって出力された、海中の磁気に基づく磁気信号を取得するステップと、電流に起因する磁気信号に基づいて、海底構造物の有無を判別するステップと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

上記第１の局面における海底構造物検出システム、および、上記第２の局面における海底構造物検出方法では、海底構造物に設けられた電線に対して電流を流し、電流に起因する磁気信号に基づいて、海底構造物の有無を判別する。したがって、電線に印加された電流に起因する比較的大きい磁気信号を用いて海底構造物の有無を判別するため、海底構造物から発せられる磁気に基づく磁気信号が小さい場合でも、海底構造物の有無を判別することができる。また、電線に印加する電流を大きくすることにより、電流に起因する磁気信号の大きさを海底構造物の周囲の磁気ノイズよりも大きくすることができる。これらの結果、海底構造物から発せられる磁気の大きさが小さいこと、および、海底構造物の周囲の磁気ノイズに起因して、海底構造物の検出が困難になることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態による海底構造物検出システムの全体構成を示した図である。

【図2】一実施形態による海底構造物検出システムの構成を示したブロック図である。

【図3】一実施形態による電線が海底構造物に設けられる位置を説明するための模式図である。

【図4】電線に交流電流を流したことにより生じる交流磁界を説明するための模式図である。

【図5】一実施形態による判別部が海底構造物の有無を判別する構成を説明するための機能ブロック図である。

【図6】一実施形態による判別部が、海底構造物の深さ位置を取得する構成を説明するための模式図である。

【図7】電流源が電線に交流電流を印加しない場合における磁気信号を説明するためのグラフである。

【図8】電流源が電線に交流電流を印加する場合における磁気信号を説明するためのグラフである。

【図9】一実施形態による参照波形生成部が生成する参照波形を説明するためのグラフである。

【図10】一実施形態による判別部が生成する同期検波信号を説明するためのグラフである。

【図11】一実施形態による判別部が、海底構造物の有無を判別する処理を説明するためのフローチャートである。

【図12】第１変形例による海底構造物検出システムの構成を示したブロック図である。

【図13】第１変形例による電流源が電線に直流電流を印加した際の磁気信号を説明するためのグラフである。

【図14】第２変形例による電線が海底構造物に設けられる位置を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0012】

図１～図１０を参照して、一実施形態による海底構造物検出システム１００の構成について説明する。

【0013】

（海底構造物検出装置の構成）
まず、図１を参照して、一実施形態による海底構造物検出システム１００の構成について説明する。

【0014】

海底構造物検出システム１００は、海底８１に設けられた海底構造物９０を検出する海底構造物検出システムである。海底構造物９０は、海底８１に沿って延びる長尺物である。具体的には、海底構造物９０は、海底８１に設けられたパイプラインである。すなわち、海底構造物検出システム１００は、海底８１に設けられたパイプラインを検出するように構成されている。パイプラインは、たとえば、錆びを防ぐための防食層（図示せず）が外表面９０ａ（図３参照）を覆うように設けられた鋼管を含む。防食層は、たとえば、ゴムやポリ塩化ビニルなどの絶縁体を含む。なお、パイプラインは、特許請求の範囲の「海底構造物」の一例である。

【0015】

図１に示すように、海底構造物検出システム１００は、電線１と、電流源２と、磁気センサ３と、コンピュータ４と、を備える。本実施形態では、海底構造物検出システム１００は、金属板５を備える。また、本実施形態では、海底構造物検出システム１００は、移動体６を備える。

【0016】

電線１は、海底構造物９０に設けられている。電線１は、電流を流す導体と、導体の外周を覆う絶縁被覆とによって形成される。電線１は、たとえば、ケーブル、絶縁電線、コードなどを含む。電線１が海底構造物９０に設けられる位置などについては、後述する。

【0017】

電流源２は、端子２ａおよび端子２ｂを備える。電流源２は、一方の端子２ａが電線１と接続する。電流源２は、電線１に対して電圧を印加することにより、破線矢印６０に示すように、電線１に電流を流すように構成されている。また、電流源２は、他方の端子２ｂが、金属板５と接続する。本実施形態では、電流源２は、電線１に印加する電流を時間毎に変化させるように構成されている。具体的には、電流源２は、電線１に対して交流電流を印加するように構成されている。電流源２は、たとえば、交流電源装置を含む。

【0018】

磁気センサ３は、海中の磁気を検知するように構成されている。また、磁気センサ３は、海中の磁気に基づく磁気信号３０（図２参照）を出力するように構成されている。磁気センサ３は、移動体６に設けられている。本実施形態では、磁気センサ３は、移動体６によって移動されながら測定した磁気信号３０を出力するように構成されている。磁気センサ３は、移動体６における上下方向と、上下方向と直交する平面内において互いに直交する２方向との磁気信号３０を出力するように構成されている。磁気センサ３は、たとえば、３軸の磁気計を含む。

【0019】

コンピュータ４は、電流源２を制御することにより、電線１に対して電流を流すように構成されている。また、コンピュータ４は、磁気センサ３から出力される磁気信号３０に基づいて、海底構造物９０の検出を行うように構成されている。また、コンピュータ４は、移動体６を移動させる制御を行うように構成されている。コンピュータ４が海底構造物９０の検出を行う構成の詳細については、後述する。

【0020】

金属板５は、電流源２の他方の端子２ｂと接続され、海中に設けられる。すなわち、金属板５は、海水８０と接触している。金属板５は、電線１とは異なる大きさのイオン化傾向を有する金属によって形成される。本実施形態では、金属板５は、イオン化傾向の大きさが銅以上の金属材料によって形成される。本実施形態では、金属板５は、たとえば、銅板である。

【0021】

移動体６は、磁気センサ３が設けられ、磁気センサ３を移動させるように構成されている。また、移動体６には、海中における移動体６の深さ情報を取得する深度計（図示せず）、および、移動体６から測定対象までの距離を取得する距離センサ（図示せず）が設けられている。移動体６は、海中を自律走行可能に構成されている。また、移動体６は、無人で海中を移動可能に構成されている。移動体６は、いわゆるＡＵＶ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ：自律型無人潜水機）である。移動体６の詳細な構成については、後述する。

【0022】

図１に示すように、電線１のうちの一部、電流源２、および、コンピュータ４は、陸上に設けられている。また、電線１のうちの大部分、金属板５、および、移動体６は、海中に設けられている。

【0023】

図２に示すように、コンピュータ４は、プロセッサ１０と、記憶部１１と、信号取得部１２と、報知部１３とを備える。コンピュータ４は、移動体６に設けた磁気センサ３から出力された磁気信号３０に基づいて、海底構造物９０の有無を判別する。また、コンピュータ４は、電流源２から電線１に対して電流を流す制御を行う。

【0024】

プロセッサ１０は、判別部１０ａおよび参照波形生成部１０ｂを機能ブロックとして備える。言い換えると、プロセッサ１０は、記憶部１１に記憶されたプロブラムを実行することにより、判別部１０ａおよび参照波形生成部１０ｂとして機能する。プロセッサ１０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、海底構造物９０の位置判定用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを含む。

【0025】

判別部１０ａは、電流源２によって電線１に電流が流れた状態において、電流に起因する磁気信号３０に基づいて海底構造物９０の有無を判別するように構成されている。本実施形態では、判別部１０ａは、電線１に電流を流す前の磁気信号３０と、電線１に電流を流した状態の磁気信号３１（図８参照）とにおける信号波形の変化に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するように構成されている。本実施形態では、判別部１０ａは、パイプラインの有無を判別するように構成されている。また、判別部１０ａは、磁気センサ３が移動されながら測定した磁気信号３０に基づいて、海底構造物９０の配置状態を取得するように構成されている。判別部１０ａが海底構造物９０の有無を判別する構成の詳細については、後述する。

【0026】

参照波形生成部１０ｂは、判別部１０ａが海底構造物９０の有無を判別する際に用いる参照波形２２（図４参照）を生成するように構成されている。

【0027】

記憶部１１は、周波数データ２０および基準波形２１を記憶する。また、記憶部１１は、プロセッサ１０が実行する各種プログラムを記憶する。記憶部１１は、不揮発性記憶装置を含む。不揮発性記憶装置は、たとえば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなどである。

【0028】

周波数データ２０は、電流源２から電線１に対して印加される交流電流の周波数である。基準波形２１は、海底構造物９０が敷設された際に、予め取得され、記憶部１１に記憶されている。基準波形２１は、移動体６を海底構造物９０から所定の距離で移動させながら、磁気センサ３によって出力された磁気信号３０の波形である。なお、基準波形２１は、海底構造物９０がある場合において、海底構造物９０の深さ位置５２（図６参照）の取得に用いられる。すなわち、基準波形２１は、海底構造物９０の有無の判別には用いられない。

【0029】

信号取得部１２は、移動体６に設けられた磁気センサ３から、磁気信号３０を取得するように構成されている。また、信号取得部１２は、取得した磁気信号３０を、プロセッサ１０に対して出力するように構成されている。信号取得部１２は、無線通信装置および入出力インタフェースを含む。

【0030】

報知部１３は、判別部１０ａの判別結果４０（図５参照）を報知するように構成されている。報知部１３は、たとえば液晶表示装置である。報知部１３は、エレクトロルミネッセンス表示装置、プロジェクタであってもよい。

【0031】

移動体６は、制御部６ａと、通信部６ｂと、推進機構６ｃとを含む。

【0032】

制御部６ａは、移動体６を制御するように構成されている。制御部６ａは、たとえば、ＣＰＵを含む。

【0033】

通信部６ｂは、制御部６ａの制御の下、コンピュータ４と通信するように構成されている。具体的には、通信部６ｂは、コンピュータ４から、移動体６を移動させる方向の情報を受信したり、コンピュータ４に対して、磁気センサ３が出力する磁気信号３０を送信したりするように構成されている。通信部６ｂは、たとえば、無線接続可能な送受信装置を含む。

【0034】

推進機構６ｃは、制御部６ａの制御の下、移動体６に対して推進力を与えるように構成されている。推進機構６ｃは、プロペラ（図示せず）と、プロペラを駆動する駆動源（図示せず）とを含む。推進機構６ｃは、プロペラを回転させることによって水をかき推進力を得る、いわゆるスクリュー構成であってもよいし、後方に高圧の水流を噴出することにより推進力を得る、いわゆるウォータージェット推進機構であってもよい。

【0035】

〈電線の配置〉
次に、図３を参照して、海底構造物９０に対する電線１の配置について説明する。なお、図３に示す例では、説明のため、電線１と海底構造物９０とが離間した状態で図示しているが、実際には、電線１は、海底構造物９０の外表面９０ａに接触した状態で設けられている。

【0036】

図３に示すように、電線１は、海底構造物９０の軸線９０ｂが延びる方向に沿って海底構造物９０の外表面９０ａに設けられている。具体的には、電線１は、海底構造物９０が延びる方向に沿って、海底構造物９０の外表面９０ａにおいて直線状に設けられている。また、電線１のうち、電流源２と接続されていない端部１ａは、絶縁被覆が剥がされた状態で海中に設けられている。すなわち、電線１のうち、電流源２と接続されていない端部１ａは、導体がむき出しとなり、導体が海水８０（図１参照）と接触した状態で、海中に設けられている。これにより、海水８０（図１参照）を介して、電流源２と接続されていない端部１ａと金属板５（図１参照）との間で電流が流れるように構成されている。

【0037】

なお、図１において、電線１と金属板５とによって電流が流れる状態をイメージしやすくするために破線矢印６０を図示しているが、実際には、電線１の端部１ａおよび金属板５によって、海水８０が電気分解されることにより、電線１に対して電流が流れる。すなわち、図１に示した破線矢印６０のように、電線１の端部１ａと、金属板５との間に、電流経路が形成されるわけではない。

【0038】

〈磁気センサが検知する交流磁界〉
次に、図４を参照して、磁気センサ３が検知する交流磁界３０ａについて説明する。図４は、海底構造物９０および電線１の断面図である。

【0039】

電線１に電流が流れると、電線１を中心として、磁界が生じる。具体的には、電線１を中心として、同心円状に磁界が生じる。本実施形態では、電線１に交流電流が流れるため、交流電流に起因して、交流磁界３０ａが生じる。本実施形態では、磁気センサ３（図１参照）は、電線１から発せられる交流電流に起因する交流磁界３０ａを検知するように構成されている。なお、電流源２は、交流磁界３０ａの大きさが、海底構造物９０から発せられる磁気の大きさよりも大きくなるように、電線１に対して電流を印加する。また、電流源２は、交流磁界３０ａの大きさが、海底構造物９０の周囲の磁気ノイズの大きさよりも大きくなるように、電線１に対して電流を印加する。

【0040】

〈海底構造物の検出〉
次に、図５を参照して、プロセッサ１０が海底構造物９０（図１参照）の有無を判別する構成について説明する。

【0041】

参照波形生成部１０ｂは、記憶部１１から、周波数データ２０を取得する。参照波形生成部１０ｂは、電流源２から電線１に対して印加される交流電流の周波数（周波数データ２０）に基づいて、参照波形２２を生成する。なお、周波数データ２０は、ユーザによって設定され得る。その場合、周波数データ２０は、海底構造物９０の周囲の交流磁界の周波数と異なる周波数に設定することが好ましい。また、電流源２が商用電源の場合、周波数データ２０は、５０Ｈｚ（ヘルツ）または６０Ｈｚであり得る。参照波形２２は、交流電流の周波数に基づいて生成される交流磁界の波形である。参照波形生成部１０ｂは、生成した参照波形２２を、判別部１０ａに対して出力する。

【0042】

判別部１０ａは、電流に起因する磁気信号３０の変化に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するように構成されている。具体的には、判別部１０ａは、磁気センサ３が検知した交流磁界３０ａと、参照波形２２とに基づいて、交流磁界３０ａのうちの交流電流に起因する成分の信号である同期検波信号３２（図１０参照）を取得する。判別部１０ａは、参照波形２２と磁気信号３０とを乗算するとともに、ローパスフィルタ処理を行うことにより、磁気信号３０に含まれる交流磁界３０ａの振幅に比例する直流成分を、同期検波信号３２として取得する。

【0043】

また、判別部１０ａは、取得した同期検波信号３２に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するように構成されている。また、判別部１０ａは、同期検波信号３２に基づいて海底構造物９０の有無を判別した判別結果４０を、報知部１３に対して出力する。本実施形態では、判別部１０ａは、海底構造物９０があると判定した場合には、海底構造物９０が検知された旨のメッセージを、報知部１３に対して出力する。また、判別部１０ａは、海底構造物９０がないと判定した場合には、海底構造物９０が検知されなかった旨のメッセージを、報知部１３に対して出力する。

【0044】

報知部１３は、判別部１０ａから入力された判別結果４０を表示する。

【0045】

〈海底構造物の深さ位置の検知〉
次に、図６を参照して、判別部１０ａ（図２参照）が海底構造物９０の深さ位置５２を取得する構成について説明する。本実施形態では、判別部１０ａは、磁気信号３０の大きさに基づいて、海底構造物９０の深さ位置５２を検知するように構成されている。具体的には、判別部１０ａは、基準波形２１と、磁気信号３０とを比較することにより、海底構造物９０と移動体６との間の距離５０を取得する。なお、基準波形２１は、海底構造物９０の敷設時における交流磁界３０ａの波形である。また、基準波形２１を取得する際には、移動体６に設けられた距離センサなどによって、移動体６と海底構造物９０との間の距離が取得され、基準波形２１とともに記憶部１１に記憶される。なお、基準波形２１は、移動体６と海底構造物９０との間の距離を変化させることにより、複数取得されてもよい。

【0046】

また、判別部１０ａは、移動体６に設けられた深度計に基づいて、海面８２から移動体６までの距離５１を取得する。そして、判別部１０ａは、海底構造物９０と移動体６との間の距離５０、および、海面８２から移動体６までの距離５１を加算することにより、海底構造物９０の深さ位置５２を取得する。すなわち、海底構造物９０の深さ位置５２とは、海面８２から海底構造物９０までの距離である。このように構成することにより、たとえば、海底８１の砂などによって海底構造物９０が埋没し、距離センサなどによって移動体６と海底構造物９０との間の距離５０が取得できない場合でも、海底構造物９０の深さ位置５２を取得することができる。

【0047】

〈各信号波形〉
次に、図７～図１０を参照して、磁気センサ３が検知する磁気信号３０、および、判別部１０ａが生成する同期検波信号３２について説明する。

【0048】

図７は、電流源２から電線１に対して交流電流が印加される前の磁気信号３０の波形を示すグラフ７０である。グラフ７０は、縦軸が全磁力であり、横軸が時間である。なお、全磁力とは、磁気センサ３によって取得される各軸方向の磁力を合成した磁力である。

【0049】

グラフ７０に示すように、磁気信号３０には、海底構造物９０（図１参照）から発せられる磁気成分および海底構造物９０の周囲の直流磁気成分を含む磁気成分３０ｂと、海底構造物９０の周囲の交流磁気成分３０ｃとを含む。すなわち、磁気センサ３（図１参照）は、電流源２（図１参照）によって電線１（図１参照）に電流を印加していない状態において、海底構造物９０から発せられる磁気、および、海底構造物９０の周囲の磁気による磁気成分を含む磁気信号３０を出力している。

【0050】

図８は、電流源２（図１参照）から電線１（図１参照）に対して交流電流を印加する場合の磁気信号３０の波形を示すグラフ７１である。グラフ７０は、縦軸が全磁力であり、横軸が時間である。図８に示す例では、時間６０において、電流源２から電線１に対して交流電流が印加されている。

【0051】

グラフ７１に示すように、電線１に交流電流が印加された後の磁気信号３１においても、海底構造物９０（図１参照）から発せられる磁気成分および海底構造物９０の周囲の直流磁気成分を含む磁気成分３０ｂを含む。また、電線１に交流電流が印加された後の磁気信号３１は、海底構造物９０の周囲の交流磁気成分と、交流電流に起因する交流磁界３０ａ（図４参照）とを含む交流磁気成分３０ｄを含む。すなわち、磁気センサ３は、交流電流が印加されることにより、交流電流に起因する磁気成分を含む磁気を検知する。したがって、磁気センサ３から出力される磁気信号３０が、磁気信号３１に変化する。

【0052】

図９は、参照波形２２を示すグラフ７２である。グラフ７２は、縦軸が全磁力であり、横軸が時間である。参照波形２２は、電流源２（図１参照）から電線１（図１参照）に対して印加される交流電流によって生成される交流磁界である。すなわち、参照波形２２は、電流源２から電線１に対して印加される交流電流の周波数データ２０（図２参照）によって、参照波形生成部１０ｂによって生成される磁気信号の波形である。

【0053】

図１０は、判別部１０ａ（図２参照）によって生成される同期検波信号３２を示すグラフ７３である。グラフ７３は、縦軸が全磁力であり、横軸が時間である。

【0054】

同期検波信号３２は、磁気信号３０（図２参照）において、交流電流に起因して生じる交流磁界３０ａ（図４参照）の磁気成分が含まれるか否かを示す信号である。同期検波信号３２は、交流電流に起因して生じる交流磁界３０ａの磁気成分が含まれる場合には、交流磁界３０ａの振幅に比例する直流成分の大きさの出力値が出力される。また、同期検波信号３２は、たとえば、交流電流に起因する磁気成分が含まれていない場合には「０（ゼロ）」となる。本実施形態では、時間６０（図８参照）において、電線１（図１参照）に対して交流電流が印加されるので、時間６０までは、同期検波信号３２の値が０（ゼロ）となる。また、時間６０より後では、同期検波信号３２は、交流磁界３０ａの振幅に比例する直流成分の大きさの出力値となる。

【0055】

〈海底構造物の検出処理〉
次に、図１１を参照して、海底構造物検出システム１００が、海底構造物９０を検出する処理について説明する。なお、図１１に示す処理は、海中に金属板５（図１参照）が配置された状態において行われる。

【0056】

ステップ１０１において、電流源２（図１参照）は、電流源２の一方の端子２ａ（図１参照）と接続され、海底構造物９０に設けられた電線１に対して電流を流す。なお、電流源２は、海底構造物９０の有無の判別を行う間中、電線１に対して電流を印加する。

【0057】

ステップ１０２において、信号取得部１２（図２参照）は、電流源２から電線１（図１参照）に対して電流が流れた状態において、海中に設けられた磁気センサ３（図１参照）によって出力された、海中の磁気に基づく磁気信号３０（図２参照）を取得する。

【0058】

ステップ１０３において、判別部１０ａ（図２参照）は、同期検波信号３２（図１０参照）を取得する。具体的には、判別部１０ａは、参照波形生成部１０ｂ（図２参照）によって生成された参照波形２２（図９参照）と、信号取得部１２によって取得された磁気信号３０とに基づいて、同期検波信号３２を生成する。

【0059】

ステップ１０４において、判別部１０ａは、海底構造物９０（図１参照）の有無を判別する。具体的には、判別部１０ａは、電流に起因する磁気信号３０に基づいて、海底構造物９０の有無を判別する。より具体的には、判別部１０ａは、同期検波信号３２（図１０参照）に基づいて、海底構造物９０の有無を判別する。判別部１０ａが、海底構造物９０があったと判別した場合、処理は、ステップ１０５へ進む。判別部１０ａが、海底構造物９０がなかったと判別した場合、処理は、ステップ１０８へ進む。

【0060】

ステップ１０５において、判別部１０ａは、海底構造物９０が検知された旨の判別結果４０（図２参照）を取得する。

【0061】

ステップ１０６において、判別部１０ａは、図６に示すように、海底構造物９０の深さ位置５２を取得する。

【0062】

ステップ１０７において、報知部１３（図２参照）は、海底構造物９０の深さ位置５２および海底構造物９０が検知された旨の判別結果４０を報知する。その後、処理は、終了する。

【0063】

また、ステップ１０４からステップ１０８へ処理が進んだ場合、ステップ１０８において、判別部１０ａは、海底構造物９０が検知されなかった旨の判別結果４０を取得する。

【0064】

ステップ１０９において、報知部１３は、海底構造物９０が検知されなかった旨の判別結果４０を報知する。その後、処理は、終了する。

【0065】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0066】

本実施形態では、上記のように、海底構造物検出システム１００は、海底８１に設けられた海底構造物９０を検出する海底構造物検出システムであって、海底構造物９０に設けられた電線１と、一方の端子２ａが電線１と接続する電流源２と、海中の磁気に基づく磁気信号３０を出力する磁気センサ３と、電流源２によって電線１に電流が流れた状態において、電流に起因する磁気信号３０に基づいて海底構造物９０の有無を判別する判別部１０ａと、を備える。

【0067】

これにより、判別部１０ａは、海底構造物９０に設けられた電線１に対して電流を流し、電線１に印加された電流に起因する比較的大きい磁気信号３０を用いて、海底構造物９０の有無を判別するので、海底構造物９０から発せられる磁気に基づく磁気信号が小さい場合でも、海底構造物９０の有無を判別することができる。また、電線１に印加する電流を大きくすることにより、電流に起因する磁気信号３０の大きさを海底構造物９０の周囲の磁気ノイズよりも大きくすることができる。これらの結果、海底構造物９０から発せられる磁気の大きさが小さいこと、および、海底構造物９０の周囲の磁気ノイズに起因して、海底構造物９０の検出が困難になることを抑制することができる。

【0068】

また、たとえば、錆を防ぐための防食層が設けられた海底構造物９０に対して電流を流すことにより生じる磁界を検出する構成の場合、海底構造物９０の防食層に剥がれなどがあると、防食層が剥がれた箇所から先には電流が流れなくなる。上記実施形態による海底構造物検出システム１００では、海底構造物９０に設けた電線１に対して電流を印加するため、海底構造物９０の防食層に剥がれが生じた場合でも、電線１から発せられる磁気によって、海底構造物９０の検出を行うことができる。

【0069】

また、本実施形態では、上記のように、海底構造物検出方法は、海底８１に設けられた海底構造物９０を検出する海底構造物検出方法であって、電流源２の一方の端子２ａと接続され、海底構造物９０に設けられた電線１に対して電流を流すステップと、電流源２から電線１に対して電流が流れた状態において、海中に設けられた磁気センサ３によって出力された、海中の磁気に基づく磁気信号３０を取得するステップと、電流に起因する磁気信号３０に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するステップと、を備える。

【0070】

これにより、上記海底構造物検出システム１００と同様に、海底構造物９０から発せられる磁気の大きさ、および、海底構造物９０の周囲の磁気ノイズに起因して、海底構造物９０の検出が困難になることを抑制することが可能な海底構造物検出方法を提供することができる。

【0071】

また、上記実施形態では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。

【0072】

すなわち、本実施形態では、上記のように、電流源２は、電線１に印加する電流を時間毎に変化させるように構成されており、判別部１０ａは、電流に起因する磁気信号３０の変化に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するように構成されている。これにより、判別部１０ａは、海底構造物９０から発せられる磁気、および、地磁気などに基づくノイズが磁気信号３０に含まれる場合でも、電流を時間毎に変化させることに起因して変化する磁気信号３０によって、海底構造物９０の有無を効果的に判別することができる。その結果、海底構造物９０から発せられる磁気、および、地磁気などのノイズによって、海底構造物９０の判別精度が低下することを抑制することができる。

【0073】

また、本実施形態では、上記のように、電流源２は、電線１に対して交流電流を印加するように構成されており、磁気センサ３は、電線１から発せられる交流電流に起因する交流磁界３０ａを検知するように構成されている。これにより、海底構造物９０から直流磁界が発せられている場合でも、磁気センサ３は、交流磁界３０ａに基づく磁気信号３０を出力することができる。その結果、判別部１０ａに出力する磁気信号３０において、海底構造物９０から発せられる直流磁界、および、地磁気などに基づくノイズの影響を低減させることができる。

【0074】

また、本実施形態では、上記のように、判別部１０ａは、磁気センサ３が検知した交流磁界３０ａと、電流源２から電線１に対して印加される交流電流の周波数（周波数データ２０）とに基づいて、交流磁界３０ａのうちの交流電流に起因する成分の信号である同期検波信号３２を取得するとともに、取得した同期検波信号３２に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するように構成されている。これにより、判別部１０ａは、同期検波信号３２を用いて海底構造物９０の有無を判別するため、海底構造物９０の判別精度が低下することをより一層抑制することができる。

【0075】

また、本実施形態では、上記のように、電流源２の他方の端子２ｂと接続され、海中に設けられる金属板５をさらに備え、電線１のうち、電流源２と接続されていない端部１ａは、被覆が剥がされた状態で海中に設けられており、海水８０を介して、電流源２と接続されていない端部１ａと金属板５との間で電流が流れるように構成されている。これにより、電線１をＵターンさせることにより、電流源２の一方の端子２ａと、他方の端子２ｂとに電線１を接続することなく、電線１に電流を流すことができる。その結果、電流源２の両方の端子に電線１を接続する構成と比較して、海底構造物９０に設ける電線１の長さを小さくすることができる。

【0076】

また、本実施形態では、上記のように、金属板５は、電線１とは異なる大きさのイオン化傾向を有する金属によって形成される。これにより、海水８０を介して、電流源２と接続されていない端部１ａと金属板５との間で、電流を容易に流すことができる。

【0077】

また、本実施形態では、上記のように、海底構造物９０は、海底８１に沿って延びる長尺物であり、電線１は、海底構造物９０が延びる方向に沿って、海底構造物９０の外表面９０ａにおいて直線状に設けられている。これにより、海底構造物９０の設ける電線１の長さを最小にすることができる。

【0078】

また、本実施形態では、上記のように、磁気センサ３が設けられ、磁気センサ３を移動させる移動体６をさらに備え、磁気センサ３は、移動体６によって移動されながら測定した磁気信号３０を出力するように構成されており、判別部１０ａは、磁気センサ３が移動されながら測定した磁気信号３０に基づいて、海底構造物９０の配置状態を取得するように構成されている。これにより、海底構造物９０から発せられる磁気が小さい場合であっても、海底構造物９０が海底８１のどのような位置でどのような方向に向けて延びるように配置されているかを表す、海底構造物９０の配置状態を容易に取得することができる。

【0079】

また、本実施形態では、上記のように、海底構造物９０は、海底８１に設けられたパイプラインであり、判別部１０ａは、パイプラインの有無を判別するように構成されている。これにより、パイプラインの有無の判別に適した海底構造物検出システム１００を提供することができる。

【0080】

また、本実施形態では、上記のように、判別部１０ａは、磁気信号３０の大きさに基づいて、海底構造物９０の深さ位置５２を検知するように構成されている。これにより、たとえば、海底構造物９０が海底８１の砂などに埋まり、目視できない場合でも、海底構造物９０の深さ位置５２を取得することが可能となるので、海底構造物９０の位置を精度よく取得することができる。

【0081】

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0082】

たとえば、上記実施形態では、海底構造物検出システム１００が、電線１に対して交流電流を印加する電流源２を備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１２に示す第１変形例のように、海底構造物検出システム２００は、電線１に対して直流電流を印加する電流源１４を備えていてもよい。

【0083】

海底構造物検出システム２００は、電流源２の代わりに電流源１４を備える点以外は、上記実施形態における海底構造物検出システム１００と同様の構成である。

【0084】

電流源１４は、電線１に対して、直流電流を印加するように構成されている。電流源１４は、たとえば、直流電源装置を含む。

【0085】

図１３に示すグラフ７４は、電流源１４によって電線１に対して直流電流が印加された後の磁気信号３０を示している。グラフ７４は、縦軸が全磁力であり、横軸が時間である。なお、図１３に示す例では、時間６１において、直流電流が印加されている。

【0086】

グラフ７４に示すように、磁気信号３０には、海底構造物９０から発せられる磁気成分および海底構造物９０の周囲の直流磁気成分を含む磁気成分３０ｂを含む。また、電線１に直流電流が印加された後の磁気信号３３は、直流電流に起因する直流磁界の成分３０ｅが、加算された状態となる。

【0087】

判別部１０ａは、たとえば、直流電流を印加した後の磁気信号３３と、直流電流を印加する前の磁気信号３０とにおける波形の変化に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するように構成すればよい。具体的には、判別部１０ａは、直流電流を印加した後の磁気信号３０の振幅と、直流電流を印加する前の磁気信号３０の振幅との差に基づいて、海底構造物９０の有無を判別するように構成すればよい。

【0088】

また、上記実施形態では、電線１が、海底構造物９０が延びる方向に沿って、海底構造物９０の外表面９０ａにおいて直線状に設けられる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１４に示す第２変形例のように、電線１は、海底構造物９０が延びる軸線周りの回転方向に巻き回わすように、海底構造物９０の外表面９０ａに設けられていてもよい。すなわち、電線１は、海底構造物９０の外表面９０ａにおいて、らせん状に設けられていてもよい。

【0089】

第２変形例では、上記のように、海底構造物９０は、海底８１に沿って延びる長尺物であり、電線１は、海底構造物９０が延びる軸線周りの回転方向に巻き回わすように、海底構造物９０の外表面９０ａに設けられている。ここで、海底構造物９０の外表面９０ａにおいて、電線１が直線状に設けられる構成の場合、海底構造物９０の配置によっては、電線１が海底構造物９０と海底８１との間に配置される場合がある。この場合、電線１と磁気センサ３との間の距離が大きくなり、磁気センサ３によって検知される磁気の大きさが小さくなる。一方、電線１を海底構造物９０に巻き回すように設けた電線１に対して電流を流した場合、海底構造物９０が延びる方向に沿う方向に、電流に起因する磁界が生じる。すなわち、海底構造物９０に対する電線１の配置によって電流に起因する磁界が発生する位置が変化することを抑制することができる。したがって、上記のように構成することにより、海底構造物９０における電線１の配置に起因して、電流に起因する磁界が発生する位置が変化することにより、磁気センサ３が検知する磁界の大きさが変化することを抑制することができる。

【0090】

また、上記実施形態では、電線１に印加する電流を時間毎に変化させる例として、電流源２が電線１に対して交流電流を印加する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電流源２は、パルス状の直流電流を電線１に印加することにより、電線１に印加する電流を時間毎に変化させてもよい。

【0091】

また、上記実施形態では、判別部１０ａが、同期検波信号３２を用いて海底構造物９０の有無を判別する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、判別部１０ａは、同期検波信号３２を用いずに、海底構造物９０の有無を判別してもよい。

【0092】

また、上記実施形態では、海底構造物検出システム１００が、金属板５を備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、海底構造物検出システム１００は、金属板５を備えていなくてもよい。しなしながら、海底構造物検出システム１００が金属板５を備えていない場合、電線１の長さが大きくなる。したがって、海底構造物検出システム１００は、金属板５を備えていることが好ましい。

【0093】

また、上記実施形態では、判別部１０ａが、海底構造物９０の深さ位置５２を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、判別部１０ａは、海底構造物９０の深さ位置５２を取得しなくてもよい。

【0094】

また、上記実施形態では、移動体６が、海中を自立走行するＡＵＶの例を示したが、本発明たとえば、移動体６を、船舶などによって曳航することにより、海中を移動させてもよい。

【0095】

また、上記実施形態では、海底構造物検出システム１００が、移動体６を備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、海底構造物検出システム１００は、移動体６を備えていなくてもよい。海底構造物検出システム１００が移動体６を備えていない場合、人が海に潜り、磁気センサ３を移動させればよい。しかしながら、海底構造物９０が配置されている深さによっては、人が潜ることができない場合もある。したがって、海底構造物検出システム１００は、移動体６を備えていることが好ましい。

【0096】

また、上記一実施形態では、説明の便宜上、判別部１０ａの制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、判別部１０ａの制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

【0097】

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0098】

（項目１）
海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出システムであって、
前記海底構造物に設けられた電線と、
一方の端子が前記電線と接続する電流源と、
海中の磁気に基づく磁気信号を出力する磁気センサと、
前記電流源によって前記電線に電流が流れた状態において、電流に起因する前記磁気信号に基づいて前記海底構造物の有無を判別する判別部と、を備える、海底構造物検出システム。

【0099】

（項目２）
前記電流源は、前記電線に印加する電流を時間毎に変化させるように構成されており、
前記判別部は、電流に起因する前記磁気信号の変化に基づいて、前記海底構造物の有無を判別するように構成されている、項目１に記載の海底構造物検出システム。

【0100】

（項目３）
前記電流源は、前記電線に対して交流電流を印加するように構成されており、
前記磁気センサは、前記電線から発せられる交流電流に起因する交流磁界を検知するように構成されている、項目１または２に記載の海底構造物検出システム。

【0101】

（項目４）
前記判別部は、前記磁気センサが検知した前記交流磁界と、前記電流源から前記電線に対して印加される前記交流電流の周波数とに基づいて、前記交流磁界のうちの前記交流電流に起因する成分の信号である同期検波信号を取得するとともに、取得した前記同期検波信号に基づいて、前記海底構造物の有無を判別するように構成されている、項目３に記載の海底構造物検出システム。

【0102】

（項目５）
前記電流源の他方の端子と接続され、海中に設けられる金属板をさらに備え、
前記電線のうち、前記電流源と接続されていない端部は、被覆が剥がされた状態で海中に設けられており、
海水を介して、前記電流源と接続されていない端部と前記金属板との間で電流が流れるように構成されている、項目１～４のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【0103】

（項目６）
前記金属板は、前記電線とは異なる大きさのイオン化傾向を有する金属によって形成される、項目５に記載の海底構造物検出システム。

【0104】

（項目７）
前記海底構造物は、海底に沿って延びる長尺物であり、
前記電線は、前記海底構造物が延びる方向に沿って、前記海底構造物の外表面において直線状に設けられている、項目１～６のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【0105】

（項目８）
前記海底構造物は、海底に沿って延びる長尺物であり、
前記電線は、前記海底構造物が延びる軸線周りの回転方向に巻き回すように、前記海底構造物の外表面に設けられている、項目１～６のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【0106】

（項目９）
前記磁気センサが設けられ、前記磁気センサを移動させる移動体をさらに備え、
前記磁気センサは、前記移動体によって移動されながら測定した前記磁気信号を出力するように構成されており、
前記判別部は、前記磁気センサが移動されながら測定した前記磁気信号に基づいて、前記海底構造物の配置状態を取得するように構成されている、項目５または６に記載の海底構造物検出システム。

【0107】

（項目１０）
前記海底構造物は、海底に設けられたパイプラインであり、
前記判別部は、前記パイプラインの有無を判別するように構成されている、項目７～９のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。
（項目１１）
前記判別部は、前記磁気信号の大きさに基づいて、前記海底構造物の深さ位置を検知するように構成されている、項目１～１０のいずれか１項に記載の海底構造物検出システム。

【0108】

（項目１２）
海底に設けられた海底構造物を検出する海底構造物検出方法であって、
電流源の一方の端子と接続され、前記海底構造物に設けられた電線に対して電流を流すステップと、
前記電流源から前記電線に対して電流が流れた状態において、海中に設けられた磁気センサによって出力された、海中の磁気に基づく磁気信号を取得するステップと、
電流に起因する前記磁気信号に基づいて、前記海底構造物の有無を判別するステップと、を備える、海底構造物検出方法。

【符号の説明】

【0109】

１ 電線
１ａ 端部（電線のうち電流源と接続されていない端部）
２、１４ 電流源
２ａ 端子（電流源の一方の端子）
２ｂ 端子（電流源の他方の端子）
３ 磁気センサ
５ 金属板
６ 移動体
１０ａ 判別部
３０、３１ 磁気信号
３０ａ 交流磁界
３２ 同期検波信号
５２ 深さ位置
８０ 海水
８１ 海底
９０ 海底構造物（パイプライン）
９０ａ 外表面（海底構造物の外表面）
１００、２００ 海底構造物検出システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】