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(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】P2024158993
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】水中音響通信システム
(51)【国際特許分類】
H03J 9/04 20060101AFI20241031BHJP
H04Q 9/00 20060101ALI20241031BHJP
H04B 11/00 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
H03J9/04
H04Q9/00 331B
H04B11/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074689
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】沼崎 孝義
(72)【発明者】
【氏名】穗▲崎▼ 英治
(72)【発明者】
【氏名】柿崎 道洋
(72)【発明者】
【氏名】下原 正弘
【テーマコード（参考）】
5K048
【Ｆターム（参考）】
5K048BA21
5K048DA01
5K048DB05
5K048EB02
5K048EB12
5K048FB10
5K048FB15
5K048HA22
5K048HA24
(57)【要約】
【課題】水中の機械が動作しているか否かを容易に判断可能な技術を提供する。
【解決手段】水中音響通信システム１は、作業者側装置１０と機械側装置３０を有する。作業者側装置は、操作部１２ａと、第１の周波数の音波を送信する第１の送信部１４と、第１の送信部から送信された音波を受信する第１の受信部１６と、操作部の操作に応じて第１の送信部に第１の周波数の音波を送信させる制御と、第１の受信部で受信された音波の波形が、第１の送信部から送信された音波の波形と比べて乱れている場合、機械が動作していると判断する制御と、を行う第１の制御部１８とを有する。機械側装置は、第１の送信部から送信された音波を受信する第２の受信部３２と、第２の周波数の音波を送信する第２の送信部３４と、第２の受信部で第１の送信部から送信された音波が受信された場合、第２の送信部に第２の周波数の音波を送信させる制御を行う第２の制御部３６とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】水中音響通信システム１は、作業者側装置１０と機械側装置３０を有する。作業者側装置は、操作部１２ａと、第１の周波数の音波を送信する第１の送信部１４と、第１の送信部から送信された音波を受信する第１の受信部１６と、操作部の操作に応じて第１の送信部に第１の周波数の音波を送信させる制御と、第１の受信部で受信された音波の波形が、第１の送信部から送信された音波の波形と比べて乱れている場合、機械が動作していると判断する制御と、を行う第１の制御部１８とを有する。機械側装置は、第１の送信部から送信された音波を受信する第２の受信部３２と、第２の周波数の音波を送信する第２の送信部３４と、第２の受信部で第１の送信部から送信された音波が受信された場合、第２の送信部に第２の周波数の音波を送信させる制御を行う第２の制御部３６とを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
作業者側装置と、水中の機械に設置された機械側装置とを有する水中音響通信システムであって、
前記作業者側装置は、
作業者が操作する操作部と、
第１の周波数の音波を送信するための第１の送信部と、
少なくとも前記第１の送信部から送信された音波を受信するための第１の受信部と、
前記操作部の操作に応じて、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波を送信させる制御と、前記第１の受信部で受信された音波の波形が、前記第１の送信部から送信された音波の波形と比べて乱れている場合に、前記機械が動作していると判断する制御と、を行う第１の制御部と、
を有し、
前記機械側装置は、
少なくとも前記第１の送信部から送信された音波を受信するための第２の受信部と、
第２の周波数の音波を送信するための第２の送信部と、
前記第２の受信部で前記第１の送信部から送信された音波が受信された場合に、前記第２の送信部に前記第２の周波数の音波を送信させる制御を行う第２の制御部と、
を有する、
ことを特徴とする水中音響通信システム。
前記作業者側装置は、
作業者が操作する操作部と、
第１の周波数の音波を送信するための第１の送信部と、
少なくとも前記第１の送信部から送信された音波を受信するための第１の受信部と、
前記操作部の操作に応じて、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波を送信させる制御と、前記第１の受信部で受信された音波の波形が、前記第１の送信部から送信された音波の波形と比べて乱れている場合に、前記機械が動作していると判断する制御と、を行う第１の制御部と、
を有し、
前記機械側装置は、
少なくとも前記第１の送信部から送信された音波を受信するための第２の受信部と、
第２の周波数の音波を送信するための第２の送信部と、
前記第２の受信部で前記第１の送信部から送信された音波が受信された場合に、前記第２の送信部に前記第２の周波数の音波を送信させる制御を行う第２の制御部と、
を有する、
ことを特徴とする水中音響通信システム。
【請求項2】
前記作業者側装置は、提示部を有し、
前記第１の制御部は、前記提示部に、前記判断結果を提示させる制御を行う、
請求項１に記載の水中音響通信システム。
前記第１の制御部は、前記提示部に、前記判断結果を提示させる制御を行う、
請求項１に記載の水中音響通信システム。
【請求項3】
前記第１の制御部は、前記第１の受信部で受信された音波の波形が、前記第１の送信部から送信された音波の波形と比べて乱れていない場合に、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う、
請求項１に記載の水中音響通信システム。
請求項１に記載の水中音響通信システム。
【請求項4】
前記第２の制御部は、前記機械の動作状況に応じて、前記第２の送信部に、前記第２の周波数とは異なる第３の周波数の音波を送信させる制御を行い、
前記第１の制御部は、前記第１の受信部で受信された音波の波形に、前記第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う、
請求項１に記載の水中音響通信システム。
前記第１の制御部は、前記第１の受信部で受信された音波の波形に、前記第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う、
請求項１に記載の水中音響通信システム。
【請求項5】
前記作業者側装置は、提示部を有し、
前記第１の制御部は、前記第１の受信部で受信された音波の波形に、前記第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う前に、前記提示部に、前記判断結果を提示させる制御を行う、
請求項４に記載の水中音響通信システム。
前記第１の制御部は、前記第１の受信部で受信された音波の波形に、前記第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う前に、前記提示部に、前記判断結果を提示させる制御を行う、
請求項４に記載の水中音響通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水中音響通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、水中構造物に対する作業を、水中での遠隔操作により実施可能なシステムが知られている（例えば特許文献１）。
【0003】
特許文献１に記載の水中玉外しシステムは、水中音響通信設備を利用して、指令情報発信装置に入力された水中玉外し装置に対する動作指令を指令情報として水中に発信する。また、これを機械制御装置で受信することにより、水中玉外し装置の動作を指令情報に基づいて制御することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－０８８６８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、特許文献１に記載の技術では、濁度の高い水中において、水中玉外し装置が指令通りに動作しているかの判断が難しくなるおそれがある。
【0006】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水中の機械が動作しているか否かを容易に判断可能な技術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、本発明に係る水中音響通信システムは、作業者側装置と、水中の機械に設置された機械側装置とを有する水中音響通信システムであって、前記作業者側装置は、作業者が操作する操作部と、第１の周波数の音波を送信するための第１の送信部と、少なくとも前記第１の送信部から送信された音波を受信するための第１の受信部と、前記操作部の操作に応じて、前記第１の送信部に前記第１の周波数の音波を送信させる制御と、前記第１の受信部で受信された音波の波形が、前記第１の送信部から送信された音波の波形と比べて乱れている場合に、前記機械が動作していると判断する制御と、を行う第１の制御部と、を有し、前記機械側装置は、少なくとも前記第１の送信部から送信された音波を受信するための第２の受信部と、第２の周波数の音波を送信するための第２の送信部と、前記第２の受信部で前記第１の送信部から送信された音波が受信された場合に、前記第２の送信部に前記第２の周波数の音波を送信させる制御を行う第２の制御部と、を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、水中の機械が動作しているか否かを容易に判断可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に係る水中音響通信システムの構成を概略的に示す図である。
【図2A】実施形態に係る作業者側装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図2B】実施形態に係る機械側装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図3A】実施形態に係る作業者側装置のスピーカから送信される音波の波形の一例を示す図である。
【図3B】実施形態に係る作業者側装置のマイクで受信される音波の波形の一例を示す図である。
【図4A】実施形態に係る機械側装置の動作の別の例を示すフローチャートである。
【図4B】実施形態に係る作業者側装置の動作の別の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る水中音響通信システム１について説明する。
【0011】
＜水中音響通信システム＞
図１は、実施形態に係る水中音響通信システム１の構成を概略的に示す図である。水中音響通信システム１は、水中で音波の送受信を行うことにより、水中における機械５０の動作を制御するためのシステムである。水中音響通信システム１は、海洋や河川もしくは湖沼等の水中で使用可能である。機械５０は、水中で動作するものであればよく、例えばアクアジャスター（登録商標）等が挙げられる。
図１は、実施形態に係る水中音響通信システム１の構成を概略的に示す図である。水中音響通信システム１は、水中で音波の送受信を行うことにより、水中における機械５０の動作を制御するためのシステムである。水中音響通信システム１は、海洋や河川もしくは湖沼等の水中で使用可能である。機械５０は、水中で動作するものであればよく、例えばアクアジャスター（登録商標）等が挙げられる。
【0012】
図１に示すように、水中音響通信システム１は、作業者側装置１０と、機械側装置３０とを有する。
【0013】
［作業者側装置］
作業者側装置１０は、ダイバー等の水中作業者もしくは船上の水上作業者（以下、作業者という）により選択された機械５０に対する動作指示を、音波として送信するための装置である。
作業者側装置１０は、ダイバー等の水中作業者もしくは船上の水上作業者（以下、作業者という）により選択された機械５０に対する動作指示を、音波として送信するための装置である。
【0014】
作業者側装置１０は、リモコン１２と、スピーカ１４（第１の送信部の一例）と、マイク１６（第１の受信部の一例）と、コンピュータ１８（第１の制御部の一例）と、を有する。図１は、コンピュータ１８が船上に配置され、リモコン１２、スピーカ１４、及びマイク１６が水中に配置される場合を示す。なお、リモコン１２は、船上に配置されてもよい。また、コンピュータ１８は、水密に構成されていれば、水中に配置されてもよい。リモコン１２、スピーカ１４、マイク１６、及びコンピュータ１８は、それぞれ、各接続ポートを介して、無線または有線により電気通信可能に接続されている。
【0015】
＝リモコン＝
リモコン１２は、作業者が操作するための操作部１２ａと、作業者が機械５０の動作状況を確認するための提示部１２ｂとを有する。リモコン１２は、水密に構成されていることが好ましい。
リモコン１２は、作業者が操作するための操作部１２ａと、作業者が機械５０の動作状況を確認するための提示部１２ｂとを有する。リモコン１２は、水密に構成されていることが好ましい。
【0016】
操作部１２ａは、作業者が機械５０に対する動作指示を選択し、機械５０を動作させるための音波送信のオン／オフを切り替えるためのものである。つまり、作業者が操作部１２ａを操作している間、コンピュータ１８の制御により、スピーカ１４は音波を送信し続ける。一方、作業者が操作部１２ａの操作を停止すると、コンピュータ１８の制御により、スピーカ１４は音波の送信を停止する。操作部１２ａとしては、ボタン、レバー、ディスプレイ上に表示された操作入力用のアイコン等が挙げられる。機械５０に対する動作指示としては、「右旋回」、「左旋回」、「停止」等が挙げられる。
【0017】
提示部１２ｂは、光、文字、音などを提示し、作業者に機械５０の動作状況を確認させるためのものである。提示部１２ｂとしては、ディスプレイ、ＬＥＤランプ、ブザー等が挙げられる。機械５０の動作状況が正常である場合、例えば、ＬＥＤランプが緑に点灯する。又は、ディスプレイに「正常」という文字が表示されてもよい。一方、機械５０の動作状況が異常である場合、例えば、ＬＥＤランプが赤に点灯する。又は、ディスプレイに「異常」という文字が表示されてもよいし、ブザー音が発報されてもよい。
【0018】
操作部１２ａと提示部１２ｂは、例えば、ディスプレイとして一体に構成されてもよいし、別体に構成されてもよい。
【0019】
＝スピーカ＝
スピーカ１４は、水中で音波を送信する。スピーカ１４は、リモコン１２で選択された動作指示を、第１の周波数の音波として送信する。第１の周波数は、水中でのノイズと区別するため、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの極めて狭い範囲から選択される。スピーカ１４から送信される音波の波形は、機械５０に対する動作指示に応じて異なる。なお、スピーカ１４は、アンプ（図示せず）により増幅された音波を送信してもよい。
スピーカ１４は、水中で音波を送信する。スピーカ１４は、リモコン１２で選択された動作指示を、第１の周波数の音波として送信する。第１の周波数は、水中でのノイズと区別するため、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの極めて狭い範囲から選択される。スピーカ１４から送信される音波の波形は、機械５０に対する動作指示に応じて異なる。なお、スピーカ１４は、アンプ（図示せず）により増幅された音波を送信してもよい。
【0020】
＝マイク＝
マイク１６は、水中で音波を受信する。マイク１６は、スピーカ１４及び後述するスピーカ３４から送信される、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの周波数帯域の音波を受信できる。
マイク１６は、水中で音波を受信する。マイク１６は、スピーカ１４及び後述するスピーカ３４から送信される、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの周波数帯域の音波を受信できる。
【0021】
＝コンピュータ＝
コンピュータ１８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のプロセッサと、当該プロセッサにより読み取り可能な非一過性のメモリと、を含む。コンピュータ１８は、作業者側装置１０の各種処理を統括的に制御する。本実施形態において、コンピュータ１８は、プロセッサを用いて、メモリに予め記憶された所定のプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することで、作業者側装置１０の動作を制御する。当該プログラムは、プロセッサによって読み取られるソフトウェアである。
コンピュータ１８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のプロセッサと、当該プロセッサにより読み取り可能な非一過性のメモリと、を含む。コンピュータ１８は、作業者側装置１０の各種処理を統括的に制御する。本実施形態において、コンピュータ１８は、プロセッサを用いて、メモリに予め記憶された所定のプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することで、作業者側装置１０の動作を制御する。当該プログラムは、プロセッサによって読み取られるソフトウェアである。
【0022】
メモリは、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ等である。メモリは、コンピュータ１８とは別に設けられたものでもよいし、コンピュータ１８に内蔵されたものでもよい。メモリは、コンピュータ１８における各種処理に用いられる種々の情報を格納する。例えば、メモリは、所定のプログラムを記憶する。また、メモリは、機械５０に対する各動作指示に対応付けられた音のデータを記憶する。本実施形態において、音のデータとしては、音波の振幅、及び音波の周波数が挙げられる。
【0023】
コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れているか否か判断する。この例では、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の振幅及び周波数の一方が、スピーカ１４から送信された音波の振幅及び周波数に対し、一例として１０％以上離れる場合、音波が乱れていると判断する。コンピュータ１８による作業者側装置１０の制御については、後述する。
【0024】
［機械側装置］
機械側装置３０は、作業者側装置１０から送信された音波を受信し、この音波に対応する動作指示に基づいて、機械５０の動作を制御するための装置である。
機械側装置３０は、作業者側装置１０から送信された音波を受信し、この音波に対応する動作指示に基づいて、機械５０の動作を制御するための装置である。
【0025】
機械側装置３０は、マイク３２（第２の受信部の一例）と、スピーカ３４（第２の送信部の一例）と、コンピュータ３６（第２の制御部の一例）と、を有する。図１は、マイク３２、スピーカ３４、及びコンピュータ３６が水中に配置される場合を示す。なお、コンピュータ３６は、船上に配置されてもよい。マイク３２、スピーカ３４、及びコンピュータ３６は、それぞれ、各接続ポートを介して、無線または有線により電気通信可能に接続されている。
【0026】
＝マイク＝
マイク３２は、水中で音波を受信する。マイク３２は、スピーカ１４及び後述するスピーカ３４から送信される、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの周波数帯域の音波を受信できる。マイク３２は、水中の機械５０に取付けられてもよいし、機械５０の近傍に配置されてもよいし、機械５０に組み込まれてもよい。
マイク３２は、水中で音波を受信する。マイク３２は、スピーカ１４及び後述するスピーカ３４から送信される、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの周波数帯域の音波を受信できる。マイク３２は、水中の機械５０に取付けられてもよいし、機械５０の近傍に配置されてもよいし、機械５０に組み込まれてもよい。
【0027】
＝スピーカ＝
スピーカ３４は、水中で音波を送信する。スピーカ３４は、作業者側装置１０から送信された音波に基づいて機械５０が動作している場合、第２の周波数の音波を送信する。スピーカ３４から送信される音波の波形は、機械５０の動作に応じて異なる。機械５０の動作は、機械５０に対する動作指示と対応しており、この例では、「右旋回」、「左旋回」、「停止」等が挙げられる。また、スピーカ３４は、機械５０の動作状況を、第３の周波数の音波として送信する。この例では、機械５０の動作状況とは、機械５０の旋回角度等が挙げられる。第２の周波数及び第３の周波数は、第１の周波数と同じ周波数帯域であり、水中でのノイズと区別するため、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの極めて狭い範囲から選択される。第２の周波数は、第１の周波数と同じでもよいし、異なってもよい。第３の周波数は、第２の周波数と異なる。スピーカ３４は、水中の機械５０に取付けられてもよいし、機械５０の近傍に配置されてもよいし、機械５０に組み込まれてもよい。機械側装置３０のマイク３２及びスピーカ３４と、作業者側装置１０のスピーカ１４及びマイク１６との間の距離は約１０～５０ｍである。なお、スピーカ３４は、アンプ（図示せず）により増幅された音波を送信してもよい。
スピーカ３４は、水中で音波を送信する。スピーカ３４は、作業者側装置１０から送信された音波に基づいて機械５０が動作している場合、第２の周波数の音波を送信する。スピーカ３４から送信される音波の波形は、機械５０の動作に応じて異なる。機械５０の動作は、機械５０に対する動作指示と対応しており、この例では、「右旋回」、「左旋回」、「停止」等が挙げられる。また、スピーカ３４は、機械５０の動作状況を、第３の周波数の音波として送信する。この例では、機械５０の動作状況とは、機械５０の旋回角度等が挙げられる。第２の周波数及び第３の周波数は、第１の周波数と同じ周波数帯域であり、水中でのノイズと区別するため、約２ｋＨｚ～３ｋＨｚの極めて狭い範囲から選択される。第２の周波数は、第１の周波数と同じでもよいし、異なってもよい。第３の周波数は、第２の周波数と異なる。スピーカ３４は、水中の機械５０に取付けられてもよいし、機械５０の近傍に配置されてもよいし、機械５０に組み込まれてもよい。機械側装置３０のマイク３２及びスピーカ３４と、作業者側装置１０のスピーカ１４及びマイク１６との間の距離は約１０～５０ｍである。なお、スピーカ３４は、アンプ（図示せず）により増幅された音波を送信してもよい。
【0028】
＝コンピュータ＝
コンピュータ３６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のプロセッサと、当該プロセッサにより読み取り可能な非一過性のメモリと、を含む。コンピュータ３６は、機械側装置３０の各種処理を統括的に制御する。本実施形態において、コンピュータ３６は、プロセッサを用いて、メモリに予め記憶された所定のプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することで、機械側装置３０の動作を制御する。当該プログラムは、プロセッサによって読み取られるソフトウェアである。
コンピュータ３６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のプロセッサと、当該プロセッサにより読み取り可能な非一過性のメモリと、を含む。コンピュータ３６は、機械側装置３０の各種処理を統括的に制御する。本実施形態において、コンピュータ３６は、プロセッサを用いて、メモリに予め記憶された所定のプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することで、機械側装置３０の動作を制御する。当該プログラムは、プロセッサによって読み取られるソフトウェアである。
【0029】
メモリは、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ等である。メモリは、コンピュータ３６とは別に設けられたものでもよいし、コンピュータ３６に内蔵されたものでもよい。メモリは、コンピュータ３６における各種処理に用いられる種々の情報を格納する。例えば、メモリは、所定のプログラムを記憶する。また、メモリは、機械５０の動作に対応付けられた音のデータを記憶する。また、メモリは、機械５０の動作状況に対応付けられた音のデータを記憶する。本実施形態において、音のデータとしては、音波の振幅、及び音波の周波数が挙げられる。
【0030】
コンピュータ３６は、機械５０を動作させるための制御信号を機械５０へ送信するか否かを判断する。この例では、コンピュータ３６は、マイク３２で受信した音波の振幅及び周波数をそれぞれ、メモリに記憶された機械５０の動作に対応付けられた音波の振幅及び音波の周波数と比較する。コンピュータ３６は、マイク３２で受信した音波の振幅及び周波数がそれぞれ、機械５０の動作に対応付けられた音波の振幅及び音波の周波数に対し、一例として１０％以内となる場合、機械５０を動作させるための制御信号を送信すると判断する。コンピュータ３６による機械側装置３０の制御については、後述する。
【0031】
＜水中音響通信システムの動作＞
次いで、水中音響通信システム１の動作について説明する。図２Ａは、実施形態に係る作業者側装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。図２Ｂは、実施形態に係る機械側装置３０の動作の一例を示すフローチャートである。図３Ａは、実施形態に係る作業者側装置１０のスピーカ１４から送信される音波の波形の一例を示す図である。図３Ｂは、実施形態に係る作業者側装置１０のマイク１６で受信される音波の波形の一例を示す図である。
次いで、水中音響通信システム１の動作について説明する。図２Ａは、実施形態に係る作業者側装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。図２Ｂは、実施形態に係る機械側装置３０の動作の一例を示すフローチャートである。図３Ａは、実施形態に係る作業者側装置１０のスピーカ１４から送信される音波の波形の一例を示す図である。図３Ｂは、実施形態に係る作業者側装置１０のマイク１６で受信される音波の波形の一例を示す図である。
【0032】
作業者が水中音響通信システム１の電源をオンにすると、水中音響通信システム１は、水中で音波の送受信を行い、機械５０の動作を制御することを可能にするスタンバイ状態に移行する。
【0033】
［作業者側装置の動作］
機械５０が水中にある状態で、作業者がリモコン１２の操作部１２ａを操作し、機械５０に対する所定の動作指示として「左旋回」が選択されたとする。この場合、コンピュータ１８は、「左旋回」という動作指示に対応付けられた音のデータ、即ち音波の振幅及び周波数をメモリから読み出す（Ｓ１０）。
機械５０が水中にある状態で、作業者がリモコン１２の操作部１２ａを操作し、機械５０に対する所定の動作指示として「左旋回」が選択されたとする。この場合、コンピュータ１８は、「左旋回」という動作指示に対応付けられた音のデータ、即ち音波の振幅及び周波数をメモリから読み出す（Ｓ１０）。
【0034】
コンピュータ１８は、「左旋回」という動作指示に対応付けられた振幅及び周波数の音波を、第１の周波数の音波として、スピーカ１４に送信させる（Ｓ１１）。
【0035】
マイク１６は、少なくともスピーカ１４から送信された第１の周波数の音波を受信するとともに、機械側装置３０のスピーカ３４から送信された第２の周波数の音波を受信する。コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波を解析する（Ｓ１２）。具体的には、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の振幅及び周波数を算出する。
【0036】
コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れているか否か判断する（Ｓ１３）。この例では、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の振幅（図３ＢのＷ２）及び周波数（図３Ｂの１／Ｔ２）の一方が、スピーカ１４から送信された音波の振幅（図３ＡのＷ１）及び周波数（図３Ａの１／Ｔ１）に対し、１０％以上離れている場合、音波が乱れていると判断する（Ｓ１３のＹＥＳ）。この例では、マイク１６が、スピーカ１４から送信された音波に加え、スピーカ３４から送信された音波を受信することで、上述の音波の乱れが発生する。
【0037】
この場合、コンピュータ１８は、リモコン１２の提示部１２ｂに、機械５０が動作しているという判断結果を提示させる（Ｓ１４）。
【0038】
一方、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れていない場合、機械５０が動作していないと判断する（Ｓ１３のＮＯ）。この例では、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の振幅（図３ＢのＷ２）及び周波数（図３Ｂの１／Ｔ２）がそれぞれ、スピーカ１４から送信された音波の振幅（図３ＡのＷ１）及び周波数（図３Ａの１／Ｔ１）に対し、１０％より小さな範囲内となる場合、音波が乱れていないと判断する。マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れていない場合、機械側装置３０のスピーカ３４から第２の周波数の音波が送信されず、作業者側装置１０のスピーカ１４から送信された第１の周波数の音波のみが、マイク１６で受信されていると考えられる。このため、コンピュータ１８は、機械５０が動作していないと判断する。
【0039】
コンピュータ１８は、リモコン１２の提示部１２ｂに、機械５０が動作していないという判断結果、即ちエラーを提示させる（Ｓ１５）。この場合、コンピュータ１８は、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させてもよい。
【0040】
［機械側装置の動作］
【0041】
コンピュータ３６は、スピーカ１４から送信された第１の周波数の音波がマイク３２で受信された場合に、この音波を解析する（Ｓ２０）。具体的には、コンピュータ３６は、マイク３２で受信された音波の振幅及び周波数を算出する。
【0042】
コンピュータ３６は、機械５０を動作させるための制御信号を機械５０へ送信するか否かを判断する（Ｓ２１）。この例では、コンピュータ３６は、マイク３２で受信した音波の振幅及び周波数をそれぞれ、メモリに記憶された機械５０の動作に対応付けられた音波の振幅及び音波の周波数と比較する。コンピュータ３６は、マイク３２で受信した音波の振幅及び周波数がそれぞれ、機械５０の動作に対応付けられた音波の振幅及び音波の周波数に対し、一例として１０％以内となる場合、機械５０を動作させるための制御信号を送信すると判断する。
【0043】
機械５０を動作させるための制御信号を送信すると判断した場合（Ｓ２１のＹＥＳ）、この例では、コンピュータ３６は、当該制御信号に基づいて機械５０を左旋回させる（Ｓ２２）。一方、機械５０を動作させるための制御信号を送信しないと判断した場合（Ｓ２１のＮＯ）、本制御は終了する。
【0044】
コンピュータ３６は、機械５０の動作、この例では左旋回に対応付けられた音のデータ、即ち音波の振幅及び周波数をメモリから読み出す（Ｓ２３）。
【0045】
コンピュータ３６は、「左旋回」という機械５０の動作に対応付けられた振幅及び周波数の音波を、第２の周波数の音波として、スピーカ３４に送信させる（Ｓ２４）。
【0046】
［機械側装置及び作業者側装置の動作の別の例］
図４Ａは、実施形態に係る機械側装置３０の動作の別の例を示すフローチャートである。図４Ｂは、実施形態に係る作業者側装置１０の動作の別の例を示すフローチャートである。この例では、作業者側装置１０から送信された第１の周波数の音波により、機械５０が動作しているとする。
図４Ａは、実施形態に係る機械側装置３０の動作の別の例を示すフローチャートである。図４Ｂは、実施形態に係る作業者側装置１０の動作の別の例を示すフローチャートである。この例では、作業者側装置１０から送信された第１の周波数の音波により、機械５０が動作しているとする。
【0047】
コンピュータ３６は、機械５０の動作状況を示す信号を、当該機械５０から、連続的に又は所定の時間間隔をおいて受信する（Ｓ３０）。この例では、機械５０の動作状況とは、機械５０が２０度旋回している状況等が挙げられる。機械５０の動作状況を示す信号とは、機械５０の旋回角度を示す信号である。
【0048】
コンピュータ３６は、機械５０の動作状況を示す信号を解析する（Ｓ３１）。具体的には、コンピュータ３６は、機械５０の動作状況を示す信号から、例えば機械５０の旋回角度を算出する。コンピュータ３６は、この旋回角度と所定の閾値とを比較し、当該旋回角度が所定の閾値を超えたか否かを判断する。閾値は、機械５０が正常に動作しなくなる値であり、実験等で予め算出しておく。閾値は、一例として６０度である。コンピュータ３６は、旋回角度が閾値を超えている、即ち機械５０の動作状況が異常であると判断した場合に、この動作状況に対応する音のデータ、即ち音波の振幅及び周波数をメモリから読み出す（Ｓ３１）。
【0049】
コンピュータ３６は、機械５０の動作状況に対応付けられた振幅及び周波数の音波を、第３の周波数の音波として、スピーカ３４に送信させる（Ｓ３２）。例えば、コンピュータ３６は、機械５０の動作状況が異常であることを示す振幅及び周波数の音波を、第３の周波数の音波として、スピーカ３４に送信させる。
【0050】
なお、機械５０の動作状況が異常であると判断した場合、コンピュータ３６は、第２の周波数の音波をスピーカ３４に送信させる制御より、第３の周波数の音波をスピーカ３４に送信させる制御を優先する。また、コンピュータ３６は、マイク３２で受信した、スピーカ１４から送信された第１の周波数の音波の解析を停止する。また、コンピュータ１８は、作業者がリモコン１２の操作部１２ａを操作している場合であっても、第１の周波数の音波の送信を停止する。
【0051】
コンピュータ１８は、マイク１６で受信した音波を解析する（Ｓ４０）。具体的には、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形に、第３の周波数の音波の波形が含まれているか否かを判断する。マイク１６で受信された音波の波形に、第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合、コンピュータ１８は、機械５０の動作状況が異常である、即ち機械５０の動作にエラーが生じたと判断する（Ｓ４１のＹＥＳ）。この場合、コンピュータ１８は、リモコン１２の提示部１２ｂに、機械５０の動作にエラーが生じたという判断結果を提示させる（Ｓ４２）。さらに、コンピュータ１８は、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させてもよい。
【0052】
一方、マイク１６で受信された音波の波形に、第３の周波数の音波の波形が含まれていないと判断した場合、コンピュータ１８は、機械５０の動作状況は正常である、即ち機械５０の動作にエラーが生じていないと判断する（Ｓ４１のＮＯ）。
【0053】
上記各実施形態においては、以下のような態様が開示される。
【0054】
（態様１）
水中音響通信システム１は、作業者側装置１０と、水中の機械５０に設置された機械側装置３０とを有する。作業者側装置１０は、作業者が操作する操作部１２ａと、第１の周波数の音波を送信するためのスピーカ１４と、少なくともスピーカ１４から送信された音波を受信するためのマイク１６と、操作部１２ａの操作に応じて、スピーカ１４に第１の周波数の音波を送信させる制御と、マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れている場合に、機械５０が動作していると判断する制御と、を行うコンピュータ１８と、を有する。機械側装置３０は、少なくともスピーカ１４から送信された音波を受信するためのマイク３２と、第２の周波数の音波を送信するためのスピーカ３４と、マイク３２でスピーカ１４から送信された音波が受信された場合に、スピーカ３４に第２の周波数の音波を送信させる制御を行うコンピュータ３６と、を有する。
水中音響通信システム１は、作業者側装置１０と、水中の機械５０に設置された機械側装置３０とを有する。作業者側装置１０は、作業者が操作する操作部１２ａと、第１の周波数の音波を送信するためのスピーカ１４と、少なくともスピーカ１４から送信された音波を受信するためのマイク１６と、操作部１２ａの操作に応じて、スピーカ１４に第１の周波数の音波を送信させる制御と、マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れている場合に、機械５０が動作していると判断する制御と、を行うコンピュータ１８と、を有する。機械側装置３０は、少なくともスピーカ１４から送信された音波を受信するためのマイク３２と、第２の周波数の音波を送信するためのスピーカ３４と、マイク３２でスピーカ１４から送信された音波が受信された場合に、スピーカ３４に第２の周波数の音波を送信させる制御を行うコンピュータ３６と、を有する。
【0055】
態様１の水中音響通信システム１によれば、作業者側装置１０で生成される第１の周波数の音波と、機械側装置３０で生成される第２の周波数の音波とを、作業者側装置１０と機械側装置３０との間で双方向通信するため、機械５０が動作しているか否かを容易に判断可能となる。したがって、例えば濁度の高い水中であっても、作業者は、安全に、水中に配置される機械５０の動作を制御できる。
【0056】
（態様２）
態様１において、作業者側装置１０は、提示部１２ｂを有し、コンピュータ１８は、提示部１２ｂに、上記判断結果を提示させる制御を行う。
態様１において、作業者側装置１０は、提示部１２ｂを有し、コンピュータ１８は、提示部１２ｂに、上記判断結果を提示させる制御を行う。
【0057】
態様２の水中音響通信システム１によれば、機械５０が動作していると判断結果を、作業者の手元に配置される提示部１２ｂに提示することができる。このため、作業者は、自身が選択した機械５０に対する動作指示が機械５０に到達していることを、容易に把握できる。
【0058】
（態様３）
態様１又は２において、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れていない場合に、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う。
態様１又は２において、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形が、スピーカ１４から送信された音波の波形と比べて乱れていない場合に、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う。
【0059】
態様３の水中音響通信システム１によれば、機械側装置３０のスピーカ３４から第２の周波数の音波が送信されていない場合、即ち、機械５０が作業者の動作指示に応じて動作していない場合、機械５０に対する動作指示を、速やかに停止することができる。
【0060】
（態様４）
態様１から３において、コンピュータ３６は、機械５０の動作状況に応じて、スピーカ３４に、第２の周波数とは異なる第３の周波数の音波を送信させる制御を行い、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形に、第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う。
態様１から３において、コンピュータ３６は、機械５０の動作状況に応じて、スピーカ３４に、第２の周波数とは異なる第３の周波数の音波を送信させる制御を行い、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形に、第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う。
【0061】
態様４の水中音響通信システム１によれば、機械５０の動作状況が異常である場合、機械５０の動作を、速やかに停止させることができる。
【0062】
（態様５）
態様１から４において、作業者側装置１０は、提示部１２ｂを有し、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形に、第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う前に、提示部１２ｂに、判断結果を提示させる制御を行う。
態様１から４において、作業者側装置１０は、提示部１２ｂを有し、コンピュータ１８は、マイク１６で受信された音波の波形に、第３の周波数の音波の波形が含まれていると判断した場合に、スピーカ１４に第１の周波数の音波の送信を停止させる制御を行う前に、提示部１２ｂに、判断結果を提示させる制御を行う。
【0063】
態様５の水中音響通信システム１によれば、作業者は、機械５０の動作が停止される前に、手元に配置される提示部１２ｂで、機械５０の動作状況が異常であることを把握できる。
【0064】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に係る水中音響通信システム１に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせても良い。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的態様によって適宜変更され得る。
【符号の説明】
【0065】
１ 水中音響通信システム、１０ 作業者側装置、１２ａ 操作部、１２ｂ 提示部、１４ スピーカ（第１の送信部）、１６ マイク（第１の受信部）、１８ コンピュータ（第１の制御部）、３０ 機械側装置、３２ マイク（第２の受信部）、３４ スピーカ（第２の送信部）、３６ コンピュータ（第２の制御部）、５０ 機械
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】