特許 7452275 水流発電システム及び航走体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】水流発電システム及び航走体

(51)【国際特許分類】

   F03B 13/10 20060101AFI20240312BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20240312BHJP

   B63G 8/42 20060101ALI20240312BHJP

   B63C 11/00 20060101ALI20240312BHJP

   B63C 11/48 20060101ALI20240312BHJP

   G01S 7/52 20060101ALI20240312BHJP

   G01S 5/18 20060101ALI20240312BHJP

   G01P 5/24 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

F03B13/10

B63B35/00 T

B63G8/42 Z

B63C11/00 B

B63C11/48 D

G01S7/52 V

G01S5/18

G01P5/24 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020103941

(22)【出願日】2020-06-16

(65)【公開番号】P2021195925

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(72)【発明者】

【氏名】市口 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】石黒 泰大

【審査官】高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２０６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２２６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０８３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５３２２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２１２３５０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ ３５／００

Ｂ６３Ｃ １１／００

Ｂ６３Ｃ １１／４８

Ｂ６３Ｇ ８／４２

Ｆ０３Ｂ １３／１０

Ｇ０１Ｓ ５／１８

Ｇ０１Ｐ ５／２４

Ｇ０１Ｓ ７／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中を浮遊し、水流を利用して発電を行う水流発電装置と、
前記水流発電装置を所定の水域に留める係留装置と、
互いに異なる位置に配置され、前記水中に音波を送信する音波送信器、及び前記音波の反射波を受信する音波受信器をそれぞれが一つずつ含む第１音波送受信部及び第２音波送受信部と、
前記第１音波送受信部及び前記第２音波送受信部が受信した前記反射波を音波信号として検出し、前記音波信号に基づく情報を取得する制御部と、
を備え、
前記制御部は、検出した前記音波信号から、前記第１音波送受信部に起因する前記反射波を示す第１音波信号を識別すると共に、前記第２音波送受信部に起因する前記反射波を示す第２音波信号を識別し、
前記第１音波送受信部及び前記第２音波送受信部は共に、前記音波が拡散する領域である互いの指向範囲が重なるように、前記水流発電装置及び前記係留装置のいずれかの一つの装置に設けられ、
前記制御部は、検出した前記音波信号に基づいて水流の流速を取得する、水流発電システム。

【請求項2】

前記第１音波送受信部及び前記第２音波送受信部は、互いに異なる周波数を有する前記音波を送信し、
前記制御部は、前記音波信号を構成する周波数成分のうち、前記第１音波送受信部が送信した音波の周波数に対応する周波数成分を前記第１音波信号として識別し、前記音波信号を構成する周波数成分のうち、前記第２音波送受信部が送信した音波の周波数に対応する周波数成分を前記第２音波信号として識別する、請求項１に記載の水流発電システム。

【請求項3】

前記第２音波送受信部は、前記第１音波送受信部が前記音波を送信したタイミングよりも後に、前記音波を送信し、
前記制御部は、検出した前記音波信号のうち、先に検出した前記音波信号を前記第１音波信号として識別し、後に検出した前記音波信号を前記第２音波信号として識別する、請求項１又は２に記載の水流発電システム。

【請求項4】

前記第２音波送受信部は、前記第１音波送受信部が送信した前記音波の前記反射波を示す前記音波信号を前記制御部が検出した後に、前記音波を送信する、請求項３に記載の水流発電システム。

【請求項5】

前記第１音波送受信部、前記第２音波送受信部、及び前記制御部は、前記水流発電装置に設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の水流発電システム。

【請求項6】

前記係留装置は、水底に配置された錘部と、前記錘部に前記水流発電装置を連結する係留索部と、を有し、
前記第１音波送受信部、前記第２音波送受信部、及び前記制御部は、前記錘部に設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の水流発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水流発電システム及び航走体に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば水中の調査等を行うために、水中又は水面を航走する航走体に音響通信器が搭載されることがある（例えば、特許文献１参照）。このような航走体においては、音響通信器が音波を送受信することで、航走体の周辺に関する情報を取得することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１４４９５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような航走体において、音波の送受信に基づく情報（すなわち、航走体の周辺に関する情報）をより多く取得するために、航走体に複数の音響通信器を搭載することが考えられる。しかしながら、このように複数の音響通信器を航走体に搭載した場合、各音響通信器が、自己の送信した音波以外の音波を受信することがある。例えば、或る音響通信器が送信した音波の反射波を別の音響通信器が受信することがあり、この場合、その反射波を当該別の音響通信部に起因する反射波として誤って検出してしまい、音波の送受信に基づく情報を正確に取得することが困難になる虞がある。

【0005】

本開示は、音波の送受信に基づく情報を正確に取得することができる水流発電システム及び航走体を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態に係る水流発電システムは、水中を浮遊し、水流を利用して発電を行う水流発電装置と、水流発電装置を所定の水域に留める係留装置と、互いに異なる位置に配置され、水中に音波を送信すると共に音波の反射波を受信する第１音波送受信部及び第２音波送受信部と、第１音波送受信部及び第２音波送受信部が受信した反射波を音波信号として検出し、音波信号に基づく情報を取得する制御部と、を備え、制御部は、検出した音波信号から、第１音波送受信部に起因する反射波を示す第１音波信号を識別すると共に、第２音波送受信部に起因する反射波を示す第２音波信号を識別する。

【0007】

この水流発電システムでは、第１音波送受信部及び第２音波送受信部が音波の反射波を受信すると、制御部がその反射波を音波信号として検出する。ここで、制御部は、検出した音波信号から、第１音波送受信部に起因する反射波を示す第１音波信号を識別すると共に、第２音波送受信部に起因する反射波を示す第２音波信号を識別する。これにより、実際には第１音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号が、第２音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号として誤って検出されてしまう事態を抑制できる。また、実際には第２音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号が、第１音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号として誤って検出されてしまう事態を抑制できる。その結果、制御部は、識別された第１音波信号及び第２音波信号に基づいて情報を正確に取得することができる。

【0008】

いくつかの態様において、第１音波送受信部及び第２音波送受信部は、互いに異なる周波数を有する音波を送信し、制御部は、音波信号を構成する周波数成分のうち、第１音波送受信部が送信した音波の周波数に対応する周波数成分を第１音波信号として識別し、音波信号を構成する周波数成分のうち、第２音波送受信部が送信した音波の周波数に対応する周波数成分を第２音波信号として識別してもよい。この場合、制御部は、反射波が有する周波数の違いを利用して、第１音波信号と第２音波信号とを容易に識別することができる。

【0009】

いくつかの態様において、第２音波送受信部は、第１音波送受信部が音波を送信したタイミングよりも後に、音波を送信し、制御部は、検出した音波信号のうち、先に検出した音波信号を第１音波信号として識別し、後に検出した音波信号を第２音波信号として識別してもよい。この場合、制御部は、音波が送信されるタイミングの違いを利用して、第１音波信号と第２音波信号とを容易に識別することができる。

【0010】

いくつかの態様において、第２音波送受信部は、第１音波送受信部が送信した音波の反射波を示す音波信号を制御部が検出した後に、音波を送信してもよい。この場合、第２音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号が、第１音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号よりも先に検出されてしまう事態を抑制できる。すなわち、第２音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号が第１音波信号として誤って識別されてしまう事態を抑制できる。これにより、制御部は、音波が送信されるタイミングの違いを利用した第１音波信号及び第２音波信号の識別をより確実に行うことができる。

【0011】

いくつかの態様において、制御部は、検出した音波信号に基づいて水流の流速を取得してもよい。上述したように、検出した音波信号から第１音波信号及び第２音波信号が識別されるので、制御部は、識別された第１音波信号及び第２音波信号に基づいて水流の流速を正確に取得することができる。

【0012】

いくつかの態様において、第１音波送受信部、第２音波送受信部、及び制御部は、水流発電装置に設けられていてもよい。この場合、水流発電装置に搭載され得る音響センサを第１音波送受信部及び第２音波送受信部として利用することができる。従って、第１音波送受信部及び第２音波送受信部を水流発電装置に別途設ける必要が無いので、装置構成の大型化及び複雑化を抑制できる。

【0013】

いくつかの態様において、係留装置は、水底に配置された錘部と、錘部に水流発電装置を連結する係留索部と、を有し、第１音波送受信部、第２音波送受信部、及び制御部は、錘部に設けられていてもよい。この場合、錘部は、水中を浮遊する水流発電装置とは異なり、水中における位置が固定されるため、制御部は、音波信号に基づく情報を取得することで、水中における所定範囲の水流等を定点観測することができる。

【0014】

本開示の一形態に係る航走体は、水中又は水面を航走する航走体であって、互いに異なる位置に配置され、水中に音波を送信すると共に音波の反射波を受信する第１音波送受信部及び第２音波送受信部と、第１音波送受信部及び第２音波送受信部が受信した反射波を音波信号として検出し、音波信号に基づく情報を取得する制御部と、を備え、制御部は、検出した音波信号から、第１音波送受信部に起因する反射波を示す第１音波信号を識別すると共に、第２音波送受信部に起因する反射波を示す第２音波信号を識別する。

【0015】

この航走体では、第１音波送受信部及び第２音波送受信部が音波の反射波を受信すると、制御部がその反射波を音波信号として検出する。ここで、制御部は、検出した音波信号から、第１音波送受信部に起因する反射波を示す第１音波信号を識別すると共に、第２音波送受信部に起因する反射波を示す第２音波信号を識別する。これにより、実際には第１音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号が、第２音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号として誤って検出されてしまう事態を抑制できる。また、実際には第２音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号が、第１音波送受信部に起因する反射波を示す音波信号として誤って検出されてしまう事態を抑制できる。その結果、制御部は、識別された第１音波信号及び第２音波信号に基づいて情報を正確に取得することができる。

【発明の効果】

【0016】

本開示のいくつかの態様によれば、音波の送受信に基づく情報を正確に取得することができる水流発電システム及び航走体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、第１実施形態に係る水流発電システムの概略構成図である。

【図2】図２は、図１に示す水流発電装置の斜視図である。

【図3】図３は、図１に示す水流発電装置の正面図である。

【図4】図４は、図１に示す水流発電装置の側面図である。

【図5】図５は、図１に示す水流発電装置の制御装置の構成図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係る水流発電システムの水流発電装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第３実施形態に係る水流発電システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。以下の説明において、「上流」又は「下流」との語は、水の流れを基準として用いられる。「前」との語は、水の流れの上流側を意味し、「後」との語は、水の流れの下流側を意味する。「左」又は「右」との語は、水の流れに対して垂直で且つ水平な方向を意味し、前方すなわち上流側から見た場合を基準として用いられる。

【0019】

［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る水流発電システムについて説明する。第１実施形態では、「音波送受信部」及び「制御部」が水流発電装置に設けられる場合を例示する。図１は、水流発電システム１の概略構成図である。図１に示すように、水流発電システム１は、水流発電装置２と、係留装置７と、を備える。水流発電装置２は、水中を浮遊しながら、水流ＦＷを利用して発電を行う浮遊式の水流発電装置である。水流発電装置２は、水中における所定の深度（水深）に配置された本体部２０と、本体部２０に搭載された複数の音響センサ３０（後述する図３参照）と、を備えている。係留装置７は、水流発電装置２を所定の水域に留めるために設けられている。係留装置７は、水底ＷＢに配置された錘部３と、錘部３に水流発電装置２を連結する係留索部４と、を備えている。

【0020】

図２は、水流発電装置２の斜視図である。図２に示すように、本体部２０は、一対の発電ポッド２１と、クロスビーム２２と、各発電ポッド２１に設けられたタービン２３と、各タービン２３に電気的に接続された発電機（不図示）と、を備えている。発電ポッド２１は、水中を浮遊可能な浮体である。発電ポッド２１は、例えば、円筒形状をなす中空の容器である。一対の発電ポッド２１は、例えば左右に互いに離間して配置されている。発電ポッド２１の前部２１ａは水流ＦＷの上流に位置しており、発電ポッド２１の後部２１ｂは水流ＦＷの下流に位置している。

【0021】

一対の発電ポッド２１は、クロスビーム２２によって連結されている。クロスビーム２２は、例えば、中空の板状部材である。クロスビーム２２は、その内部に空洞を有することによって、浮力を発生することができる。クロスビーム２２は、浮遊する水流発電装置２の姿勢を安定させるべく、例えば翼形状をなしている。クロスビーム２２は、例えば、一対の発電ポッド２１の胴部の中央部に固定されている。

【0022】

発電ポッド２１は、係留索部４を介して錘部３に接続されている。錘部３は、例えば、直方体状をなしており、その底面が水底ＷＢに配置されている。錘部３は、例えば、摩擦式のシンカーでもよいし、その他のシンカーでもよい。或いは、錘部３は、水底ＷＢに固定されたアンカーでもよい。この場合、アンカーは、パイル式のアンカーでもよく、サクション式のアンカーでもよく、その他のアンカーでもよい。係留索部４の下端は錘部３に接続され、係留索部４の上端は発電ポッド２１に接続されている。係留索部４の上端は、例えば一対の発電ポッド２１にそれぞれ接続されている。係留索部４は、発電ポッド２１に代えて、クロスビーム２２に接続されていてもよい。

【0023】

発電ポッド２１にはケーブル５が接続されている。ケーブル５は、発電機によって生成された電力を伝送するための送電ケーブルと、陸上設備６（図１参照）と通信するための通信ケーブルと、を含む。ケーブル５は、係留索部４に沿って発電ポッド２１から錘部３に向けて延びるとともに、水底ＷＢに沿って係留索部４から陸上設備６に向けて延びている。

【0024】

タービン２３は、発電用のタービンである。タービン２３は、発電ポッド２１の後部２１ｂに回転可能に設けられている。本実施形態では、タービン２３として、いわゆるダウンウィンド型のタービンが採用されている。なお、タービン２３は、アップウィンド型のタービンであってもよい。タービン２３は、複数枚（例えば２枚）のブレードと、を含んでいる。本実施形態に係る水流発電装置２は、ダウンウィンド型のタービンを採用しているので、発電ポッド２１の下流にブレードが配置されている。

【0025】

タービン２３には、発電ポッド２１に収容された不図示の回転軸が連結されている。タービン２３の回転は、当該回転軸を介して発電ポッド２１内の発電機に伝達される。当該回転軸は、例えば発電ポッド２１の中心軸線に沿って設けられている。発電機は、タービン２３の回転駆動力によって発電する。

【0026】

図３は、水流発電装置２を前側から見た正面図である。図４は、水流発電装置２を右側から見た側面図である。図３及び図４に示すように、本体部２０の外面に、複数の（本実施形態では、８個）の音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ（本実施形態における「音波送受信部」）が設けられている。以下の説明において、「音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ」をそれぞれ区別して説明する必要がない場合には、これらを総称して「音響センサ３０」という。

【0027】

音響センサ３０は、水中に音波を送信する音波送信器と、音波の反射波を受信する音波受信器とを含む音波送受信器である。音響センサ３０は、或る一定の指向範囲Ｒ内において音響通信による情報の送受信を行う。或る一定の指向範囲Ｒとは、音響センサ３０の発音源を中心とした球状において指向角度によって定義される範囲である。

【0028】

音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈは、その指向範囲Ｒが本体部２０の周辺の領域を万遍なく含むように、本体部２０の外面において互いに異なる位置に配置されている。具体的には、図３に示すように、音響センサ３０Ａ及び３０Ｅは、左側の発電ポッド２１の左側端部に配置され、音響センサ３０Ｂ及び３０Ｆは、左側の発電ポッド２１の右側端部に配置されている。また、音響センサ３０Ｃ及び３０Ｇは、右側の発電ポッド２１の左側端部に配置され、音響センサ３０Ｄ及び３０Ｈは、右側の発電ポッド２１の右側端部に配置されている。

【0029】

音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，及び３０Ｄは、音響センサ３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈに対して上側に配置され、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，及び３０Ｄの指向範囲Ｒは、本体部２０の上側を向くように設置されている。換言すると、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，及び３０Ｄの指向範囲Ｒは、水面ＷＳに向いている。音響センサ３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，及び３０Ｄに対して下側に配置され、音響センサ３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈの指向範囲Ｒは、本体部２０の下側を向くように設置されている。換言すると、音響センサ３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈの指向範囲Ｒは、水底ＷＢに向いている。また、音響センサ３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈの指向範囲Ｒの向きは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，及び３０Ｄの指向範囲Ｒの向きと逆であるともいえる。各音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈの指向範囲Ｒが重なる部分は、重複部分ＲＡとなっている。このように重複部分ＲＡが形成されるように、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈを本体部２０に配置することで、指向範囲Ｒにおける音響通信を精度良く行うことができる。

【0030】

図５は、水流発電装置２に搭載される制御装置４０（本実施形態における「制御部」）の構成図である。制御装置４０は、音響センサ３０と電気的に接続されたコンピュータである。制御装置４０は、ＣＰＵ及びメモリ等を有し、メモリに記憶されたプログラムに従って動作する。制御装置４０は、例えば、音響センサ３０を制御するセンサ制御部４１と、音響センサ３０が受信した音波の反射波を処理する音波処理部４２と、を有している。

【0031】

センサ制御部４１は、例えば、周波数設定部４１ａと、起動指示部４１ｂと、送信指示部４１ｃと、を含んでいる。周波数設定部４１ａは、音響センサ３０が送信する音波の周波数を設定する。本実態形態では、周波数設定部４１ａは、各音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが送信する音波の周波数を互いに異なる周波数に設定する。各音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが送信する音波の周波数は、例えば、少なくとも２００ｋＨｚ以上離れるように設定されてもよいし、少なくとも５００ｋＨｚ以上離れるように設定されてもよい。例えば、音響センサ３０Ａが送信する音波の周波数は、音響センサ３０Ｂが送信する音波の周波数よりも２００ｋＨｚ以上高くてもよい。

【0032】

起動指示部４１ｂは、音響センサ３０の起動を指示する起動信号、又は音響センサ３０の起動停止を指示する起動停止信号を、音響センサ３０に出力する。送信指示部４１ｃは、音響センサ３０による音波の送信を指示する送信信号を音響センサ３０に出力する。本実施形態では、送信指示部４１ｃは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈに対して送信信号を同時に出力し、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈは、当該送信信号を受けて音波を同時に送信する。

【0033】

音波処理部４２は、音響センサ３０が受信した反射波を音波信号として処理する。音波処理部４２は、例えば、音波検出部４２ａと、計測部４２ｂと、を含んでいる。音波検出部４２ａは、音響センサ３０が受信した反射波を音波信号として検出する。本実施形態では、上述したように音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが音波を同時に送信するので、それら音波の反射波は、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈに同時に受信され得る。従って、例えば、音響センサ３０Ａには、自己が送信した音波の反射波に加え、音響センサ３０Ｂ等の別の音響センサ３０が送信した音波の反射波が同時に受信され得る。

【0034】

ここで、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが送信する音波の周波数は、周波数設定部４１ａによって互いに異なる周波数に設定されている。そこで、音波検出部４２ａは、音波の周波数の違いに基づいて、検出した音波信号から、各音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈに起因する反射波を示す音波信号をそれぞれ識別する。本実施形態において、「音響センサ３０に起因する反射波」とは、音響センサ３０が送信した音波の反射波、すなわち、音響センサ３０に対応する反射波を意味する。

【0035】

例えば、音響センサ３０Ａ（本実施形態における「第１音波送受信部」）と音響センサ３０Ｂ（本実施形態における「第２音波送受信部」）との関係に着目する。音響センサ３０Ａが送信した音波が周波数ＦＡである場合、音響センサ３０Ａが送信した音波の反射波は、周波数ＦＡに対応する周波数ＦＡａを有する。同様に、音響センサ３０Ｂが送信した音波が周波数ＦＢを有する場合、音響センサ３０Ｂが送信した音波の反射波は、周波数ＦＢに対応する周波数ＦＢａを有する。例えば、周波数ＦＡａは、周波数ＦＡに一致する場合もあるし、周波数ＦＡａからずれる場合もあり得る。しかし、周波数ＦＡと周波数ＦＡａとのずれは、音響センサ３０Ａの周波数ＦＡと音響センサ３０Ｂの周波数ＦＢとの差分と比べると極めて小さい。

【0036】

そこで、音波検出部４２ａは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが受信した反射波のうち、周波数ＦＡａを有する反射波を示す音波信号を、音響センサ３０Ａに起因する反射波を示す音波信号（本実施形態における「第１音波信号」）として識別し、周波数ＦＢａを有する反射波を示す音波信号を、音響センサ３０Ｂに起因する反射波を示す音波信号（本実施形態における「第２音波信号」）として識別する。このような音波信号の識別は、例えば、通過帯域が周波数ＦＡａを含む第１のフィルタと、通過帯域が周波数ＦＡｂを含む第２フィルタと、を用いて行うことができる。或いは、特定の周波数を有する反射波のみを通過させるフィルタを音響センサ３０に設置することで、音波信号の識別を行うこともできる。

【0037】

上述した音響センサ３０Ａと音響センサ３０Ｂとの関係は、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈのうちの任意の２個の音響センサ３０の間において成立する。従って、音波検出部４２ａは、検出した音波信号から、音波信号が示す反射波の周波数の違いに基づいて、音響センサ３０Ａに起因する反射波を示す音波信号と、音響センサ３０Ｂに起因する反射波を示す音波信号と、音響センサ３０Ｃに起因する反射波を示す音波信号と、音響センサ３０Ｄに起因する反射波を示す音波信号と、音響センサ３０Ｅに起因する反射波を示す音波信号と、音響センサ３０Ｆに起因する反射波を示す音波信号と、音響センサ３０Ｇに起因する反射波を示す音波信号と、音響センサ３０Ｈに起因する反射波を示す音波信号と、を識別することができる。

【0038】

計測部４２ｂは、音波検出部４２ａによって検出された音波信号に基づいて、水流発電装置２の周辺の情報を取得する。例えば、計測部４２ｂは、水流発電装置２の周辺を流れる水流の流速分布を計測して取得する。水流発電装置２が発電する電力は、周辺の水流の流速の変動に影響されやすい。このため、計測部４２ｂによって周辺の流速分布を取得できれば、水中における所望の流速が得られる位置にタービン２３を移動させることによって、水流発電装置２の発電効率を向上させることが可能となる。なお、計測部４２ｂによる周辺の流速分布の計測は、例えば、音響センサ３０から音波が送信されてから、その音波の反射波が音響センサ３０に受信されるまでの音波の伝播時間に基づいて行うことができる。

【0039】

再び、図３及び図４を参照する。図３及び図４に示すように、水流発電装置２の周辺には、探査ロボット５０が航走している。本実施形態において、探査ロボット５０は、無人で水中を自律航走する水中航走体（Autonomous Underwater Vehicle：ＡＵＶ）である。探査ロボット５０は、無人で水面を自律航走する水面航走体（Autonomous Surface Vehicle：ＡＳＶ）であってもよい。探査ロボット５０は、例えば、水中における水流発電装置２の上側の領域を、予め定められた経路に沿って航走する。探査ロボット５０は、水流発電装置２との間で音響通信可能に構成されている。探査ロボット５０は、水中に配置された本体部５１と、本体部５１の外面に配置された音響通信器５２と、を備えている。

【0040】

本体部５１は、水中を航走可能に構成されている。音響通信器５２は、例えば、本体部５１の外面における下側（すなわち、水流発電装置２側）に配置されている。音響通信器５２は、水流発電装置２の音響センサ３０から送信された音波を受信する。また、探査ロボット５０は、水流発電装置２と同様の音波処理部４２を備えている。従って、音響通信器５２が受信した音波は、探査ロボット５０の音波処理部４２の音波検出部４２ａによって検出され、当該音波処理部４２の計測部４２ｂによって、音波信号に基づく情報が取得される。

【0041】

上述したように、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが送信する音波の周波数は、互いに異なる周波数に設定されているので、探査ロボット５０の音波処理部４２も、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが送信した音波を示す音波信号から、その音波の周波数の違いに基づいて、各音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈに起因する音波を示す音波信号をそれぞれ識別することができる。

【0042】

図３に示す例では、探査ロボット５０は、音響センサ３０Ｃの指向範囲Ｒと、音響センサ３０Ｄの指向範囲Ｒとの重複部分ＲＡに位置しているので、探査ロボット５０の音響通信器５２は、音響センサ３０Ｃが送信した音波と、音響センサ３０Ｄが送信した音波とを同時に受信し得る。ここで、音響センサ３０Ｃが送信した音波が周波数ＦＣを有し、音響センサ３０Ｄが送信した音波が周波数ＦＤを有する場合、探査ロボット５０の音波検出部４２ａは、音響通信器５２が受信した音波のうち、周波数ＦＣに対応する周波数ＦＣａを有する音波を示す音波信号を、音響センサ３０Ｃに起因する音波を示す音波信号として識別し、周波数ＦＤに対応する周波数ＦＤａを有する音波を示す音波信号を、音響センサ３０Ｄに起因する音波を示す音波信号として識別する。このようにして、探査ロボット５０の音波検出部４２ａは、音響センサ３０が送信した音波を示す音波信号から、その音波の周波数の違いに基づいて、音響センサ３０毎に識別することができる。

【0043】

探査ロボット５０の計測部４２ｂは、識別された音波信号に基づいて、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を計測（推定）する。具体的には、探査ロボット５０の計測部４２ｂは、識別された音波信号を受信することで、その音波信号に対応する音響センサ３０の位置と、水流発電装置２の形状モデルとに基づいて、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を計測する。上述したように、探査ロボット５０の音波処理部４２は、音波の周波数の違いに基づいて音波信号を音響センサ３０毎に識別しているので、検出した音波信号に対応する音響センサ３０の位置を正確に取得することができる。その結果、探査ロボット５０の計測部４２ｂは、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を精度良く測定することが可能となる。

【0044】

続いて、本実施形態に係る水流発電システム１の効果について説明する。本実施形態に係る水流発電システム１では、上述したように、音波検出部４２ａは、検出した音波信号を音響センサ３０毎に識別する。例えば、音響センサ３０Ａと音響センサ３０Ｂとの関係に着目すると、音波検出部４２ａは、検出した音波信号から、音響センサ３０Ａに起因する反射波を示す音波信号を識別すると共に、音響センサ３０Ｂに起因する反射波を示す音波信号を識別する。これにより、実際には音響センサ３０Ａに起因する反射波を示す音波信号が、音響センサ３０Ｂに起因する反射波を示す音波信号として誤って検出されてしまう事態を抑制できる。また、実際には音響センサ３０Ｂに起因する反射波を示す音波信号が、音響センサ３０Ａに起因する反射波を示す音波信号として誤って検出されてしまう事態を抑制できる。このように音波検出部４２ａが音波信号を音響センサ３０毎に識別することによって、計測部４２ｂは、識別された音波信号に基づいて周辺の水流の流速等の情報を正確に取得することができる。また、本実施形態に係る水流発電装置２によれば、上述したような音波信号の誤検出を避けるために音響センサ３０を遠い位置に配置する等の対応をとる必要がなく、音響センサ３０の配置の制約がないので、設計の自由度を向上できる。

【0045】

本実施形態において、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈは、互いに異なる周波数を有する音波を送信し、水流発電装置２の音波検出部４２ａは、それら音波の周波数の違いに基づいて、検出した音波信号を音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ毎に識別している。このように、水流発電装置２の音波検出部４２ａは、音波の周波数の違いを利用することで、その音波の反射波を示す音波信号を音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ毎に容易に識別することができる。

【0046】

本実施形態において、水流発電装置２の計測部４２ｂは、音波検出部４２ａによって検出された音波信号に基づいて本体部２０の周辺の水流の流速分布を取得している。上述したように、検出された音波信号は音響センサ３０毎に識別されるので、水流発電装置２の計測部４２ｂは、識別された音波信号に基づいて、本体部２０の周辺の水流の流速を正確に取得することができる。

【0047】

本実施形態において、音響センサ３０及び制御装置４０は、水流発電装置２に設けられている。この構成では、水流発電装置２に既に搭載されている音響センサ３０を利用して音波信号の識別を行うことができるので、水流発電装置２に「音波送受信部」を別途設けることなく、音波の送受信に基づく情報を取得することができる。これにより、装置構成の大型化・複雑化を抑制できる。

【0048】

本実施形態において、探査ロボット５０の計測部４２ｂは、水流発電装置２の音響センサ３０から送信された音波の音波信号に基づいて、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を計測している。このように、水流発電装置２に既に搭載されている音響センサ３０を利用して水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を計測することで、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を計測するための音響灯台装置等の音響通信器を別途用意する必要が無くなる。これにより、このような音響通信器を別途用意することによる装置単価の増大、及び、当該音響通信器のメンテナンスに要するコストの増大を回避することができる。

【0049】

なお、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置の計測のために、探査ロボット５０に音響通信器５２を搭載することが必要になるが、探査ロボット５０への音響通信器５２の搭載は、水流発電装置２への音響通信器の搭載よりも容易に行うことができ、探査ロボット５０は、水流発電装置２よりも陸上へ容易に揚収することができるので、探査ロボット５０に搭載される音響通信器５２のメンテナンスは比較的容易である。従って、探査ロボット５０への音響通信器５２の搭載によるコストは、水流発電装置２への音響通信器の搭載によるコストと比べて小さく抑えられる。

【0050】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る水流発電システムについて説明する。第２実施形態の説明において、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と重複する説明は適宜省略する。

【0051】

第１実施形態では、音響センサ３０によって送信される音波の周波数が互いに異なる場合を例示したが、第２実施形態では、音響センサ３０によって音波が送信されるタイミングが互いに異なる場合を例示する。第２実施形態では、周波数設定部４１ａは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが送信する音波の周波数を互いに同一に設定する。そして、送信指示部４１ｃは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈに対して互いに異なるタイミングで送信信号を出力する。従って、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈは、送信指示部４１ｃからの送信信号に従って、互いに異なるタイミングで音波を送信する。具体的には、或る音響センサ３０が音波を送信した後のタイミングであって、その音波の反射波を示す音波信号が音波検出部４２ａに検出された後のタイミングで、次の音響センサ３０が音波を送信する。

【0052】

例えば、送信指示部４１ｃが音響センサ３０Ａに送信信号を出力すると、音響センサ３０Ａが送信信号を受けて音波を送信し、音波検出部４２ａは、その音波の反射波を音波信号として検出する。そして、送信指示部４１ｃは、音波検出部４２ａが当該音波信号を検出したことを確認すると、次の音響センサ３０Ｂに送信信号を出力し、音響センサ３０Ｂが送信信号を受けて音波を送信する。そして、音波検出部４２ａがその音波の反射波を音波信号として検出すると、送信指示部４１ｃは、音波検出部４２ａが当該音波信号を検出したことを確認して次の音響センサ３０Ｃに送信信号を出力する。この動作を繰り返すことにより、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈから音波が送信されるタイミングを互いにずらすことができる。

【0053】

このように、音響センサ３０Ａが音波を送信した後のタイミング、具体的には、音波検出部４２ａがその音波の音波信号を検出した後のタイミングで、次の音響センサ３０Ｂが音波を送信するように構成されている。例えば、音響センサ３０Ａ（本実施形態における「第１音波送受信部」）に音波を送信させた後に音響センサ３０Ｂ（本実施形態における「第２音波送受信部」）に音波を送信させる場合、音響センサ３０Ａが送信した音波の反射波は、音響センサ３０Ｂが送信した音波の反射波よりも先に音響センサ３０Ａに到達して音波信号として音波検出部４２ａに検出される。そこで、音波検出部４２ａは、音響センサ３０Ａ及び音響センサ３０Ｂに対応する音波信号のうち、先に検出した音波信号を、音響センサ３０Ａに起因する反射を示す音波信号（本実施形態における「第１音波信号」）として識別し、後に検出した音波信号を、音響センサ３０Ｂに起因する反射を示す音波信号（本実施形態における「第２音波信号」）として識別する。

【0054】

上述した音響センサ３０Ａと音響センサ３０Ｂとの関係は、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈのうちの任意の２個の音響センサ３０の間において成立する。従って、音波検出部４２ａは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが音波を送信するタイミングの違いに基づいて、検出した音波信号を、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ毎に識別することができる。

【0055】

本実施形態では、送信指示部４１ｃは、音波検出部４２ａが或る音響センサ３０の送信した音波の反射波を示す音波信号を検出したことを確認してから、次の音響センサ３０に送信信号を出力しているが、送信指示部４１ｃは、一定時間が経過する度に次の音響センサ３０に送信信号を出力してもよい。この場合、送信指示部４１ｃが或る音響センサ３０に送信信号を出力してから次の音響センサ３０に送信信号を出力するまでの時間は、或る音響センサ３０が音波を送信してからその音波の反射波を示す音波信号が音波検出部４２ａによって検出されるまでの時間以上に設定されていればよい。

【0056】

上述した制御装置４０の処理について、図６を参照してより詳細に説明する。図６は、制御装置４０の処理方法の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、起動指示部４１ｂは、全ての音響センサ３０に起動停止信号を出力する（ステップＳ１１）。次に、起動指示部４１ｂは、使用したい音響センサ３０を選択する（ステップＳ１２）。使用したい音響センサ３０とは、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈのうちの任意の音響センサ３０である。ここでは、起動指示部４１ｂが音響センサ３０Ａを最初に選択した場合について説明する。

【0057】

次に、起動指示部４１ｂは、選択した音響センサ３０Ａに起動信号を出力し（ステップＳ１３）、その音響センサ３０Ａが起動したか否かを判定する（ステップＳ１４）。音響センサ３０Ａが起動したと判定された場合には（ステップＳ１４においてＹｅｓ）、送信指示部４１ｃは、音響センサ３０Ａに音波を送信させる送信信号を出力する（ステップＳ１５）。一方、音響センサ３０Ａが起動していないと判定された場合には（ステップＳ１４においてＮｏ）、再度ステップＳ１３が行われる。

【0058】

次に、送信指示部４１ｃは、音響センサ３０Ａが音波を送信したか否かを判定する（ステップＳ１６）。音響センサ３０Ａが音波を送信したと判定された場合には（ステップＳ１６においてＹｅｓ）、音波検出部４２ａが、音響センサ３０Ａが送信した音波の反射波を音波信号として検出する（ステップＳ１７）。一方、音響センサ３０Ａが音波を送信していないと判定された場合には（ステップＳ１６においてＮｏ）、再度ステップＳ１５が行われる。

【0059】

次に、起動指示部４１ｂは、音波検出部４２ａが音波信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ１８）。音波検出部４２ａが音波信号を検出したと判定された場合には（ステップＳ１８においてＹｅｓ）、起動指示部４１ｂは、音響センサ３０Ａに起動停止信号を出力する（ステップＳ１９）。このとき、音波検出部４２ａは、検出した音波信号を、音響センサ３０Ａに起因する反射波を示す音波信号として識別する。一方、音波検出部４２ａが音波信号を検出していないと判定された場合には（ステップＳ１８においてＮｏ）、再度ステップＳ１８が行われる。

【0060】

次に、起動指示部４１ｂは、音響センサ３０Ａが起動停止したか否かを判定する（ステップＳ２０）。音響センサ３０Ａが起動停止したと判定された場合には（ステップＳ２０においてＹｅｓ）、再度ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１からステップＳ２０が繰り返される。一方、音響センサ３０Ａが起動停止していないと判定された場合には（ステップＳ２０においてＮｏ）、再度ステップＳ１９が行われる。

【0061】

再度ステップＳ１１に戻ってステップＳ１２が行われる際には、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈのうち、既に選択された音響センサ３０Ａ以外の音響センサ３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈのいずれかが選択される。このように、ステップＳ１２が行われる度に、既に選択された音響センサ３０以外の別の音響センサ３０が選択されるようにすることで、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈから音波を互いに異なるタイミングで送信させることが可能となり、音波が送信されるタイミングの違いに基づいて音波信号を音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ毎に識別することが可能となる。そして、全ての音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが選択されて使用されたら、制御装置４０は、一連の動作を終了する。

【0062】

上述したように、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈは、互いに異なるタイミングで音波を送信するので、探査ロボット５０の音波処理部４２も、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが送信した音波を示す音波信号を、その音波が送信されるタイミングの違いに基づいて音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ毎に識別することができる。

【0063】

例えば、図３に示す例において、音響センサ３０Ｃが音波を送信した後のタイミングで、音響センサ３０Ｄが音波を送信した場合、探査ロボット５０の音波検出部４２ａは、先に検出した音波信号を、音響センサ３０Ｃに起因する音波を示す音波信号として識別し、後に検出した音波信号を、音響センサ３０Ｄに起因する音波を示す音波信号として識別する。このようにして、探査ロボット５０の音波検出部４２ａは、音響センサ３０が送信した音波を示す音波信号を、その音波が送信されるタイミングの違いに基づいて音響センサ３０毎に識別することができる。その結果、第１実施形態と同様に、探査ロボット５０の計測部４２ｂは、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を精度良く測定することが可能となる。

【0064】

以上に説明したように、本実施形態では、音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈが互いに異なるタイミングで音波を送信し、水流発電装置２の音波検出部４２ａが、それらタイミングの違いに基づいて、検出した音波信号を音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ毎に識別している。このように、水流発電装置２の音波検出部４２ａは、音波が送信されるタイミングの違いを利用することで、その音波の反射波を示す音波信号を音響センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，及び３０Ｈ毎に容易に識別することができる。

【0065】

本実施形態において、水流発電装置２の音波検出部４２ａは、その音波の音波信号を検出した後のタイミングで、次の音響センサ３０が音波を送信している。これにより、例えば、或る音響センサ３０Ａに起因する反射波を示す音波信号よりも、次の音響センサ３０Ｂに起因する反射波を示す音波信号が先に検出されてしまう事態を抑制できる。従って、水流発電装置２の音波検出部４２ａは、音波が送信されるタイミングの違いを利用した音響センサ３０毎の音波信号の識別をより確実に行うことができる。

【0066】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る水流発電システムについて説明する。第３実施形態の説明において、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と重複する説明は適宜省略する。

【0067】

第１実施形態では、「音波送受信部」及び「制御部」が水流発電装置に設けられる場合を例示したが、第３実施形態では、「音波送受信部」及び「制御部」が係留装置に設けられる場合を例示する。図７は、第３実施形態に係る水流発電システム１Ａの概略構成図である。図７に示すように、係留装置７Ａは、錘部３に設けられた複数（本実施形態では２個）の音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋを備えている。

【0068】

音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋは、錘部３の上面側（すなわち、水底ＷＢとは反対側）に設けられており、前後に並んで配置されている。音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋは、上述した音響センサ３０と同様の機能を有している。係留装置７Ａは、第１実施形態と同様の制御装置４０を更に備えている。制御装置４０は、例えば錘部３に搭載されており、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋと電気的に接続されている。本実施形態では、制御装置４０の周波数設定部４１ａは、第１実施形態と同様に、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋが送信する音波の周波数を互いに異なる周波数に設定している。そして、制御装置４０の音波検出部４２ａは、その音波の反射波が有する周波数の違いに基づいて、検出した音波信号を音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋ毎に識別する。

【0069】

すなわち、音波送受信器３０Ｊ（本実施形態における「第１音波送受信部」）が送信した音波が周波数ＦＪを有し、音波送受信器３０Ｋ（本実施形態における「第２音波送受信部」）が送信した音波が周波数ＦＫを有する場合、音波検出部４２ａは、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋが受信した反射波のうち、周波数ＦＪに対応する周波数ＦＪａを有する反射波を示す音波信号を、音波送受信器３０Ｊに起因する反射波を示す音波信号（本実施形態における「第１音波信号」）として識別し、周波数ＦＫに対応する周波数ＦＫａを有する反射波を示す音波信号を、音波送受信器３０Ｋに起因する反射波を示す音波信号（本実施形態における「第２音波信号」）として識別する。

【0070】

従って、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態において、音響センサ３０及び制御装置４０は、錘部３に設けられている。錘部３は、水中を浮遊する水流発電装置２とは異なり、水中における位置が固定されるため、制御装置４０は、音波信号に基づく情報を取得することで、水中における所定範囲の水流等を定点観測することができる。なお、本実施形態において、第２実施形態と同様に、音波検出部４２ａが、音波が送信されるタイミングの違いに基づいて、検出した音波信号を音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋ毎に識別してもよい。

【0071】

また、探査ロボット５０の音波検出部４２ａも、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋが送信した音波を示す音波信号を、その音波の周波数の違いに基づいて音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋ毎に識別してもよい。或いは、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋが音波を送信するタイミングが互いに異なる場合は、探査ロボット５０の音波検出部４２ａは、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋが送信した音波を示す音波信号を、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋが音波を送信するタイミングの違いに基づいて、音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋ毎に識別してもよい。そして、探査ロボット５０の計測部４２ｂは、識別された音波信号に基づいて、錘部３に対する探査ロボット５０の相対位置を計測（推定）してもよい。

【0072】

本開示は、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した各実施形態を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、上述した各実施形態において、「音波送受信部」及び「制御部」が水流発電装置２又は係留装置７Ａに設けられる場合を示したが、「音波送受信部」及び「制御部」は、「航走体」としての探査ロボット５０に設けられてもよい。この場合、探査ロボット５０は、「音波送受信部」としての複数の音響通信器５２（図３及び図４参照）と、「制御部」としての制御装置４０（図３及び図５参照）とを備え、音響通信器５２は、上述した音響センサ３０又は音波送受信器３０Ｊ及び３０Ｋと同様の機能を有する。

【0073】

そして、探査ロボット５０の各音響通信器５２が、互いに異なる周波数の音波を送信するか、或いは互いに異なるタイミングで音波を送信することにより、制御装置４０の音波検出部４２ａがその音波の反射波を示す音波信号を音響通信器５２毎に識別し、制御装置４０の計測部４２ｂがその音波信号に基づく情報を正確に取得できる。従って、このような形態であっても、上述した各実施形態と同様の効果を奏する。また、探査ロボット５０の計測部４２ｂは、上述した各実施形態と同様に、水流発電装置２に対する探査ロボット５０の相対位置を取得してもよい。

【0074】

上述した各実施形態では、音響センサ３０が、音波送信器と音波受信器とを含む音波送受信器である場合について説明したが、音波送信器と音波受信器とは別個に構成されてもよい。上述した第１実施形態及び第２実施形態では、８個の音響センサ３０が水流発電装置２に配置される場合について説明したが、音響センサの数はこれに限られず、２個、３個、或いは４個以上でもよい。上述した第３実施形態においても同様に、音波送受信器の数は、２個に限られず、３個、或いは４個以上でもよい。また、音響センサの配置、音波送受信器、及び音波通信器の配置は、上述した各実施形態の例に限られず、適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0075】

１，１Ａ 水流発電システム
２ 水流発電装置
３ 錘部
４ 係留索部
７，７Ａ 係留装置
３０，３０Ｃ～３０Ｈ 音響センサ
３０Ａ 音響センサ（第１音波送受信部）
３０Ｂ 音響センサ（第２音波送受信部）
３０Ｊ，３０Ｋ 音波送受信器
４０ 制御装置（制御部）
５０ 探査ロボット（航走体）
５２ 音響通信器
ＦＷ 水流
ＷＢ 水底

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】