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公開番号2025133884
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025113632,2020210512
出願日2025-07-04,2020-12-18
発明の名称波の振幅推定方法、振幅推定装置、及びプログラム
出願人五洋建設株式会社
代理人弁理士法人朝日特許事務所
主分類G01C 13/00 20060101AFI20250904BHJP(測定;試験)
要約【課題】水上に浮かぶ浮遊物が水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の測定値の経時変化を示す加速度時系列データに対して積分をすることなく、波の振幅を推定する。
【解決手段】加速度取得手段111は、インタフェース13を介して端末2から、加速度時系列データを取得する。平滑化手段112は、加速度取得手段111により取得され、メモリ12に記憶された加速度時系列データを読み出し、この加速度時系列データが示す加速度の所定の期間の経時変化を平滑化する。周期特定手段113は、加速度時系列データを用いて、水上に浮かぶ浮遊物Jが水面の上下動により受ける鉛直方向の加速度の経時変化の周期を特定する。振幅推定手段114は、波の振幅と、加速度の経時変化の周期との関係に従い、周期特定手段113により特定された周期に応じた波の振幅を推定する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
浮遊物が波により受ける鉛直方向の加速度を測定した測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得し、
前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化を平滑化し、
前記平滑化された加速度の経時変化の周期を特定し、
前記平滑化された経時変化する加速度のうち所定時刻の加速度と、前記周期とを用いて、所定の算出式に従い、該所定時刻における前記浮遊物の基準位置からの変位の推定値を算出する
方法。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記所定の算出式は、前記周期をＴａ、前記所定時刻の加速度をａ
ave
、前記変位の推定値をｚ
est
とするとき、ｚ
est
が、ａ
ave
にＴａの二乗を乗じ、円周率の二乗の４倍で除した値である、という関係を示す
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記周期は、前記平滑化された加速度の経時変化が示す前記所定時刻における直近の１つの波に応じた期間の時間長である
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記周期は、前記平滑化された加速度の経時変化が示す前記所定時刻における直近の連続する複数の波の各々に応じた期間の時間長の統計値である
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
浮遊物が波により受ける鉛直方向の加速度を測定した測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得し、
前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化を平滑化し、
前記平滑化された加速度の経時変化の周期を特定し、
前記平滑化された経時変化する加速度のうち所定時刻の加速度と、前記周期とを用いて、所定の算出式に従い、該所定時刻における前記浮遊物の基準位置からの変位の推定値を算出する
推定装置。
【請求項６】
コンピュータに、
浮遊物が波により受ける鉛直方向の加速度を測定した測定値の経時変化を示す加速度時系列データを取得する処理と、
前記加速度時系列データが示す加速度の経時変化を平滑化する処理と、
前記平滑化された加速度の経時変化の周期を特定する処理と、
前記平滑化された経時変化する加速度のうち所定時刻の加速度と、前記周期とを用いて、所定の算出式に従い、該所定時刻における前記浮遊物の基準位置からの変位の推定値を算出する処理と、
を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、波の振幅推定方法、振幅推定装置、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
波高計は、施工現場の海域でリアルタイムに水位変動を把握するために利用される。波高計には、海底設置型、空中放射型、ブイ型等、各種の型式が存在する。
【０００３】
海底設置型の波高計は、海底から超音波照射装置や水圧センサ等を使って水面変動を捉える方式の波高計である。海底設置型の波高計は、設置するために潜水士が必要となるため、大水深になると設置することが難しい。また、超音波照射装置や水圧センサ等が海底にあるため、洋上の作業船に観測データを伝達するにはケーブルで接続されている必要がある。
【０００４】
空中放射型の波高計は、空中から水面に向かって超音波を放射し、その反射から水面変動を捉えるものである。しかし、作業船が動揺する場合は、その動揺を考慮する必要がある。また、水面に向かって直角に放射する必要があるため、船舶の動揺により超音波の放射角度を直角に保つことが難しい。
【０００５】
ブイ式の波高計は、水面に浮遊させたブイ（浮標ともいう）を使って水面変動を捉える方式の波高計である。ブイ式の波高計は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ： Global Navigation Satellite System）を用いるものや、加速度センサを用いるもの等がある。
【０００６】
ＧＮＳＳを用いるブイ式の波高計は、ＧＮＳＳによる標高情報を取得することができるものの、要求される精度によっては資機材が大きくなりやすい。
【０００７】
加速度センサを用いるブイ式の波高計は、ブイに取り付けられた加速度センサにより、上下方向の加速度を計測し、この加速度を時間で二重積分することで水位変動を推定するものである。
【０００８】
例えば、特許文献１には、加速度センサの出力を積分して速度成分を得、又はその速度成分を更に積分することによって変位成分を得るように構成した波浪観測装置等に於いて、抽出した速度成分又は変位成分を所要の通過域を有する高域ろ波器に通すことにより、その成分に重畳するトレンド成分を除去するようにしたことを特徴とする加速度センサを用いた波浪観測装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開昭６１－２１２７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、加速度を時間で二重積分する手法で水位変動を推定するためには、比較的高精度な加速度センサが必要である。
（【００１１】以降は省略されています）

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