【今更聞けない】水中ドローンにおけるソナーとエコーサウンダーの役割とは？

こんにちは、SOLASTER株式会社です！今回は水中ドローンの運用で最も必要な要素の１つであるソナーとエコーサウンダーについて解説します。

ソナーとは？

水中で使われるソナーは、音波を利用して水中の物体や地形を探知する装置です。一般的に、水中ソナーは以下のように機能します：

音波の発信と受信: ソナーは音波を発信し、それが水中の物体や地形に当たって反射します。その後、ソナーが反射した音波を受信し、その反射音波（エコー）を解析します。
探知範囲と精度: ソナーは水中の物体の位置や形状、水深、地形などを探知します。探知範囲や精度は、ソナーの送信する音波の周波数やパワー、受信機の性能によって異なります。
用途: 水中ソナーはさまざまな用途に使用されます。航海時の障害物検知や地形マッピング、水中の物体の探査や調査（沈没船の捜索、生物の位置特定など）、漁業での魚群探知、海洋学の研究などに使われます。
種類: 水中ソナーには様々な種類があります。例えば、側面スキャンソナーは水中の側面方向に音波を送信し、広範囲の地形をマッピングします。また、多重ビームソナーはより詳細な地形マッピングや物体の探査に使用されます。

水中ソナーは、水深や水中環境における情報収集やナビゲーションに重要な役割を果たしており、船舶や水中ドローンなどの様々な機器に組み込まれています。

水中で使われるエコーサウンダーは、水深を測定するための装置です。基本的に、エコーサウンダーは以下のように機能します：

音波の送信と受信: エコーサウンダーは水中に音波を送信し、それが水底や水中の物体に当たって反射します。この音波（パルス）の反射がエコーサウンダーに戻ってきます。
反射音波の測定: エコーサウンダーは反射音波の到達時間を計測し、これに基づいて水深を推定します。音波が送信されてから反射音波が受信されるまでの時間差から、水深を計算します。
精度と用途: エコーサウンダーの精度は、送信される音波の周波数や装置の性能によって異なります。航海時には水深の測定や海底の地形マッピングに使用され、船舶の安全な航行を支援します。
種類: エコーサウンダーにはシングルビームやマルチビームなど、さまざまな種類があります。マルチビームエコーサウンダーは広範囲の地形を詳細にマッピングするのに適しています。

エコーサウンダーは、海洋学や航海、漁業、地質学などの分野で広く使用されており、水深の測定や海底地形の理解に役立っています。特に船舶や水中機器のナビゲーションにおいて、水深情報は重要な役割を果たします。

エコーサウンダーとソナーは、基本的に同じものを指す言葉ですが、一般的には若干の違いがあります。

エコーサウンダーは、水中の物体や地形を探知するための装置であり、通常、船舶や航海用途で使用されます。水中の音波を送信し、その音波が物体や地形に当たって反射し、その反射音波（エコー）を検知することで、物体や地形の位置や深さを把握します。

一方、ソナーは、音波の送受信を利用して水中の物体を検知するシステム全般を指す広い概念です。ソナーは軍事目的、海洋学、漁業、地質学などさまざまな分野で使用されます。エコーサウンダーは、ソナーの一種として水中の地形や深さを測定するための特定の種類のソナーと考えることができるでしょう。

つまり、エコーサウンダーは水中の深さや地形を特定するための特定の用途に特化したソナーの一種であると言えます。

水中ドローンにソナーとエコーサウンダーを組み込むことは、それぞれ異なる目的で使用されます。両者は同じ原理を基にしていますが、その用途や機能に違いがあります。

ソナーの用途と使い方:
- 障害物検知と地形マッピング: ソナーは水中の障害物を検出し、水底の地形をマッピングするのに使用されます。水中の物体や地形の位置や深度を探知し、ドローンが航行する際に障害物を避けたり、地形の詳細なマップを作成したりします。
- 物体探査と調査: 沈没した船舶の捜索や水中の生物の位置把握、海底の資源調査など、物体の探査や環境の調査に使われます。
エコーサウンダーの用途と使い方:
- 水深測定: エコーサウンダーは水中の深さを測定するのに特化しています。船舶が水底からどれくらい離れているかや、水深を正確に測定するために使用されます。
- 航行補助: 水中の深度や地形を把握することで、水中ドローンや船舶の安全な航行を支援します。

両方を組み合わせることで、水中の障害物を検知しつつ、同時に水深を正確に測定することができます。ソナーは物体や地形を探知し、エコーサウンダーは水深を測定するため、両方を利用することで水中環