CN116997508A - 水上中继机与水中航行体的连结系统及其运用方法 - Google Patents

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Abstract

具备：水上中继机200，具有中继机推进单元38和中继机位置计测单元40；水中航行体100，具有航行体位置推定单元20；信息传送线24，将水上中继机200和水中航行体100连接，进行包含通过水中航行体100得到的图像信息在内的取得信息的传送；位置设定单元54，对水上中继机200和水中航行体100设定目标纬度及目标经度；以及控制单元12、32，控制水上中继机200和水中航行体100，配置为，基于所设定的目标纬度及目标经度和通过中继机位置计测单元40计测到的水上位置驱动中继机推进单元38、并通过控制单元12、32控制水上中继机200的位置，并且基于所设定的目标纬度及目标经度和通过航行体位置推定单元20推定出的水中位置通过控制单元12、32控制水中航行体100的位置，从而水中航行体100和水上中继机200一边保持在水面和水中的铅垂位置关系一边并行至目标纬度及目标经度。

Description

水上中继机与水中航行体的连结系统及其运用方法
技术领域
本发明涉及水上中继机与水中航行体的连结系统及其运用方法。
背景技术
近年来，海底等水底作为以矿物资源为首的所有资源的供给源备受关注。随之而来的是，水底调查的必要性也越来越高。因此，需要高精度地控制在水中航行的水中航行体的位置的技术。
公开了如下技术：具备从母船通过电波进行引导控制的无人艇、和经由线缆与该无人艇连结的水中航行体，通过从母船经由无人艇向水中航行体传递控制信号来控制水中航行体的位置(专利文献1)。
公开了如下系统：具备在水中行驶的水中航行体、和跟随该水中航行体在水面航行的水上艇，水上艇通过GPS处理部取得自身位置，并且通过水声通信将该自身位置发送给水中航行体(专利文献2)。基于水上艇的自身位置，水中航行体能够在水中自主航行。
同样，公开了如下系统：具备在水中行驶的水中航行体、和追随该水中航行体在水面航行的水上航行体，水上航行体通过水声通信取得水中航行体的位置，基于该水中航行体的位置进行控制以使得水上航行体追随水中航行体(专利文献3)。
另外，公开了如下系统：使用远程操作飞行器(ROV)、和配置成能够作为通信中继站发挥功能的自主型水上舰(ASV)来对海中进行调查(专利文献4)。自主型水上舰(ASV)作为用于从控制站向远程操作飞行器(ROV)发送数据的中继站而使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭57-196309号公报
专利文献2：日本特开平8-249060号公报
专利文献3：日本特开2017-165333号公报
专利文献4：国际公开第2018/112045号
发明内容
发明要解决的课题
现有的自主型水中航行体是无索的独立的水中航行体，主要使用水声通信作为与母船的通信手段。然而，由于通信速度有限，所以无法在母船上实时地以足够快的速度确认通过水中相机得到的影像等信息。
用于解决课题的技术手段
与方案1对应的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，具备：水上中继机，具有中继机推进单元和中继机位置计测单元；水中航行体，具有航行体位置推定单元；信息传送线，将所述水上中继机和所述水中航行体连接，进行包含通过所述水中航行体得到的图像信息在内的取得信息的传送；位置设定单元，对所述水上中继机和所述水中航行体设定目标纬度及目标经度；以及控制单元，控制所述水上中继机和所述水中航行体，在所述连结系统中，基于所设定的所述目标纬度及所述目标经度和通过所述中继机位置计测单元计测到的水上位置驱动所述中继机推进单元、并通过所述控制单元控制所述水上中继机的位置，并且基于所设定的所述目标纬度及所述目标经度和通过所述航行体位置推定单元推定出的水中位置通过所述控制单元控制所述水中航行体的位置，从而所述水中航行体和所述水上中继机一边保持在水面和水中的铅垂位置关系，一边并行至所述目标纬度及所述目标经度。
在此，优选的是，具备具有所述位置设定单元的母船，所述母船和所述水上中继机利用无线通信进行所述目标纬度及所述目标经度及所述取得信息的传送。
另外，优选的是，能够从所述母船进行所述水上中继机及所述水中航行体的至少一方的远程操作。
另外，优选的是，所述中继机位置计测单元具有卫星定位系统接收器和姿势方位基准装置(AHRS)。另外，优选的是，所述航行体位置推定单元具有惯性导航装置(INS)和多普勒对地速度计(DVL)、或者姿势方位基准装置(AHRS)和多普勒对地速度计(DVL)。
另外，优选的是，所述航行体位置推定单元具有深度计，以使得所述水中航行体位于通过所述位置设定单元设定的深度的方式通过所述控制单元控制所述水中航行体。
另外，优选的是，所述水上中继机具有能够拍摄所述水中航行体的中继机拍摄单元。
另外，优选的是，所述水中航行体相对于水具有中性浮力。
另外，优选的是，具备多组所述水上中继机、所述水中航行体、所述信息传送线及所述控制单元，通过所述位置设定单元设定所述多个组中的每一组的所述目标纬度及所述目标经度。
另外，优选的是，在所述信息传送线的中间具备其他所述水中航行体。
另外，优选的是，在所述信息传送线的多个部位具有多个受振单元，在所述母船具有向水中振荡声音的声音振荡单元，通过多个所述受振单元取得伴随于所述声音振荡单元进行的声音振荡的、来自地层的反射声音振动，将所取得的所述反射声音振动作为声音信息利用所述信息传送线进行传送。
与方案11对应的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，具备：航行体投入步骤，将所述水中航行体投入水中；航行体下降步骤，使所述水中航行体接近水底并保持于规定位置；中继机投入步骤，将所述水上中继机投入水面；铅垂位置确保步骤，使所述水上中继机和所述水中航行体处于所述铅垂位置关系；以及初始位置输入步骤，将在使得处于所述铅垂位置关系之后通过所述中继机位置计测单元计测到的所述水上位置经由所述信息传送线向所述水中航行体传送，作为所述水中航行体的水中位置的初始位置而进行输入。
在此，优选的是，按所述多个组中的每一组，反复进行所述航行体投入步骤、所述航行体下降步骤、所述中继机投入步骤、所述铅垂位置确保步骤及所述初始位置输入步骤。
另外，优选的是，在所述航行体投入步骤与航行体下降步骤之间具备：中间水中航行体投入步骤，将其他所述水中航行体投入水中；和中间水中航行体下降步骤，将其他所述水中航行体保持于所述水面与所述水底的中间的位置，在所述铅垂位置确保步骤中使其他所述水中航行体处于所述铅垂位置关系，在所述初始位置输入步骤中将所述水上位置经由所述信息传送线向其他所述水中航行体传送。
另外，优选的是，在所述航行体投入步骤之前，具备确认所述水中航行体及所述水上中继机的动作是否正常的状态确认步骤。
另外，优选的是，在所述航行体投入步骤与所述航行体下降步骤之间，具备判断所述水中航行体的所述航行体位置推定单元的所述水中位置的推定值是否为妥当值的推定值判断步骤。
另外，优选的是，在所述铅垂位置确保步骤中，在所述水上中继机和所述水中航行体未处于所述铅垂位置关系的情况下，由操作者操作所述水上中继机而以使得所述水中航行体处于所述铅垂位置关系的方式进行位置校正来确保所述铅垂位置关系。
另外，优选的是，在所述初始位置输入步骤之后还具备：目标位置设定步骤，从所述位置设定单元对所述水上中继机设定所述目标纬度及所述目标经度；目标位置输入步骤，将所设定的所述目标纬度及所述目标经度经由所述信息传送线向所述水中航行体传送并输入；航行控制步骤，以使得所述水上中继机和所述水中航行体一边保持所述铅垂位置关系、一边等速地并行去往所述目标纬度及所述目标经度的方式进行控制；以及位置保持步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后进行所述水上中继机和所述水中航行体的位置保持。
另外，优选的是，所述航行控制步骤基于通过所述中继机位置计测单元计测到的所述水上位置控制所述水上中继机的位置，并且基于通过所述航行体位置推定单元推定出的所述水中位置控制所述水中航行体的位置。
另外，优选的是，所述航行控制步骤具有：中继机到达判断步骤，判断所述水上中继机的所述水上位置是否处于所述目标纬度及所述目标经度的到达范围内；和航行体到达判断步骤，判断所述水中航行体的所述水中位置是否处于所述目标纬度及所述目标经度的所述到达范围内，在所述水上中继机和所述水中航行体到了所述到达范围内的情况下移向所述位置保持步骤。
另外，优选的是，在所述水上中继机和所述水中航行体未到所述到达范围内的情况下，继续进行使所述水上中继机和所述水中航行体去往所述目标纬度及所述目标经度的控制。
另外，优选的是，具备：航行体位置确认步骤，由操作者使用拍摄单元确认所述水中航行体的位置；位置判断步骤，判断所述水中航行体是否位于所述水上中继机的正下方；以及水中位置校正步骤，在所述水中航行体位于所述水上中继机的正下方的情况下，将通过所述中继机位置计测单元得到的所述水上位置经由信息传送线向所述水中航行体传送，控制所述水中航行体的水中位置而校正所述水上中继机与所述水中航行体的所述铅垂位置关系。
另外，优选的是，具备：航行体上升步骤，在所述航行体位置确认步骤中、所述操作者无法确认所述水中航行体的位置的情况下，控制所述水中航行体的位置而使所述水中航行体上升至能够通过所述拍摄单元确认的位置。
另外，优选的是，具备：位置偏离校正步骤，在所述位置判断步骤中、判断为所述水中航行体不位于所述水上中继机的正下方的情况下，通过所述操作者的操作控制所述水上中继机的位置而使其移动到所述水中航行体的正上方。
另外，优选的是，具备：探查步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后控制所述水上中继机和所述水中航行体的位置，通过所述水中航行体的航行体拍摄单元对水中进行探查；和信息传送步骤，将包含通过所述探查得到的图像信息在内的取得信息经由所述信息传送线和所述无线通信向所述母船传送。
另外，优选的是，具备：声音振荡步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后从所述母船所具有的所述声音振荡单元振荡声音；反射声音振动取得步骤，通过多个所述受振单元取得来自所述地层的所述反射声音振动；以及信息传送步骤，将所取得的所述反射声音振动作为声音信息经由所述信息传送线和所述无线通信向所述母船传送。
发明效果
根据与方案1对应的水上中继机与水中航行体的连结系统，其具备：水上中继机，具有中继机推进单元和中继机位置计测单元；水中航行体，具有航行体位置推定单元；信息传送线，将所述水上中继机和所述水中航行体连接，进行包含通过所述水中航行体得到的图像信息在内的取得信息的传送；位置设定单元，对所述水上中继机和所述水中航行体设定目标纬度及目标经度；以及控制单元，控制所述水上中继机和所述水中航行体，在所述连结系统中，基于所设定的所述目标纬度及所述目标经度和通过所述中继机位置计测单元计测到的水上位置驱动所述中继机推进单元、并通过所述控制单元控制所述水上中继机的位置，并且基于所设定的所述目标纬度及所述目标经度和通过所述航行体位置推定单元推定出的水中位置通过所述控制单元控制所述水中航行体的位置，从而所述水中航行体和所述水上中继机一边保持在水面和水中的铅垂位置关系一边并行至所述目标纬度及所述目标经度，由此，能够将通过所述水中航行体取得的拍摄图像等大容量的图像信息经由所述水上中继机向母船等高速且稳定地传送。
在此，具备具有所述位置设定单元的母船，所述母船和所述水上中继机利用无线通信进行所述目标纬度及所述目标经度及所述取得信息的传送，由此，无需以线缆等有线的方式从所述母船连接至所述水上中继机，便能够进行所述母船与所述水上中继机之间的通信。
另外，能够从所述母船进行所述水上中继机及所述水中航行体的至少一方的远程操作，由此，能够使所述水上中继机及所述水中航行体移动到各自的目标位置，使所述水上中继机和所述水中航行体成为合适的相对位置关系。
另外，所述中继机位置计测单元具有卫星定位系统接收器和姿势方位基准装置(AHRS)，由此，能够使用所述卫星定位系统接收器和所述姿势方位基准装置(AHRS)计测所述水上中继机的位置。另外，所述航行体位置推定单元具有惯性导航装置(INS)和多普勒对地速度计(DVL)、或者姿势方位基准装置(AHRS)和多普勒对地速度计(DVL)，由此，能够使用所述惯性导航装置(INS)和所述多普勒对地速度计(DVL)、或者所述姿势方位基准装置(AHRS)和所述多普勒对地速度计(DVL)计测所述水中航行体的位置。
另外，所述航行体位置推定单元具有深度计，以使得所述水中航行体位于通过所述位置设定单元设定的深度的方式通过所述控制单元控制所述水中航行体，由此，能够使所述水中航行体朝向成为目标的深度航行。
另外，所述水上中继机具有能够拍摄所述水中航行体的中继机拍摄单元，由此，能够在通过所述中继机拍摄单元拍摄到的图像中确认所述水中航行体，根据确认到的状况使所述水中航行体和所述水上中继机移动。
另外，所述水中航行体相对于水具有中性浮力，由此，能够容易地确保所述水中航行体的浮力。
另外，具备多组所述水上中继机、所述水中航行体、所述信息传送线及所述控制单元，通过所述位置设定单元设定所述多个组中的每一组的所述目标纬度及所述目标经度，由此，能够同时对大范围的资源、水底线缆等检查对象物进行调查，能够缩短调查时间。
另外，在所述信息传送线的中间具备其他所述水中航行体，由此，能够通过控制中间的其他水中航行体的水平位置(纬度及经度)及深度(高度)而对水上中继机实现高精度的位置控制。
另外，在所述信息传送线的多个部位具有多个受振单元，在所述母船具有向水中振荡声音的声音振荡单元，通过多个所述受振单元取得伴随于所述声音振荡单元进行的声音振荡的、来自地层的反射声音振动，将所取得的所述反射声音振动作为声音信息利用所述信息传送线进行传送，由此，能够应用VCS(Vertical Cable Seimic，垂直线缆地震)解析等解析来高精度地掌握水底、反射面的结构。
根据与方案11对应的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，具备：航行体投入步骤，将所述水中航行体投入水中；航行体下降步骤，使所述水中航行体接近水底并保持于规定位置；中继机投入步骤，将所述水上中继机投入水面；铅垂位置确保步骤，使所述水上中继机和所述水中航行体处于所述铅垂位置关系；以及初始位置输入步骤，将在使得处于所述铅垂位置关系之后通过所述中继机位置计测单元计测到的所述水上位置经由所述信息传送线向所述水中航行体传送，作为所述水中航行体的水中位置的初始位置而进行输入，由此，能够将通过所述水中航行体取得的拍摄图像等信息经由所述水上中继机向母船等高速且稳定地通信。
在此，按所述多个组中的每一组，反复进行所述航行体投入步骤、所述航行体下降步骤、所述中继机投入步骤、所述铅垂位置确保步骤及所述初始位置输入步骤，由此，能够同时对大范围的资源、水底线缆等检查对象物进行调查，能够缩短调查时间。
另外，在所述航行体投入步骤与航行体下降步骤之间具备：中间水中航行体投入步骤，将其他所述水中航行体投入水中；和中间水中航行体下降步骤，将其他所述水中航行体保持于所述水面与所述水底的中间的位置，在所述铅垂位置确保步骤中使其他所述水中航行体处于所述铅垂位置关系，在所述初始位置输入步骤中将所述水上位置经由所述信息传送线向其他所述水中航行体传送，由此，能够同时对大范围的资源、水底线缆等检查对象物进行调查，能够缩短调查时间。
在此，在所述航行体投入步骤之前，具备确认所述水中航行体及所述水上中继机的动作是否正常的状态确认步骤，由此，能够在确认了所述水中航行体及所述水上中继机正常的基础上，将所述水中航行体及所述水上中继机投入。
另外，在所述航行体投入步骤与所述航行体下降步骤之间，具备判断所述水中航行体的所述航行体位置推定单元的所述水中位置的推定值是否为妥当值的推定值判断步骤，由此，能够在确认了所述水中航行体的所述航行体位置推定单元的动作的基础上，使所述水中航行体下降到水中。
另外，在所述铅垂位置确保步骤中，在所述水上中继机和所述水中航行体未处于所述铅垂位置关系的情况下，由操作者操作所述水上中继机而以使得所述水中航行体处于所述铅垂位置关系的方式进行位置校正来确保所述铅垂位置关系，由此，能够使所述水上中继机和所述水中航行体成为合适的所述铅垂位置关系。
另外，在所述初始位置输入步骤之后，还具备：目标位置设定步骤，从所述位置设定单元对所述水上中继机设定所述目标纬度及所述目标经度；目标位置输入步骤，将所设定的所述目标纬度及所述目标经度经由所述信息传送线向所述水中航行体传送并输入；航行控制步骤，以使得所述水上中继机和所述水中航行体一边保持所述铅垂位置关系、一边等速地并行去往所述目标纬度及所述目标经度的方式进行控制；以及位置保持步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后进行所述水上中继机和所述水中航行体的位置保持，由此，能够使所述水上中继机及所述水中航行体移动到目标位置，保持所述水上中继机与所述水中航行体的位置关系。
另外，所述航行控制步骤基于通过所述中继机位置计测单元计测到的所述水上位置控制所述水上中继机的位置，并且基于通过所述航行体位置推定单元推定出的所述水中位置控制所述水中航行体的位置，由此，能够基于所述水上位置使所述水上中继机移动到目标位置并且基于所述水中位置使所述水中航行体移动到目标位置，保持所述水上中继机与所述水中航行体的位置关系。
另外，所述航行控制步骤具有：中继机到达判断步骤，判断所述水上中继机的所述水上位置是否处于所述目标纬度及所述目标经度的到达范围内；和航行体到达判断步骤，判断所述水中航行体的所述水中位置是否处于所述目标纬度及所述目标经度的所述到达范围内，在所述水上中继机和所述水中航行体到了所述到达范围内的情况下移向所述位置保持步骤，由此，能够使所述水上中继机及所述水中航行体分别移动到目标位置的到达范围内，保持所述水上中继机与所述水中航行体的位置关系。
另外，在所述水上中继机和所述水中航行体未到所述到达范围内的情况下，继续进行使所述水上中继机和所述水中航行体去往所述目标纬度及所述目标经度的控制，由此，能够使所述水上中继机及所述水中航行体分别移动到目标位置的到达范围内，保持所述水上中继机与所述水中航行体的位置关系。
另外，具备：航行体位置确认步骤，使用拍摄单元确认所述水中航行体的位置；位置判断步骤，判断所述水中航行体是否位于所述水上中继机的正下方；以及水中位置校正步骤，在所述水中航行体位于所述水上中继机的正下方的情况下，将通过所述中继机位置计测单元得到的所述水上位置经由信息传送线向所述水中航行体传送，控制所述水中航行体的水中位置而校正所述水上中继机与所述水中航行体的所述铅垂位置关系，由此，能够在所述拍摄到的图像中确认所述水中航行体，以使得所述水中航行体位于所述水上中继机的正下方的方式校正所述水上中继机与所述水中航行体的铅垂方向的位置关系。
另外，具备在所述航行体位置确认步骤中、所述操作者无法确认所述水中航行体的位置的情况下控制所述水中航行体的位置而使所述水中航行体上升至能够通过所述拍摄单元确认的位置的航行体上升步骤，由此，能够使所述水中航行体上升而使得成为在所述拍摄到的图像中能够确认所述水中航行体的状况。
另外，具备在所述位置判断步骤中、判断为所述水中航行体不位于所述水上中继机的正下方的情况下通过所述操作者的操作控制所述水上中继机的位置而使其移动到所述水中航行体的正上方的位置偏离校正步骤，由此，能够以使得所述水上中继机位于所述水中航行体的正下方的方式校正所述水上中继机与所述水中航行体的铅垂方向的位置关系。
另外，具备：探查步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后控制所述水上中继机和所述水中航行体的位置，通过所述水中航行体的航行体拍摄单元对水中进行探查；和信息传送步骤，将包含通过所述探查得到的图像信息在内的取得信息经由所述信息传送线和所述无线通信向所述母船传送，由此，能够放映、解析通过水中航行体得到的图像信息。
另外，具备：声音振荡步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后从所述母船所具有的所述声音振荡单元振荡声音；反射声音振动取得步骤，通过多个所述受振单元取得来自所述地层的所述反射声音振动；以及信息传送步骤，将所取得的所述反射声音振动作为声音信息经由所述信息传送线和所述无线通信向所述母船传送，由此，能够应用VCS(Vertical Cable Seimic，垂直线缆地震)解析等解析而高精度地掌握水底、反射面的结构。
附图说明
图1是本发明的实施方式中的水上中继机与水中航行体的连结系统的构成概念图。
图2是示出本发明的实施方式中的水中航行体的构成的图。
图3是示出本发明的实施方式中的水上中继机的构成的图。
图4是示出本发明的实施方式中的母船的构成的图。
图5是示出本发明的实施方式中的水中航行体及水上中继机的投入时的处理的流程图。
图6是示出本发明的实施方式中的水中航行体及水上中继机的航行时的处理的流程图。
图7是示出本发明的实施方式中的水中航行体及水上中继机的铅垂位置的校正处理的流程图。
图8是变形例1中的水上中继机与水中航行体的连结系统的构成概念图。
图9是变形例2中的水上中继机与水中航行体的连结系统的构成概念图。
图10是示出变形例2中的水中航行体及水上中继机的投入时的处理的流程图。
图11是变形例3中的水上中继机与水中航行体的连结系统的构成概念图。
图12是示出变形例3中的使用了声音振荡器及受振器的处理的流程图。
图13是示出使用了本发明的实施方式中的水上中继机与水中航行体的连结系统的测定处理的流程图。
具体实施方式
<水上中继机与水中航行体的连结系统>
如图1所示，本发明的实施方式中的水上中继机与水中航行体的连结系统构成为包含水中航行体100、水上中继机200及母船300。水中航行体100在水面与水底400之间的水中使用。另外，水上中继机200在水面使用。
水中航行体100与水上中继机200由线缆500连结。此外，连结系统的连结不仅是单纯地通过线缆500等将水中航行体100和水上中继机200连结，还包括水中航行体100与水上中继机200相联系地航行、配合地进行作业等。另外，线缆500可以除了传送信息的功能以外还具有电力的传送、拖拽的功能等。
水中航行体100在水中自主航行，为了对作为目标物的资源、水底线缆等检查对象物进行调查而使用。水中航行体100的利用范围不限定于海中，可以在河川、湖、池、沼等或者人工泳池等中利用。水上中继机200跟随水中航行体100在水上航行，为了对水中航行体100与母船300之间的通信进行中继而使用。母船300从水中航行体100接收与调查相关的信息，并且对水中航行体100及水上中继机200提供用于航行的信息。
此外，在本实施方式中，虽然设为了母船300，但没有特别限定于船舶，也可以是配置于陆地上的基站，还可以是配置于水中的水中母舰，更可以是在空中飞行的飞行体。尤其在配置于水中的水中母舰的情况下，例如还能够将水中母舰配置于水面附近并通过面对空中的天线利用电波与水上中继机200通信，或者完全配置于水中并利用光通信与水上中继机200直接通信。
<水中航行体的构成>
如图2的构成概念图所示，本发明的实施方式中的水中航行体100构成为包含艇体10、控制单元12、存储单元14、通信单元16、航行单元18、航行体位置推定单元20及航行体拍摄单元22。水中航行体100例如是自主型无人潜水机(AUV)，但不限定于此。
艇体10是构成艇室等空间的能够密闭的结构体。艇体10由金属、强化塑料等构成，也起到机械地支撑水中航行体100的构成要素的作用。优选的是，艇体10构成为，水中航行体100具有中性浮力。
控制单元12是用于控制水中航行体100的各种功能的单元。控制单元12可以设为计算机中的CPU等。控制单元12通过执行预先设定的控制程序来统合地控制搭载于水中航行体100的各单元。
存储单元14是用于存储在水中航行体100中利用的信息、水中航行体100的控制程序的单元。存储单元14可以设为例如半导体存储器、硬盘等。
在存储单元14中，存储水中航行体100的位置的控制中表示水中航行体100的目标的位置的信息。目标位置例如作为包含目标纬度及目标经度的初始位置及航路点(潜航点)而存储。即，设定及存储了水中航行体100的艇体10在水中航行时的初始位置及表示航行的路径的航路点(潜航点)。初始位置及航路点是按顺序以离散的坐标点表示成为艇体10航行的目标的、水中的路径的信息。另外，初始位置及航路点也可以除了目标纬度及目标经度之外，还与距水面的深度组合来表示。
另外，存储单元14存储在后述的航行体位置推定单元20中推定出的水中航行体100的自身位置的推定值。另外，存储单元14存储在后述的航行体拍摄单元22中取得的图像信息。
通信单元16是用于在水中航行体100与水上中继机200之间对信息进行通信的单元。通信单元16经由信息传送线24从水上中继机200接收信息，经由信息传送线24将通过水中航行体100取得的信息向水上中继机200发送。信息传送线24可以设为线缆500的一部分。通信单元16例如采用以太网(Ethernet)作为通信协议即可。在该情况下，信息传送线24被设为以太网(Ethernet)线缆。
在此，通过将水中航行体100与水上中继机200之间设为有线通信，与在水中通过声音信号进行传递的方法相比，能够进行高速且大容量的通信。由此，水中航行体100能够与水上中继机200及母船300高速地通信，传送大容量的图像信息等。尤其是，就大容量的图像信息等而言，虽然已经出现了若肯花费时间则通过水声通信也能够从水中航行体100向水上中继机200进行传送的技术，但是在水中航行体100一边在水中航行一边传送所拍摄的图像信息等的情况下，缺乏实时性而不符合进行水中调查这一目的。
此外，优选的是，使信息传送线24的长度相对于水中航行体100及水上中继机200的预定航行水域的最大水深具有余裕。例如，在水中航行体100预定航行的最大水深为15m的情况下，将信息传送线24的线缆长设为20m即可。由此，能够在合适地保持水中航行体100与水上中继机200的位置关系的同时，实现并行。不过，也可以构成为，在水上中继机200搭载信息传送线24的放出·卷起装置，根据水中航行体100与水上中继机200的距离将信息传送线24放出或卷起。
航行单元18是用于产生用来推进艇体10的驱动力并使艇体10向上下左右方向转向(转头)的单元。航行单元18例如作为用于产生驱动力的机构而构成为包含主推进器驱动马达、螺旋桨、旋转轴等。主推进器驱动马达是用于对艇体10施加驱动力的马达。主推进器驱动马达利用来自电池的电力，以与来自控制单元12的驱动控制信号相应的转速及扭矩驱动航行单元18的旋转轴旋转。由此，连接到驱动轴的螺旋桨旋转而对艇体10施加推进力。另外，航行单元18例如包含用于使艇体10向上下左右方向转向(转头)的舵。通过使垂直舵相对于艇体10向右或左倾斜，能够使艇体10向左或右转头。可以通过垂直舵驱动马达来使垂直舵旋转。垂直舵驱动马达驱动垂直舵旋转以使其成为与来自控制单元12的垂直舵控制信号相应的角度。通过使水平舵相对于艇体10向上或下倾斜，能够使艇体10低头(俯)或抬头(仰)。水平舵可以通过水平舵驱动马达来驱动。水平舵驱动马达驱动水平舵旋转以使其成为与来自控制单元12的水平舵控制信号相应的角度。此外，也可以构成为，在左右分别设置单独的航行单元18，不依靠垂直舵，通过调整左右的航行单元18的推力的平衡，来使艇体10向左右方向转向(转头)。
航行体位置推定单元20构成为包含用于推定艇体10在水中的当前位置(水中位置)作为自身位置的构成要素。航行体位置推定单元20可以通过例如能够编程的微型计算机来实现。通过航行体位置推定单元20推定出的水中航行体100的自身位置向控制单元12输入。控制单元12将所输入的水中航行体100的自身位置存储于存储单元14，并且利用于水中航行体100的位置的控制。
航行体位置推定单元20可以构成为包含惯性导航装置(INS)。惯性导航装置构成为包含测定水中航行体100的速度的速度计。速度计可以由例如多普勒对地速度计(DVL)构成。在惯性导航中，通过对通过速度计检测到的水中航行体100的速度进行积分来求出水中航行体100距起点的移动距离、从而推定水中航行体100的自身位置。
另外，航行体位置推定单元20可以构成为包含姿势方位基准装置(AHRS)。姿势方位基准装置是利用了陀螺仪等的惯性导航装置中的一种，通过与多普勒对地速度计(DVL)等速度计组合来运算并输出水中航行体100在水中的旋转及直线运动。航行体位置推定单元20通过对通过姿势方位基准装置运算出的水中航行体100的旋转及直线运动进行积分来求出水中航行体100距起点的移动距离、从而推定水中航行体100的自身位置。
另外，航行体位置推定单元20也可以包含用于计测水中航行体100在水中的深度的深度计。通过深度计计测到的水中航行体100的深度向控制单元12输入。控制单元12将所输入的水中航行体100的深度存储于存储单元14，并且利用于水中航行体100的深度的控制。
基于通过航行体位置推定单元20推定出的自身位置进行艇体10的航行控制。控制单元12按顺序读出在存储单元14中预先设定的航路点，以该航路点与通过航行体位置推定单元20推定出的艇体10的自身位置之差变小的方式控制航行单元18。
航行单元18的控制也可以基于艇体运动模型进行。艇体运动模型也被称为AUV动力学，由表示艇体10在水中的运动性能的运动方程式构成。具体地说，也可以基于航行单元18中的主推进器驱动马达、垂直舵、水平舵等的响应特性、艇体10的移动特性等进行主推进器驱动马达、垂直舵、水平舵等的控制。
另外，根据对通过航行体位置推定单元20推定出的艇体10的自身位置进行修正的水中航行体修正信息，航行单元18被进行控制。控制单元12通过根据从母船300发送的水中航行体修正信息对航行的目标位置进行修正，来控制航行单元18以使艇体10接近目标位置。即，航行单元18根据水中航行体修正信息被进行控制，能够补偿基于艇体10的初始位置、航路点的设定的位置误差、在航行体位置推定单元20中自身位置的推定中的位置误差。
航行体拍摄单元22构成为包含用于拍摄艇体10的外部的构成要素。航行体拍摄单元22可以设为例如用于拍摄静止图像的相机、用于拍摄动态图像的摄像机等。与通过航行体拍摄单元22得到的图像、动态图像相关的图像信息(拍摄数据)存储于存储单元14。另外，与通过航行体拍摄单元22得到的图像、动态图像相关的图像信息(拍摄数据)使用通信单元16经由信息传送线24向水上中继机200发送。
此外，也可以设置多个航行体拍摄单元22，使得能够基于立体观察取得艇体10与目标物的相对位置。该相对的位置信息能够在后述的航行体位置推定单元20中水中航行体100的自身位置的推定中利用于误差的修正。
另外，作为本实施方式，构成为在水中航行体100设置航行体拍摄单元22，但只要是能够在水中航行体100中取得水中的状况的手段即可。例如，也可以通过使用了声波、超声波的声呐取得水底的形状等。在该情况下，所得到的信息存储于存储单元14，并且使用通信单元16经由信息传送线24向水上中继机200发送。
<水上中继机的构成>
如图3的构成概念图所示，本发明的实施方式中的水上中继机200构成为包含机体30、控制单元32、存储单元34、通信单元36、中继机推进单元38、中继机位置计测单元40及中继机拍摄单元42。水上中继机200例如是自主型无人海上中继机(ASV)，但不限定于此。
机体30是构成艇室等空间的能够密闭的结构体。机体30由金属、强化塑料等构成，也起到机械地支撑水上中继机200的构成要素的作用。
控制单元32是用于控制水上中继机200的各种功能的单元。控制单元32可以设为计算机中的CPU等。控制单元32通过执行预先设定的控制程序来统合地控制搭载于水上中继机200的各单元。此外，也可以构成为，将水上中继机200的控制单元32和水中航行体100的控制单元12聚集而具备任一方。
存储单元34是用于存储在水上中继机200中利用的信息、水上中继机200的控制程序的单元。存储单元34可以设为例如半导体存储器、硬盘等。
在存储单元34中，存储水上中继机200的位置的控制中表示水上中继机200的目标的位置的信息。目标位置例如作为包含目标纬度及目标经度的初始位置及航路点(航行点)而存储。即，设定及存储了水上中继机200的机体30在水上航行时的初始位置及表示航行的路径的航路点。初始位置及航路点是按顺序以离散的坐标点表示成为机体30航行的目标的、水上的路径的信息。
另外，存储单元34存储在后述的中继机位置计测单元40中计测到的水上中继机200的自身位置的信息。另外，存储单元34存储在后述的中继机拍摄单元42中取得的图像信息。
通信单元36是用于在水上中继机200与水中航行体100之间对信息进行通信并在水上中继机200与母船300之间对信息进行通信的单元。通信单元36经由信息传送线24从水中航行体100接收信息，经由信息传送线24将信息向水中航行体100发送。另外，通信单元36经由无线通信器26从母船300接收信息，经由无线通信器26将信息向母船300发送。使用无线通信器26的通信可以设为例如使用了2.4GHz的频段的Wi-Fi系统。不过不限定于此，也可以设为例如UHF通信、VHF通信、光通信、卫星通信等无线通信。
此外，通过将母船300与水上中继机200之间设为无线通信，与应用了有线通信的情况相比，能够扩大水中航行体100及水上中继机200的可移动范围。
中继机推进单元38是用于产生用来推进机体30的驱动力并使机体30向左右方向转向(转头)的单元。中继机推进单元38例如作为用于产生驱动力的机构而构成为包含主推进器驱动马达、螺旋桨、旋转轴等。主推进器驱动马达是用于对机体30施加驱动力的马达。主推进器驱动马达利用来自电池的电力，以与来自控制单元32的驱动控制信号相应的转速及扭矩驱动中继机推进单元38的旋转轴旋转。由此，连接到驱动轴的螺旋桨旋转而对机体30施加推进力。另外，中继机推进单元38例如包含用于使机体30向左右方向转向(转头)的舵。通过使垂直舵相对于机体30向右或左倾斜，能够使机体30向左或右转头。可以通过垂直舵驱动马达来使垂直舵旋转。垂直舵驱动马达驱动垂直舵旋转以使其处于与来自控制单元32的垂直舵控制信号相应的角度。此外，也可以构成为，在左右分别设置单独的中继机推进单元38，不依靠垂直舵，通过调整左右的中继机推进单元38的推力的平衡，来使机体30向左右方向转向(转头)。
中继机位置计测单元40构成为包含用于计测机体30在水上的当前位置作为自身位置的构成要素。中继机位置计测单元40可以通过例如能够编程的微型计算机来实现。通过中继机位置计测单元40计测到的水上中继机200的自身位置向控制单元32输入。控制单元32将所输入的水上中继机200的自身位置存储于存储单元14，并且利用于水上中继机200的位置的控制。
中继机位置计测单元40可以构成为包含卫星定位系统(GPS：Global PositioningSystem，全球定位系统)的接收器40a。中继机位置计测单元40基于通过接收器40a接收到的GPS信号计测水上中继机200的当前的自身位置(水上位置)。计测到的水上中继机200的自身位置向控制单元32输入，利用于水上中继机200的位置的控制。另外，中继机位置计测单元40可以构成为包含姿势方位基准装置(AHRS)。可以使用姿势方位基准装置来进行通过中继机位置计测单元40计测的水上中继机200的自身位置的校正。
中继机拍摄单元42构成为包含用于拍摄机体30的外部的构成要素。中继机拍摄单元42可以设为例如用于拍摄静止图像的相机、用于拍摄动态图像的摄像机等。与通过中继机拍摄单元42得到的图像、动态图像相关的图像信息(拍摄数据)存储于存储单元34。另外，与通过中继机拍摄单元42得到的图像、动态图像相关的图像信息(拍摄数据)使用通信单元36经由无线通信器26向母船300发送。
基于通过中继机位置计测单元40计测到的自身位置进行机体30的航行控制。控制单元32按顺序读出在存储单元34中预先设定的航路点，以该航路点与通过中继机位置计测单元40计测到的机体30的自身位置之差变小的方式控制中继机推进单元38。
中继机推进单元38的控制也可以基于艇体运动模型进行。艇体运动模型也被称为ASV动力学，由表示机体30在水上的运动性能的运动方程式构成。具体地说，也可以基于中继机推进单元38中的主推进器驱动马达、垂直舵、水平舵等的响应特性、机体30的移动特性等进行主推进器驱动马达、螺旋桨、垂直舵等的控制。
另外，根据对通过中继机位置计测单元40推定出的机体30的自身位置进行修正的水上中继机修正信息，中继机推进单元38被进行控制。控制单元32通过根据从母船300发送的水上中继机修正信息对航行的目标位置进行修正，从而以使机体30接近目标位置的方式控制中继机推进单元38。即，中继机推进单元38根据水上中继机修正信息被进行控制，能够补偿基于机体30的初始位置、航路点的设定的位置误差、在中继机位置计测单元40中自身位置的计测中的位置误差。
此外，水上中继机200也可以与水中航行体100的移动连带着并行。在水上中继机200与水中航行体100由信息传送线24有线连接的情况下，当水中航行体100移动时，通过水上中继机200由信息传送线24拉拽，也能够使水上中继机200相对于水中航行体100连动。
<母船的构成>
本发明的实施方式中的母船300是成为水中航行体100及水上中继机200的基地的船舶。如图4的构成概念图所示，母船300构成为包含艇体50、定位单元52、位置设定单元54、图像显示单元56、操作单元58、连结单元60及通信单元62。
艇体50是构成母船300的空间的结构体。艇体50由金属、强化塑料等构成，也起到机械地支撑母船300的构成要素的作用。另外，在艇体50也可以设置用于使母船300移动的航行手段。此外，在作为母船300的替代而设为配置于陆地上的基站的情况下，无需设置艇体50。另外，在作为母船300的替代而设为在空中飞行的飞行体的情况下，可以作为艇体50的替代而设为飞行体的机体。
定位单元52构成为包含用于取得母船300的当前位置的装置。定位单元52可以设为例如卫星定位系统(GPS：Global Positioning System，全球定位系统)等定位手段。不过不限定于此，也可以构成为，能够根据距配置于陆地上的基准点的距离及方位将母船300的位置定位。
位置设定单元54是用于对水中航行体100及水上中继机200设定基于定位单元52的定位的信息的单元。位置设定单元54对水中航行体100的航行体位置推定单元20设定通过定位单元52得到的母船300的定位的信息作为初始位置的信息。即，在母船300搭载有水中航行体100的状态下，对航行体位置推定单元20设定基于定位单元52的定位位置的信息作为水中航行体100的初始位置。另外，位置设定单元54也用于对水中航行体100的航行体位置推定单元20设定航路点。另外，位置设定单元54也用于对水上中继机200的中继机位置计测单元40设定航路点。
图像显示单元56、操作单元58及连结单元60构成母船300中的监视单元302。监视单元302用于监视水中航行体100的位置、水上中继机200的位置及水中航行体100与水上中继机200的相对位置并且对这些位置进行修正。
图像显示单元56包含显示在水中航行体100的航行体拍摄单元22中拍摄到的图像的装置。即，图像显示单元56基于经由后述的通信单元62从水中航行体100取得的图像信息，显示在水中航行体100的航行体拍摄单元22中拍摄到的水中的图像。母船300的搭乘者通过观看在图像显示单元56显示的图像，能够确认水中航行体100拍摄到的图像。
另外，图像显示单元56包含显示在水上中继机200的中继机拍摄单元42中拍摄到的图像的装置。图像显示单元56可以包含例如显示器。即，图像显示单元56基于经由通信单元62从水上中继机200取得的图像信息，显示在水上中继机200的中继机拍摄单元42中拍摄到的水中的图像。母船300的搭乘者通过观看在图像显示单元56显示的图像，能够确认水上中继机200拍摄到的图像。
此外，图像显示单元56既可以针对水中航行体100和水上中继机200分别设置，也可以构成为能够通过切换开关等而在水中航行体100和水上中继机200之间进行切换。
操作单元58包含进行修正水中航行体100的位置的操作的单元。操作单元58可以构成为包含例如用于对水中航行体100的位置进行修正的操纵杆、鼠标等定点设备。通过搭乘母船300的管理者操作操作单元58，在连结单元60中生成用于使水中航行体100移动的水中航行体修正信息。
另外，操作单元58包含进行修正水上中继机200的位置的操作的单元。操作单元58可以构成为包含例如用于对水上中继机200的位置进行修正的操纵杆、鼠标等定点设备。通过搭乘母船300的管理者操作操作单元58，在连结单元60中生成用于使水上中继机200移动的水上中继机修正信息。
此外，操作单元58既可以针对水中航行体100和水上中继机200分别设置，也可以构成为能够通过切换开关等而在水中航行体100和水上中继机200之间进行切换。
连结单元60是用于使在图像显示单元56显示的图像与通过操作单元58操作的针对水中航行体100的水中航行体修正信息及针对水上中继机200的水上中继机修正信息连结的单元。连结单元60可以通过例如能够编程的微型计算机来实现。微型计算机也可以与用于控制图像显示单元56及操作单元58的控制装置共用。连结单元60根据操作单元58的操作量，生成用于对通过水中航行体100的航行体位置推定单元20推定出的自身位置信息进行修正的水中航行体修正信息。连结单元60生成操作单元58的操作量越大、则水中航行体100的自身位置信息的修正量越大的水中航行体修正信息。另外，连结单元60根据操作单元58的操作量、生成用于对通过水上中继机200的中继机位置计测单元40计测到的自身位置信息进行修正的水上中继机修正信息。连结单元60生成操作单元58的操作量越大、则水上中继机200的自身位置信息的修正量越大的水上中继机修正信息。
例如，在操作单元58是操纵杆、鼠标等定点设备的情况下，基于该操作量和方向，以使水中航行体100朝向该方向移动与该操作量对应的距离的方式生成水中航行体修正信息。另外，例如，在操作单元58是操纵杆、鼠标等定点设备的情况下，基于该操作量和方向，以使水上中继机200朝向该方向移动与该操作量对应的距离的方式生成水上中继机修正信息。另外，例如，在操作单元58是与图像显示单元56一体化了的触摸面板的情况下，基于使在图像显示单元56中显示的目标位置在画面内移动(划动)的操作量和方向，以使水中航行体100朝向与该方向相反的方向(水中航行体100向使目标位置在拍摄图像内移动的方向移动的方向)移动与该操作量对应的距离的方式生成水中航行体修正信息。针对操作量的水中航行体100的移动距离的修正量的关系预先设定即可。例如，在操作单元58是与图像显示单元56一体化了的触摸面板的情况下，基于使在图像显示单元56中显示的目标位置在画面内移动(划动)的操作量和方向，以使水上中继机200朝向与该方向相反的方向(水上中继机200向使目标位置在拍摄图像内移动的方向移动的方向)移动与该操作量对应的距离的方式生成水上中继机修正信息。针对操作量的水上中继机200的移动距离的修正量的关系预先设定即可。
由此，能够使水中航行体100及水上中继机200相对于在画面内显示的目标位置移动，处于正确的位置。另外，能够使水中航行体100及水上中继机200相对于在画面内显示的目标位置实时地移动。
通信单元62构成为包含用于接收从水上中继机200向母船300发送来的信息或者从母船300向水上中继机200发送信息的装置。在本实施方式中，经由水上中继机200进行水中航行体100与母船300之间的通信，所以母船300作为进行水上中继机200的通信的无线通信手段而被利用。在水上中继机200的通信以无线的方式进行的情况下，通信单元62包含用于进行使用了电波等通信方法的无线通信的装置。具体地说，例如包含WiFi通信、UHF通信、卫星通信等无线通信装置即可。
此外，在本实施方式中，设为了基于管理者对操作单元58的操作而通过连结单元60生成水中航行体修正信息及水上中继机修正信息的方式，但也可以不依靠管理者的操作，在连结单元60(或操作单元58)中自动地生成水中航行体修正信息及水上中继机修正信息。
例如，也可以对从水中航行体100发送来的拍摄图像进行图像处理，根据目标物的特征(形状、颜色等)确定在图像内显示有目标物的目标位置，生成用于使水中航行体100移动以使得该目标位置位于拍摄图像的中心的水中航行体修正信息。即，也可以基于在图像内当前的目标位置从图像的中心位置的偏离的方向及大小，以使水中航行体100朝向该方向移动与该偏离量对应的距离的方式生成水中航行体修正信息。同样，例如，也可以对从水上中继机200发送来的拍摄图像进行图像处理，根据目标物(例如跟随的水中航行体100)的特征(形状、颜色等)确定在图像内显示有目标物的目标位置，生成用于使水上中继机200移动以使得该目标位置位于拍摄图像的中心的水上中继机修正信息。即，也可以基于在图像内当前的目标位置从图像的中心位置的偏离的方向及大小，以使水上中继机200朝向该方向移动与该偏离量对应的距离的方式生成水上中继机修正信息。
此时，也可以基于拍摄图像内的目标物的大小求出水中航行体100、水上中继机200与目标物的距离，根据该距离调整对水中航行体修正信息、水上中继机修正信息进行修正的量。
此外，在连结单元60(或操作单元58)中自动地生成水中航行体修正信息、水上中继机修正信息的情况下，无需通过在图像显示单元56显示拍摄图像来使管理者掌握状况，所以在图像显示单元56也可以不显示作为实态的图像。
[水中航行体及水上中继机的投入时的处理]
以下，参照图5的流程图，对水中航行体100及水上中继机200的投入时的处理进行说明。在本实施方式中，对进行从水上的母船300将水中航行体100及水上中继机200投入的处理的方式进行说明。
此外，在图5～图7的流程图中，将水中航行体100设为自主型无人潜水机(AUV)并将水上中继机200设为自主型无人海上中继机(ASV)而示出，但如上所述，不限定于此。
在步骤S10中，进行启动处理。水中航行体100、水上中继机200及水上的母船300的系统电源、各部的电源被接通。在步骤S11中，在母船300中进行水中航行体100及水上中继机200的状态的确认处理。该步骤相当于状态确认步骤。在步骤S12中，判定水中航行体100及水上中继机200的状态是否正常。若水中航行体100及水上中继机200的动作正常则使处理移向步骤S13，若不正常则使处理返回步骤S10。
在步骤S13中，进行从母船300将水中航行体100投入水中的作业。该步骤相当于航行体投入步骤。在步骤S14中，判定基于水中航行体100的深度(高度)及速度的计测值是否为妥当值。该步骤相当于推定值判断步骤。在水中航行体100的航行体位置推定单元20的水中位置的推定值中、若深度(高度)及速度的推定值为妥当值则使处理移向步骤S15，若不是妥当值则使处理返回步骤S10。
在步骤S15中，进行使水中航行体100下降到水中的处理。该步骤相当于航行体下降步骤。通过使用母船300中的操作单元58对水中航行体100发送水中航行体修正信息来使水中航行体100接近水底并将水平位置(纬度及经度)及深度(高度)保持为规定位置。另外，在该步骤中，也可以进行基于航行体拍摄单元22的水底的拍摄，确认是否能够合适地执行拍摄处理及拍摄图像的收发处理，并且确认水中航行体100是否位于水底附近。
在步骤S16中，进行从母船300将水上中继机200投入的作业。该步骤相当于中继机投入步骤。将水上中继机200投入水上并将水平位置(纬度及经度)保持为规定位置。另外，在该步骤中，进行基于中继机拍摄单元42的水中的拍摄，确认是否能够合适地执行拍摄处理及拍摄图像的收发处理。
在步骤S17中，进行确认水中航行体100与水上中继机200的铅垂位置关系的处理。该步骤相当于铅垂位置关系确认步骤。在母船300中，根据经由水上中继机200从水中航行体100发送来的自身位置处的水平位置(纬度及经度)和从水上中继机200发送来的自身位置处的水平位置(纬度及经度)，判定水中航行体100和水上中继机200是否处于彼此铅垂的位置关系。在此，铅垂的位置关系意味着处于水中的水中航行体100和处于水上的水上中继机200处于彼此铅垂的位置。不过，水中航行体100和水上中继机200无需处于完全铅垂的位置关系，只要处于根据信息传送线24的余裕等而不会妨碍水中航行体100及水上中继机200的航行、处理的程度的大致铅垂的位置关系即可。在水中航行体100和水上中继机200处于大致铅垂的位置关系的情况下处理移向步骤S19，在不是这样的情况下处理移向步骤S18。
在步骤S18中，进行确保水中航行体100与水上中继机200的铅垂位置关系的处理。该步骤相当于铅垂位置确保步骤。通过使用母船300中的操作单元58对水上中继机200发送水上中继机修正信息、来使水上中继机200以成为相对于水中航行体100大致铅垂的位置的方式移动，保持大致铅垂的位置。当该步骤的处理结束后，使处理返回步骤S17。
在步骤S19中，进行将水上中继机200的位置信息设定为水中航行体100的初始位置的位置信息的处理。该步骤相当于初始位置输入步骤。在水中航行体100和水上中继机200被保持于大致铅垂的位置的状态下，母船300取得水上中继机200的自身位置(纬度及经度)，将水上中继机200的自身位置(纬度及经度)向水中航行体100发送。水中航行体100将水上中继机200的自身位置(纬度及经度)设定为初始位置(纬度及经度)。在步骤S20中，在母船300中进行水中航行体100及水上中继机200的状态的确认处理。
如以上那样，在本实施方式的水上中继机与水中航行体的连结系统中、实现从母船300将水中航行体100及水上中继机200投入的处理。此外，在本实施方式中，对进行从母船300将水中航行体100及水上中继机200投入的处理的方式进行了说明，但也可以设为作为母船300的替代而从陆地上或其他浮体上将水中航行体100及水上中继机200投入的方式。
[水中航行体及水上中继机的航行时的处理]
以下，参照图6的流程图，对水中航行体100及水上中继机200的航行时的处理进行说明。
在步骤S30中，从母船300向水上中继机200发送目标位置的信息。该步骤相当于目标位置设定步骤。通过操作者的操作等，通过母船300的位置设定单元54设定成为水上中继机200的目标位置的初始位置及航路点的信息，经由母船300的通信单元62及水上中继机200的通信单元36对水上中继机200进行目标位置的设定。目标位置的信息存储于存储单元34。具体地说，通过使用了搭载于水上中继机200上的无线通信器26的无线通信，对水上中继机200进行目标位置的设定。水上中继机200的目标位置包含初始位置及表示航路点的目标纬度及目标经度的信息。
在步骤S31中，经由水上中继机200从母船300向水中航行体100发送目标位置的信息。该步骤相当于目标位置输入步骤。通过操作者的操作等，通过母船300的位置设定单元54设定成为水中航行体100的目标位置的初始位置及航路点的信息，经由母船300的通信单元62、水上中继机200的通信单元36向水上中继机200发送该目标位置。进而，经由水上中继机200的通信单元36及水中航行体100的通信单元16从水上中继机200向水中航行体100输入该目标位置。具体地说，通过使用了连接水上中继机200和水中航行体100的信息传送线24的有线通信，向水中航行体100输入目标位置。目标位置的信息存储于存储单元14。水中航行体100的目标位置包含初始位置及表示航路点的目标纬度、目标经度及目标深度的信息。
以下，对步骤S32～步骤S35的处理中的水上中继机200的移动处理进行说明。水上中继机200的控制单元32每规定周期按顺序读出存储于存储单元34中的初始位置及航路点作为当前的目标位置，反复进行步骤S32～步骤S35的处理，由此进行使水上中继机200移动的处理。
在步骤S32中，在水上中继机200中进行位置的计测。在水上中继机200中，通过包含卫星定位系统(GPS)等的中继机位置计测单元40计测机体30的当前的位置。在步骤S33中，进行判定水上中继机200是否处于当前的目标位置的到达范围的处理。该步骤相当于中继机到达判断步骤。控制单元32从中继机位置计测单元40取得机体30的当前的位置，判定当前的位置是否处于距当前的目标位置规定的到达范围内。到达范围可以设定为从当前的目标位置扩展某种程度后的范围，例如设定为距当前的目标位置规定的半径的圆内。若当前的位置处于距当前的目标位置规定的到达范围内则使处理移向步骤S40，若不处于规定的到达范围内则使处理移向步骤S34。
在步骤S34中，计测水上中继机200的航行方向的方位。该步骤相当于航行控制步骤的一部分。在水上中继机200中，通过包含姿势方位基准装置(AHRS)等的中继机位置计测单元40计测机体30的当前的航行方向的方位。在步骤S35中，进行使水上中继机200朝向当前的目标位置航行的处理。该步骤相当于航行控制步骤的一部分。水上中继机200的控制单元32基于在步骤S32中计测到的当前的位置和在步骤S34中计测到的当前的方位，以使水上中继机200向当前的目标位置移动的方式决定目标进行方向及目标速度。然后，控制单元32通过以使得水上中继机200相对于目标进行方向以目标速度移动的方式控制中继机推进单元38、来使水上中继机200朝向当前的目标位置航行。
以下，对步骤S36～步骤S39的处理中的水中航行体100的移动处理进行说明。水中航行体100的控制单元12每规定周期按顺序读出存储于存储单元14中的初始位置及航路点作为当前的目标位置，反复进行步骤S36～步骤S39的处理，由此进行使水中航行体100移动的处理。
在步骤S36中，在水中航行体100中进行位置的计测。在水中航行体100中，通过航行体位置推定单元20基于从初始位置的移动推定艇体10的当前的位置。在步骤S37中，进行判定水中航行体100是否处于当前的目标位置的到达范围的处理。该步骤相当于航行体到达判断步骤。控制单元12从航行体位置推定单元20取得艇体10的当前的位置的推定值，判定当前的位置的推定值是否处于距当前的目标位置规定的到达范围内。到达范围可以设定为从当前的目标位置扩展某种程度后的范围，例如设定为距当前的目标位置规定的半径的球内。若当前的位置处于距当前的目标位置规定的到达范围内则使处理移向步骤S40，若不处于规定的到达范围内则使处理移向步骤S38。
在步骤S38中，计测水中航行体100的航行方向的方位。该步骤相当于航行控制步骤的一部分。在水中航行体100中，通过包含姿势方位基准装置(AHRS)等的航行体位置推定单元20计测艇体10的当前的航行方向的方位。在步骤S39中，进行使水中航行体100朝向当前的目标位置航行的处理。该步骤相当于航行控制步骤的一部分。水中航行体100的控制单元12基于在步骤S37中推定出的当前的位置和在步骤S38中计测到的当前的方位，以使水中航行体100向当前的目标位置移动的方式决定目标进行方向及目标速度。然后，控制单元12通过以使得水中航行体100相对于目标进行方向以目标速度移动的方式控制航行单元18、来使水中航行体100朝向当前的目标位置航行。
此外，步骤S39中的水中航行体100的目标速度也可以与步骤S35中的水上中继机200的目标速度一致。由此，水中航行体100和水上中继机200以相同速度航行，在航行时也能够将水中航行体100和水上中继机200维持为大致铅垂的位置关系。不过，即便水中航行体100与水上中继机200间的距离离得远，航行得较快的一方也会通过信息传送线24拉拽航行得较慢的一方，水中航行体100与水上中继机200的大致铅垂的位置关系不会大幅偏离。
在步骤S40～步骤S42中，进行将水中航行体100及水上中继机200维持为目标位置的处理。该步骤S40～步骤S42的处理相当于目标保持步骤。
在步骤S40中，判定水中航行体100及水上中继机200是否都到达了目标位置并保持着位置。在步骤S33中确认到水上中继机200处于目标位置的到达范围内、且在步骤S37中确认到水中航行体100处于目标位置的到达范围内的基础上，判定水上中继机200及水中航行体100是否都维持着目标位置。在水中航行体100及水上中继机200都维持着目标位置的情况下结束航行处理。在水上中继机200没有维持目标位置的情况下使处理移向步骤S41。在步骤S41中，以使得水上中继机200维持目标位置的方式进行控制，使处理返回步骤S40。在水中航行体100没有维持目标位置的情况下使处理移向步骤S42。在步骤S42中，以使得水中航行体100维持目标位置的方式进行控制，使处理返回步骤S40。
此外，在水中航行体100及水上中继机200到达了目标位置之后，通过操作水中航行体100来使其移动并进行作业时，水上中继机200设定为跟随水中航行体100的水平位置(纬度及经度)的水中航行体100的尾随模式。在该情况下，通过水中航行体100的航行体位置推定单元20推定出的自身位置(纬度及经度)向水上中继机200发送，将该推定出的自身位置(纬度及经度)作为目标位置，以使得通过中继机位置计测单元40计测到的自身位置接近该目标位置的方式使水上中继机200航行即可。
不过，为了防止水上中继机200伴随于水中航行体100的航行而过度敏感地徘徊，也可以对水中航行体100的水平位置(纬度及经度)与水上中继机200的水平位置(纬度及经度)之间的距离设定允许范围。例如，设定成若水中航行体100的水平位置(纬度及经度)与水上中继机200的水平位置(纬度及经度)之间的距离为5m以内则水上中继机200不会尾随水中航行体100即可。
如以上那样，在本实施方式的水上中继机与水中航行体的连结系统中、实现水中航行体100及水上中继机200的航行处理。
[水中航行体及水上中继机的铅垂位置的校正处理]
以下，参照图7的流程图，对进行水中航行体100和水上中继机200的铅垂位置的校正的处理进行说明。该处理可以在水中航行体100和水上中继机200未能保持大致铅垂的位置时、另外在不清楚是否能够保持大致铅垂的位置时执行。另外，也可以在水中航行体100及水上中继机200航行之后，每隔一定时间使水中航行体100与水上中继机200的铅垂方向的相对位置关系一致时执行。另外，也可以在将水中航行体100及水上中继机200投入时校正水中航行体100和水上中继机200的水平位置而使得成为大致铅垂的位置时执行。
在步骤S50中，在水上中继机200中进行探索水中航行体100的处理。该步骤相当于航行体位置确认步骤的一部分。通过从母船300向水上中继机200发送拍摄控制信号，从而通过水上中继机200的中继机拍摄单元42对水上中继机200的附近区域的水中进行拍摄。例如，拍摄水上中继机200的正下方附近的区域。拍摄到的图像从水上中继机200向母船300发送，该图像在母船300的图像显示单元56显示。
在步骤S51中，判定是否能够确认到水中航行体100。该步骤相当于航行体位置确认步骤的一部分。母船300上的操作者判定在步骤S50中显示于图像显示单元56的图像中是否能够确认到水中航行体100。另外，通过现有的图像处理，自动判定在步骤S50中显示于图像显示单元56的图像中是否能够确认到水中航行体100。若在图像中能够确认到水中航行体100则使处理移向步骤S53，若无法确认到则使处理移向步骤S52。
在步骤S52中，进行使水中航行体100上升的处理。该步骤相当于航行体上升步骤。在步骤S51中未能确认到水中航行体100的情况下，经由水上中继机200从母船300向水中航行体100发送上升控制信号。水中航行体100的控制单元12当接收到上升控制信号时，控制航行单元18而使水中航行体100上升。此时，优选的是，保持水中航行体100的水平位置(纬度及经度)。然后，反复进行上述步骤S50～S52，直到在通过水上中继机200拍摄到的图像中能够确认到水中航行体100。
在步骤S53中，判定水中航行体100和水上中继机200是否处于合适的铅垂位置的关系。该步骤相当于位置判断步骤。母船300上的操作者判定在步骤S50中显示于图像显示单元56的图像中、水中航行体100和水上中继机200是否处于大致铅垂的位置关系。另外，通过现有的图像处理，自动判定在步骤S50中显示于图像显示单元56的图像中、水中航行体100和水上中继机200是否处于大致铅垂的位置关系。若在图像中水中航行体100和水上中继机200处于大致铅垂的位置关系则使处理移向步骤S55，若不处于大致铅垂的位置关系则使处理移向步骤S54。
在步骤S54中，进行使水上中继机200移动而使水中航行体100和水上中继机200处于大致铅垂的位置关系的处理。该步骤相当于位置偏离校正步骤。在步骤S53中水中航行体100和水上中继机200未处于大致铅垂的位置关系的情况下，通过在母船300中操作者一边确认在图像显示单元56显示的图像、一边操作操作单元58向水上中继机200发送移动控制信号。另外，通过现有的图像处理，基于显示于图像显示单元56的图像自动发送使水上中继机200去往水中航行体100的移动控制信号。水上中继机200的控制单元32当接收到移动控制信号时，控制中继机推进单元38而以使得水上中继机200相对于水中航行体100成为大致铅垂的位置关系的方式使水上中继机200航行。然后，反复进行上述步骤S53和步骤S54，直到水中航行体100和水上中继机200成为大致铅垂的位置关系。
在步骤S55中，进行校正水中航行体100的自身位置的处理。该步骤相当于水中位置校正步骤。将通过水上中继机200的中继机位置计测单元40计测到的水上中继机200的自身位置(纬度及经度)经由信息传送线24向水中航行体100发送。在水中航行体100中，接受水上中继机200的自身位置(经度及纬度)的输入，对水中航行体100的当前的自身位置(纬度及经度)进行校正以使得其与水上中继机200的自身位置(经度及纬度)一致。由此，水中航行体100和水上中继机200的水平位置(纬度及经度)的信息一致，能够提高在水中航行体100的航行体位置推定单元20中推定的水中航行体100的自身位置的准确度。
在步骤S56中，进行使水中航行体100下降到目标深度的处理。水中航行体100的控制单元12通过控制航行单元18来使水中航行体100下降到目标深度。
如以上那样，在本实施方式的水上中继机与水中航行体的连结系统中、能够进行水中航行体100和水上中继机200的铅垂位置的校正。由此，水中航行体100和水上中继机200能够保持大致铅垂的位置。
<变形例1>
在上述实施方式中，说明了使用1组水中航行体100及水上中继机200的构成。在本变形例1中，如图8所示，构成为使用多组水中航行体100及水上中继机200。
反复进行图5所示的水中航行体100及水上中继机200的投入时的处理而关于水中航行体100及水上中继机200的各组进行应用。然后，针对水中航行体100及水上中继机200的各组，分别从母船300发送目标纬度及目标经度的信息，并且关于水中航行体100及水上中继机200的各组应用图6所示的水中航行体100及水上中继机200的航行时的处理。
由此，通过多组水中航行体100及水上中继机200，能够同时对大范围的资源、水底线缆等检查对象物进行调查，能够缩短调查时间。
<变形例2>
在上述实施方式中，说明了针对1个水中航行体100而组合1个水上中继机200的构成。在本变形例2中，如图9所示，构成为针对1个水中航行体100组合多个水上中继机200。
图10示出本变形例1中的水中航行体100及水上中继机200的投入时的处理。在图10中，对设为与图5所示的水中航行体100及水上中继机200的投入时的处理相同的处理的步骤标注与图5相同的步骤编号并省略说明。
通过步骤S13～步骤S14的处理，进行从母船300将第1个水中航行体100投入水中的作业。之后，在步骤S60中，进行从母船300将其他水中航行体100、即配置于第1个水中航行体100与水上中继机200之间的中间的水中航行体100投入水中的作业。该步骤相当于中间航行体投入步骤。在步骤S61中，判定基于投入到水中的其他水中航行体100的深度(高度)及速度的计测值是否为妥当值。该步骤相当于针对其他水中航行体100的推定值判断步骤。在水中航行体100的航行体位置推定单元20的水中位置的推定值中若深度(高度)及速度的推定值为妥当值则使处理移向步骤S62，若不为妥当值则使处理返回步骤S10。
在步骤S62中，进行使其他水中航行体100下降到水中的处理。该步骤相当于针对其他水中航行体100的航行体下降步骤。通过使用母船300中的操作单元58对其他水中航行体100发送水中航行体修正信息、来使该其他水中航行体100位于所期望的水平位置(纬度及经度)及深度(高度)，将水平位置(纬度及经度)及深度(高度)保持为该位置。具体地说，优选的是，以使得第1个水中航行体100、中间的水中航行体100及水上中继机200互相成为铅垂位置的方式进行控制。另外，在该步骤中，也可以进行基于航行体拍摄单元22的拍摄，确认是否能够合适地执行拍摄处理及拍摄图像的收发处理，并且确认水中航行体100是否配置于所期望的水平位置(纬度及经度)及深度(高度)。
在设置2个以上的其他水中航行体100的情况下，反复进行步骤S60～步骤S62的处理即可。这些处理之后，使处理移向步骤S15。
此外，在本变形例2的构成中，也可以如上述变形例1那样构成为使用多组水中航行体100及水上中继机200。在该情况下，反复进行图10所示的水中航行体100、水上中继机200的投入时的处理而关于水中航行体100及水上中继机200的各组进行应用。然后，针对水中航行体100及水上中继机200的各组，分别从母船300发送目标纬度及目标经度的信息，并且关于水中航行体100及水上中继机200的各组应用图6所示的水中航行体100及水上中继机200的航行时的处理。
<变形例3>
在本变形例3中，构成为为了使用受振器(水听器)接受来自母船300所具有的发射源的振动而控制水中航行体100的水平位置(纬度及经度)及深度(高度)。
图11示出本变形例3中的水上中继机与水中航行体的连结系统的构成。在本变形例3中，除了水中航行体100、水上中继机200及母船300之外，还具备由母船300投入到水中的声音振荡器600、及隔开间隔地设置于线缆500上的受振器(水听器)602。
声音振荡器600是从母船300投入水中并在水中产生声音振动的水中振源。声音振荡器600可以构成为包含例如气枪、电火花震源、蜂鸣器等。优选的是，从声音振荡器600发出的振动例如设为空间分辨率好的数百～数千Hz的频带。
如图11所示，从声音振荡器600发出的声音振动在水中进而在水底400下传输，在作为地层边界的反射面402作为反射声音振动反射。反射声音振动从水底400下向水中传输。
受振器602探测在水中传输的振动。受振器602在连接水中航行体100和水上中继机200的线缆500设置至少1个，优选设置多个。受振器602将探测到的振动的信息和各自被固有地赋予的标识符等水听器信息一起向水上中继机200送出。通过将声音振荡器600和受振器602组合，能够在受振器602中探测从声音振荡器600发出并在反射面402反射的声音振动。
图12示出使用了本变形例3中的声音振荡器600及受振器602的处理。在步骤S70中，母船300到达目标纬度及目标经度。当母船300到达目标纬度及目标经度后，进行将声音振荡器600投入水中的作业。在步骤S71中，通过来自母船300的控制从声音振荡器600发出声音振动。
在步骤S72中，在受振器602中探测在水底400下的反射面402反射后的反射声音振动。此时，优选的是，在多个受振器602中探测反射声音振动。在步骤S73中，将在受振器602中探测到的反射声音振动与水听器信息一起作为声音信息向水上中继机200发送。在具备多个受振器602的情况下，来自多个受振器602的声音信息向水上中继机200聚集。在步骤S74中，从水上中继机200向母船300转送声音信息。水上中继机200将声音信息与自己的位置信息一起向母船300发送。此外，来自多个受振器602的声音信息也可以与水上中继机200的位置信息一起实时地向母船300发送。
在步骤S75中，在母船300中进行VCS(Vertical Cable Seimic，垂直线缆地震)解析。在母船300中，使用从水上中继机200转送来的声音信息进行VCS解析。
在VCS解析中，根据反射面402的反射点的分布，能够得到以线缆500为中心的反射面402的结构图。此时，通过适当改变水中航行体100、水上中继机200及连接它们的线缆500的位置、声音振荡器600的分布，或者通过母船300移动而改变声音振荡器600的位置等，能够高效地掌握成为对象的范围的三维结构。此时，通过在沿铅垂方向延伸的线缆500配置多个受振器602，能够抑制由波动现象导致的分辨率的劣化(菲涅尔效应的放大)。另外，通过将受振器602配置于水中，能够降低由波浪产生的噪声。由此，能够在铅垂方向及水平方向上均相比于现有的海上反射法(MCS)提高分辨率。
而且，通过对如上述变形例1那样同时使用多组水中航行体100、水上中继机200及连接它们的线缆500的构成组合本变形例3的构成，能够更高效地掌握成为对象的范围的三维结构。另外，通过对如上述变形例2那样同时使用多个水中航行体100、水上中继机200及连接它们的线缆500的构成组合本变形例3的构成，能够在高精度地将线缆500沿铅垂方向设置的状态下应用VCS解析，所以能够以更高的精度掌握成为对象的范围的三维结构。
[使用了水上中继机与水中航行体的连结系统的测定处理]
图13示出使用了上述实施方式及各变形例中的水上中继机与水中航行体的连结系统的测定处理。
在步骤S80中，母船300到达目标纬度及目标经度。在步骤S81中，通过应用上述实施方式中的水中航行体100及水上中继机200的投入时的处理及水中航行体100及水上中继机200的航行时的处理、来进行水中航行体100及水上中继机200的位置控制。
在步骤S82中，使用水中航行体100的航行体拍摄单元22进行水中的探查。在步骤S83中，使用水中航行体100的航行体拍摄单元22取得水中、水底的图像。在步骤S84中，在步骤S83中取得的图像信息从水中航行体100向水上中继机200发送。此时，优选的是，与图像信息相关联的关联信息也一并从水中航行体100向水上中继机200发送。作为关联信息，可以举出例如水中航行体100的当前的纬度及经度以及距水面的深度等。另外，作为关联信息，可以举出例如取得图像的日期时间等。
在步骤S85中，从水上中继机200向母船300转送图像信息。在图像信息中附加有关联信息的情况下，优选的是，与图像信息一起将关联信息从水上中继机200向母船300转送。在步骤S86中，在母船300中进行对图像信息的处理。在母船300中，例如进行放映基于图像信息的图像的处理、图像信息的解析处理。在图像信息中附加有关联信息的情况下，也可以在母船300中进行基于关联信息的放映、解析。
产业上的可利用性
本发明能够应用于自主型水中航行体中的高精度的航行控制、目标物的监视等。即，能够在保持水中航行体与水上中继机的位置关系的同时，在水中航行体对水中的目标物的检查、监视、修复等中提高作业效率。能够在例如水底的环境调查(海草、海藻、珊瑚等)、水底下的调查(地层结构)、水产资源调查(底栖鱼、贝类等)、水产设备检查(鱼塘、鱼礁等)、港口设备的水中部分的检查(岸壁、防波堤等)、海上风力发电设备的水中部分的检查、油气设备的水底管线检查、船底检查、水库湖泊的水中部分的检查等中利用。
附图标记说明
10艇体，12控制单元，14存储单元，16通信单元，18航行单元，20航行体位置推定单元，22航行体拍摄单元，22存储单元，24信息传送线，26无线通信器，30机体，32控制单元，34存储单元，36通信单元，38中继机推进单元，40中继机位置计测单元，40a接收器，42中继机拍摄单元，50艇体，52定位单元，54位置设定单元，56图像显示单元，58操作单元，60连结单元，62通信单元，100水中航行体，200水上中继机，300母船，302监视单元，400水底，402反射面，500线缆，600声音振荡器，602受振器。

Claims (18)

1.一种水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，具备：
水上中继机，具有中继机推进单元和中继机位置计测单元；
水中航行体，具有航行体位置推定单元；
信息传送线，将所述水上中继机和所述水中航行体连接，进行包含通过所述水中航行体得到的图像信息在内的取得信息的传送；
位置设定单元，对所述水上中继机和所述水中航行体设定目标纬度及目标经度；以及
控制单元，控制所述水上中继机和所述水中航行体，
在所述连结系统中，基于所设定的所述目标纬度及所述目标经度和通过所述中继机位置计测单元计测到的水上位置驱动所述中继机推进单元、并通过所述控制单元控制所述水上中继机的位置，并且基于所设定的所述目标纬度及所述目标经度和通过所述航行体位置推定单元推定出的水中位置通过所述控制单元控制所述水中航行体的位置，从而所述水中航行体和所述水上中继机一边保持在水面和水中的铅垂位置关系，一边并行至所述目标纬度及所述目标经度。
2.根据权利要求1所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
具备具有所述位置设定单元的母船，
所述母船和所述水上中继机利用无线通信进行所述目标纬度及所述目标经度及所述取得信息的传送。
3.根据权利要求2所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
能够从所述母船进行所述水上中继机及所述水中航行体的至少一方的远程操作。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
所述中继机位置计测单元具有卫星定位系统接收器和姿势方位基准装置(AHRS)。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
所述航行体位置推定单元具有惯性导航装置(INS)和多普勒对地速度计(DVL)、或者姿势方位基准装置(AHRS)和多普勒对地速度计(DVL)。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
所述航行体位置推定单元具有深度计，
以使得所述水中航行体位于通过所述位置设定单元设定的深度的方式通过所述控制单元控制所述水中航行体。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
所述水上中继机具有能够拍摄所述水中航行体的中继机拍摄单元。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
具备多组所述水上中继机、所述水中航行体、所述信息传送线及所述控制单元，通过所述位置设定单元设定所述多个组中的每一个组的所述目标纬度及所述目标经度。
9.根据权利要求1～7中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
在所述信息传送线的中间具备其他所述水中航行体。
10.根据权利要求2及引用权利要求2的权利要求3～9中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统，其特征在于，
在所述信息传送线的多个部位具有多个受振单元，在所述母船具有向水中振荡声音的声音振荡单元，通过多个所述受振单元取得伴随于所述声音振荡单元进行的声音振荡的、来自地层的反射声音振动，将所取得的所述反射声音振动作为声音信息利用所述信息传送线进行传送。
11.一种水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，是根据权利要求1～10中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，具备：
航行体投入步骤，将所述水中航行体投入水中；
航行体下降步骤，使所述水中航行体接近水底并保持于规定位置；
中继机投入步骤，将所述水上中继机投入水面；
铅垂位置确保步骤，使所述水上中继机和所述水中航行体处于所述铅垂位置关系；以及
初始位置输入步骤，将在使得处于所述铅垂位置关系之后通过所述中继机位置计测单元计测到的所述水上位置经由所述信息传送线向所述水中航行体传送，作为所述水中航行体的水中位置的初始位置而进行输入。
12.根据权利要求11所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，
在所述铅垂位置确保步骤中，在所述水上中继机和所述水中航行体未处于所述铅垂位置关系的情况下，由操作者操作所述水上中继机而以使得所述水中航行体处于所述铅垂位置关系的方式进行位置校正来确保所述铅垂位置关系。
13.根据权利要求11或12所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，
在所述初始位置输入步骤之后还具备：
目标位置设定步骤，从所述位置设定单元对所述水上中继机设定所述目标纬度及所述目标经度；
目标位置输入步骤，将所设定的所述目标纬度及所述目标经度经由所述信息传送线向所述水中航行体传送并输入；
航行控制步骤，以使得所述水上中继机和所述水中航行体一边保持所述铅垂位置关系、一边等速地并行去往所述目标纬度及所述目标经度的方式进行控制；以及
位置保持步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后进行所述水上中继机和所述水中航行体的位置保持。
14.根据权利要求13所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，
所述航行控制步骤具有：
中继机到达判断步骤，判断所述水上中继机的所述水上位置是否处于所述目标纬度及所述目标经度的到达范围内；和
航行体到达判断步骤，判断所述水中航行体的所述水中位置是否处于所述目标纬度及所述目标经度的所述到达范围内，
在所述水上中继机和所述水中航行体到了所述到达范围内的情况下移向所述位置保持步骤。
15.一种水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，是根据权利要求1～10中的任一项所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，具备：
航行体位置确认步骤，使用拍摄单元确认所述水中航行体的位置；
位置判断步骤，判断所述水中航行体是否位于所述水上中继机的正下方；以及
水中位置校正步骤，在所述水中航行体位于所述水上中继机的正下方的情况下，将通过所述中继机位置计测单元得到的所述水上位置经由信息传送线向所述水中航行体传送，控制所述水中航行体的水中位置而校正所述水上中继机与所述水中航行体的所述铅垂位置关系。
16.根据权利要求15所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，具备：
航行体上升步骤，在所述航行体位置确认步骤中、操作者无法确认所述水中航行体的位置的情况下，控制所述水中航行体的位置而使所述水中航行体上升至能够通过所述拍摄单元确认的位置。
17.根据权利要求15或16所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，具备：
位置偏离校正步骤，在所述位置判断步骤中、判断为所述水中航行体不位于所述水上中继机的正下方的情况下，通过操作者的操作控制所述水上中继机的位置而使其移动到所述水中航行体的正上方。
18.根据引用权利要求2或3的权利要求11所述的水上中继机与水中航行体的连结系统的运用方法，其特征在于，
具备：声音振荡步骤，在到达所述目标纬度及所述目标经度后从所述母船所具有的所述声音振荡单元振荡声音；反射声音振动取得步骤，通过多个所述受振单元取得来自所述地层的所述反射声音振动；以及信息传送步骤，将所取得的所述反射声音振动作为声音信息经由所述信息传送线和所述无线通信向所述母船传送。
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