JP2013527074A - 船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム - Google Patents
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Abstract
Description
X1=rsinθcosφ (1)
Y1=rsinθcosφ (2)
Z1=rcosθ (3)
r=(X1 2+Y1 2+Z1 2)1/2 (4)
θ=tan-1(Z1/(X1 2+Y1 2)1/2) (5)
φ=tan-1(Y1/X1) (6)
Pprogram(r,Φ,θ)−Pmeasured(r,Φ,θ)=コース修正値(r,Φ,θ) (7)
によって表現でき、Pprogram(r,Φ,θ)は入力された所望の移動経路に従って存在すると考えられる位置であり、そしてPmeasured(r,Φ,θ)は同じ出発ポイント(Xn,Yn,Zn)を基準とした実際の測定位置である。上記変換式によって、コース修正式はまた直交座標でも表現できる。
(x,y,z)program−(x,y,z)measured=0 (8)
あるいは
Pprogram(r,Φ,θ)−Pmeasured(r,Φ,θ)=0 (9)
までなされる。
X軸0.1°/sec、Y軸0.01°/sec、Z軸0°/sec (10)
を引き起こしている場合、
所与のポイントでのロボットの速度およびコースは、以下の角回転:
X軸0.0°/sec、Y軸0.05°/sec、Z軸0°/sec (11)
を有するべきである。
この例では、船舶およびロボットの角運動は同じ方向であると仮定すると、ロボットによって測定された組み合わされた角運動は以下のようになる。
X軸0.1°/sec、Y軸0.06°/sec、Z軸0°/sec (12)
船舶運動は、この場合には除去されて、式(11)に示す所望の角運動が得られる。
X軸0.1°/sec、Y軸0.01°/sec、Z軸0°/sec (13)
であり、そして、ゼロにされるか、あるいはロボットのナビゲーション測定システムから較正されるであろう。
時刻t=t0において、ロボットに搭載された周波数源F3Tをロボットが伝達し、
時刻t=t0+t1F1Rにおいて、F1RはF3T信号を受信し、そして
時刻t=t0+t1F2Rにおいて、F2RはF3T信号を受信し、
時刻t=t0+t1F1R+t2F1Tにおいて、F1Tは信号を送信し、
時刻t=t0+t1F2R+t2F2Tにおいて、F2Tは信号を送信し、
時刻t=t0+t1F1R+t2F1T+t2F3Rにおいて、F3RはF1T信号を受信し、そして
時刻t=t0+t1F2R+t2F2R+t2F3Rにおいて、F3RはF2T信号を受信する。
したがって、
b=[(t0+t1F1R+t2F1T+t2F3R)/2]c、そしてd=[(t0+t1F2R+t2F2T+t2F3R)/2]c
C=光速
12 ロボット本体
14a,14b タービンインテークベント
16a,16b,16c クリーニングブラシ
17 モーター
22 磁気駆動システム
24 ターレット
26a,26b タービン
28a,28b 発電機
30 モーター
32 ウォームギア
40 フレーム
42a,42b 側壁
44a,44b 端壁
48a,48b アクスル
50a,50b フレーム部分
52a,52b 磁気ホイール
52c,52d ホイール
54 フレキシブルなジョイント
56 伸長可能な部分(フレームギャップ)
58 上端壁
60 ナビゲーションサブシステム
62 ナビゲーションプロセッサー
64 駆動サブシステム
66 センサーサブシステム
70 多軸検出システム
72 レシーバー
73 トランスミッター
74 メモリー
78 位置決定サブシステム
82 オドメーター
100 ナビゲーショントランスミッター
140 トランスミッター
Claims (33)
- 船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステムであって、
前記ロボットを前記外殻の周囲で駆動しかつ移動させるための、前記ロボットに搭載された駆動サブシステムと、
ロボットおよび船舶運動が組み合わされたデータを出力する、前記ロボットに搭載されたセンサーサブシステムと、
前記外殻の形状および前記ロボットに関する所望の移動経路に関するデータを収容する、前記ロボットに搭載されたメモリーと、
前記ロボットに対してポジション定点データを伝達する位置決定サブシステムと、
船舶運動を特定するための手段と、
前記ロボットに搭載され、かつ、前記メモリーデータ、前記センサーサブシステム、前記ポジション定点データならびに前記船舶運動を特定するための前記手段に応答するナビゲーションプロセッサーと、を具備し、
前記ナビゲーションプロセッサーは、
ロボットおよび船舶運動を組み合わせた前記センサーサブシステム出力データから、前記特定された船舶運動をキャンセルすることによって、前記外殻上の前記ロボットのポジションを特定し、かつ、
前記定点データ、前記外殻の形状、前記ロボットに関する所望の移動経路ならびに前記外殻上での前記ロボットの特定されたポジションに基づいて、前記外殻上で前記ロボットを移動させるために前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。 - 前記ナビゲーションプロセッサーは、さらに、ポジション定点データを受信するために、水線上で前記ロボットを周期的に移動させるように前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記ロボットは、さらに、前記ロボットが水線の上にあることを検出するための圧力センサーを含むことを特徴とする請求項2に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記位置決定サブシステムは、少なくとも二つの外殻トランスミッター、および前記少なくとも二つの外殻トランスミッターからの送信を受信する、前記ロボットに搭載されたレシーバーを含み、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記レシーバーに応答し、かつ、前記少なくとも二つの外殻トランスミッターによって送信された送信に基づいてロボットポジション定点データを、三角測量によって特定するよう構成されていることを特徴とする請求項2に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶運動を特定するための前記手段は、前記船舶の運動を表すデータを出力する前記船舶上の多軸検出サブシステムと、前記データを送信するための前記船舶上のトランスミッターと、前記データを受信するための前記ロボット上のレシーバーと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶運動を特定するための前記手段は、前記ロボットが運動していないときにのみ船舶運動データを出力する前記ロボットに搭載された前記センサーを含み、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記船舶運動データを獲得するために前記ロボットの運動を周期的に停止させるよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記ロボットに搭載された前記センサーサブシステムは、さらに、前記ロボットが移動した距離を特定するためのオドメーターを含むことを特徴とする請求項1に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記センサーサブシステムは、複数の軸線を中心とする角回転および複数の軸線に関するポジション角を出力するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステムであって、
前記外殻の周囲で前記ロボットを駆動するための、前記ロボットに搭載された駆動サブシステムと、
ロボット運動データを出力する、前記ロボットに搭載されたセンサーサブシステムと、
前記外殻の形状および前記ロボットに関する所望の移動経路に関するデータを収容する、前記ロボットに搭載されたメモリーと、
前記ロボットに対してポジション定点データを伝達する位置決定サブシステムと、
前記ロボットに搭載され、かつ、前記メモリーデータ、前記センサーサブシステムおよび前記ポジション定点データに応答するナビゲーションプロセッサーであって、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記定点データ、前記外殻の形状、前記ロボットに関する所望の移動経路、および前記外殻上の前記ロボットの特定されたポジションに基づいて、前記外殻上で前記ロボットを移動させるために前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。 - 船舶運動を特定するための手段をさらに含み、かつ、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記センサーサブシステム出力から、特定された船舶運動をキャンセルすることで、前記外殻上の前記ロボットのポジションを特定するよう構成されていることを特徴とする請求項9に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記ナビゲーションプロセッサーは、さらに、前記ポジション定点データを受信するために前記水線の上で前記ロボットを周期的に移動させるために前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする請求項9に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記ロボットは、さらに、前記ロボットが前記水線上にあるかどうかを検出するための圧力センサーを含むことを特徴とする請求項11に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記位置決定サブシステムは、少なくとも二つの外殻トランスミッターと、前記少なくとも二つの外殻トランスミッターからの送信を受信する、前記ロボットに搭載されたレシーバーと、を含み、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記レシーバーに応答し、かつ、前記少なくとも二つの外殻トランスミッターによって送信された送信に基づいてロボットポジション定点データを、三角測量によって特定するよう構成されていることを特徴とする請求項9に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステムであって、
前記外殻の周囲で前記ロボットを駆動するための、前記ロボットに搭載された駆動サブシステムと、
ロボットおよび船舶運動を組み合わせたデータを出力する、前記ロボットに搭載されたセンサーサブシステムと、
前記外殻の形状ならびに前記ロボットに関する所望の移動経路に関するデータを収容する、前記ロボットに搭載されたメモリーと、
船舶運動を特定するための手段と、
前記ロボットに搭載され、かつ、前記メモリーデータ、前記センサーサブシステムおよび前記船舶運動を特定するための手段に応答するナビゲーションプロセッサーと、を具備し、
前記ナビゲーションプロセッサーは、
ロボットおよび船舶運動を組み合わせた前記センサーサブシステム出力データから、前記特定された船舶運動をキャンセルすることによって、前記外殻上の前記ロボットのポジションを特定し、かつ、
前記外殻の形状および前記ロボットに関する所望の移動経路、ならびに前記外殻上での前記ロボットの特定されたポジションに基づいて、前記外殻上で前記ロボットを移動させるために前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。 - さらに、前記ロボットに対して、ポジション定点データを伝達する位置決定サブシステムを含み、前記ロボットに搭載された前記ナビゲーションプロセッサーは、前記ポジション定点データに応答し、かつ、さらに、前記定点データに基づいて前記外殻上で前記ロボットを移動させるために前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする請求項14に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記ナビゲーションプロセッサーは、さらに、前記ポジション定点データを受信するために、前記水線上で前記ロボットを周期的に移動させるように前記駆動サブシステムを制御するよう構成されることを特徴とする請求項15に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記ロボットは、さらに、前記ロボットが前記水線上にあるかどうかを検出するための圧力センサーを含むことを特徴とする請求項16に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記位置決定サブシステムは、少なくとも二つの外殻トランスミッターと、前記少なくとも二つの外殻トランスミッターからの送信を受信する、前記ロボットに搭載されたレシーバーと、を含み、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記レシーバーに応答し、かつ、前記少なくとも二つの外殻トランスミッターによって送信された送信に基づいて、ロボットポジション定点データを、三角測量によって特定するよう構成されていることを特徴とする請求項15に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶運動を特定するための前記手段は、前記船舶の運動を表すデータを出力する前記船舶上の多軸検出サブシステムと、前記データを送信するための前記船舶上のトランスミッターと、前記データを受信するための前記ロボット上のレシーバーと、を含むことを特徴とする請求項14に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶運動を特定するための前記手段は、前記ロボットが運動していないときにのみ船舶運動データを出力する、前記ロボットに搭載された前記センサーを含み、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記船舶運動データを獲得するために前記ロボットの運動を周期的に停止させるよう構成されていることを特徴とする請求項14に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記ロボットに搭載された前記センサーサブシステムは、さらに、前記ロボットが移動した距離を特定するためのオドメーターを含むことを特徴とする請求項14に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 前記センサーサブシステムは、複数の軸線を中心とする角回転および複数の軸線に関するポジション角を出力するよう構成されることを特徴とする請求項14に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステムであって、
前記外殻の周囲で前記ロボットを駆動するための、前記ロボットに搭載された駆動サブシステムと、
ロボットおよび船舶運動を組み合わせたデータを出力する、前記ロボットに搭載されたセンサーサブシステムと、
前記ロボットに対してポジション定点データを伝達する位置決定サブシステムと、
船舶運動を特定するための手段と、
前記ロボットに搭載され、かつ、前記センサーサブシステム、前記ポジション定点データおよび前記船舶運動を特定するための手段に応答するナビゲーションプロセッサーと、を具備し、
前記ナビゲーションプロセッサーは、
ロボットおよび船舶運動を組み合わせた前記センサーサブシステム出力データから、前記特定された船舶運動をキャンセルすることによって、前記外殻上の前記ロボットのポジションを特定し、かつ、
前記定点データならびに前記外殻上での前記ロボットの特定されたポジションに基づいて、前記外殻上で前記ロボットを移動させるために前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。 - さらに、前記外殻の形状および前記ロボットに関する所望の移動経路に関するデータを収容する、前記ロボットに搭載されたメモリーを含み、前記ナビゲーションプロセッサーは、前記メモリーデータに応答し、かつ、前記外殻の形状および前記ロボットに関する所望の移動経路に基づいて前記ロボットを移動させるために前記駆動サブシステムを制御するよう構成されていることを特徴とする請求項23に記載の船舶外殻ロボットナビゲーションサブシステム。
- 船舶外殻ロボットナビゲーション方法であって、
ロボット運動および船舶運動を検出するステップと、
前記外殻の形状および前記ロボットに関する所望の移動経路に関するデータを記憶するステップと、
前記ロボットに対してポジション定点データを伝達するステップと、
船舶運動を特定するステップと、
前記検出されたロボットおよび船舶運動から船舶運動をキャンセルすることで前記外殻上でのロボット運動を特定するステップと、
前記定点データ、前記外殻の記憶された形状、前記ロボットに関する記憶された所望の移動経路、および前記特定されたロボット運動に基づいて、前記外殻上で前記ロボットを移動させるステップと、
を備えることを特徴とする船舶外殻ロボットナビゲーション方法。 - 前記ポジション定点データを受信するために、前記水線上で前記ロボットを周期的に移動させることを、さらに含むことを特徴とする請求項25に記載の船舶外殻ロボットナビゲーション方法。
- 前記ロボットが水線上にあるかどうかを検出するために圧力を検出することを、さらに含むことを特徴とする請求項26に記載の船舶外殻ロボットナビゲーション方法。
- 定点データを伝達することは、少なくとも二つの外殻トランスミッターを設置することと、前記少なくとも二つの外殻トランスミッターによって送信された送信に基づいて、三角測量によってロボットポジション定点データを特定することと、を含むことを特徴とする請求項26に記載の船舶外殻ロボットナビゲーション方法。
- 船舶運動を特定することは、前記船舶の運動を表すデータを出力する多軸検出サブシステムを前記船舶に設置し、かつ、前記データを前記ロボットへと送信することを含むことを特徴とする請求項25に記載の船舶外殻ロボットナビゲーション方法。
- 船舶運動を特定することは、船舶運動データを獲得するために前記ロボットの移動を周期的に停止させることを含むことを特徴とする請求項25に記載の船舶外殻ロボットナビゲーション方法。
- ロボット運動を検出することは、前記ロボットが移動した距離を特定することを含むことを特徴とする請求項25に記載の船舶外殻ロボットナビゲーション方法。
- 船舶外殻ロボットナビゲーション方法であって、
ロボットおよび船舶運動を組み合わせたデータを検出するステップと、
前記ロボットに対してポジション定点データを伝達するステップと、
船舶運動を特定するステップと、
ロボットおよび船舶運動を組み合わせた前記データから船舶運動をキャンセルすることによって前記外殻上でのロボット運動を特定するステップと、
前記定点データおよび前記外殻上での前記ロボットの特定されたポジションに基づいて前記外殻上で前記ロボットを移動させるステップと、
を備えることを特徴とする船舶外殻ロボットナビゲーション方法。 - 記憶された外殻形状データおよび前記ロボットに関する所望の移動経路に基づいて、前記ロボットを移動させることを、さらに含むことを特徴とする請求項32に記載の船舶外殻ロボットナビゲーション方法。
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