JP2015020645A - 経路決定装置およびそれを備える自律移動体システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の移動経路を容易かつ短時間で設定可能な経路決定装置およびそれを備える自律移動体システムを提供する。【解決手段】自律移動体システムは、移動体および経路決定装置を含む。移動体は、所定の観測機能を有する。経路決定装置は、表示部、操作部、観測領域設定部および経路決定部を含む。表示部は、移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像１０を画面５０５ｓに表示する。使用者による操作部の操作により、観測領域設定画像１０上に点３１および直線３２が描画される。観測領域設定部は、観測領域設定画像１０上に描画された点３１および直線３２の両端部を通る線を表す関数に基づいて観測領域を設定する。経路決定部は、設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路を決定する。【選択図】図５

Description

本発明は、移動体が移動すべき経路を決定する経路決定装置およびそれを備える自律移動体システムに関する。

海底、川底または湖底等の形状観測および水中の遺失物探索等を行うために無人観測船が用いられる。無人観測船によれば、有人観測船では進入できないような領域（浅瀬または狭い水路等）の観測が可能であり、悪天候下での観測も安全に実施することができる。このような無人観測船のシステムとして、特許文献１には、使用者が観測航路を設定可能な無人ボート自動観測システムが記載されている。

特許第４４０４９４３号公報

特許文献１に記載された無人ボート自動観測システムは、無人ボートおよび無線コントローラシステムを備える。無人ボートおよび無線コントローラシステムは相互に通信可能に構成される。無人ボートは、無線コントローラシステムからの観測指示に基づいて、自動的に生成された観測航路をトレースするように航行し、水中および水底の様子を観測する。

無線コントローラシステムは、ディスプレイおよび操作スイッチを含む。操作スイッチにより基準観測線が入力されると、入力された基準観測線から複数の観測航路が自動的に生成される。ディスプレイには、基準観測線および複数の観測航路が観測場所の地形図とともに表示される。

上記の複数の観測航路は、入力された基準観測線を一定の距離隔てて複数回平行移動させることにより生成される。そのため、使用者は、基準観測線の入力時に複数の観測航路がどのような領域に生成されるのかを直感的に認識することが難しい。

また、特許文献１に記載された他の例では、入力された基準観測線に対して垂直な方向に延びる複数の直線を、基準観測線が延びる方向に一定の間隔で並べることにより複数の観測航路が生成される。しかしながら、この場合にも、使用者は、基準観測線の入力時に複数の観測航路がどのような領域に生成されるのかを直感的に認識することが難しい。そのため、基準観測線の設定に熟練を要する。

また、特許文献１に記載されたさらに他の例では、予め無人ボートをループ状に航行させるとともに、無人ボートのＧＰＳ（Global Positioning System）から送信される位置データに基づいてその航路を記憶する。記憶されたループ状の航路内に観測航路が自動的に生成される。しかしながら、この場合、無人ボートを事前に航行させる必要があるため、観測航路の設定に必要な時間が長くなる。

本発明の目的は、移動体の移動経路を容易かつ短時間で設定可能な経路決定装置およびそれを備える自律移動体システムを提供することである。

（１）第１の発明に係る経路決定装置は、所定の観測機能を有する移動体の移動すべき経路を決定する経路決定装置であって、移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像を表示する表示部と、表示部に表示される観測領域設定画像上に点および直線を描画するために使用者により操作される操作部と、観測領域設定画像上に描画された点および直線の両端部を通る線を表す関数に基づいて観測領域を設定する観測領域設定部と、観測領域設定部により設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路を決定する経路決定部を備えるものである。

その経路決定装置においては、観測領域設定画面が表示部に表示される。使用者が操作部を操作することにより観測領域設定画面上に点および直線が描画されると、描画された点および直線の両端部を通る線を表す関数に基づいて観測領域が設定される。設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路が決定される。

この場合、使用者は、観測領域設定画面上に点および直線を描画する際に、点および直線の両端部を通る線で取り囲まれる領域を容易に認識することができる。したがって、移動体の移動経路を容易かつ短時間で設定することが可能になる。

（２）第２の発明に係る経路決定装置は、所定の観測機能を有する移動体の移動すべき経路を決定する経路決定装置であって、移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像を表示する表示部と、表示部に表示される観測領域設定画像上に少なくとも第１および第２の直線を描画するために使用者により操作される操作部と、観測領域設定画像上に描画された第１の直線の両端部および第２の直線の両端部を通る線を表す関数に基づいて観測領域を設定する観測領域設定部と、観測領域設定部により設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路を決定する経路決定部とを備えるものである。

その経路決定装置においては、観測領域設定画面が表示部に表示される。使用者が操作部を操作することにより観測領域設定画面上に第１の直線および第２の直線が描画されると、描画された第１の直線の両端部および第２の直線の両端部を通る線を表す関数に基づいて観測領域が設定される。設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路が決定される。

この場合、使用者は、観測領域設定画面上に第１の直線および第２の直線を描画する際に、第１の直線の両端部および第２の直線の両端部を通る線で取り囲まれる領域を容易に認識することができる。したがって、移動体の移動経路を容易かつ短時間で設定することが可能になる。

（３）第３の発明に係る経路決定装置は、所定の観測機能を有する移動体の移動すべき経路を決定する経路決定装置であって、移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像を表示する表示部と、表示部に表示される観測領域設定画像上に少なくとも第１、第２および第３の点を描画するために使用者により操作される操作部と、観測領域設定画像上に描画された第１、第２および第３の点を結ぶ線を表す関数に基づいて観測領域を設定する観測領域設定部と、観測領域設定部により設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路を決定する経路決定部とを備えるものである。

その経路決定装置においては、観測領域設定画面が表示部に表示される。使用者が操作部を操作することにより観測領域設定画面上に第１、第２および第３の点が描画されると、描画された第１、第２および第３の点を通る線を表す関数に基づいて観測領域が設定される。設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路が決定される。

この場合、使用者は、観測領域設定画面上に第１、第２および第３の点を描画する際に、第１、第２および第３の点を通る線で取り囲まれる領域を容易に認識することができる。したがって、移動体の移動経路を容易かつ短時間で設定することが可能になる。

（４）表示部は、観測領域設定部により設定された観測領域を観測領域設定画像上に表示してもよい。

この場合、観測領域設定部により設定された観測領域が観測領域設定画像上に表示される。それにより、使用者は、設定された観測領域を正確に認識することができる。

（５）操作部は、第１の方向を指定可能に構成され、経路決定部は、観測領域内で移動体が第１の方向に往復移動しつつ第１の方向に交差する第２の方向に一定変位量ずつ移動する経路を移動すべき経路として決定してもよい。

この場合、使用者は、観測時に移動体が往復移動する方向を所望の方向に容易に指定することができる。

（６）操作部は、一定変位量を指定可能に構成されてもよい。

この場合、使用者は、第２の方向における一定変位量を所望の値に容易に指定することができる。

（７）観測機能は、観測可能な範囲を有し、経路決定部は、一定変位量を観測領域内で観測機能により観測可能な範囲以下に設定してもよい。

この場合、一定変位量が観測機能により観測可能な範囲以下に設定される。それにより、観測領域において移動体が一往復移動する場合に、隣り合う往路と復路との間で観測機能により観測されない範囲が発生することが防止される。したがって、信頼性の高い観測結果を得ることができる。

（８）移動体は、水上を移動可能に構成されるとともに観測機能として水中の状態を観測する観測機能を有し、経路決定部は、観測領域内の水深に基づいて観測可能な範囲を算出してもよい。

この場合、水深に基づいて観測機能により観測可能な範囲が算出される。それにより、観測領域内の全範囲において水中の状態が観測可能となる。

（９）移動すべき経路の少なくとも一部は、移動体が第１の方向に平行な一の往路の終端部から旋回して第１の方向に平行な一の復路の始端部に移動することにより第２の方向に移動するように決定され、経路決定部は、観測領域内で観測機能により観測可能な範囲が移動体の最小旋回半径の２倍の値よりも小さい場合に、移動体が一の往路の始端部から一の復路の終端部まで移動する間に観測機能により観測されない範囲が観測されるように、一の往路と一の復路との間を通る経路を移動すべき経路に含めてもよい。

この場合、移動体は移動すべき経路の少なくとも一部で一の往路の終端部から旋回して第１の方向に平行な一の復路の始端部に移動することにより第２の方向に移動する。

観測機能により観測可能な範囲が移動体の最小旋回半径の２倍の値よりも小さい場合に、一の往路と一の復路との間を通る経路を移動すべき経路に含められる。移動体が一の往路と一の復路との間を通る経路を移動することにより、移動体が一の往路の始端部から一の復路の終端部まで移動する間に観測されない範囲が観測される。したがって、観測領域内で観測可能な範囲が大きくなる。それにより、信頼性の高い観測結果を得ることができる。

（１０）移動体は、当該移動体を移動させるためのエネルギーを蓄えるエネルギー源を有し、経路決定部は、移動体が発進位置から観測領域内の移動すべき経路を通って発進位置に戻るまでの経路の長さがエネルギー源に残存するエネルギーにより移動体が移動可能な距離に相当する長さ以下になるように、移動すべき経路を決定してもよい。

この場合、移動体が発進位置から発進して発進位置に戻るまでの間にエネルギー不足により移動体が停止することが防止される。

（１１）第４の発明に係る自律移動体システムは、移動体と、上記の経路決定装置とを備え、移動体は、所定の観測機能を有する本体部と、本体部を移動させる移動機構と、本体部の現在位置を取得する現在位置取得部と、現在位置取得部により取得される現在位置に基づいて、経路決定部により決定された経路に沿って本体部が移動するように移動機構を制御する制御部とを含むものである。

その自律移動体システムにおいては、上記の経路決定装置により、移動体による観測領域が設定され、設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路が決定される。移動体においては、現在位置取得部により取得される現在位置に基づいて、移動機構が制御され、本体部が経路決定部により決定された経路に沿って移動する。それにより、観測領域の観測が行われる。

この場合、移動体の移動経路が上記の経路決定装置により決定されるので、移動体の移動経路を容易かつ短時間で設定可能な自律移動体システムが実現される。

本発明によれば、移動体が移動すべき経路が容易かつ短時間で設定可能となる。

第１の実施の形態に係る自律移動体システムの全体構成を示す図である。 船舶の側面図である。 船舶の平面図である。 自律移動体システムの制御系を示すブロック図である。 第１の実施の形態における観測領域設定時に表示部に表示される画像の一例を示す図である。 船舶が移動すべき経路の第１の決定方法を説明するための図である。 船舶が移動すべき経路の第２の決定方法を説明するための図である。 船舶が移動すべき経路の第３の決定方法を説明するための図である。 船舶が移動すべき経路の第４の決定方法を説明するための図である。 第１の実施の形態における船舶の経路決定時の一連の処理を示すフローチャートである。 経路決定部による経路決定処理の詳細を示すフローチャートである。 経路決定部による経路決定処理の詳細を示すフローチャートである。 第１の実施の形態における他の領域設定例を示す図である。 第２の実施の形態における観測領域設定時に表示部に表示される画像の一例を示す図である。 第２の実施の形態における船舶の経路決定時の一連の処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における他の領域設定例を示す図である。 第３の実施の形態における観測領域設定時に表示部に表示される画像の一例を示す図である。 第３の実施の形態における船舶の経路決定時の一連の処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における他の領域設定例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る経路決定装置およびそれを備える自律移動体システムについて説明する。経路決定装置は、移動体が移動すべき経路を決定する。以下では、移動体の一例として、水上を移動可能でかつ所定の観測機能を有する船舶を説明する。

［１］第１の実施の形態
（１）自律移動体システムの概略構成
図１は、第１の実施の形態に係る自律移動体システムの全体構成を示す図である。図１に示すように、自律移動体システム１は、船舶１００および経路決定装置５００を含む。後述するように、船舶１００と経路決定装置５００との間では、無線通信により種々の情報の送受信が行われる。船舶１００は、例えば経路決定装置５００から移動すべき経路を受信し、受信された移動すべき経路に沿って水上を移動する。

（２）船舶の構成
図２は船舶１００の側面図であり、図３は船舶１００の平面図である。図２に示すように、船舶１００は、船体１０１およびカバー部材１０２を含む。船体１０１は、凹型の断面形状を有し、上方に向かって開口する。カバー部材１０２は、船体１０１の開口部を上方から覆うように船体１０１に取り付けられる。カバー部材１０２には、通信アンテナ１５０およびＧＰＳ（全地球測位システム：Global Positioning System）３５０が取り付けられている。船体１０１の内部には仕切り板１０３ａ，１０３ｂが設けられる。仕切り板１０３ａ，１０３ｂは、船体１０１内の空間を船首部１０１ａ、中央部１０１ｂおよび船尾部１０１ｃに区画する。

中央部１０１ｂに収容室１０４が形成されている。収容室１０４は、船体１０１の底を上方に凹ませることにより形成されている。保持機構２１０は、観測装置２００を収容室１０４の内部と船体１０１の下方の位置との間で昇降可能に保持する。本実施の形態では、観測装置２００としてソナー（sound navigation ranging）が用いられる。観測装置２００が船体１０１の下方に位置する状態で、水中の状態を観測することができる。

図３では、カバー部材１０２が取り外された状態が示される。図３に示すように、船舶１００において、中央部１０１ｂから船首に向かう方向を前方と呼び、中央部１０１ｂから船尾に向かう方向を後方と呼ぶ。

中央部１０１ｂにおける収容室１０４の後方の位置に２つのモータ１１０ａ，１１０ｂが設けられる。モータ１１０ａ，１１０ｂの回転軸に、棒状部材１１１ａ，１１１ｂの一端がそれぞれ取り付けられる。この状態で、棒状部材１１１ａ，１１１ｂは船体１０１内の中央部１０１ｂから船体１０１の底を突き抜けて水中に突出するように保持される。棒状部材１１１ａ，１１１ｂの他端には、スクリュー１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ取り付けられる。モータ１１０ａ，１１０ｂが作動することによりスクリュー１１２ａ，１１２ｂが回転し、船舶１００が水上で前進または後退する。

２つのスクリュー１１２ａ，１１２ｂの後方の位置で、船体１０１の底から下方に延びるように２つの舵部材１２１ａ，１２１ｂが設けられる。船尾部１０１ｃには、舵部材１２１ａ，１２１ｂを駆動する２つのモータ１２０ａ，１２０ｂが設けられる。モータ１２０ａ，１２０ｂが作動することにより舵部材１２１ａ，１２１ｂが図示しない回転軸を中心として揺動する。それにより、船舶１００が水上で右方向または左方向に旋回する。

図２に示すように、船体１０１の下部で仕切り板１０３ａの近傍の位置にバウスラスタ１３１が設けられている。中央部１０１ｂの前端部近傍には、バウスラスタ１３１を駆動するモータ１３０が設けられる。モータ１３０が作動することにより、船首に右方向または左方向に向かう推進力が発生する。

また、図３に示すように、中央部１０１ｂには、収容室１０４の前方に制御ボックス１４０が設けられ、収容室１０４の側方に複数（本例では４つ）のバッテリ１０７が設けられる。制御ボックス１４０には、制御部３００、記憶部３０１、方位センサ３０２および姿勢センサ３０３が内蔵される。制御ボックス１４０に内蔵される各構成要素の詳細は後述する。バッテリ１０７は、船舶１００の各構成要素に供給すべきエネルギーを蓄える。

（３）自律移動体システムの制御系
図４は、自律移動体システム１の制御系を示すブロック図である。まず、経路決定装置５００について説明する。図４に示すように、経路決定装置５００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）５０１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）５０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５０３、記憶部５０４、表示部５０５、操作部５０６および通信アンテナ５５０を含む。

通信アンテナ５５０は、図示しない通信装置を介して経路決定装置５００のＣＰＵ５０１に接続される。本例では、通信装置として無線ルータが用いられる。後述するように、船舶１００も通信アンテナ１５０および無線ルータを含む。それにより、船舶１００と経路決定装置５００とが、通信アンテナ１５０，５５０を介して無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）で接続される。

記憶部５０４は、例えばハードディスクまたは不揮発性メモリ等の記録媒体を含み、船舶１００が移動すべき経路および観測装置２００による観測結果を記憶する。さらに、記憶部５０４は、観測装置２００の観測性能、船舶１００の移動性能および地図情報等の種々の情報を記憶可能に構成される。本実施の形態においては、観測装置２００の観測性能は、ソナーから発信される超音波の広がり角を含む。また、船舶１００の移動性能は、船舶１００の最小旋回半径を含む。さらに、地図情報は池、沼、湖および海等の水深を含む。

表示部５０５は、例えば液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成され、後述の観測領域設定画像を表示する。操作部５０６は、例えばキーボードおよびポインティングデバイスを含む。ポインティングデバイスとしては、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。表示部５０５および操作部５０６はタッチパネルにより一体的に構成されてもよい。この場合、操作部５０６はさらにタッチペンを含むことが好ましい。本実施の形態では、表示部５０５に表示される後述の観測領域設定画像上に操作部５０６により点および直線を描画することが可能である。

ＲＯＭ５０２は、ＣＰＵ５０１の制御プログラム等を記憶する。ＲＡＭ５０３は、種々のデータを記憶するとともにＣＰＵ５０１の作業領域として機能する。ＣＰＵ５０１がＲＯＭ５０２に記憶された制御プログラムを実行することにより、観測領域設定部５１１、経路決定部５１２、表示制御部５１３およびエネルギー残量取得部５１４の機能が実現される。

表示制御部５１３は、船舶１００による観測領域を設定するための観測領域設定画像を表示部５０５に表示させる。本実施の形態においては、観測領域設定部５１１は、操作部５０６により観測領域設定画像上に点および直線が描画された場合に、描画された点および描画された直線の両端部を通る線を表す１または複数の関数を導出する。また、観測領域設定部５１１は、導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる領域を観測領域として設定する。

経路決定部５１２は、観測領域設定部５１１により設定された観測領域内で船舶１００が移動すべき経路を決定する。経路の決定方法については後述する。経路決定部５１２により経路が決定されると、表示制御部５１３は、決定された経路を表示部５０５に表示させる。

エネルギー残量取得部５１４は、無線通信により船舶１００から図３のバッテリ１０７に残存するエネルギー（本例では電気量）の残量を取得する。経路決定部５１２は、エネルギー残量取得部５１４により取得されるエネルギー残量に基づいて船舶１００が移動すべき経路を決定することが可能である。

船舶１００は、モータ１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，１３０、通信アンテナ１５０、観測装置２００、保持機構２１０、制御部３００、記憶部３０１、方位センサ３０２、姿勢センサ３０３、ＧＰＳ３５０および電源装置４００を含む。通信アンテナ１５０は、図示しない通信装置を介して船舶１００の各構成要素に電気的に接続される。本例では、図示しない通信装置として無線ルータが用いられる。

ＧＰＳ３５０は、ＧＰＳアンテナ３５１および現在位置算出部３５２を含む。ＧＰＳアンテナ３５１は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する。現在位置算出部３５２は、ＧＰＳアンテナ３５１により受信された信号に基づいて、船舶１００の現在位置を算出する。

電源装置４００は、図３のバッテリ１０７および図示しない電源回路を含み、バッテリ１０７のエネルギーを船舶１００の各構成要素に供給する。

記憶部３０１は、例えばハードディスクまたは不揮発性メモリ等の記録媒体を含み、船舶１００が移動すべき経路および観測装置２００による観測結果を記憶する。方位センサ３０２は、例えば磁気センサを含み、船舶１００の移動方向を検出する。姿勢センサ３０３は、例えばジャイロスコープを含み、船舶１００の姿勢を検出する。

制御部３００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータからなり、船舶１００の各構成要素の動作を制御する。例えば、制御部３００は、方位センサ３０２、姿勢センサ３０３およびＧＰＳ３５０からの出力に基づいて、船舶１００が移動すべき経路に沿って移動するように各モータ１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，１３０を制御する。また、制御部３００は、観測が行われるように、観測装置２００および保持機構２１０を制御する。

図４の例では、経路決定装置５００における観測領域設定部５１１、経路決定部５１２、表示制御部５１３およびエネルギー残量取得部５１４の各々が、ハードウェアとソフトウェアとにより実現される。これに限らず、観測領域設定部５１１、経路決定部５１２、表示制御部５１３およびエネルギー残量取得部５１４は、電子回路等のハードウェアで実現されてもよく、これらの構成要素の一部がＣＰＵおよびメモリ等のハードウェアとコンピュータプログラム等のソフトウェアとにより実現されてもよい。

（４）船舶が移動すべき経路の決定手順
（４−１）観測領域の設定
最初に、使用者が図４の操作部５０６を操作することにより、表示部５０５の画面上で観測装置２００による観測領域が設定される。図５は、第１の実施の形態における観測領域設定時に表示部５０５に表示される画像の一例を示す図である。

図５（ａ）に示すように、観測領域の設定が開始されると、表示部５０５の画面５０５ｓ上に観測領域設定画像１０が表示される。観測領域設定画像１０は、地図情報に基づいて生成される地図である。本例では、観測領域設定画像１０の中央部に湖２０を表す画像がドットパターンで示される。

本実施の形態においては、使用者は、操作部５０６を操作することにより、観測領域設定画像１０上に１つの点３１および１本の直線３２を描画する。この場合、描画された点３１および直線３２の両端部を通る線を表す１または複数の関数が図４の観測領域設定部５１１により導出される。本例では、関数は楕円を表す。使用者による点３１および直線３２の描画中には、観測領域設定画像１０上に導出された関数により表される線が点線で表示される。

使用者が点３１および直線３２の描画を行う際には、画面５０５ｓ上に観測領域設定画像１０とともに描画終了ボタンＲＢが表示される。使用者により点３１および直線３２が描画された後、描画終了ボタンＲＢが操作される。それにより、図５（ｂ）に太い実線で示すように、画面５０５ｓに線３３が強調表示される。本例では、導出された関数により表される楕円で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

観測領域設定部５１１は、点３１および直線３２の両端部を通る円を表す関数を導出してもよい。この場合、導出された関数により表される円で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

また、観測領域設定部５１１は、点３１および直線３２の両端部を頂点とする三角形を表す関数を導出してもよい。具体的には、観測領域設定部５１１は、点３１と直線３２の一端部とを通る直線を表す関数を導出し、点３１と直線３２の他端部とを通る直線を表す関数を導出し、直線３２を表す関数を導出してもよい。この場合、導出された３つの関数により表される３本の直線で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。このように、観測領域３４が、複数の関数により設定されてもよい。

（４−２）第１の経路決定方法
観測領域３４が設定された後、設定された観測領域３４内で船舶１００が移動すべき経路が決定される。図６は、船舶１００が移動すべき経路の第１の決定方法を説明するための図である。

経路の決定前には、予め観測条件が指定される。図６（ａ）に観測条件の指定時に表示部５０５に表示される画像の一例が示される。本実施の形態では、観測条件は、観測開始点４１および船舶１００が観測時に往復移動すべき方向を含む。以下、船舶１００が観測時に往復移動すべき方向を第１の方向と呼ぶ。この場合、使用者は、操作部５０６を操作することにより、観測条件として、観測開始点および第１の方向を指定する。

ここで、使用者は、船舶１００が第１の方向に往復移動しつつ第１の方向に交差する第２の方向に移動すべき一定の距離を指定することができる。以下、船舶１００が往復移動しつつ第２の方向に移動すべき距離を観測ピッチと呼ぶ。本例では、第１の方向と第２の方向とは直交する。

第１の経路決定方法では、観測条件として使用者により観測開始点４１、第１の方向および観測ピッチが指定されることにより、それらの条件に基づいて船舶１００が移動すべき経路が決定される。

図６（ａ）の観測領域設定画像１０においては、観測開始点４１が線３３の一部に重なるように指定される。また、白抜きの矢印４８で示されるように、第１の方向が観測領域設定画像１０上の縦方向（地図上の南北方向）に指定される。さらに、入力枠４９に示されるように、観測ピッチが３ｍに指定される。なお、観測ピッチが指定されない場合、後述する第２の経路決定方法において観測ピッチは自動で設定される。

図６（ａ）の観測条件が指定されることにより船舶１００が移動すべき経路が決定されると、図６（ｂ）に示すように、決定された経路４３が観測開始点４１および観測終了点４２とともに画面５０５ｓ上に表示される。このように、第１の経路決定方法によれば、使用者は、第１の方向を所望の方向に容易に設定することができ、かつ観測ピッチを所望の値に容易に設定することができる。

（４−３）第２の経路決定方法
図７は、船舶１００が移動すべき経路の第２の決定方法を説明するための図である。上記のように、観測条件の設定時に観測ピッチが指定されない場合、第２の経路決定方法により観測ピッチが設定される。本例では、湖２０の水深が地図情報として予め図４の記憶部５０４に記憶されているものとする。

図７（ａ）に水上に浮かぶ船舶１００を前方から見た正面図が示される。図７（ａ）に示すように、観測装置２００としてソナーが用いられる場合には、観測装置２００から船舶１００の下方に向かって所定の広がり角θで超音波が発信される。したがって、観測装置２００により水底の形状を観測する場合には、深さに応じて観測可能範囲が変化する。

例えば、水底Ｂ２が水底Ｂ１よりも深い位置にある場合、船舶１００の左右方向において観測装置２００により観測可能な水底Ｂ２の幅Ｗ２は、観測装置２００により観測可能な水底Ｂ１の幅Ｗ１に比べて大きくなる。

そこで、第２の経路決定方法では、観測領域３４における水深および観測装置２００から発信される超音波の広がり角θに基づいて船舶１００の左右方向における観測可能範囲（本例では、水底の幅）が算出される。また、観測可能範囲以下となるように観測ピッチが設定され、船舶１００が移動すべき経路が決定される。それにより、観測領域３４内で観測されない範囲が発生することが防止される。したがって、信頼性の高い観測結果を得ることができる。

図７（ｂ）に、第２の経路決定方法により決定された移動すべき経路４３の表示例が示される。図７（ｂ）に示される湖２０においては、ドットパターンで示される部分の水深が小さく（１ｍよりも大きく５ｍ以下）、ハッチングで示される部分の水深が大きい（５ｍよりも大きく１０ｍ以下）ものとする。この場合、水深の小さい領域で設定される観測ピッチｐｔ１が、水深の大きい領域で設定される観測ピッチｐｔ２に比べて小さくなる。

（４−４）第３の経路決定方法
図８は、船舶１００が移動すべき経路の第３の決定方法を説明するための図である。例えば、図８（ａ）に示すように、船舶１００が南北方向に往復移動しつつ西から東に移動するように移動すべき経路４３が決定された場合を想定する。本例では、湖２０の水深は一定であるものとする。

観測ピッチｐｔが最小旋回半径の２倍の値よりも小さいと、船舶１００は一の往路５１の終端部５１ｂから次の復路５２の始端部５２ａに移動することができない。そのため、観測ピッチｐｔは観測装置２００の観測可能範囲によらず最小旋回半径の２倍以上の値に設定する必要がある。この場合、観測可能範囲が船舶１００の最小旋回半径の２倍の値よりも小さいと、図８（ａ）にハッチングで示すように、船舶１００が一の往路５１の始端部５１ａから次の復路５２の終端部５２ｂに移動するまでの間に観測装置２００により観測されない範囲５９が発生する。

そこで、第３の経路決定方法では、船舶１００が一の往路５１の終端部５１ｂから次の復路５２の始端部５２ａに移動することができるようにかつ一の往路５１と次の復路５２との間で観測されない範囲５９が発生しないように、以下の方法で経路が決定される。

まず、観測可能範囲が船舶１００の最小旋回半径の２倍の値よりも小さい場合に、観測ピッチｐｔが最小旋回半径の２倍以上の大きさとなるように設定される。それにより、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の経路４３と同じ経路４４が移動すべき経路として決定される。

続いて、船舶１００が経路４４を移動する間に観測装置２００により観測されない範囲が観測されるように、経路４４において隣り合う往路と復路との間を通る経路４５が、さらに移動すべき経路として決定される。この場合、船舶１００が経路４４を移動する間に観測されない範囲が、船舶１００が経路４５を移動する間に観測される。

このように、本例では、船舶１００が観測ピッチｐｔで往復移動する経路４４が移動すべき経路の一部として決定された後、観測ピッチｐｔの距離で隣り合う往路と復路との間を通る経路４５が移動すべき経路に含められる。それにより、観測領域３４内で観測されない範囲５９が発生することが防止される。したがって、信頼性の高い観測結果を得ることができる。

（４−５）第４の経路決定方法
以下の説明では、観測開始前に船舶１００が湖上に浮かべられるとともに観測開始後に船舶１００が湖上から回収される位置を、発進位置と呼ぶ。本例では、発進位置が、観測開始点４１、第１の方向および観測ピッチとともに予め観測条件として指定されるものとする。

図９は、船舶１００が移動すべき経路の第４の決定方法を説明するための図である。本例では、予め指定された観測開始点４１、第１の方向、観測ピッチおよび発進位置と図４のエネルギー残量取得部５１４により取得されるエネルギー残量とに基づいて船舶１００が移動すべき経路４３が決定される。以下、エネルギー残量取得部５１４により取得されるエネルギー残量により船舶１００が移動可能な距離に相当する長さを移動可能長さと呼ぶ。

具体的には、第４の経路決定方法では、船舶１００が発進位置から観測領域３４に移動して観測装置２００による観測後に発進位置に戻るまでの船舶１００の経路の長さが移動可能長さ以下となるように観測領域３４内の移動すべき経路４３が決定される。

図９の例では、観測領域設定画像１０上に、観測領域３４内の移動すべき経路が太い実線で示される。また、発進位置４６と観測開始点４１とを結ぶ経路４７ａおよび発進位置４６と観測終了点４２とを結ぶ経路４７ｂが一点鎖線で示される。この場合、経路４３，４７ａ，４７ｂの合計長さが移動可能長さ以下となるように経路４３が決定される。それにより、船舶１００が発進位置４６から観測領域３４に移動して発進位置４６に戻るまでの経路において、エネルギー不足により船舶１００が停止することが防止される。

（５）処理フロー
図１０は、第１の実施の形態における船舶１００の経路決定時の一連の処理を示すフローチャートである。図１０に示すように、初めに、ＣＰＵ５０１の表示制御部５１３は、表示部５０５の画面５０５ｓ上に観測領域設定画像１０を表示する（ステップＳ１１）。この状態で、ＣＰＵ５０１の観測領域設定部５１１は、使用者による操作部５０６の操作により、点および直線が描画されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。

点および直線が描画された場合、観測領域設定部５１１は、描画された点および描画された直線の両端部を通る線を表す関数を導出する（ステップＳ１３）。続いて、観測領域設定部５１１は、図５（ａ）の描画終了ボタンＲＢが操作されることにより、導出された関数により表される線３３で取り囲まれる領域を観測領域３４として設定する（ステップＳ１４）。その後、表示制御部５１３は、設定された観測領域３４を画面５０５ｓ上に表示する（ステップＳ１５）。

次に、ＣＰＵ５０１の経路決定部５１２は、使用者が操作部５０６を操作することにより、観測条件が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。観測条件が指定されると、経路決定部５１２は、観測領域３４内で船舶１００が移動すべき経路を決定するための経路決定処理を行う（ステップＳ１７）。経路決定処理の詳細なフローについては後述する。

その後、表示制御部５１３は、設定された観測領域３４を画面５０５ｓ上に表示する（ステップＳ１８）。また、経路決定部５１２は、決定された船舶１００が移動すべき経路を船舶１００へ送信する（ステップＳ１９）。それにより、船舶１００においては、受信された船舶１００が移動すべき経路が記憶部３０１（図４）に記憶される。

図１１および図１２は、経路決定部５１２によるステップＳ１７の経路決定処理の詳細を示すフローチャートである。本例では、使用者は、操作部５０６を操作することにより、観測条件としてエネルギー残量を考慮すべきか否かを指定することができるものとする。

経路決定処理が開始されると、ＣＰＵ５０１の経路決定部５１２は、観測条件として観測ピッチが指定されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。観測ピッチが指定されている場合、経路決定部５１２は、観測条件としてエネルギー残量を考慮すべき旨の指定がされているか否かを判定する（ステップＳ２２）。エネルギー残量を考慮すべき旨の指定がされていない場合、経路決定部５１２は、指定された観測開始点、第１の方向および観測ピッチに基づいて船舶１００が移動すべき経路を決定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の処理は第１の経路決定方法による経路の決定処理に相当する。

一方、エネルギー残量を考慮すべき旨の指定がされている場合、経路決定部５１２は、エネルギー残量取得部５１４により取得されるエネルギー残量に基づいて移動可能長さを算出する（ステップＳ２４）。また、経路決定部５１２は、発進位置から観測領域３４に移動して発進位置に戻るまでの船舶１００の経路の長さが移動可能長さ以下となるように、観測開始点、第１の方向、観測ピッチ、発進位置および移動可能長さに基づいて観測領域３４内で船舶１００が移動すべき経路を決定する（ステップＳ２５）。ステップＳ２４，２５の処理は第４の経路決定方法による経路の決定処理に相当する。

上記のステップＳ２１において、観測ピッチが指定されていない場合、経路決定部５１２は、観測領域３４の水深が図４の記憶部５０４に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２６）。観測領域３４の水深が記憶部５０４に記憶されている場合、経路決定部５１２は、観測装置２００の観測可能範囲を算出する（ステップＳ２７）。

続いて、経路決定部５１２は、算出された観測可能範囲が船舶１００の最小旋回半径の２倍の値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。

観測可能範囲が船舶１００の最小旋回半径の２倍の値以上である場合、経路決定部５１２は、隣り合う往路と復路との間で観測不可能な範囲が生じないようにかつ船舶１００が一の往路の終端部から次の復路の始端部に旋回可能となるように、観測ピッチを観測可能範囲以下かつ最小旋回半径の２倍以上に設定する（ステップＳ２９）。

その後、経路決定部５１２は、観測開始点、第１の方向および設定された観測ピッチとに基づいて船舶１００が移動すべき経路を決定する（ステップＳ３０）。ステップＳ２９，Ｓ３０の処理は第２の経路決定方法による経路の決定処理に相当する。

一方、上記のステップＳ２８において、観測可能範囲が船舶１００の最小旋回半径の２倍の値よりも小さい場合、経路決定部５１２は、隣り合う往路と復路との間で船舶１００が旋回可能となるように観測ピッチを最小旋回半径の２倍以上の値に設定する（ステップＳ３１）。

その後、経路決定部５１２は、指定された観測開始点および第１の方向と、設定された観測ピッチとに基づいて船舶１００が移動すべき経路の一部を決定するとともに、観測領域３４の全範囲が観測されるように観測ピッチで隣り合う往路と復路との間を通る経路を移動すべき経路に含める（ステップＳ３２）。ステップＳ３１，Ｓ３２の処理は第３の経路決定方法による経路の決定処理に相当する。

図４の記憶部５０４には、観測領域３４の水深が不明である場合に設定されるべき予め定められた観測ピッチが記憶されている。この観測ピッチは、例えば最小旋回半径の２倍の値に設定される。上記のステップＳ２６において、観測領域３４の水深が記憶部５０４に記憶されていない場合、経路決定部５１２は、観測開始点、第１の方向および予め記憶された観測ピッチとに基づいて船舶１００が移動すべき経路を決定する（ステップＳ３３）。

経路決定部５１２による上記のステップＳ２３，Ｓ２５，Ｓ３０，Ｓ３２，Ｓ３３のいずれかの処理が行われることにより、経路決定処理が終了する。

（６）他の領域設定例
上記の例では、観測領域設定画像１０上に１つの点３１および１本の直線３２が描画されることにより、観測領域３４が設定される。これに限らず、観測領域設定画像１０上に１つの点３１および複数の直線３２が描画されてもよい。この場合、１つの点３１および全ての直線３２の両端部を通る線を表す１または複数の関数が導出され、導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる観測領域が設定される。

また、観測領域設定画像１０上に複数の点３１および１本の直線３２が描画されてもよい。この場合、全ての点３１および１本の直線３２の両端部を通る線を表す１または複数の関数が導出され、導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる観測領域が設定される。

さらに、観測領域設定画像１０上に複数の点３１および複数の直線３２が描画されてもよい。この場合、全ての点３１および全ての直線３２の両端部を通る線を表す１または複数の関数が導出され、導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる観測領域が設定される。

図１３は、第１の実施の形態における他の領域設定例を示す図である。図１３（ａ）に示すように、本例では観測領域設定画像１０上に２つの点３１および２本の直線３２が描画される。この場合、観測領域設定部５１１は、２つの点３１および２本の直線３２のそれぞれの両端部を通る線を表す１または複数の関数を導出する。本例では、関数はスプライン曲線を表す。使用者により点３１および直線３２が描画された後、描画終了ボタンＲＢが操作される。それにより、図１３（ｂ）に太い実線で示すように、画面５０５ｓに線３３が強調表示される。本例では、導出された関数により表されるスプライン曲線で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

（７）効果
本実施の形態においては、船舶１００による観測領域３４の設定時に、表示部５０５に観測領域設定画像１０が表示される。使用者は、操作部５０６を操作することにより、観測領域設定画像１０上に点３１および直線３２を描画することができる。描画された点３１および直線３２の両端部を通る線３３を表す関数に基づいて観測領域３４が設定される。設定された観測領域３４内で船舶１００が移動すべき経路が決定される。

この場合、使用者は、観測領域設定画像１０上に点３１および直線３２を描画する際に、点３１および直線３２の両端部を通る線で取り囲まれる領域を比較的容易に認識することができる。したがって、船舶１００が移動すべき経路を容易かつ短時間で設定することが可能になる。

［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る経路決定装置は、図４の観測領域設定部５１１による観測領域３４の設定方法が異なる点を除いて、第１の実施の形態に係る経路決定装置５００と同じ構成および動作を有する。

本実施の形態においては、操作部５０６により観測領域設定画像１０上に少なくとも２本の直線が描画された場合に、描画された全ての直線の両端部を通る線を表す１または複数の関数が導出される。導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる領域が観測領域として設定される。

使用者による観測領域３４の設定例を説明する。図１４は、第２の実施の形態における観測領域設定時に表示部５０５に表示される画像の一例を示す図である。

図１４（ａ）に示すように、観測領域の設定が開始されると、表示部５０５の画面５０５ｓ上に観測領域設定画像１０が表示される。使用者は、操作部５０６を操作することにより、観測領域設定画像１０上に２本の直線３２を描画する。この場合、描画された一方の直線３２の両端部および他方の直線３２の両端部を通る線を表す１または複数の関数が観測領域設定部５１１により導出される。本例では、一方の直線３２の一端部と他方の直線３２の一端部とを通る直線を表す関数および一方の直線３２の一端部と他方の直線３２の他端部とを通る直線を表す関数が観測領域設定部５１１により導出される。また、一方の直線３２の他端部と他方の直線３２の一端部とを通る直線を表す関数および一方の直線３２の他端部と他方の直線３２の他端部とを通る直線を表す関数が観測領域設定部５１１により導出される。このように、本例では、４つの関数が導出される。

使用者による直線３２の描画中には、観測領域設定画像１０上に導出された関数により表される線が点線で表示される。使用者により２本の直線３２が描画された後、描画終了ボタンＲＢが操作される。それにより、図１４（ｂ）に太い実線で示すように、画面５０５ｓに線３３が強調表示される。本例では、導出された４つの関数により表される４本の直線で取り囲まれる四角形の領域が観測領域３４として設定される。

上記の例に限らず、観測領域設定部５１１は、２本の直線３２の両端部を通る円または楕円を表す関数を導出してもよい。この場合、導出された関数により表される円または楕円で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

図１５は、第２の実施の形態における船舶１００の経路決定時の一連の処理を示すフローチャートである。図１５に示すように、初めに、ＣＰＵ５０１の表示制御部５１３は、表示部５０５の画面５０５ｓ上に観測領域設定画像１０を表示する（ステップＳ５１）。この状態で、ＣＰＵ５０１の観測領域設定部５１１は、使用者による操作部５０６の操作により、少なくとも２本の直線が描画されたか否かを判定する（ステップＳ５２）。

少なくとも２本の直線が描画された場合、観測領域設定部５１１は、描画された全ての直線の両端部を通る線を表す関数を導出する（ステップＳ５３）。続いて、観測領域設定部５１１は、図１４（ａ）の描画終了ボタンＲＢが操作されることにより、導出された関数により表される線３３で取り囲まれる領域を観測領域３４として設定する（ステップＳ５４）。その後、図４のＣＰＵ５０１においては、図１０のステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９の処理にそれぞれ相当するステップＳ５５，Ｓ５６，Ｓ５７，Ｓ５８，Ｓ５９の処理が実行される。

図１４（ａ），（ｂ）の例では、観測領域設定画像１０上に２本の直線３２が描画されることにより、観測領域３４が設定される。これに限らず、観測領域設定画像１０上に３本以上の直線３２が描画されてもよい。この場合、全ての直線３２の両端部を通る線を表す１または複数の関数が導出され、導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる領域が観測領域として設定される。

図１６は、第２の実施の形態における他の領域設定例を示す図である。図１６（ａ）に示すように、本例では観測領域設定画像１０上に４本の直線３２が描画される。この場合、観測領域設定部５１１は、４本の直線３２の両端部を通る線３３を表す１または複数の関数を導出する。本例では、４本の直線３２の隣り合う端部を通る８本の直線を表す８つの関数が導出される。

使用者により４本の直線３２が描画された後、描画終了ボタンＲＢが操作される。それにより、図１６（ｂ）に太い実線で示すように、画面５０５ｓに線３３が強調表示される。本例では、導出された８つの関数により表される８本の直線で取り囲まれる八角形の領域が観測領域３４として設定される。

上記の例に限らず、観測領域設定部５１１は、４本の直線３２の両端部を通るスプライン曲線を表す関数を導出してもよい。この場合、導出された関数により表されるスプライン曲線で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

本実施の形態においては、使用者は、観測領域設定画像１０上に少なくとも２本以上の直線３２を描画する際に、描画された全ての直線３２の両端部を通る線で取り囲まれる領域を容易に認識することができる。したがって、船舶１００が移動すべき経路を容易かつ短時間で設定することが可能になる。

［３］第３の実施の形態
第３の実施の形態に係る経路決定装置は、図４の観測領域設定部５１１による観測領域３４の設定方法が異なる点を除いて、第１の実施の形態に係る経路決定装置５００と同じ構成および動作を有する。

本実施の形態においては、操作部５０６により観測領域設定画像１０上に少なくとも３つの点が描画された場合に、描画された全ての点を通る線を表す１または複数の関数が導出される。導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる領域が観測領域として設定される。

使用者による観測領域３４の設定例を説明する。図１７は、第３の実施の形態における観測領域設定時に表示部５０５に表示される画像の一例を示す図である。

図１７（ａ）に示すように、観測領域の設定が開始されると、表示部５０５の画面５０５ｓ上に観測領域設定画像１０が表示される。使用者は、操作部５０６を操作することにより、観測領域設定画像１０上に３つの点３１を描画する。この場合、描画された３つの点３１を通る線を表す１または複数の関数が観測領域設定部５１１により導出される。本例では、関数は楕円を表す。

使用者による点３１の描画中には、観測領域設定画像１０上に導出された関数により表される線が点線で表示される。使用者により３つの点３１が描画された後、描画終了ボタンＲＢが操作される。それにより、図１７（ｂ）に太い実線で示すように、画面５０５ｓに線３３が強調表示される。本例では、導出された関数により表される楕円で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

上記の例に限らず、観測領域設定部５１１は、３つの点３１を通る円を表す関数を導出してもよい。この場合、導出された関数により表される円で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

また、観測領域設定部５１１は、各２つの点３１を通る３本の線を表す３つの関数を導出してもよい。この場合、導出された３つの関数により表される３本の直線で取り囲まれる三角形の領域が観測領域３４として設定される。

図１８は、第３の実施の形態における船舶１００の経路決定時の一連の処理を示すフローチャートである。図１８に示すように、初めに、ＣＰＵ５０１の表示制御部５１３は、表示部５０５の画面５０５ｓ上に観測領域設定画像１０を表示する（ステップＳ６１）。この状態で、ＣＰＵ５０１の観測領域設定部５１１は、使用者による操作部５０６の操作により、少なくとも３つの点が描画されたか否かを判定する（ステップＳ６２）。

少なくとも３つの点が描画された場合、観測領域設定部５１１は、描画された全ての点を通る線を表す関数を導出する（ステップＳ６３）。続いて、観測領域設定部５１１は、図１７（ａ）の描画終了ボタンＲＢが操作されることにより、導出された関数により表される線３３で取り囲まれる領域を観測領域３４として設定する（ステップＳ６４）。その後、図４のＣＰＵ５０１においては、図１０のステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９の処理にそれぞれ相当するステップＳ６５，Ｓ６６，Ｓ６７，Ｓ６８，Ｓ６９の処理が実行される。

図１７（ａ），（ｂ）の例では、観測領域設定画像１０上に３つの点３１が描画されることにより、観測領域３４が設定される。これに限らず、観測領域設定画像１０上に４つ以上の点３１が描画されてもよい。この場合、全ての点３１を通る線を表す１または複数の関数が導出され、導出された１または複数の関数により表される１または複数の線で取り囲まれる領域が観測領域として設定される。

図１９は、第３の実施の形態における他の領域設定例を示す図である。図１９（ａ）に示すように、本例では観測領域設定画像１０上に８つの点３１が描画される。この場合、観測領域設定部５１１は、８つの点３１を通る線を表す１または複数の関数を導出する。本例では、関数はスプライン曲線を表す。

使用者により８つの点３１が描画された後、描画終了ボタンＲＢが操作される。それにより、図１９（ｂ）に太い実線で示すように、画面５０５ｓに線３３が強調表示される。本例では、導出された関数により表されるスプライン曲線で取り囲まれる領域が観測領域３４として設定される。

本実施の形態においては、使用者は、観測領域設定画像１０上に少なくとも３つ以上の点３１を描画する際に、描画された全ての点３１を通る線で取り囲まれる領域を容易に認識することができる。したがって、船舶１００が移動すべき経路を容易かつ短時間で設定することが可能になる。

［４］他の実施の形態
（１）上記実施の形態においては、船舶１００を移動させるためのエネルギー源として電力を蓄えるバッテリ１０７が用いられる。これに限らず、船舶１００を移動させるためのエネルギー源として、バッテリ１０７に代えてまたはバッテリ１０７に加えて、ガソリン等の燃料を貯留する燃料タンクが用いられてもよい。この場合、例えば船舶１００を前進または後退させるスクリュー１１２ａ，１１２ｂが、モータ１１０ａ，１１０ｂに代えてエンジンで駆動される。

（２）上記実施の形態においては、船舶１００と経路決定装置５００とがそれぞれ別体で設けられる。また、船舶１００と経路決定装置５００との間で無線通信が行われる。これに限らず、経路決定装置５００は、船舶１００の船体１０１内に設けられてもよい。この場合、船舶１００の各構成要素と経路決定装置５００とが有線で接続され、有線通信が行われてもよい。

（３）上記実施の形態においては、船舶１００に設けられる観測装置２００としてソナーが用いられる。これに限らず、観測装置２００は、ソナーに代えてまたはソナーに加えてレーダまたはカメラ等の他の観測機器を有してもよい。

（４）上記実施の形態においては、記憶部５０４に地図情報が記憶される。記憶された地図情報に基づいて観測領域設定画像１０が生成される。これに限らず、地図情報は、予め記憶部５０４に記憶される代わりに、インターネットを経由して所定のサーバからダウンロードすることにより取得されてもよい。

（５）上記実施の形態に係る自律移動体システム１は、観測機能を有する移動体として船舶１００を備える。これに限らず、自律移動体システム１は、船舶１００に代えて、観測機能を有しかつ予め定められた経路を自律制御により移動可能な車両、ヘリコプタ、飛行機または歩行ロボット等を移動体として備えてもよい。

［５］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態では、船舶１００が移動体の例であり、経路４３，４４，４５が船舶１００の移動すべき経路の例であり、経路決定装置５００が経路決定装置の例であり、観測領域３４が観測領域の例であり、観測領域設定画像１０が観測領域設定画像の例であり、表示部５０５が表示部の例である。

また、図５および図１３におけるいずれか１つの点３１が点の例であり、図５および図１３におけるいずれか１本の直線３２が直線の例であり、操作部５０６が操作部の例であり、観測領域設定部５１１が観測領域設定部の例であり、経路決定部５１２が経路決定部の例である。

また、図１４および図１６におけるいずれか２本の直線３２がそれぞれ第１および第２の直線の例であり、図１７および図１９におけるいずれか３つの点３１がそれぞれ第１、第２および第３の点の例であり、第１の方向が第１の方向の例であり、第２の方向が第２の方向の例であり、観測ピッチｐｔ，ｐｔ１，ｐｔ２の大きさが一定変位量の例であり、観測可能範囲が観測可能な範囲の例であり、ソナーによる観測機能が水中の状態を観測する観測機能の例である。

また、経路４４が移動すべき経路の少なくとも一部の例であり、一の往路５１の終端部５１ｂが一の往路の終端部の例であり、次の復路５２の始端部５２ａが一の復路の始端部の例であり、観測装置２００により観測されない範囲５９が観測機能により観測されない範囲の例であり、経路４５が一の往路と一の復路との間を通る経路の例であり、バッテリ１０７がエネルギー源の例であり、発進位置４６が発進位置の例である。

また、観測装置２００およびそれを保持する船体１０１が本体部の例であり、モータ１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，１３０、スクリュー１１２ａ，１１２ｂ、舵部材１２１ａ，１２１ｂおよびバウスラスタ１３１が移動機構の例であり、ＧＰＳ３５０が現在位置取得部の例であり、制御部３００が制御部の例であり、自律移動体システム１が自律移動体システムの例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

本発明は、自律移動体に有効に利用することができる。

１ 自律移動体システム
１０ 観測領域設定画像
２０ 湖
３１ 点
３２ 直線
３３ 線
３４ 観測領域
４１ 観測開始点
４２ 観測終了点
４３，４４，４５，４７ａ，４７ｂ 経路
４６ 発進位置
４８ 矢印
４９ 入力枠
５１ 往路
５１ａ，５２ａ 始端部
５１ｂ，５２ｂ 終端部
５２ 復路
５９ 観測されない範囲
１００ 船舶
１０１ 船体
１０１ａ 船首部
１０１ｂ 中央部
１０１ｃ 船尾部
１０２ カバー部材
１０３ａ，１０３ｂ 仕切り板
１０４ 収容室
１０７ バッテリ
１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ モータ
１１１ａ，１１１ｂ 棒状部材
１１２ａ，１１２ｂ スクリュー
１２１ａ，１２１ｂ 舵部材
１３１ バウスラスタ
１４０ 制御ボックス
１５０，５５０ 通信アンテナ
２００ 観測装置
２１０ 保持機構
３００ 制御部
３０１，５０４ 記憶部
３０２ 方位センサ
３０３ 姿勢センサ
３５０ ＧＰＳ
３５１ ＧＰＳアンテナ
３５２ 現在位置算出部
４００ 電源装置
５００ 経路決定装置
５０１ ＣＰＵ
５０２ ＲＯＭ
５０３ ＲＡＭ
５０５ 表示部
５０５ｓ 画面
５０６ 操作部
５１１ 観測領域設定部
５１２ 経路決定部
５１３ 表示制御部
５１４ エネルギー残量取得部
Ｂ１，Ｂ２ 水底
ｐｔ，ｐｔ１，ｐｔ２ 観測ピッチ
ＲＢ 描画終了ボタン
Ｗ１，Ｗ２ 幅

Claims (11)

1. 所定の観測機能を有する移動体の移動すべき経路を決定する経路決定装置であって、
   前記移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像を表示する表示部と、
   前記表示部に表示される観測領域設定画像上に点および直線を描画するために使用者により操作される操作部と、
   前記観測領域設定画像上に描画された前記点および前記直線の両端部を通る線を表す関数に基づいて前記観測領域を設定する観測領域設定部と、
   前記観測領域設定部により設定された観測領域内で前記移動体が移動すべき経路を決定する経路決定部を備える、経路決定装置。
2. 所定の観測機能を有する移動体の移動すべき経路を決定する経路決定装置であって、
   前記移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像を表示する表示部と、
   前記表示部に表示される観測領域設定画像上に少なくとも第１および第２の直線を描画するために使用者により操作される操作部と、
   前記観測領域設定画像上に描画された前記第１の直線の両端部および前記第２の直線の両端部を通る線を表す関数に基づいて前記観測領域を設定する観測領域設定部と、
   前記観測領域設定部により設定された観測領域内で前記移動体が移動すべき経路を決定する経路決定部とを備える、経路決定装置。
3. 所定の観測機能を有する移動体の移動すべき経路を決定する経路決定装置であって、
   前記移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像を表示する表示部と、
   前記表示部に表示される観測領域設定画像上に少なくとも第１、第２および第３の点を描画するために使用者により操作される操作部と、
   前記観測領域設定画像上に描画された前記第１、第２および第３の点を結ぶ線を表す関数に基づいて前記観測領域を設定する観測領域設定部と、
   前記観測領域設定部により設定された観測領域内で前記移動体が移動すべき経路を決定する経路決定部とを備える、経路決定装置。
4. 前記表示部は、前記観測領域設定部により設定された前記観測領域を前記観測領域設定画像上に表示する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の経路決定装置。
5. 前記操作部は、第１の方向を指定可能に構成され、
   前記経路決定部は、前記観測領域内で前記移動体が前記第１の方向に往復移動しつつ前記第１の方向に交差する第２の方向に一定変位量ずつ移動する経路を前記移動すべき経路として決定する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の経路決定装置。
6. 前記操作部は、前記一定変位量を指定可能に構成された、請求項５記載の経路決定装置。
7. 前記観測機能は、観測可能な範囲を有し、
   前記経路決定部は、前記一定変位量を前記観測領域内で前記観測機能により観測可能な範囲以下に設定する、請求項５記載の経路決定装置。
8. 前記移動体は、水上を移動可能に構成されるとともに前記観測機能として水中の状態を観測する観測機能を有し、
   前記経路決定部は、前記観測領域内の水深に基づいて前記観測可能な範囲を算出する、請求項７記載の経路決定装置。
9. 前記移動すべき経路の少なくとも一部は、前記移動体が前記第１の方向に平行な一の往路の終端部から旋回して前記第１の方向に平行な一の復路の始端部に移動することにより前記第２の方向に移動するように決定され、
   前記経路決定部は、前記観測領域内で前記観測機能により観測可能な範囲が前記移動体の最小旋回半径の２倍の値よりも小さい場合に、前記移動体が前記一の往路の始端部から前記一の復路の終端部まで移動する間に前記観測機能により観測されない範囲が観測されるように、前記一の往路と前記一の復路との間を通る経路を前記移動すべき経路に含める、請求項７記載の移動体の経路決定装置。
10. 前記移動体は、当該移動体を移動させるためのエネルギーを蓄えるエネルギー源を有し、
    前記経路決定部は、前記移動体が発進位置から前記観測領域内の移動すべき経路を通って前記発進位置に戻るまでの経路の長さが前記エネルギー源に残存するエネルギーにより前記移動体が移動可能な距離に相当する長さ以下になるように、前記移動すべき経路を決定する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の経路決定装置。
11. 移動体と、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の経路決定装置とを備え、
    前記移動体は、
    前記所定の観測機能を有する本体部と、
    前記本体部を移動させる移動機構と、
    前記本体部の現在位置を取得する現在位置取得部と、
    前記現在位置取得部により取得される現在位置に基づいて、前記経路決定部により決定された経路に沿って前記本体部が移動するように前記移動機構を制御する制御部とを含む、自律移動体システム。

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