JP2015203938A - 自律航走体の異常時帰還用制御方法、及び、該異常時帰還用制御方法の実施に用いる自律航走体 - Google Patents

Abstract

【課題】 異常発生時に自律航走体を効率よく円滑に帰還させる。
【解決手段】 自律航走体１の航走開始地点Ｓから終着点までのウェイポイント経路Ｃ_Ｗ上に、予め、異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_９を設定し、それぞれの場所を辿ることでウェイポイント経路Ｃ_Ｗに対し近道をして終着点に至る異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋを設定しておく。ウェイポイント経路Ｃ_Ｗを航走中の自律航走体１にて、搭載機器に異常が発生した場合は、自律航走体１を、ウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿って直近に到達した異常時帰還用ウェイポイントＫ_２と、次に到達する異常時帰還用ウェイポイントＫ_１のいずれか近い方まで航走させ、その後、異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋに沿って終着点まで帰還させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェイポイント方式で自律制御される自律航走体に異常が発生した場合に該自律航走体を帰還させるために用いる自律航走体の異常時帰還用制御方法、及び、該異常時帰還用制御方法の実施に用いる自律航走体に関するものである。

水中にて広範囲の探査や大深度の探査を行う場合の手法の一つとしては、自律航走体である水中無人航走体（ＵＵＶ：Unmanned Undersea Vehicle）を用いる探査手法が開発されてきている。

又、自律航走する自律航走体としては、水上無人航走体（ＵＳＶ：Unmanned Surface Vehicle）も知られている。

これらの自律航走体をたとえば探査等の目的で航走させる際に該自律航走体の航走経路を指定する手法の一つとしては、ウェイポイントによって経路指定を行うウェイポイント制御が使用されてきている（たとえば、特許文献１参照）。

前記ウェイポイント制御は、予め、自律航走体の航走を望む領域に、該自律航走体を辿らせるべき経路に沿っていくつかの中間地点（通過点）、たとえば、前記経路上にて自律航走体の進行方向を変えるべき場所等の中間地点ごとに、その場所と辿る順序とを定めたウェイポイントを設定し、この設定された各ウェイポイントの場所（座標）と辿る順序のデータを、自律航走体の航走制御装置に記憶させておく。

これにより、前記領域には、自律航走体の航走開始地点から、前記各ウェイポイントの場所を設定された辿る順序にしたがって順次直線経路で結んだ形のウェイポイント経路が設定される。このウェイポイント経路の終着点は、辿る順序が最後のウェイポイントである。

前記自律航走体の航走制御装置では、辿る順序がｘ番目（ｘは自然数）のウェイポイントが目標地点として設定された状態で、自律航走体を該目標地点に向かい航走させる。前記自律航走体が目標地点とされた前記ウェイポイントの場所に到達すると、前記航走制御装置は、辿る順序が（ｘ＋１）番目のウェイポイントの場所に目標地点を設定し直して、該新たに目標地点とされたウェイポイントの場所へ向けて自律航走体を航走させる動作（処理）を順次繰り返す。これにより、前記自律航走体は、前記航走開始地点から終着点まで、前記ウェイポイント経路に沿って航走するようになる。

ところで、前記自律航走体がウェイポイント制御により自律航走しているときに、たとえば、探査用搭載機器の異常等、航走に直接支障は生じないがメンテナンスが必要とされる搭載機器の異常（以下、単に異常と云う）が生じた場合は、該自律航走体を航走開始地点又は終着点まで速やかに帰還させることが望まれる。

前記のような異常発生時に自律航走体を帰還させる手法の一つとしては、自律航走体を、異常が発生した時点までに航走してきたウェイポイント経路を逆方向に辿って航走開始地点まで帰還させることが考えられる。この手法では、自律航走体が帰還のために航走する経路は、該自律航走体が既に通ったウェイポイント経路であるため、該自律航走体が帰還中に障害物に遭遇することをほぼ回避できると考えられる。しかし、自律航走体がウェイポイント経路の後半まで進行したときに前記異常が発生した場合には、該自律航走体の航走開始地点までの帰還距離が長くなり、該自律航走体の総航走距離がウェイポイント経路よりも長くなることがあることから、それに起因して、航走に用いる燃料や充電量に不足が生じる可能性もある。

又、前記異常発生時における自律航走体の別の帰還手法としては、たとえば、自律航走体を、異常が発生した時点の位置から、終着点（辿る順序が最後のウェイポイント）の場所を目標地点に設定して航走させる手法も考えられる。しかし、この手法では、異常発生時点の自律航走体の位置から、前記終着点までを結ぶ直線経路上に障害物が存在すると、自律制御による障害物回避動作を行う必要が生じるために、円滑な帰還が困難になり、帰還時間が長くなってしまう。

したがって、従来、ウェイポイント制御される自律航走体に異常が発生したときに該自律航走体を効率よく且つ円滑に帰還させるための異常時帰還用制御方法は、特に提案されていない。

特開２０１１−３４５１８号公報

そこで、本発明は、ウェイポイント制御している自律航走体に異常が発生した場合に、該自律航走体を、効率よく且つ円滑に帰還させることができる自律航走体の異常時帰還用制御方法、及び、該異常時帰還用制御方法の実施に用いる自律航走体を提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するために、請求項１に対応して、自律航走体の航走開始地点から終着点までに、場所と辿る順序が設定された複数のウェイポイントを設定して、該各ウェイポイントの場所を設定された順序通りに辿ることで自律航走体を航走開始地点から終着点まで航走させるためのウェイポイント経路上の複数個所に、予め、場所と辿る順序が設定された複数の異常時帰還用ウェイポイントを設定すると共に、該各異常時帰還用ウェイポイントの場所を設定された順序通りに辿ることで前記ウェイポイント経路に対し近道をして前記終着点に至る異常時帰還用ウェイポイント経路を設定し、前記ウェイポイント経路に沿って航走中の自律航走体に異常が発生すると、該自律航走体を、異常発生時点の位置からウェイポイント経路に沿って最も近い異常時帰還用ウェイポイントに向けて航走させ、該異常時帰還用ウェイポイントから、その下流側の異常時帰還用ウェイポイント経路を辿って前記終着点に帰還させるようにする自律航走体の異常時帰還用制御方法とする。

又、請求項２に対応して、前記請求項１に対応する構成において、ウェイポイント経路に沿って航走中の自律航走体に異常が発生した時点で、該自律航走体が、ウェイポイント経路上の複数個所に設定された異常時帰還用ウェイポイントのいずれにも到達していない場合は、自律航走体を、異常発生時点の位置からウェイポイント経路に沿って最も近い異常時帰還用ウェイポイントに向けて航走させてから異常時帰還用ウェイポイント経路を通って終着点に帰還させることに代えて、自律航走体を、ウェイポイント経路を逆に辿って航走開始地点まで帰還させるようにする。

更に、請求項３に対応して、前記請求項１又は２に対応する構成において、ウェイポイント経路上の複数個所に設定する各異常時帰還用ウェイポイントは、ウェイポイント経路のウェイポイントのうちのいずれかと同じ場所に設定するようにする。

又、請求項４に対応して、機体に、推進装置と、操舵装置と、該推進装置及び操舵装置に指令を与える航走制御装置とを備えた自律航走体であって、前記航走制御装置は、ウェイポイント設定記憶部と、異常時帰還用ウェイポイント設定記憶部を備えると共に、搭載機器の異常を検出するための異常検出手段が接続してあり、前記ウェイポイント設定記憶部は、航走開始地点から終着点まで自律航走体を辿らせるべき経路上の中間地点ごとに設定した複数のウェイポイントについて、場所と辿る順序が記憶してあり、前記異常時帰還用ウェイポイント設定記憶部は、前記ウェイポイントにより設定されるウェイポイント経路上の複数個所に設定した複数の異常時帰還用ウェイポイントについて、場所と辿る順序が記憶してあり、更に、前記航走制御装置は、前記ウェイポイント設定記憶部に記憶された各ウェイポイントの場所を、設定された辿る順序にしたがって順次結んだウェイポイント経路に沿って航走を行うためのウェイポイント制御機能と、前記異常検出手段からの異常検出信号の入力により搭載機器の異常が検出されると、異常発生時点の位置から前記ウェイポイント設定記憶部に記憶された各異常時帰還用ウェイポイントのうちで前記ウェイポイント経路に沿って最も近い異常時帰還用ウェイポイントに向かい、該異常時帰還用ウェイポイントから、異常時帰還用ウェイポイント経路に沿って前記終着点に向かうように航走を行うための異常時帰還用ウェイポイント制御機能とを備えるものとした構成を有する自律航走体とする。

本発明の自律航走体の異常時帰還用制御方法、及び、該異常時帰還用制御方法の実施に用いる自律航走体によれば、航走開始地点から終着点までのウェイポイント経路上を航走する自律航走体にて搭載機器に異常が発生した場合は、該自律航走体を、ウェイポイント経路上で最も近い異常時帰還用ウェイポイントから、異常時帰還用ウェイポイント経路を辿らせて前記ウェイポイント経路の終着点まで効率よく且つ円滑に帰還させることができる。

本発明の自律航走体の実施の一形態を示すブロック図である。 本発明の自律航走体の航走制御装置に設定される異常時帰還用ウェイポイント及び異常時帰還用ウェイポイント経路の一例を示す概要図である。 自律航走体の航走制御装置による異常時帰還用ウェイポイント制御を示すフロー図である。 本発明の自律航走体の航走制御装置に設定される異常時帰還用ウェイポイント及び異常時帰還用ウェイポイント経路の別の例を示す概要図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図３は本発明の自律航走体の異常時帰還制御方法、及び、該異常時帰還制御方法の実施に用いる自律航走体の実施の一形態を示すものである。

図１は、本発明の自律航走体の異常時帰還制御方法の実施に用いる自律航走体を示すもので、自律航走体１は、機体（図示せず）に推進装置２と操舵装置３が装備され、更に、該推進装置２及び操舵装置３に指令を与える航走制御装置４が備えられる。これにより、前記自律航走体１は、前記航走制御装置４による前記推進装置２と操舵装置３の制御を介して、該自律航走体１の航走方位及び航走速度等の航走状態が管制制御されるようにしてある。

前記航走制御装置４には、ウェイポイント設定記憶部５と、異常時帰還用ウェイポイント設定記憶部６が備えられている。

前記ウェイポイント設定記憶部５には、図２に示すように、自律航走体１の航走を望む領域にて該自律航走体１が辿るべき経路上の中間地点、たとえば、自律航走体１の進行方向を変えるべき場所等となる中間地点ごとに設定した複数のウェイポイントＷ_１，Ｗ_２，Ｗ_３，・・・Ｗ_Ｎ−４，Ｗ_Ｎ−３，Ｗ_Ｎ−２，Ｗ_Ｎ−１，Ｗ_Ｎについて、それぞれの場所（座標）と辿る順序が予め記憶させてある。符号Ｗに付した数字及び文字が辿る順序を示している。

これにより、前記自律航走体１の航走を望む領域には、自律航走体１の航走開始地点Ｓから、前記各ウェイポイントＷ_１〜Ｗ_Ｎの場所を、設定された辿る順序にしたがって順次直線経路で結んだ形のウェイポイント経路Ｃ_Ｗが設定される。このウェイポイント経路Ｃ_Ｗの終着点は、辿る順序が最後のウェイポイントＷ_Ｎである。

なお、前記ウェイポイント経路Ｃ_Ｗは、前記自律航走体１を、探査等の所望するミッションを行わせるための航走経路である。そのため、前記ウェイポイント設定記憶部５には、ウェイポイント経路Ｃ_Ｗ上で前記自律航走体１のミッションが完了する場所に、ミッション完了を特定するためのウェイポイントＷ_Ｎ−４を設定しておくようにする。これにより、前記ウェイポイント経路Ｃ_Ｗを航走する自律航走体１は、前記ミッション完了のウェイポイントＷ_Ｎ−４を通過すると、前記終着点（ウェイポイントＷ_Ｎ）に向けて帰還中となる。

前記異常時帰還用ウェイポイント設定記憶部６には、図２に二点鎖線で示すように、前記ウェイポイント経路Ｃ_Ｗ上の途中位置に設定した複数の異常時帰還用ウェイポイントＫ_１，Ｋ_２，Ｋ_３，・・・，Ｋ_６，Ｋ_７，Ｋ_８，Ｋ_９について、それぞれの場所（座標）と辿る順序が予め記憶させてある。符号Ｋに付した数字が辿る順序を示している。この際、辿る順序が最後の異常時帰還用ウェイポイントＫ_９は、前記ウェイポイント経路Ｃ_Ｗの終着点（ウェイポイントＷ_Ｎ）と同一の場所に設定しておくものとする。

なお、一般に、ウェイポイント制御を行うために設定する各ウェイポイントは、既知の障害物を避けるようにその場所が選定される。

その点に鑑みて、前述した辿る順序が最後の異常時帰還用ウェイポイントＫ_９を除く各異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_８の場所は、図２に示すように、前記ウェイポイント設定記憶部５に設定、記憶されている通常のウェイポイント制御用のウェイポイントＷ_１〜Ｗ_Ｎのいずれかと同じ場所に設定することが好ましい。

又、前記各異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_８を辿る順序は、該各異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_８のうち、前記終着点に設定する辿る順序が最後の異常時帰還用ウェイポイントＫ_９からの距離が小さいものから、距離が増える順番に従って、前記辿る順序を降順で設定してある。

これにより、前記領域には、前記各異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_９の場所を、設定された辿る順序にしたがって順次直線経路で結んだ形で、前記通常のウェイポイント経路Ｃ_Ｗに対し近道をして（短い経路長で）前記終着点に至る異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋが設定される。なお、図２における符号８は既知の障害物である。

更に、前記航走制御装置４には、図１に示すように、探査用搭載機器の異常等、航走に直接支障は生じないがメンテナンスが必要とされる自律航走体１の搭載機器（図示せず）の異常を検出するための異常検出手段７が接続されている。

以下、前記航走制御装置４の機能の説明に即して、本発明の自律航走体の異常時帰還制御方法について説明する。

前記航走制御装置４は、前記異常検出手段７からの異常検出信号の入力がないときには、自律航走体１について、通常のウェイポイント制御による航走制御を行う機能を有する。

この通常のウェイポイント制御による航走制御は、従来のウェイポイント制御と同様である。概説すると、航走制御装置４は、前記航走開始地点Ｓから前記自律航走体１の航走を開始させるときには、先ず、辿る順序が１番目のウェイポイントＷ_１の場所を目標地点に設定して、その目標地点とされたウェイポイントＷ_１の場所に向けて自律航走体１を移動させる処理を行う。

次に、前記自律航走体１が前記目標地点とされたウェイポイントＷ_１の場所に到達すると、航走制御装置４では、辿る順序が次となる２番目のウェイポイントＷ_２の場所を目標地点に設定し直して、該新たに目標地点とされたウェイポイントＷ_２の場所に向けて自律航走体１を移動させる処理を行う。

その後、航走制御装置４では、辿る順序がｘ番目（ｘは自然数）のウェイポイントＷ_ｘを目標地点に設定した状態で、自律航走体１が該ウェイポイントＷ_ｘの場所に到達すると、辿る順序が（ｘ＋１）番目のウェイポイントＷ_ｘ＋１の場所に目標地点を設定し直して、該新たに目標地点とされたウェイポイントＷ_ｘ＋１の場所へ向けて自律航走体１を移動させる処理を順次繰り返す。

しかる後、辿る順序が終着点となる最後のウェイポイントＷ_Ｎの場所が目標地点に設定された状態で、前記自律航走体１がその場所に到達すると、航走制御装置４は、前記自律航走体１の航走を終了させる。

前記通常のウェイポイント制御による自律航走体１の航走制御中に、前記異常検出手段７により機器の異常が検出されて、その検出信号が航走制御装置４に入力されると、該航走制御装置４は、図３に示す如き異常時帰還用ウェイポイント制御を開始する。

この異常時帰還用ウェイポイント制御では、航走制御装置４は、先ず、異常検出時におけるウェイポイント経路Ｃ_Ｗ上での自律航走体１の現在位置を把握して、該自律航走体１が帰還中であるか否かを判断する（ステップＳ１）。

前記ステップＳ１にて自律航走体１が帰還中であると判断された場合は、航走制御装置４は、ステップＳ２へ進み、自律航走体１の通常のウェイポイント制御による航走を継続させて、該自律航走体１をウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿って終着点（ウェイポイントＷ_Ｎ）まで帰還するよう航走させる処理を行う。

一方、前記ステップＳ１にて、自律航走体１が帰還中ではないと判断された場合は、前記航走制御装置４はステップＳ３に進む。

前記ステップＳ３では、航走制御装置４は、自律航走体１が、通常のウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿う航走により前記異常検出時までに前記異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_９のいずれにも到達していないか、あるいは、到達したかを判断する。図２の場合は、異常時帰還用ウェイポイントＫ_５が、ウェイポイント経路Ｃ_Ｗにおいて最も上流寄りに設定されているので、前記航走制御装置４では、この異常時帰還用ウェイポイントＫ_５の場所に自律航走体１が到達していないか、あるいは、到達したかを判断すればよい。

前記ステップＳ３にて、自律航走体１が異常検出時までに前記異常時帰還用ウェイポイントＫ_５に到達していないと判断された場合は、航走制御装置４は、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、航走制御装置４は、自律航走体１を、前記異常検出時点での位置から、前記通常のウェイポイント経路Ｃ_Ｗを逆に辿る航走により航走開始地点Ｓまで帰還させる処理を行う。この処理により前記自律航走体１が航走する帰還用の経路は、前記ウェイポイント経路Ｃ_Ｗにて該自律航走体１が既に通った部分であるため、該自律航走体１が帰還中に障害物に遭遇することをほぼ回避することができて、円滑な帰還を実施させることが可能になる。

前記ステップＳ３にて、自律航走体１が異常検出時までに前記異常時帰還用ウェイポイントＫ_５に到達していると判断された場合は、航走制御装置４は、ステップＳ５に進む。

前記ステップＳ５では、航走制御装置４は、ウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿う航走で直近に到達した異常時帰還用ウェイポイントＫ_２（図２の場合）から、前記異常検出時の自律航走体１の現在位置までのウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿う道なりの距離Ｌ_ｂｗｄを計算する。この際、たとえば、前記異常検出時の自律航走体１の現在位置が、異常時帰還用ウェイポイントＫ_２上である場合は、自律航走体１が直近に到達した異常時帰還用ウェイポイントが異常時帰還用ウェイポイントＫ_２になるため、前記距離Ｌ_ｂｗｄの値はゼロ（０）となる。又、航走制御装置４は、該ステップＳ５にて、前記異常検出時の自律航走体１の現在位置から、ウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿う航走で次に到達する異常時帰還用ウェイポイントＫ_１（図２の場合）までのウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿う道なりの距離Ｌ_ｆｗｄを計算する。

次いで、航走制御装置４は、ステップＳ６にて、前記距離Ｌ_ｂｗｄの値が前記距離Ｌ_ｆｗｄの値以下であるか否かを判断する。

前記ステップＳ６にて、前記距離Ｌ_ｂｗｄの値が前記距離Ｌ_ｆｗｄの値以下であると判断された場合は（Ｌ_ｂｗｄ≦Ｌ_ｆｗｄ）、航走制御装置４は、自律航走体１を、前記異常検出時点での位置から、ウェイポイント経路Ｃ_Ｗを逆に辿る航走により前記直近に到達した異常時帰還用ウェイポイントＫ_２に向けて戻るように航走させる処理を行う（ステップＳ７）。この航走により前記自律航走体１が前記異常時帰還用ウェイポイントＫ_２まで戻ると（ステップＳ８）、航走制御装置４は、ステップＳ９に進む。

前記ステップＳ９では、航走制御装置４は、自律航走体１を、前記異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋにおける前記自律航走体１がその時点で位置している異常時帰還用ウェイポイントＫ_２よりも下流側の各異常時帰還用ウェイポイントＫ_３〜Ｋ_９を順に辿る航走により、辿る順序が最後の異常時帰還用ウェイポイントＫ_９が位置している前記終着点（ウェイポイントＷ_Ｎ）まで帰還させる処理を行う。

一方、前記ステップＳ６にて、前記距離Ｌ_ｂｗｄの値が前記距離Ｌ_ｆｗｄの値よりも大となっている場合は（Ｌ_ｂｗｄ＞Ｌ_ｆｗｄ）、航走制御装置４は、自律航走体１を、前記異常検出時点での位置から、ウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿う航走により、次に到達する異常時帰還用ウェイポイントＫ_１まで進行させる処理を行う（ステップＳ１０）。その後、前記自律航走体１が前記異常時帰還用ウェイポイントＫ_１まで進行すると（ステップＳ１１）、航走制御装置４は、ステップＳ１２に進む。

前記ステップＳ１２では、航走制御装置４は、自律航走体１を、前記異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋにおける前記自律航走体１がその時点で位置している異常時帰還用ウェイポイントＫ_１よりも下流側の各異常時帰還用ウェイポイントＫ_２〜Ｋ_９を順に辿る航走により、辿る順序が最後の異常時帰還用ウェイポイントＫ_９が位置している終着点（ウェイポイントＷ_Ｎ）まで帰還させる処理を行う。

前記航走制御装置４は、以上の処理により前記ステップＳ２で自律航走体１が前記航走開始地点Ｓまで帰還するか、あるいは、ステップＳ４，Ｓ９，Ｓ１２で自律航走体１が前記終着点まで帰還すると、前記異常時帰還用ウェイポイント制御を終了する。

このように、本発明の自律航走体の異常時帰還用制御方法によれば、通常のウェイポイント経路Ｃ_Ｗに沿った航走中の自律航走体１に前記異常が発生した場合は、該自律航走体１を、前記航走開始地点Ｓ又は前記終着点（ウェイポイントＷ_Ｎ）まで帰還させることができる。

又、前記異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋを、既知の障害物を避ける配置で設定しておけば、前記異常時帰還用ウェイポイント制御を行う際に、自律航走体１による障害物回避動作の必要性をほぼなくすことができて、該自律航走体１を、最適な経路で円滑に帰還させることができる。

更に、前記のような自律航走体１の帰還を行っても、該自律航走体１の総航走距離は、当初予定していたウェイポイント経路の経路長と同等か、それ以下となるため、前記自律航走体１の帰還を効率よく行わせることができて、航走に用いる燃料や充電量に不足が生じる虞を回避することができる。

なお、本発明は前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、図２では異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋを一系統のみ設定した場合について示したが、図４に二点鎖線と一点鎖線で示すように、複数系統の異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋａ，Ｃ_Ｋｂを設定してもよい。この際、各系統の異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋａ，Ｃ_Ｋｂを形成するための異常時帰還用ウェイポイントＫ_１ａ〜Ｋ_１０ａ，Ｋ_１ｂ〜Ｋ_１０ｂの数は、個別に任意の数に設定してよい。又、前記複数系統の異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_ＫａとＣ_Ｋｂは、図４に示すように、途中で合流していてもよく、あるいは、終着点以外は別々の配置となるように設定してあってもよい。なお、三系統以上の異常時帰還用ウェイポイント経路を設定してもよいことは勿論である。

既知の障害物８を避けた場所に容易に設定できるという観点から考えると、図２に示したように、異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_９は、通常のウェイポイント制御を行うために設定されるウェイポイントＷ_１〜Ｗ_Ｎのうちのいずれかと同じ場所に設定することが好ましいが、図４に一点鎖線で示した異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋｂにおける異常時帰還用ウェイポイントＫ_１ｂ〜Ｋ_５ｂのように、前記通常のウェイポイント経路Ｃ_Ｗ上における任意の場所に設定してもよい。

更に、異常時帰還用ウェイポイント経路は、たとえば、図４に二点鎖線で示した異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋａのように、既知の障害物８ａの回避等を目的として、通常のウェイポイント経路Ｃ_Ｗ上より外れた場所に設定された異常時帰還用ウェイポイントＫ_４ａを含む設定としてもよい。

図３に示した異常時帰還用ウェイポイント制御では、ステップＳ３，Ｓ４のように、異常発生時に異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_９のいずれにも到達していない自律航走体１は、航走開始地点Ｓへ帰還させる場合について説明した。これに対し、異常時帰還用ウェイポイント制御の他の形態としては、異常発生時に前記異常時帰還用ウェイポイントＫ_１〜Ｋ_９のいずれにも到達していない自律航走体１を、最も近い異常時帰還用ウェイポイントＫ_５まで進行させ、そこから異常時帰還用ウェイポイント経路Ｃ_Ｋにより、順序が最後の異常時帰還用ウェイポイントＫ_９を設定した前記終着点（ウェイポイントＷ_Ｎ）へ帰還させるようにしてもよい。この処理によれば、自律航走体１の帰還先を前記終着点のみに設定させることができて、たとえば、自律航走体１の母船（図示せず）が、自律航走体１の航走中に航走開始地点Ｓより前記終着点まで移動する場合等に有利な構成とすることができる。

自律航走体１は、水中無人航走体と水上無人航走体のいずれであってもよい。本発明は、ウェイポイント制御によって航走を制御するようにしてある自律航走体であれば、探査以外のいかなる運用目的で運用される自律航走体に適用してもよい。更に、本発明は、自律走行する陸上無人走行体の制御に適用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 自律航走体、２ 推進装置、３ 操舵装置、４ 航走制御装置、５ ウェイポイント設定記憶部、６ 異常時帰還用ウェイポイント設定記憶部、７ 異常検出手段、Ｗ_１〜Ｗ_Ｎ ウェイポイント、Ｋ_１〜Ｋ_９ ，Ｋ_１ａ〜Ｋ_１０ａ，Ｋ_１ｂ〜Ｋ_１０ｂ 異常時帰還用ウェイポイント、Ｃ_Ｗ ウェイポイント経路、Ｃ_Ｋ，Ｃ_Ｋａ，Ｃ_Ｋｂ 異常時帰還用ウェイポイント経路、Ｓ 航走開始地点、Ｌ_ｂｗｄ 距離、Ｌ_ｆｗｄ 距離

Claims (4)

1. 自律航走体の航走開始地点から終着点までに、場所と辿る順序が設定された複数のウェイポイントを設定して、該各ウェイポイントの場所を設定された順序通りに辿ることで自律航走体を航走開始地点から終着点まで航走させるためのウェイポイント経路上の複数個所に、予め、場所と辿る順序が設定された複数の異常時帰還用ウェイポイントを設定すると共に、該各異常時帰還用ウェイポイントの場所を設定された順序通りに辿ることで前記ウェイポイント経路に対し近道をして前記終着点に至る異常時帰還用ウェイポイント経路を設定し、
   前記ウェイポイント経路に沿って航走中の自律航走体に異常が発生すると、
   該自律航走体を、異常発生時点の位置からウェイポイント経路に沿って最も近い異常時帰還用ウェイポイントに向けて航走させ、該異常時帰還用ウェイポイントから、その下流側の異常時帰還用ウェイポイント経路を辿って前記終着点に帰還させること
   を特徴とする自律航走体の異常時帰還用制御方法。
2. ウェイポイント経路に沿って航走中の自律航走体に異常が発生した時点で、該自律航走体が、ウェイポイント経路上の複数個所に設定された異常時帰還用ウェイポイントのいずれにも到達していない場合は、自律航走体を、異常発生時点の位置からウェイポイント経路に沿って最も近い異常時帰還用ウェイポイントに向けて航走させてから異常時帰還用ウェイポイント経路を通って終着点に帰還させることに代えて、自律航走体を、ウェイポイント経路を逆に辿って航走開始地点まで帰還させるようにする
   請求項１記載の自律航走体の異常時帰還用制御方法。
3. ウェイポイント経路上の複数個所に設定する各異常時帰還用ウェイポイントは、ウェイポイント経路のウェイポイントのうちのいずれかと同じ場所に設定する
   請求項１又は２記載の自律航走体の異常時帰還用制御方法。
4. 機体に、推進装置と、操舵装置と、該推進装置及び操舵装置に指令を与える航走制御装置とを備えた自律航走体であって、
   前記航走制御装置は、ウェイポイント設定記憶部と、異常時帰還用ウェイポイント設定記憶部を備えると共に、搭載機器の異常を検出するための異常検出手段が接続してあり、
   前記ウェイポイント設定記憶部は、航走開始地点から終着点まで自律航走体を辿らせるべき経路上の中間地点ごとに設定した複数のウェイポイントについて、場所と辿る順序が記憶してあり、
   前記異常時帰還用ウェイポイント設定記憶部は、前記ウェイポイントにより設定されるウェイポイント経路上の複数個所に設定した複数の異常時帰還用ウェイポイントについて、場所と辿る順序が記憶してあり、
   更に、前記航走制御装置は、
   前記ウェイポイント設定記憶部に記憶された各ウェイポイントの場所を、設定された辿る順序にしたがって順次結んだウェイポイント経路に沿って航走を行うためのウェイポイント制御機能と、
   前記異常検出手段からの異常検出信号の入力により搭載機器の異常が検出されると、異常発生時点の位置から前記ウェイポイント設定記憶部に記憶された各異常時帰還用ウェイポイントのうちで前記ウェイポイント経路に沿って最も近い異常時帰還用ウェイポイントに向かい、該異常時帰還用ウェイポイントから、異常時帰還用ウェイポイント経路に沿って前記終着点に向かうように航走を行うための異常時帰還用ウェイポイント制御機能とを備えるものとした構成
   を有することを特徴とする自律航走体。

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