JP2019217835A - Communication failure suppression system - Google Patents

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Abstract

To suppress communication failure due to terrain.SOLUTION: A communication failure suppression system includes: an on-water station provided with a first audio communication instrument; a water traveling body 3 provided with a second audio communication instrument; a first position detector; a second position detector; a storage unit storing water bottom terrain data; and a calculation device. The calculation device derives a virtual segment S connecting a position of the on-water station acquired by the first position detector and a position of the water traveling body 3 acquired by the second position detector. When a relationship between the virtual segment S and the terrain data fulfills a determination reference for starting communication failure suppression processing, the calculation device determines a traveling target position of the on-water station or the water traveling body 3 and transmits it to a controller of the corresponding on-water station or a controller of the corresponding water traveling body 3.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、水上局と水中移動体との音響通信について通信障害の抑制を図る通信障害抑制システムに関するものである。   The present invention relates to a communication failure suppression system for suppressing a communication failure in acoustic communication between a water station and an underwater vehicle.

海底や湖底や水中における種々の探査を行うための手段の1つとして、自律航走を行う水中移動体を用いる手法が考えられている。   As one of means for performing various explorations on the sea floor, lake bottom, and underwater, a method using an underwater vehicle that performs autonomous navigation has been considered.

また、このような探査などに水中移動体を使用する場合、音響通信機を備えた水上移動体を一緒に運用して、水中移動体に備えた音響通信機との音響通信により、水中移動体が探査により得た情報を水上移動体で収集することや、水上移動体側からの音響測位などにより検出した水中移動体の位置に関する情報を、水上移動体から水中移動体へ送ることが考えられている。   In addition, when using an underwater vehicle for such exploration, etc., a waterborne vehicle equipped with an acoustic communication device is operated together, and acoustic communication with the acoustic communication device provided on the underwater vehicle enables acoustic communication with the underwater vehicle. It is conceivable that the information obtained by the exploration will be collected by the water vehicle, and the information on the position of the underwater vehicle detected by acoustic positioning from the water vehicle side will be sent from the water vehicle to the underwater vehicle. I have.

更に、外洋などの広い範囲や、深深度の海域を効率よく探査するための手法としては、複数の水中移動体を同時に運用し、1機の水上移動体により複数の水中移動体との音響通信を行わせて、水上移動体で情報収集することが考えられている(たとえば、特許文献1参照)。   Furthermore, as a method for efficiently exploring a wide area such as the open sea or a deep sea area, a plurality of underwater vehicles are operated at the same time, and acoustic communication with a plurality of underwater vehicles using one water vehicle is performed. And collecting information with a water vehicle (for example, see Patent Document 1).

特開2009−227086号公報JP 2009-227086 A

ところで、音響通信機同士で音響通信を行うときの音響信号の伝達経路は、各音響通信機の位置同士を結ぶ仮想の直線にほぼ沿う配置となる。これは、一方の音響通信機より送信された音響信号は、送信元となる音響通信機からの距離が離れるにしたがって拡散するが、音響信号が有効に利用されるためには、他方の音響通信機で受信される必要があるためである。   By the way, the transmission path of the acoustic signal when performing acoustic communication between the acoustic communication devices is arranged substantially along a virtual straight line connecting the positions of the acoustic communication devices. This is because the acoustic signal transmitted from one acoustic communication device spreads as the distance from the acoustic communication device as the transmission source increases, but in order for the acoustic signal to be used effectively, the other acoustic communication This is because it needs to be received by the device.

そのため、音響通信機同士の音響通信では、音響通信機同士の間に障害物が存在していて、一方の音響通信機から送信されて他方の音響通信機へ向かう音響信号が遮られると、音響信号に関するCN比(搬送波対雑音比)が低下したり、音響通信が阻害されたりする可能性がある。   Therefore, in acoustic communication between acoustic communication devices, if an obstacle exists between the acoustic communication devices and an acoustic signal transmitted from one acoustic communication device and directed to the other acoustic communication device is interrupted, the acoustic communication may be interrupted. There is a possibility that the CN ratio (carrier-to-noise ratio) of the signal may be reduced or acoustic communication may be hindered.

水上移動体と水中移動体とを1対1で運用する場合は、水上移動体が水中移動体の真上に常に位置するように、水上移動体の位置を制御する手法が採られていた。この手法によれば、水上移動体の音響通信機と、水中移動体の音響通信機との間での音響信号の伝達経路は、ほぼ鉛直方向になる。   When the water vehicle and the underwater vehicle are operated on a one-to-one basis, a method of controlling the position of the water vehicle so that the water vehicle is always positioned directly above the underwater vehicle has been adopted. According to this method, the transmission path of the acoustic signal between the acoustic communication device of the waterborne mobile object and the acoustic communication device of the underwater mobile object is substantially vertical.

これに対し、1機の水上移動体を複数の水中移動体と一緒に運用する場合は、水上移動体は、1機の水中移動体の真上に位置することはできるとしても、他の水中移動体とは水平方向に距離を隔てた配置となることが避けられない。   On the other hand, when one water vehicle is operated together with a plurality of water vehicles, the water vehicle can be located directly above one water vehicle, but may be located directly above other water vehicles. It is inevitable that the moving body is arranged at a distance from the moving body in the horizontal direction.

このように、水平方向に距離を隔てた配置となる水上移動体と水中移動体との間で音響通信を行うときは、音響信号の伝達経路が鉛直方向から傾くことなり、この音響信号の伝達経路が鉛直方向から傾く角度は、水上移動体と水中移動体の水平方向の距離が離れるにしたがって大きくなる。   As described above, when acoustic communication is performed between the waterborne mobile unit and the underwater mobile unit that are arranged at a distance in the horizontal direction, the transmission path of the audio signal is inclined from the vertical direction, and the transmission of the audio signal is performed. The angle at which the route inclines from the vertical direction increases as the horizontal distance between the waterborne vehicle and the underwater vehicle increases.

そのため、水中移動体が航走する領域や、その航走領域の付近の海底の地形に、丘陵のような起伏が存在している場合は、水上移動体と水中移動体の配置によっては、水上移動体の位置と水中移動体の位置とを結ぶ仮想の直線が、地形の起伏にかかることがある。この状態は、水上移動体と水中移動体で音響通信を行うときの音響信号の伝達経路が、海底地形の起伏による障害物に遮られた状態であるため、音響通信におけるCN比の低下や、音響通信の阻害といった通信障害が生じることがある。   Therefore, if there are undulations such as hills in the area where the underwater vehicle sails or the terrain on the seabed near the navigation area, depending on the arrangement of the water vehicle and the underwater vehicle, An imaginary straight line connecting the position of the moving object and the position of the underwater moving object may be undulated on the terrain. This state is a state where the transmission path of the acoustic signal when performing acoustic communication between the waterborne vehicle and the underwater vehicle is blocked by obstacles due to the undulation of the seabed terrain, so that the CN ratio in acoustic communication decreases, A communication failure such as an interruption of acoustic communication may occur.

しかし、従来は、このような海底の地形に起因する通信障害の発生を想定した対策は特に提案されていない、というのが実情である。   However, in reality, no countermeasures have been proposed so far, assuming the occurrence of a communication failure due to such terrain on the seabed.

そこで、本発明は、水上局と水中移動体の間で音響通信を行う際に、水底の地形に起因する通信障害が生じることを抑制することができる通信障害抑制システムを提供しようとするものである。   Therefore, the present invention seeks to provide a communication failure suppression system that can suppress the occurrence of a communication failure due to the terrain at the bottom when performing acoustic communication between a water station and an underwater vehicle. is there.

本発明は、前記課題を解決するために、第1の音響通信機を備えた水上局と、第2の音響通信機を備えた水中移動体と、前記水上局の位置検出を行う第1の位置検出装置と、前記水中移動体の位置検出を行う第2の位置検出装置と、水底の地形データを記憶した記憶部と、計算装置と、を備え、前記計算装置は、前記第1の位置検出装置で取得された前記水上局の位置と、前記第2の位置検出装置で取得された前記水中移動体の位置とを結ぶ仮想の線分を求める機能と、求めた前記仮想の線分と、前記地形データとの関係が、地形に起因する通信障害の抑制処理を開始するかを判断する判断基準を満たすときに、前記水上局または前記水中移動体の移動目標位置を定める機能と、定めた前記移動目標位置を、対応する前記水上局の制御装置または前記水中移動体の制御装置へ送る機能と、を備える構成を有する通信障害抑制システムとする。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a water station equipped with a first acoustic communication device, an underwater vehicle provided with a second acoustic communication device, and a first station for detecting the position of the water station. A position detecting device, a second position detecting device for detecting a position of the underwater vehicle, a storage unit storing underwater topographical data, and a calculating device, wherein the calculating device comprises: A function for obtaining a virtual line segment connecting the position of the floating station obtained by the detection device and the position of the underwater vehicle obtained by the second position detection device; and the obtained virtual line segment. When the relationship with the terrain data satisfies a criterion for determining whether to start a process for suppressing a communication failure caused by the terrain, a function for determining a movement target position of the surface station or the underwater vehicle, The moving target position to the corresponding control device of the floating station. Is a communication failure suppression system having a configuration and a function of sending to the control unit of the underwater vehicle.

前記記憶部が記憶した前記地形データは、メッシュデータであり、前記計算装置は、前記判断基準として、前記仮想の線分が前記メッシュデータにおける格子と交点を有するかまたは接する場合に、地形に起因する通信障害の抑制処理を開始する前記判断基準を備えた構成としてもよい。   The terrain data stored in the storage unit is mesh data, and the calculation device determines, as the determination criterion, when the imaginary line segment has an intersection with or is in contact with a grid in the mesh data, It may be configured to include the above-described criterion for starting the communication failure suppressing process.

前記水上局は、移動装置と、該移動装置に指令を与える前記制御装置を備えた構成とされ、前記計算装置は、前記水上局の移動目標位置を、前記水上局の位置から前記水中移動体の位置の真上となる位置に近づくように定める機能を備えた構成としてもよい。   The water station is provided with a mobile device and the control device for giving a command to the mobile device, and the computing device moves the target position of the water station from the position of the water station to the underwater vehicle. It may be configured to have a function to determine the position to be closer to the position directly above the position.

前記水中移動体は、移動装置と、該移動装置に指令を与える前記制御装置を備えた構成とされ、前記計算装置は、前記水中移動体の移動目標位置を、前記水中移動体の位置から上方に移動した位置に定める機能を備えた構成としてもよい。   The underwater vehicle is provided with a moving device and the control device for giving a command to the moving device, and the computing device moves the underwater vehicle at a target position above the underwater vehicle. It may be configured to have a function to determine the position moved to the position.

前記水上局は、複数の前記水中移動体と順次音響通信を行う水上局とした構成としてもよい。   The floating station may be configured as a floating station that sequentially performs acoustic communication with the plurality of underwater vehicles.

本発明の通信障害抑制システムによれば、水上局と水中移動体の間で音響通信を行う際に、水底の地形に起因する通信障害が生じることを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the communication failure suppression system of this invention, when performing acoustic communication between a water station and an underwater mobile, it is possible to suppress the occurrence of communication failure due to the terrain at the bottom of the water.

通信障害抑制システムの第1実施形態を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a first embodiment of a communication failure suppression system. 図1の通信障害抑制システムの計算部による処理を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart illustrating a process performed by a calculation unit of the communication failure suppression system in FIG. 1. 計算部の機能を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a function of a calculation unit. 計算部に設定された判断基準を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a criterion set in a calculation unit. 通信障害抑制システムの第2実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 2nd Embodiment of a communication failure suppression system. 通信障害抑制システムの第3実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 3rd Embodiment of a communication failure suppression system. 図6の通信障害抑制システムの計算部による処理を示すフロー図である。FIG. 7 is a flowchart illustrating a process performed by a calculation unit of the communication failure suppression system in FIG. 6. 計算部の機能を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a function of a calculation unit. 通信障害抑制システムの第4実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 4th Embodiment of a communication failure suppression system.

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。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の通信障害抑制システムを示す概略図である。図2は、本実施形態の通信障害抑制システムの計算部による処理のフローを示す図である。図3は、計算部の機能を説明するための図である。図4(a)(b)(c)は、いずれも計算部に設定された判断基準を説明するための図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a communication failure suppression system according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of processing by the calculation unit of the communication failure suppression system according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining the function of the calculation unit. FIGS. 4A, 4B, and 4C are diagrams for explaining the judgment criteria set in the calculation unit.

第1実施形態は、本開示の通信障害抑制システムを、図1に示すように、音響通信機2を備えた水上局としての水上移動体1と、音響通信機4を備えた水中移動体3が音響通信を行う構成に適用する場合の例を示すものである。   In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a communication failure suppression system according to the present disclosure includes a waterborne mobile unit 1 as a waterborne station provided with an acoustic communication device 2 and an underwater mobile unit 3 provided with an acoustic communication device 4. Shows an example in which the present invention is applied to a configuration for performing acoustic communication.

また、本実施形態では、水上移動体1が、複数の水中移動体3と、設定された順序に従って音響通信を行う場合について説明する。なお、この音響通信を行う順序は、各水中移動体3について音響通信が必要とされる頻度が等しい場合には、n機(nは2以上の整数)の水中移動体3に対して1番目からn番目の順序を設定し、この1番目からn番目の順序を繰り返すようにすればよい。一方、水中移動体3ごとに音響通信が必要とされる頻度が異なる場合は、その頻度に応じて音響通信を行う順序を適宜設定すればよい。なお、図3では、図示する便宜上、水中移動体3を2機のみ示しているが、水上移動体1は、3機以上の複数の水中移動体3と順次通信を行うものであってもよいことは勿論である。   In the present embodiment, a case will be described in which the waterborne mobile object 1 performs acoustic communication with a plurality of underwater mobile objects 3 in a set order. Note that, in the order of performing the acoustic communication, if the frequency at which the acoustic communication is required for each underwater vehicle 3 is equal, n (n is an integer of 2 or more) underwater vehicles 3 are first. , An n-th order may be set, and the first to n-th order may be repeated. On the other hand, when the frequency at which the acoustic communication is required differs for each underwater vehicle 3, the order of performing the acoustic communication may be appropriately set according to the frequency. Although only two underwater vehicles 3 are shown in FIG. 3 for convenience of illustration, the underwater vehicle 1 may communicate with three or more underwater vehicles 3 sequentially. Of course.

ここで、先ず、水上移動体1の構成について説明する。   Here, first, the configuration of the waterborne moving object 1 will be described.

水上移動体1は、機体5に、移動装置6と、水上移動体1の自機位置の検出を行う位置検出装置7と、水上移動体1の移動の制御を行う制御装置8と、を備えた構成とされている。   The water vehicle 1 includes, on the body 5, a moving device 6, a position detection device 7 that detects the position of the water vehicle 1 itself, and a control device 8 that controls the movement of the water vehicle 1. Configuration.

更に、水上移動体1は、水中移動体3の位置の検出に用いる音響測位装置9および推定装置10と、海底の地形情報を記憶した記憶部11と、計算装置12と、を備えた構成とされている。   Further, the water vehicle 1 includes an acoustic positioning device 9 and an estimation device 10 used for detecting the position of the water vehicle 3, a storage unit 11 that stores terrain information on the seabed, and a calculation device 12. Have been.

本実施形態では、水上移動体1は、図1に示すように、水面Wよりも下方に配置される機体5と、機体5の上部に設けられて上端寄りの部分が水面Wよりも上方に突出するストラット13と、ストラット13の上端側に設けられた基台14とを備えた構成の半没型の水上移動体1とされている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the waterborne mobile unit 1 includes a body 5 disposed below the water surface W, and a portion provided at an upper portion of the body 5 and located near the upper end above the water surface W. The semi-submersible water-borne mobile unit 1 has a configuration including a protruding strut 13 and a base 14 provided on an upper end side of the strut 13.

移動装置6は、制御装置8から受け取る指令C1に従い、水上移動体1の推進や操舵を伴う移動を行う装置である。   The moving device 6 is a device that moves the water vehicle 1 with propulsion and steering in accordance with a command C1 received from the control device 8.

図1では、一例として、移動装置6が、機体5の後部にメインスラスタ6aと、十字型の舵6bとを備えた構成を示してある。しかし、移動装置6は、制御装置8から受け取る指令C1に従って、水上移動体1を移動させることができれば、推進手段および操舵手段の形式は特に限定されない。更に、移動装置6は、たとえば、機体5の左右方向に推進力を生じる図示しないスラスタを備えていてもよい。したがって、移動装置6は、水上移動体1の移動を行わせるために望まれる運動性能などを考慮して、自在に選定してよい。   FIG. 1 shows, as an example, a configuration in which the moving device 6 includes a main thruster 6a and a cross-shaped rudder 6b at the rear of the body 5. However, the type of the propulsion unit and the steering unit is not particularly limited as long as the mobile device 6 can move the waterborne mobile object 1 in accordance with the command C1 received from the control device 8. Further, the moving device 6 may include, for example, a thruster (not shown) that generates a propulsive force in the left-right direction of the body 5. Therefore, the moving device 6 may be freely selected in consideration of the exercise performance and the like desired to move the waterborne moving object 1.

位置検出装置7は、たとえば、GPSのような全地球航法衛星システム(GNSS)の電波による航法信号をアンテナ7aで受信して、水上移動体1の自機の位置について、緯度と経度のような絶対位置を取得する機能を備えている。この場合、アンテナ7aは、基台14に設置することで水面Wよりも上方に配置されるようにして、航法信号を常時受信可能な構成とすればよい。   The position detecting device 7 receives, for example, a navigation signal by radio waves of a global navigation satellite system (GNSS) such as GPS by an antenna 7a, and determines the position of the waterborne mobile unit 1 such as latitude and longitude. It has a function to acquire the absolute position. In this case, the antenna 7a may be arranged on the base 14 so as to be disposed above the water surface W, so that the antenna 7a can always receive a navigation signal.

なお、位置検出装置7は、水上移動体1の自機の位置を検出することができれば、GPS以外の航法衛星システムを用いたり、地上局からの信号を用いたりしてもよいことは勿論である。   Note that the position detection device 7 may use a navigation satellite system other than the GPS or use a signal from a ground station as long as the position detection device 7 can detect the position of the watercraft 1 itself. is there.

したがって、位置検出装置7は、本開示の通信障害抑制システムの発明にて水上局の位置検出を行う第1の位置検出装置となる。   Therefore, the position detection device 7 is a first position detection device that detects the position of the floating station in the communication failure suppression system invention of the present disclosure.

制御装置8は、水上移動体1の移動に関する目標位置あるいは航走計画が設定される機能を備えている。   The control device 8 has a function of setting a target position or a cruising plan for the movement of the water vehicle 1.

更に、制御装置8は、位置検出装置7より受け取る自機の位置情報を基に、自機の位置を、設定された目標位置に移動させるため、あるいは、自機の位置を航走計画に従って移動させるために必要とされる移動装置6の操作量を求める機能と、求めた操作量を、指令C1として移動装置6へ送る機能とを備えている。   Further, the control device 8 moves the position of the own device to the set target position based on the position information of the own device received from the position detecting device 7 or moves the position of the own device according to the sailing plan. It has a function of calculating the amount of operation of the moving device 6 required to perform the operation, and a function of transmitting the obtained amount of operation to the moving device 6 as a command C1.

これにより、水上移動体1は、移動装置6が、制御装置8より受け取る指令C1に応じて制御されるため、制御装置8に設定された目標位置への移動、あるいは、設定された航走計画に従う航走を行うことができる。   As a result, the water vehicle 1 is controlled by the moving device 6 in accordance with the command C1 received from the control device 8, so that the water vehicle 1 moves to the target position set in the control device 8, or the set sailing plan. Can be performed according to

音響測位装置9は、測位信号を送信する機能と、水中移動体3に備えたトランスポンダ15が測位信号に応答して発する応答信号を受信する機能とを備えている。   The acoustic positioning device 9 has a function of transmitting a positioning signal and a function of receiving a response signal emitted by the transponder 15 provided in the underwater vehicle 3 in response to the positioning signal.

また、音響測位装置9は、測位信号を送信してから応答信号を受信するまでにかかる時間と、測位信号および応答信号の速度である水中での音速と、応答信号が到来する方向とを基に、音響測位装置9を備えた水上移動体1の位置を基準として、トランスポンダ15を備えた水中移動体3の方向と距離、すなわち、水上移動体1の位置を基準とする水中移動体3の相対位置を検出する機能を備えている。   In addition, the acoustic positioning device 9 determines the time required from the transmission of the positioning signal to the reception of the response signal, the speed of sound in the water which is the speed of the positioning signal and the response signal, and the direction in which the response signal arrives. The direction and distance of the underwater vehicle 3 including the transponder 15 with reference to the position of the underwater vehicle 1 including the acoustic positioning device 9, that is, the position of the underwater vehicle 3 with respect to the position of the above-water vehicle 1. It has a function to detect the relative position.

更に、音響測位装置9は、検出した水中移動体3の相対位置の情報を、推定装置10へ送る機能を備えている。   Further, the acoustic positioning device 9 has a function of transmitting information on the detected relative position of the underwater vehicle 3 to the estimating device 10.

推定装置10は、位置検出装置7より受け取る水上移動体1の自機の位置の情報と、音響測位装置9より受け取る水中移動体3の相対位置の情報とを基にした計算により、水中移動体3について、水上移動体1と同様の座標系における緯度と経度と深度のような絶対位置を推定して、水中移動体3の位置の情報として取得する機能を備えている。推定装置10は、更に、取得した水中移動体3の位置の情報を計算装置12へ送る機能を備えている。   The estimating device 10 calculates the underwater vehicle 1 based on the information on the position of the water vehicle 1 received from the position detection device 7 and the relative position of the underwater vehicle 3 received from the acoustic positioning device 9. 3 has a function of estimating an absolute position such as latitude, longitude and depth in the same coordinate system as the water vehicle 1 and acquiring the position information of the water vehicle 3. The estimating device 10 further has a function of transmitting the acquired information on the position of the underwater vehicle 3 to the calculating device 12.

したがって、本実施形態では、水上移動体1に備えた音響測位装置9、推定装置10、および、水中移動体3に備えたトランスポンダ15が、本開示の通信障害抑制システムの発明にて水中移動体3の位置検出を行う第2の位置検出装置となる。   Therefore, in the present embodiment, the acoustic positioning device 9, the estimating device 10, and the transponder 15 provided in the underwater vehicle 3 are provided in the underwater vehicle 1 according to the invention of the communication failure suppression system of the present disclosure. A second position detection device that performs position detection 3 is provided.

なお、音響通信で使用される音響信号と、音響測位で使用される測位信号および応答信号は、いずれも音波であることから、水上移動体1の音響通信機2と水中移動体3の音響通信機4との間で行う音響通信に通信障害が生じるときには、音響測位装置9による水中移動体3の測位にも障害が生じる可能性がある。   Since the acoustic signal used in the acoustic communication and the positioning signal and the response signal used in the acoustic positioning are all sound waves, the acoustic communication between the acoustic communication device 2 of the water vehicle 1 and the underwater vehicle 3 is performed. When a communication failure occurs in the acoustic communication performed with the device 4, there is a possibility that the acoustic positioning device 9 may also cause the positioning of the underwater vehicle 3 to fail.

そのため、推定装置10は、音響測位ができない場合にも水中移動体3の位置の情報を取得するためのバックアップの機能として、過去の音響測位で得られていた水中移動体3の位置情報を基にした時系列予測により、水中移動体3の絶対位置を推定する機能を備えることが好ましい。   Therefore, the estimating apparatus 10 uses the position information of the underwater vehicle 3 obtained by past acoustic positioning as a backup function for acquiring the position information of the underwater vehicle 3 even when the acoustic positioning cannot be performed. It is preferable to have a function of estimating the absolute position of the underwater vehicle 3 by the time series prediction described above.

また、推定装置10は、水中移動体3の航走計画を、たとえば、ウェイポイントファイルのような形式で保存しておき、水中移動体3の航走計画と、水中移動体3の位置情報の取得を望む時刻とを基に、水中移動体3の位置を推定して取得する機能を備えるようにしてもよい。この機能によれば、過去に水中移動体3の音響測位が行われた時点から時間が経過していても、更には、過去に水中移動体3の音響測位を行ったデータが存在しない場合であっても、水中移動体3の絶対位置の情報を取得することができる。   In addition, the estimation device 10 stores the navigation plan of the underwater vehicle 3 in the form of, for example, a waypoint file, and stores the navigation plan of the underwater vehicle 3 and the position information of the underwater vehicle 3. A function of estimating and acquiring the position of the underwater vehicle 3 based on the time at which acquisition is desired may be provided. According to this function, even if the time has elapsed from the time when the acoustic positioning of the underwater vehicle 3 was performed in the past, even if there is no data on which the acoustic positioning of the underwater vehicle 3 has been performed in the past. Even if there is, information on the absolute position of the underwater vehicle 3 can be obtained.

推定装置10は、取得した水中移動体3の絶対位置に関する情報を、計算装置12へ送る機能を備えている。   The estimating device 10 has a function of transmitting the acquired information on the absolute position of the underwater vehicle 3 to the calculating device 12.

記憶部11は、水上移動体1の通信対象となる複数の水中移動体3の航走領域をすべて含む範囲について、海底の地形の情報を保存している。この際、海底の地形の情報は、海図や海底地形図の情報を、三角形要素や四角形要素などの格子(計算格子)に分割してなるメッシュデータとして、記憶部11に保存されている。   The storage unit 11 stores information on the topography of the seabed for a range including all the sailing regions of the plurality of underwater vehicles 3 to be communicated with by the water vehicle 1. At this time, the information on the seafloor topography is stored in the storage unit 11 as mesh data obtained by dividing the information on the nautical chart or the seafloor topographic map into a grid (calculation grid) such as a triangular element or a quadrangular element.

なお、メッシュデータを作成する際の地形の情報を分割するサイズは、地形の起伏の複雑さなどを考慮して、適宜設定してよいこと、場所によって変化させてもよいこと、は勿論である。   It should be noted that the size for dividing the terrain information when creating the mesh data may be appropriately set in consideration of the complexity of the terrain undulation, and may be changed depending on the place. .

計算装置12の機能の詳細については、後述する。   Details of the functions of the computing device 12 will be described later.

次に、水中移動体3の構成について説明する。   Next, the configuration of the underwater vehicle 3 will be described.

水中移動体3は、機体16に、移動装置17と、水中移動体3の自機位置の検出を行う位置検出装置18と、航走の制御を行う制御装置19とを備え、更に、トランスポンダ15を備えた構成とされている。   The underwater vehicle 3 includes, on an airframe 16, a moving device 17, a position detection device 18 for detecting the position of the underwater vehicle 3, and a control device 19 for controlling navigation, and further includes a transponder 15. Is provided.

移動装置17は、制御装置19から受け取る指令C2に従い、水中移動体3の推進や操
舵を伴う移動を行う装置である。
The moving device 17 is a device that moves the underwater vehicle 3 with propulsion and steering according to a command C2 received from the control device 19.

図1では、一例として、移動装置17が、機体16の後部に配置されたメインスラスタ17a、および、十字型の舵17bと、機体16の内部に配置された浮力調整装置17cとを備えた構成を示してある。しかし、移動装置17は、制御装置19から受け取る指令C2に従って、水中移動体3を移動させることができれば、推進手段、操舵手段および浮沈の手段の形式は特に限定されない。更に、移動装置17は、たとえば、機体16の上下方向や左右方向に推進力を生じる図示しないスラスタを備えていてもよい。したがって、移動装置17は、水中移動体3の移動を行わせるために望まれる運動性能などを考慮して、自在に選定してよい。   In FIG. 1, as an example, a configuration in which the moving device 17 includes a main thruster 17 a and a cross-shaped rudder 17 b disposed at the rear of the fuselage 16, and a buoyancy adjusting device 17 c disposed inside the fuselage 16. Is shown. However, as long as the moving device 17 can move the underwater vehicle 3 in accordance with the command C2 received from the control device 19, the forms of the propulsion means, the steering means, and the floating / sinking means are not particularly limited. Further, the moving device 17 may include, for example, a thruster (not shown) that generates a propulsive force in the vertical and horizontal directions of the body 16. Therefore, the moving device 17 may be freely selected in consideration of exercise performance desired for moving the underwater vehicle 3 and the like.

位置検出装置18は、たとえば、慣性航法装置(INS)、または、慣性航法装置にドップラーログ(DVL)を組み合わせた装置と、深度計とを備えた構成とすればよい。これにより、位置検出装置18は、水中移動体3の自機の位置について、水上移動体1と同様の座標系における緯度と経度と深度のような絶対位置の情報を取得することができる。   The position detecting device 18 may be configured to include, for example, an inertial navigation device (INS) or a device combining a Doppler log (DVL) with an inertial navigation device, and a depth gauge. Accordingly, the position detection device 18 can acquire information on the absolute position, such as the latitude, longitude, and depth, in the same coordinate system as the surface moving vehicle 1 for the position of the underwater vehicle 3 itself.

なお、水中移動体3に備える位置検出装置18は、水中移動体3が水面付近に浮上した状態のときに、GNSSの電波による航法信号を図示しないアンテナで受信して、水中移動体3の自機の位置について、緯度と経度のような絶対位置を取得する機能を備えるようにしてもよい。更に、位置検出装置18は、検出した自機の位置情報を、制御装置19へ送る機能を備えている。   When the underwater vehicle 3 is floating near the surface of the water, the position detection device 18 provided on the underwater vehicle 3 receives a navigation signal using a GNSS radio wave with an antenna (not shown), and detects the position of the underwater vehicle 3 by itself. The position of the aircraft may be provided with a function of acquiring an absolute position such as latitude and longitude. Further, the position detecting device 18 has a function of transmitting the detected position information of the own device to the control device 19.

また、位置検出装置18は、水中移動体3の自機の位置を検出することができれば、水中移動体3の自機の位置を検出する手法として、前記した以外の手法を用いるものであってもよいことは勿論である。   In addition, if the position detection device 18 can detect the position of the own device of the underwater vehicle 3 as long as it can detect the position of the own device of the underwater vehicle 3, a method other than the method described above may be used. Of course, it is good.

制御装置19は、水中移動体3の移動に関する目標位置あるいは航走計画が設定される機能を備えている。   The control device 19 has a function of setting a target position or a sailing plan for the movement of the underwater vehicle 3.

更に、制御装置19は、位置検出装置18より受け取る自機の位置情報を基に、自機の位置を、設定された目標位置に移動させるため、あるいは、自機の位置を航走計画に従って移動させるために必要とされる移動装置17の操作量を求める機能と、求めた操作量を、指令C2として移動装置17へ送る機能とを備えている。   Further, the control device 19 moves the position of the own device to the set target position based on the position information of the own device received from the position detecting device 18 or moves the position of the own device according to the sailing plan. It has a function of calculating the amount of operation of the moving device 17 required to perform the operation, and a function of sending the obtained amount of operation to the moving device 17 as a command C2.

これにより、水中移動体3は、移動装置17が、制御装置19より受け取る指令C2に応じて制御されるため、制御装置19に設定された目標位置への移動、あるいは、設定された航走計画に従う航走を行うことができる。   As a result, the underwater vehicle 3 is controlled by the moving device 17 in accordance with the command C2 received from the control device 19, so that the underwater vehicle 3 moves to the target position set in the control device 19 or the set sailing plan. Can be performed according to

また、水中移動体3は、水中の情報収集に使用する、たとえば、カメラ、サイドスキャンソーナー、マルチビームソーナーなどの図示しない観測装置を備えて、観測装置が取得した観測データを、音響通信機4から、水上移動体1の音響通信機2へ音響通信により送信する機能を備えている。   The underwater vehicle 3 includes an observation device (not shown), such as a camera, a side scan sonar, or a multi-beam sonar, which is used for collecting information underwater, and transmits observation data acquired by the observation device to the acoustic communication device 4. And a function of transmitting to the acoustic communication device 2 of the waterborne mobile object 1 by acoustic communication.

次いで、水上移動体1に備えた計算装置12の機能について説明する。   Next, the function of the computing device 12 provided in the water vehicle 1 will be described.

計算装置12には、地形に起因する通信障害の抑制処理を開始するか否かを判断するための判断基準が設定されている。なお、この判断基準の具体的な内容は後述する。   In the computing device 12, a criterion for determining whether or not to start processing for suppressing a communication failure due to the terrain is set. The specific contents of this criterion will be described later.

図2に示すように、計算装置12は、先ず、水上移動体1が音響通信を行うべき複数の水中移動体3のうちから、設定された順序に従い、通信対象とする水中移動体3を定める(ステップS1)。   As illustrated in FIG. 2, the computing device 12 first determines the underwater vehicle 3 to be communicated from the plurality of underwater vehicles 3 with which the overwater vehicle 1 should perform acoustic communication in accordance with the set order. (Step S1).

次に、計算装置12は、位置検出装置7から、水上移動体1の自機の位置の情報を、緯度と経度の情報として取得する。また、計算装置12は、推定装置10から、ステップS1で通信対象に定めた水中移動体3についての位置の情報を、緯度と経度と深度の情報として取得する(ステップS2)。   Next, the calculation device 12 acquires, from the position detection device 7, information on the position of the waterborne mobile unit 1 as its own latitude and longitude information. In addition, the calculation device 12 acquires, from the estimation device 10, information on the position of the underwater vehicle 3 set as the communication target in step S1 as information on latitude, longitude, and depth (step S2).

計算装置12は、水上移動体1および水中移動体3の位置の情報を取得すると、図3に示す如き水上移動体1の位置Pと、水中移動体3の位置Qとを結ぶ仮想の線分Sを求める(ステップS3)。なお、この仮想の線分Sは、両端の位置の座標が、水上移動体1の位置Pの座標と、水中移動体3の位置Qの座標で明らかとなっているので、空間ベクトルで表すことができる。   When acquiring the information on the positions of the water vehicle 1 and the underwater vehicle 3, the calculation device 12 is a virtual line segment connecting the position P of the water vehicle 1 and the position Q of the underwater vehicle 3 as shown in FIG. S is obtained (step S3). In addition, since the coordinates of the positions of both ends of this virtual line segment S are clarified by the coordinates of the position P of the water vehicle 1 and the coordinates of the position Q of the underwater vehicle 3, they are represented by space vectors. Can be.

次いで、計算装置12は、記憶部11から読み出した地形のメッシュデータについて、ステップS3で求めた仮想の線分Sと平面視で重なる配置となる格子を抽出し、抽出された格子と、仮想の線分Sとの距離の最小値dを求める(ステップS4)。この距離の最小値dを求める計算は、空間ベクトルを用いて平面と直線との交点を求める計算手法や、平面と点との距離を求める計算手法や、ねじれの位置にある2直線の最小距離を求める手法を用いて行うようにすればよい。なお、抽出された格子が複数の場合、仮想の線分Sが、抽出された格子のいずれかと交点を有しているか接している場合は、距離の最小値dはゼロとなる。また、抽出された複数の格子が、いずれも仮想の線分Sと交点を有しておらず、接触もしていない場合は、各格子と仮想の線分Sとの距離を算出し、そのうちの最も小さい値を、ステップS4で求める距離の最小値dとすればよい。   Next, the calculation device 12 extracts a grid that is arranged so as to overlap the virtual line segment S obtained in step S3 in plan view with respect to the topographic mesh data read from the storage unit 11, and outputs the extracted grid and the virtual grid. The minimum value d of the distance from the line segment S is obtained (step S4). The calculation for obtaining the minimum value d of the distance includes a calculation method for obtaining an intersection between a plane and a straight line using a space vector, a calculation method for obtaining a distance between a plane and a point, and a minimum distance between two straight lines at a twist position. May be performed using a method for obtaining Note that when there are a plurality of extracted grids, and when the virtual line segment S has an intersection or is in contact with any of the extracted grids, the minimum distance d is zero. In addition, when none of the extracted grids has an intersection with the virtual line segment S and does not touch, the distance between each grid and the virtual line segment S is calculated. The smallest value may be set as the minimum value d of the distance obtained in step S4.

その後、計算装置12は、ステップS4で求めた距離の最小値dについて、設定された判断基準が満たされるか否かを判断する(ステップS5)。   Thereafter, the calculation device 12 determines whether or not the set criterion is satisfied for the minimum value d of the distance obtained in step S4 (step S5).

この判断基準は、たとえば、距離の最小値dがゼロ(d=0)という判断基準である。この判断基準は、以下、判断基準Aという。   This criterion is, for example, that the minimum value d of the distance is zero (d = 0). This criterion is hereinafter referred to as criterion A.

この判断基準Aが満たされるのは、図4(a)に示すように、仮想の線分Sが、地形のメッシュデータから抽出された格子Gと交点を有するか、または、図4(b)に示すように、仮想の線分Sが、抽出された格子Gと接する場合である。   This determination criterion A is satisfied when the virtual line segment S has an intersection with the grid G extracted from the terrain mesh data, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the virtual line segment S is in contact with the extracted grid G.

よって、この判断基準Aが満たされる場合は、現実では、水上移動体1と水中移動体3との間に、地形による障害物が存在している状況となっている。したがって、この状況では、水上移動体1と水中移動体3との間で行う音響通信の音響信号が、地形による障害物によって遮られる可能性がある。   Therefore, when the criterion A is satisfied, in reality, there is an obstacle due to the terrain between the waterborne vehicle 1 and the underwater vehicle 3. Therefore, in this situation, there is a possibility that an acoustic signal of acoustic communication performed between the water vehicle 1 and the water vehicle 3 may be blocked by an obstacle due to the terrain.

そこで、計算装置12は、ステップS5において判断基準Aが満たされると判断した場合は、ステップS6に進んで、通信障害抑制処理を開始する。   Therefore, when the computing device 12 determines that the criterion A is satisfied in step S5, the process proceeds to step S6 to start the communication failure suppression process.

一方、ステップS5において判断基準Aが満たされない場合は、現実では、水上移動体1と水中移動体3との間に、地形による障害物が存在していない状況となっている。   On the other hand, when the criterion A is not satisfied in step S5, in reality, there is no obstacle due to the terrain between the water vehicle 1 and the water vehicle 3.

この場合、計算装置12は、ステップS2に戻る。したがって、仮想の線分Sが、抽出された格子と交点を有しておらず、且つ接触もしていない場合は、計算装置12は、ステップS2からステップS5の処理ループを繰り返し行う。   In this case, the calculation device 12 returns to step S2. Therefore, when the virtual line segment S does not have an intersection with the extracted grid and does not touch, the computing device 12 repeatedly performs the processing loop from step S2 to step S5.

また、計算装置12のステップS5における判断基準は、前記した判断基準Aに代えて、たとえば、距離の最小値dが、設定された或る値t[m]以下(d≦t)という判断基準としてもよい。この判断基準は、以下、判断基準Bという。   The criterion in step S5 of the calculation device 12 is, for example, a criterion that the minimum value d of the distance is equal to or less than a set value t [m] (d ≦ t) instead of the criterion A described above. It may be. This criterion is hereinafter referred to as criterion B.

この判断基準Bが満たされるのは、図4(c)に示すように、仮想の線分Sと、地形のメッシュデータから抽出された格子との距離がt[m]以下となっている場合である。   This criterion B is satisfied when the distance between the virtual line segment S and the grid extracted from the terrain mesh data is equal to or less than t [m], as shown in FIG. It is.

よって、この判断基準Bが満たされる場合は、現実では、水上移動体1と水中移動体3との間で音響通信を行うときの音響信号の伝達経路に対し、t[m]以内に地形による障害物が存在しているという状況である。したがって、この状況では、水上移動体1や水中移動体3が移動することに伴い、音響信号の伝達経路が、地形による障害物と干渉する可能性が高くなる。   Therefore, when the criterion B is satisfied, in reality, the transmission path of the acoustic signal at the time of performing the acoustic communication between the waterborne vehicle 1 and the underwater vehicle 3 depends on the terrain within t [m]. It is a situation where an obstacle exists. Therefore, in this situation, as the waterborne vehicle 1 and the underwater vehicle 3 move, there is a high possibility that the transmission path of the acoustic signal will interfere with an obstacle due to the terrain.

そこで、計算装置12は、ステップS5にて判断基準Bが満たされると判断すると、ステップS6に進んで、通信障害抑制処理を開始する。   Therefore, when the computing device 12 determines that the criterion B is satisfied in step S5, the process proceeds to step S6 and starts the communication failure suppression process.

一方、ステップS5において判断基準Bが満たされない場合は、現実では、水上移動体1と水中移動体3との間で音響通信を行うときの音響信号の伝達経路に対し、t[m]以内に地形による障害物が存在していないという状況である。よって、この状況では、音響信号の伝達経路が、すぐに地形による障害物によって遮られる可能性は小さい。   On the other hand, if the determination criterion B is not satisfied in step S5, in reality, the transmission path of the acoustic signal when performing acoustic communication between the waterborne mobile object 1 and the underwater mobile object 3 is within t [m]. There is no obstacle due to terrain. Therefore, in this situation, it is unlikely that the transmission path of the acoustic signal is immediately blocked by the obstacle due to the terrain.

この場合、計算装置12は、ステップS2に戻る。したがって、この場合も、計算装置12は、判断基準Bが満たされない間は、ステップS2からステップS5の処理ループを繰り返し行う。   In this case, the calculation device 12 returns to step S2. Therefore, also in this case, the calculation device 12 repeatedly performs the processing loop from step S2 to step S5 while the criterion B is not satisfied.

計算装置12は、ステップS6では、通信障害抑制処理を行う。   In step S6, the computing device 12 performs a communication failure suppression process.

この通信障害抑制処理では、計算装置12は、先ず、図3に示すように、水面Wにおける水中移動体3の位置Qの真上となる位置Oを求める。この位置Oの座標は、水中移動体3の位置Qの座標における深度をゼロにすることで求められる。   In the communication failure suppression processing, the computing device 12 first obtains a position O directly above the position Q of the underwater vehicle 3 on the water surface W as shown in FIG. The coordinates of the position O are obtained by setting the depth at the coordinates of the position Q of the underwater vehicle 3 to zero.

次に、計算装置12は、水上移動体1の位置Pから位置Oに近づく方向に或る寸法移動した位置を、仮想の水上移動体位置Piとして設定し、前記ステップS3と同様に、仮想の水上移動体位置Piと水中移動体3の位置Qとを結ぶ仮想の線分Siを求める処理、および、前記ステップS4と同様に、仮想の線分Siと地形メッシュデータより抽出した格子との距離の最小値dを求める処理を行う。   Next, the calculation device 12 sets a position moved by a certain dimension in a direction approaching the position O from the position P of the waterborne moving object 1 as a virtual waterborne moving object position Pi, and, as in step S3, a virtual waterborne moving object position Pi. The process of obtaining a virtual line segment Si connecting the water-borne mobile position Pi and the position Q of the water-borne mobile object 3, and the distance between the virtual line segment Si and the grid extracted from the topographic mesh data as in step S4. Is performed to find the minimum value d.

次いで、計算装置12は、求めた距離の最小値dを、設定された或る値r[m]と比較する処理を行う。なお、前記ステップS5において判断基準Bが採用されているときには、値r[m]は、判断基準Bで用いる値t[m]よりも有意に大となるように設定される。   Next, the calculation device 12 performs a process of comparing the obtained minimum value d of the distance with a certain value r [m] that has been set. When the criterion B is adopted in step S5, the value r [m] is set to be significantly larger than the value t [m] used in the criterion B.

前記比較処理の結果、距離の最小値dが、値r[m]未満と判断される場合は、計算装置12は、仮想の水上移動体位置Piを、位置Oに近づく方向に更に或る寸法移動した位置に更新して、前記処理を繰り返し行う。   When the minimum value d of the distance is determined to be less than the value r [m] as a result of the comparison processing, the calculation device 12 sets the virtual water-based moving object position Pi to a certain dimension in the direction approaching the position O. The processing is updated to the moved position, and the above processing is repeated.

前記比較処理の結果において、距離の最小値dが、値r[m]以上と判断されるようになると、計算装置12は、その時点での仮想の水上移動体位置Piを、水上移動体1の移動目標位置に設定する(ステップS7)。   When the minimum value d of the distance is determined to be equal to or greater than the value r [m] in the result of the comparison processing, the calculation device 12 calculates the virtual water vehicle position Pi at that time by the water vehicle 1 (Step S7).

次いで、計算装置12は、設定した移動目標位置を、水上移動体1の制御装置8へ送る処理を行う(ステップS8)。   Next, the calculation device 12 performs a process of sending the set movement target position to the control device 8 of the water vehicle 1 (step S8).

計算装置12は、ステップS8の後は、ステップS2に戻り、その時点で通信対象としている水中移動体3との音響通信を行う必要がある間は、ステップS2からステップS8までの処理を継続して行う。   After step S8, the calculation device 12 returns to step S2, and continues the processing from step S2 to step S8 as long as it is necessary to perform acoustic communication with the underwater mobile 3 to be communicated at that time. Do it.

計算装置12は、通信対象としていた水中移動体3との間で必要とされる音響通信が終了すると、音響通信を行う順序が次の水中移動体3に対して、ステップS1からの処理を開始する。   When the required acoustic communication with the underwater mobile 3 to be communicated ends, the computing device 12 starts the processing from step S1 for the next underwater mobile 3 in the order of performing the acoustic communication. I do.

制御装置8は、計算装置12における前記ステップS8の処理により計算装置12から送られる移動目標位置の情報を受け取る機能と、位置検出装置7から受け取る水上移動体1の自機の位置から、水上移動体1が移動目標位置へ移動するために必要とされる移動装置6の操作量を求める機能と、求めた操作量を、移動装置6へ指令C1として与える機能を備えている。   The control device 8 performs the water movement based on the function of receiving the information of the movement target position sent from the calculation device 12 by the processing of the step S8 in the calculation device 12 and the position of the water vehicle 1 received from the position detection device 7. It has a function of calculating the amount of operation of the moving device 6 required for the body 1 to move to the movement target position, and a function of giving the obtained amount of operation to the moving device 6 as a command C1.

これにより、水上移動体1では、制御装置8が計算装置12から移動目標位置の情報を受け取ると、制御装置8からの指令C1に従い移動装置6の運転が行われて、水上移動体1は、移動目標位置、すなわち、計算装置12のステップS6の通信障害抑制処理で最終的に設定された仮想の水上移動体位置Piに、自動的に移動する。   Thereby, in the water vehicle 1, when the control device 8 receives the information on the movement target position from the calculation device 12, the operation of the mobile device 6 is performed according to the command C1 from the control device 8, and the water vehicle 1 It automatically moves to the movement target position, that is, the virtual water vehicle position Pi finally set in the communication failure suppression processing of step S6 of the computing device 12.

この水上移動体1が移動した位置では、水中移動体3の位置との間を結ぶ仮想の線分Siが、地形のメッシュデータから抽出された格子からr[m]以上離れた状態になっている。   At the position where the water vehicle 1 has moved, the virtual line segment Si connecting with the position of the water vehicle 3 is separated from the grid extracted from the terrain mesh data by r [m] or more. I have.

したがって、水上移動体1の音響通信機2と水中移動体3の音響通信機4との間で音響通信を行う際の音響信号の伝達経路は、地形の起伏などの地形による障害物に遮られる虞は解消される。   Therefore, the transmission path of the acoustic signal when performing acoustic communication between the acoustic communication device 2 of the water vehicle 1 and the acoustic communication device 4 of the underwater vehicle 3 is blocked by obstacles due to terrain such as undulations of terrain. The fear is eliminated.

以上により、本実施形態の通信障害抑制システムによれば、水上移動体1の音響通信機2と、水中移動体3の音響通信機4との間で行う音響通信について、海底の地形に起因する通信障害が生じることを抑制することができる。   As described above, according to the communication failure suppression system of the present embodiment, the acoustic communication performed between the acoustic communication device 2 of the waterborne mobile object 1 and the acoustic communication device 4 of the underwater mobile object 3 is caused by the topography of the seabed. The occurrence of a communication failure can be suppressed.

更に、本実施形態の通信障害抑制システムは、水上移動体1の音響通信機2と水中移動体3の音響通信機4との間で音響通信を行う際に、海底の地形に起因する通信障害が生じる可能性がある場合に水上移動体1を移動させる。しかし、この場合であっても、水上移動体1は、従来、水上移動体と水中移動体とを1対1で運用していた場合のように、水中移動体3の真上となる位置まで移動させる必要はない。よって、水上移動体1の移動距離を抑制することができると共に、水上移動体1の移動に要する時間の短縮化も図ることができる。   Furthermore, the communication failure suppression system according to the present embodiment, when performing acoustic communication between the acoustic communication device 2 of the water vehicle 1 and the acoustic communication device 4 of the underwater vehicle 3, causes a communication failure due to the topography of the seabed. The water vehicle 1 is moved when there is a possibility of occurrence of. However, even in this case, the water vehicle 1 is moved to a position directly above the water vehicle 3 as in the case where the water vehicle and the water vehicle are conventionally operated in a one-to-one relationship. No need to move. Therefore, the moving distance of the water vehicle 1 can be suppressed, and the time required for the water vehicle 1 to move can be reduced.

[第2実施形態]
図5は、通信障害抑制システムの第2実施形態を示す概略図である。
[Second embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a second embodiment of the communication failure suppression system.

なお、図5において、第1実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。   In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

本実施形態の通信障害抑制システムは、図5に示すように、第1実施形態と同様の構成において、記憶部11と計算装置12を、音響通信機2を備えて水中移動体3と音響通信を行う水上移動体1に備えた構成に代えて、記憶部11と計算装置12を、水上移動体1とは別の水上移動体20に備える構成としたものである。   As shown in FIG. 5, the communication failure suppression system according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and includes a storage unit 11 and a computing device 12 provided with an acoustic communication device 2 and an acoustic communication with the underwater vehicle 3. The storage unit 11 and the computing device 12 are provided in a water vehicle 20 different from the water vehicle 1 in place of the structure provided in the water vehicle 1 that performs the above.

図5では、水上移動体20を船舶とする場合の例を図示してあるが、水上移動体20は、水上移動体1と同様の半没型の水上移動体としてもよいことは勿論である。   FIG. 5 illustrates an example in which the water-based moving body 20 is a ship, but the water-based moving body 20 may be a semi-submerged water-based moving body similar to the water-based moving body 1. .

また、水上移動体20は、水上移動体1や水中移動体3の母船であってもよい。   Further, the water vehicle 20 may be a mother ship of the water vehicle 1 and the water vehicle 3.

本実施形態では、水上移動体1と水上移動体20は、無線通信機21,22を備えて、相互通信が可能な構成とされている。   In the present embodiment, the waterborne mobile unit 1 and the waterborne mobile unit 20 include wireless communication devices 21 and 22 and are configured to be able to communicate with each other.

なお、水上移動体1に備える無線通信機21は、アンテナ21aを、水面Wの上方に配置される基台14上に備えた構成とすればよい。   Note that the wireless communication device 21 provided in the waterborne mobile object 1 may have a configuration in which the antenna 21a is provided on the base 14 arranged above the water surface W.

本実施形態では、水上移動体1に備えた無線通信機21は、位置検出装置7から受け取る水上移動体1の自機の絶対位置についての情報と、推定装置10から受け取る水中移動体3の絶対位置の情報を、水上移動体20の無線通信機22を通信対象として送信する機能を備えている。   In the present embodiment, the wireless communication device 21 provided in the waterborne mobile object 1 includes information about the absolute position of the waterborne mobile object 1 received from the position detection device 7 and the absolute value of the underwater mobile object 3 received from the estimation device 10. It has a function of transmitting position information with the wireless communication device 22 of the water vehicle 20 as a communication target.

また、水上移動体1の無線通信機21は、水上移動体20に備えた計算装置12から無線通信機22を介して送信される移動目標位置の情報を受け取ると、それを制御装置8へ送る機能を備えている。   When the wireless communication device 21 of the water vehicle 1 receives the information on the movement target position transmitted via the wireless communication device 22 from the computing device 12 provided in the water vehicle 20, it sends it to the control device 8. Has functions.

水上移動体20の無線通信機22は、水上移動体1の無線通信機21から送信される水上移動体1の絶対位置の情報と、水中移動体3の絶対位置の情報を受け取ると、それを計算装置12へ送る機能を備えている。   When the wireless communication device 22 of the water vehicle 20 receives the information on the absolute position of the water vehicle 1 and the information on the absolute position of the underwater vehicle 3 transmitted from the wireless communication device 21 of the water vehicle 1, it receives the information. It has a function to send to the computing device 12.

水上移動体20に備えた計算装置12および記憶部11の機能は、第1実施形態と同様である。   The functions of the computing device 12 and the storage unit 11 provided in the water vehicle 20 are the same as those in the first embodiment.

以上の構成としてある本実施形態の通信障害抑制システムによっても、第1実施形態と同様に使用して、水上移動体1と水中移動体3との音響通信に関して第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   The communication failure suppression system of the present embodiment having the above-described configuration is also used in the same manner as in the first embodiment, and provides the same effects as in the first embodiment with respect to the acoustic communication between the waterborne mobile unit 1 and the underwater mobile unit 3. Obtainable.

更に、本実施形態では、記憶部11と計算装置12は、音響通信機2を備えて複数の水中移動体3との音響通信を行う水上移動体1に搭載するという制約がなくなる。このため、記憶部11と計算装置12、特に計算装置12は、前記のような制約を受ける場合に比して、より大型で処理能力が高い演算装置を使用することが可能になるため、水上移動体1が音響通信を行う複数の水中移動体3の航走する範囲が広大であって、それらの範囲を網羅する地形データのデータ量が大きくなる場合に有利な構成とすることができる。   Further, in the present embodiment, there is no restriction that the storage unit 11 and the computing device 12 are mounted on the waterborne mobile body 1 that includes the acoustic communication device 2 and performs acoustic communication with the plurality of underwater mobile bodies 3. For this reason, the storage unit 11 and the computing device 12, particularly the computing device 12, can use a larger computing device having a higher processing capacity than in the case where the above-described restrictions are imposed. It is possible to provide an advantageous configuration in a case where the moving range of the plurality of underwater moving objects 3 with which the moving object 1 performs acoustic communication is large and the data amount of the terrain data covering the range is large.

更に、本実施形態では、水中移動体3と音響通信を行う水上移動体1とは別の水上移動体20に、記憶部11と計算装置12を備える構成としてある。このため、本実施形態では、複数の水中移動体3と、それらの水中移動体3との音響通信を行う1機の水上移動体1とで水中情報収集用のユニットを構成し、このユニットを複数同時に運用する場合に、各ユニットの水上移動体1に適用する本実施形態の通信障害抑制システムで、水上移動体20と記憶部11と計算装置12を共用することが可能になる。   Furthermore, in the present embodiment, a configuration is provided in which the storage unit 11 and the calculation device 12 are provided in a water vehicle 20 different from the water vehicle 1 that performs acoustic communication with the water vehicle 3. For this reason, in this embodiment, a plurality of underwater vehicles 3 and one waterborne vehicle 1 that performs acoustic communication with the underwater vehicles 3 constitute a unit for collecting underwater information. In the case where a plurality of units are operated at the same time, in the communication failure suppression system of the present embodiment applied to the water vehicle 1 of each unit, the water vehicle 20, the storage unit 11, and the computing device 12 can be shared.

なお、本実施形態は、水上移動体20に水中移動体3の位置を検出する装置(図示せず)を備えた構成として、水上移動体1の音響測位装置9で水中移動体3の音響測位が行えない場合には、水上移動体20に備えた水中移動体3の位置を検出する装置により、水中移動体3の音響測位を行うか、または、水中移動体3の位置の推定を行うようにしてもよい。   In this embodiment, the acoustic positioning device 9 of the water vehicle 1 has the acoustic positioning device 9 for detecting the position of the underwater vehicle 3 in the water vehicle 20. If it is not possible to perform the acoustic positioning of the underwater vehicle 3 or to estimate the position of the underwater vehicle 3 by using a device for detecting the position of the underwater vehicle 3 provided in the water vehicle 20. It may be.

[第3実施形態]
前記第1実施形態の通信障害抑制システムは、計算装置12による通信障害抑制処理として、計算装置12が、水上移動体1の移動目標位置を設定して、設定した移動目標位置を水上移動体1の制御装置8へ送るようにし、これにより、水上移動体1を、水中移動体3の真上となる位置Oに近づく方向に移動させる場合の例を示した。
[Third embodiment]
In the communication failure suppression system according to the first embodiment, as the communication failure suppression processing by the computing device 12, the computing device 12 sets the movement target position of the waterborne mobile object 1, and sets the set movement target position to the waterborne mobile object 1. In this case, the above-described control device 8 is used to move the water-borne mobile object 1 in a direction approaching the position O directly above the underwater mobile object 3.

これに対し、本開示の通信障害抑制システムは、計算装置12による通信障害抑制処理として、計算装置12が、水中移動体3の移動目標位置を設定して、設定した移動目標位置を水中移動体3の制御装置19へ送り、これにより、水中移動体3を設定された移動目標位置に移動させる機能を備えるようにしてもよい。この機能を備える通信障害抑制システムは、第3実施形態として説明する。   On the other hand, in the communication failure suppression system according to the present disclosure, as the communication failure suppression processing by the computing device 12, the computing device 12 sets the movement target position of the underwater vehicle 3 and sets the set movement target position to the underwater vehicle. 3 may be provided to the control device 19, and thereby the underwater vehicle 3 may be provided with a function of moving the underwater vehicle 3 to the set movement target position. A communication failure suppression system having this function will be described as a third embodiment.

図6は、通信障害抑制システムの第3実施形態を示す概略図である。図7は、本実施形態の通信障害抑制システムの計算部による処理のフローを示す図である。図8は、計算部の機能を説明するための図である。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a third embodiment of the communication failure suppression system. FIG. 7 is a diagram illustrating a flow of processing by the calculation unit of the communication failure suppression system according to the present embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining the function of the calculation unit.

なお、図6、図7、図8において、第1実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。   6, 7, and 8, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態の通信障害抑制システムは、第1実施形態と同様の構成において、水上移動体に搭載された計算装置12が、通信障害抑制処理として、水上移動体1の移動目標位置を設定する機能に代えて、水中移動体3の移動目標位置を設定する機能を備えている。   In the communication failure suppression system of the present embodiment, in the same configuration as in the first embodiment, the computing device 12 mounted on the waterborne mobile unit sets a movement target position of the waterborne vehicle 1 as communication failure suppression processing. In place of the function, a function of setting a movement target position of the underwater vehicle 3 is provided.

本実施形態では、計算装置12は、図7に示すように、ステップS1からステップS5の処理として、第1実施形態における計算装置12と同様のステップS1からステップS5までの処理を行う。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 7, the computing device 12 performs the same processing from step S1 to step S5 as the computing device 12 in the first embodiment, as the process from step S1 to step S5.

計算装置12は、ステップS5にて所定の判断基準Aまたは判断基準Bが満たされると判断すると、ステップS6aに進んで、通信障害抑制処理を開始する。   When the computing device 12 determines that the predetermined criterion A or B is satisfied in step S5, the process proceeds to step S6a and starts the communication failure suppression process.

この通信障害抑制処理では、計算装置12は、先ず、図8に示すように、水中移動体3の位置Qの位置から、上方に或る寸法移動した位置、すなわち、水中移動体3の深度を前記或る寸法分、浅くした位置を、仮想の水中移動体位置Qiとして設定する。なお、水中移動体3を運用するときには、海底からの高度の値を基準として、水中移動体3の上下方向の位置を制御する場合がある。このような場合は、仮想の水中移動体位置Qiは、水中移動体の位置Qから、前記或る寸法分、海底からの高度を増した位置に設定すればよい。   In the communication failure suppression process, the calculation device 12 firstly moves the position of the underwater vehicle 3 above the position Q by a certain distance from the position Q of the underwater vehicle 3, that is, the depth of the underwater vehicle 3 as shown in FIG. The shallow position by a certain dimension is set as a virtual underwater vehicle position Qi. When the underwater vehicle 3 is operated, the vertical position of the underwater vehicle 3 may be controlled based on the altitude value from the sea floor. In such a case, the virtual underwater vehicle position Qi may be set to a position at which the altitude from the sea floor is increased by the certain dimension from the position Q of the underwater vehicle.

次に、計算装置12は、前記ステップS3と同様に、水上移動体1の位置Pと仮想の水中移動体位置Qiとを結ぶ仮想の線分Siを求める処理、および、前記ステップS4と同様に、仮想の線分Siと地形メッシュデータより抽出した格子との距離の最小値dを求める処理を行う。   Next, the calculation device 12 determines the virtual line segment Si connecting the position P of the waterborne mobile object 1 and the virtual underwater mobile object position Qi in the same manner as in step S3, and the processing in the same manner as in step S4. Then, a process of obtaining the minimum value d of the distance between the virtual line segment Si and the grid extracted from the topographic mesh data is performed.

次いで、計算装置12は、求めた距離の最小値dを、設定された或る値r[m]と比較する処理を行う。   Next, the calculation device 12 performs a process of comparing the obtained minimum value d of the distance with a certain value r [m] that has been set.

前記比較処理の結果、距離の最小値dが、値r[m]未満と判断される場合は、計算装置12は、仮想の水中移動体位置Qiを、上方に更に或る寸法移動した位置に更新して、前記処理を繰り返し行う。   When the minimum value d of the distance is determined to be less than the value r [m] as a result of the comparison processing, the calculation device 12 moves the virtual underwater moving object position Qi to a position further moved by a certain dimension upward. Update and repeat the process.

前記比較処理の結果として、距離の最小値dが、値r[m]以上と判断されるようになると、計算装置12は、その時点での仮想の水中移動体位置Qiを、水中移動体3の移動目標位置に設定する(ステップS7a)。   As a result of the comparison process, when it is determined that the minimum value d of the distance is equal to or greater than the value r [m], the calculation device 12 determines the virtual underwater vehicle position Qi at that time by using the underwater vehicle 3 (Step S7a).

次いで、計算装置12は、設定した水中移動体3の移動目標位置の情報を、音響通信機2を介して水中移動体3の音響通信機4へ送信する処理を行う(ステップS8a)。   Next, the computing device 12 performs a process of transmitting the information on the set movement target position of the underwater vehicle 3 to the acoustic communication device 4 of the underwater vehicle 3 via the acoustic communication device 2 (step S8a).

計算装置12は、ステップS8aの後は、ステップS2に戻り、その時点で通信対象としている水中移動体3との音響通信を行う必要がある間は、ステップS2からステップS8aまでの処理を継続して行う。   After step S8a, the computing device 12 returns to step S2, and continues the processing from step S2 to step S8a as long as it is necessary to perform acoustic communication with the underwater mobile 3 to be communicated at that time. Do it.

計算装置12は、通信対象としていた水中移動体3との間で必要とされる音響通信が終了すると、音響通信を行う順序が次の水中移動体3に対して、ステップS1からの処理を開始する。   When the required acoustic communication with the underwater mobile 3 to be communicated ends, the computing device 12 starts the processing from step S1 for the next underwater mobile 3 in the order of performing the acoustic communication. I do.

本実施形態における水中移動体3の制御装置19は、第1実施形態と同様の機能に加えて、計算装置12の前記ステップS8aの処理により計算装置12から送信された水中移動体3の移動目標位置の情報を、音響通信機4を介して受け取る機能を備えている。   The control device 19 of the underwater vehicle 3 in the present embodiment has the same functions as those of the first embodiment, and further includes the movement target of the underwater vehicle 3 transmitted from the calculation device 12 by the processing in step S8a of the calculation device 12. It has a function of receiving position information via the acoustic communication device 4.

更に、制御装置19は、受け取った水中移動体3の移動目標位置の情報を基に、位置検出装置18から受け取る水中移動体3の自機の位置から、水中移動体3が移動目標位置へ移動するために必要とされる移動装置17の操作量、たとえば、浮力調整装置17cの操作量を求める機能と、求めた操作量を、移動装置17へ指令C2として与える機能を備えている。   Further, the control device 19 moves the underwater vehicle 3 from the position of the underwater vehicle 3 received from the position detection device 18 to the movement target position based on the information on the target position of the underwater vehicle 3 received. For example, a function for obtaining an operation amount of the moving device 17 required to perform the operation, for example, an operation amount of the buoyancy adjusting device 17c, and a function of giving the obtained operation amount to the moving device 17 as a command C2.

これにより、水中移動体3では、制御装置19が計算装置12で設定された水中移動体3の移動目標位置の情報を受け取ると、制御装置19からの指令C2に従い移動装置17の運転が行われて、水中移動体3は、移動目標位置、すなわち、計算装置12のステップS6aの通信障害抑制処理で最終的に設定された仮想の水中移動体位置Qiに、自動的に移動する。   Accordingly, in the underwater vehicle 3, when the control device 19 receives the information on the target movement position of the underwater vehicle 3 set by the calculation device 12, the operation of the movement device 17 is performed according to the command C2 from the control device 19. Then, the underwater vehicle 3 automatically moves to the movement target position, that is, the virtual underwater vehicle position Qi finally set in the communication failure suppression processing in step S6a of the computing device 12.

この水中移動体3が移動した位置では、水上移動体1の位置との間を結ぶ仮想の線分Siが、地形のメッシュデータから抽出された格子からr[m]以上離れた状態になっている。   At the position where the underwater vehicle 3 has moved, the virtual line segment Si connecting the position of the underwater vehicle 1 is at least r [m] away from the grid extracted from the topographic mesh data. I have.

したがって、水上移動体1の音響通信機2と水中移動体3の音響通信機4との間で音響通信を行う際の音響信号の伝達経路は、地形の起伏などの地形による障害物に遮られる虞は解消される。   Therefore, the transmission path of the acoustic signal when performing acoustic communication between the acoustic communication device 2 of the water vehicle 1 and the acoustic communication device 4 of the underwater vehicle 3 is blocked by obstacles due to terrain such as undulations of terrain. The fear is eliminated.

以上により、本実施形態の通信障害抑制システムによれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, according to the communication failure suppression system of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

更に、本実施形態の通信障害抑制システムは、計算装置12の通信障害抑制処理により移動するようになるのは水中移動体3のみである。そのため、本実施形態の通信障害抑制システムは、音響通信機2を備えて水中移動体3と音響通信を行う水上局が、たとえば、ブイのような、移動装置を装備していない浮体式の水上局の場合にも、適用することができる。   Furthermore, in the communication failure suppression system of the present embodiment, only the underwater vehicle 3 moves due to the communication failure suppression processing of the computing device 12. For this reason, the communication failure suppression system of the present embodiment is configured such that the floating station that includes the acoustic communication device 2 and performs the acoustic communication with the underwater vehicle 3 is, for example, a floating body that is not equipped with a moving device such as a buoy. The same applies to the case of a station.

[第4実施形態]
前記各実施形態の通信障害抑制システムは、計算装置12および記憶部11が、水上移動体1あるいは水上移動体20に備えられた構成の例を示した。
[Fourth embodiment]
In the communication failure suppression system of each of the above embodiments, the example in which the computing device 12 and the storage unit 11 are provided in the water vehicle 1 or the water vehicle 20 has been described.

これに対し、本開示の通信障害抑制システムは、水中移動体3が、計算装置12および記憶部11を備えた構成としてもよい。この構成の通信障害抑制システムを、第4実施形態として説明する。   In contrast, the communication failure suppression system according to the present disclosure may be configured such that the underwater vehicle 3 includes the calculation device 12 and the storage unit 11. A communication failure suppression system having this configuration will be described as a fourth embodiment.

図9は、通信障害抑制システムの第4実施形態を示す概要図である。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of the communication failure suppression system.

なお、図9において、前記各実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。   In FIG. 9, the same components as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

本実施形態の通信障害抑制システムは、図9に示すように、第3実施形態と同様の構成において、計算装置12および記憶部11が、水上移動体1に代えて、水中移動体3に備えられた構成とされている。   As shown in FIG. 9, the communication failure suppression system according to the present embodiment has a configuration similar to that of the third embodiment, except that the computing device 12 and the storage unit 11 are provided in the underwater vehicle 3 instead of the overwater vehicle 1. Configuration.

本実施形態では、計算装置12で使用される水上移動体1の絶対位置の情報は、水上移動体1の位置検出装置7で検出された水上移動体1の絶対位置の情報を、水上移動体1から、音響通信機2と音響通信機4の音響通信を介して水中移動体3へ伝送して、計算装置12に入力する構成とされている。   In the present embodiment, the information on the absolute position of the water vehicle 1 used by the calculation device 12 is based on the information on the absolute position of the water vehicle 1 detected by the position detection device 7 of the water vehicle 1. 1 is transmitted to the underwater vehicle 3 via the acoustic communication between the acoustic communication device 2 and the acoustic communication device 4 and input to the computing device 12.

また、計算装置12で使用される水中移動体3の絶対位置の情報は、水中移動体3の位置検出装置18で検出される自機の絶対位置の情報を、計算装置12に入力する構成とされている。   The information on the absolute position of the underwater vehicle 3 used in the calculation device 12 is a configuration in which information on the absolute position of the own device detected by the position detection device 18 of the underwater vehicle 3 is input to the calculation device 12. Have been.

したがって、本実施形態では、水中移動体3に備えた位置検出装置18が、本開示の通信障害抑制システムの発明にて水中移動体3の位置検出を行う第2の位置検出装置となる。   Therefore, in the present embodiment, the position detection device 18 provided in the underwater vehicle 3 is a second position detection device that detects the position of the underwater vehicle 3 in the invention of the communication failure suppression system of the present disclosure.

本実施形態における計算装置12は、図7に示した第3実施形態の計算装置12と同様の処理を行う際に、ステップS1では、水上移動体1が通信対象とする水中移動体3を定める処理に代えて、計算装置12を備える水中移動体3が、設定された順序に従い、水上移動体1との通信対象に定められているかを確認する処理を行う。この確認が取れると、計算装置12は、図7に示したステップS2以降の処理を行う機能を備えている。   When the computing device 12 according to the present embodiment performs the same processing as the computing device 12 according to the third embodiment illustrated in FIG. 7, in Step S <b> 1, the underwater vehicle 3 to be communicated with by the overwater vehicle 1 is determined. Instead of the processing, a process is performed to confirm whether the underwater vehicle 3 including the computing device 12 is set as a communication target with the water vehicle 1 in a set order. When this confirmation is obtained, the computing device 12 has a function of performing the processing after step S2 shown in FIG.

以上の構成としてある本実施形態の通信障害抑制システムは、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。   The communication failure suppression system according to the present embodiment having the above configuration can obtain the same effects as the third embodiment.

[応用例]
前記各実施形態では、音響通信を行う水上移動体1と水中移動体3の位置同士を結ぶ仮想の線分Sと、海底の地形のメッシュデータの格子Gとの距離を基に、音響通信に通信障害が生じる可能性の有無を判断していた。
[Application example]
In each of the above embodiments, sound communication is performed based on the distance between a virtual line segment S connecting the positions of the waterborne mobile object 1 and the underwater mobile object 3 that perform acoustic communication, and the grid G of the mesh data of the seabed terrain. It was determined whether a communication failure might occur.

これに対し、水上移動体1の音響通信機2と水中移動体3の音響通信機4との間で送受信する音響信号のCN比が、設定された値よりも低下すると、音響通信の通信障害が生じる可能性があると判断して、第1実施形態、第2実施形態と同様に、水上移動体1の位置を、水中移動体3の真上となる位置O(図3参照)に近づく方向に移動させる処理、または、第3実施形態、第4実施形態と同様に、水中移動体3の位置を、上方に、すなわち深度が減る方向に移動させる処理を行うようにしてもよい。この場合は、水上移動体1あるいは、水中移動体3を、前記所定の方向へ実際に移動させて、音響通信機2,4で送受信する音響信号のCN比が設定された値以上に改善するようになる状態で、水上移動体1の移動を停止するようにすればよい。   On the other hand, if the CN ratio of the acoustic signal transmitted and received between the acoustic communication device 2 of the waterborne mobile object 1 and the acoustic communication device 4 of the underwater mobile object 3 becomes lower than the set value, the communication failure of the audio communication will occur. Is determined to occur, and the position of the water vehicle 1 approaches the position O (see FIG. 3) directly above the water vehicle 3, as in the first and second embodiments. In the same manner as in the third and fourth embodiments, a process of moving the underwater moving body 3 upward, that is, a process of moving the underwater moving body 3 in a direction in which the depth decreases, may be performed. In this case, the water vehicle 1 or the water vehicle 3 is actually moved in the predetermined direction, and the CN ratio of the sound signals transmitted and received by the sound communication devices 2 and 4 is improved to a set value or more. In such a state, the movement of the waterborne moving object 1 may be stopped.

また、水上移動体1の音響通信機2は、音響信号の送受波を行う素子のアレイを備えて、ビームフォーミングの手法により、通信対象となる水中移動体3の音響通信機4が存在している方向に指向性を有する音響信号の送受信機能を備えるようにしてもよい。このようにすれば、音響信号のCN比の向上化を図る効果が期待できる。   Further, the acoustic communication device 2 of the waterborne mobile object 1 includes an array of elements for transmitting and receiving an acoustic signal, and the acoustic communication device 4 of the underwater mobile object 3 to be communicated exists by a beam forming method. A function of transmitting and receiving an acoustic signal having directivity in a certain direction may be provided. In this way, an effect of improving the CN ratio of the acoustic signal can be expected.

なお、本開示の通信障害抑制システムは、前記各実施形態にのみ限定されるものではなく、図1、図6、図9に示した水上移動体1、水中移動体3の形状や構造やサイズ、更に、図5に示した水上移動体20の形状や構造やサイズは、図示するための便宜上のもので実際の形状や構造やサイズを反映したものではない。   Note that the communication failure suppression system of the present disclosure is not limited to each of the above embodiments, and the shapes, structures, and sizes of the water vehicles 1 and the water vehicles 3 shown in FIGS. Furthermore, the shape, structure, and size of the waterborne moving object 20 shown in FIG. 5 are for convenience of illustration and do not reflect the actual shape, structure, or size.

図1、図5、図6、図9では、記憶部11と計算装置12は、別々のものとして図示したが、記憶部11は計算装置12に装備されたメモリーのような記憶媒体であってもよい。また、計算装置12と記憶部11は、水上移動体1に備えられる場合は、たとえば、水上移動体1の制御装置8のような、水上移動体1に装備された演算装置に、機能として組み込まれていてもよい。同様に、計算装置12と記憶部11は、水中移動体3に備えられる場合は、たとえば、水中移動体3の制御装置19のような、水中移動体3に装備された演算装置に、機能として組み込まれていてもよい。更に、計算装置12と記憶部11が水上移動体20に備えられる場合は、計算装置12と記憶部11は、水上移動体20に装備された演算装置に、機能として組み込まれていてもよい。   1, 5, 6, and 9, the storage unit 11 and the computing device 12 are illustrated as separate units, but the storage unit 11 is a storage medium such as a memory provided in the computing device 12. Is also good. In the case where the computing device 12 and the storage unit 11 are provided in the water vehicle 1, for example, they are incorporated as functions in an arithmetic device equipped in the water vehicle 1, such as the control device 8 of the water vehicle 1. It may be. Similarly, when the computing device 12 and the storage unit 11 are provided in the underwater vehicle 3, the computing device 12 and the storage unit 11 function as functions of an arithmetic device equipped in the underwater vehicle 3, such as the control device 19 of the underwater vehicle 3. It may be incorporated. Further, when the computing device 12 and the storage unit 11 are provided in the water vehicle 20, the computing device 12 and the storage unit 11 may be incorporated as functions in the arithmetic device provided in the water vehicle 20.

水上移動体1は、水中移動体3と、図示しない母船や地上局との通信の中継を行う機能を備えるものであってもよい。   The water vehicle 1 may have a function of relaying communication between the underwater vehicle 3 and a mother ship or a ground station (not shown).

水中移動体3は、探査以外の任意の使用目的で使用される水中移動体3であってもよい。   The underwater vehicle 3 may be an underwater vehicle 3 used for any purpose other than exploration.

本開示の通信障害抑制システムは、海以外の湖沼や河川で使用される水中移動体3と音響通信を行う水上移動体1に適用してもよい。その場合は、各実施形態の説明における海底の地形を、水底の地形と読み替えればよい。   The communication failure suppression system according to the present disclosure may be applied to the waterborne vehicle 1 that performs acoustic communication with the underwater vehicle 3 used in a lake or a river other than the sea. In that case, the terrain on the seabed in the description of each embodiment may be read as the terrain on the water floor.

本開示の通信障害抑制システムは、水上移動体1が複数の水中移動体3と音響通信を行う場合について適用する例を説明したが、水上移動体1が一機の水中移動体3を通信対象とする場合に適用してもよい。この場合は、たとえば、水中移動体3との音響通信を行う水上移動体1が移動する範囲を、水中移動体3が航走する範囲に比して縮小する効果が期待できる。   Although the communication failure suppression system of the present disclosure has been described with respect to an example in which the waterborne mobile object 1 performs acoustic communication with a plurality of underwater mobile objects 3, the waterborne mobile object 1 communicates with one underwater mobile object 3. It may be applied when In this case, for example, an effect that the range in which the water vehicle 1 that performs acoustic communication with the underwater vehicle 3 moves can be expected to be reduced as compared with the range in which the underwater vehicle 3 travels.

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。   Of course, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 水上移動体(水上局)、2 音響通信機(第1の音響通信機)、3 水中移動体、4 音響通信機(第2の音響通信機)、6 移動装置、7 位置検出装置(第1の位置検出装置)、8 制御装置、9 音響測位装置(第2の位置検出装置)、10 推定装置(第2の位置検出装置)、15 トランスポンダ(第2の位置検出装置)、11 記憶部、12 計算装置、17 移動装置、18 位置検出装置(第2の位置検出装置)、19 制御装置、P 水上移動体の位置、Q 水中移動体の位置、S 仮想の線分、G 格子、O 位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Over-water vehicle (water station), 2 Acoustic communication device (1st acoustic communication device), 3 Underwater vehicle, 4 Acoustic communication device (2nd acoustic communication device), 6 Moving device, 7 Position detection device (No. 1 position detecting device), 8 control device, 9 acoustic positioning device (second position detecting device), 10 estimating device (second position detecting device), 15 transponder (second position detecting device), 11 storage unit , 12 computing device, 17 moving device, 18 position detecting device (second position detecting device), 19 control device, P position of water moving object, Q position of underwater moving object, S virtual line segment, G grid, O position

Claims (5)

第1の音響通信機を備えた水上局と、
第2の音響通信機を備えた水中移動体と、
前記水上局の位置検出を行う第1の位置検出装置と、
前記水中移動体の位置検出を行う第2の位置検出装置と、
水底の地形データを記憶した記憶部と、
計算装置と、を備え、
前記計算装置は、
前記第1の位置検出装置で取得された前記水上局の位置と、前記第2の位置検出装置で取得された前記水中移動体の位置とを結ぶ仮想の線分を求める機能と、
求めた前記仮想の線分と、前記地形データとの関係が、地形に起因する通信障害の抑制処理を開始するかを判断する判断基準を満たすときに、前記水上局または前記水中移動体の移動目標位置を定める機能と、
定めた前記移動目標位置を、対応する前記水上局の制御装置または前記水中移動体の制御装置へ送る機能と、を備えること
を特徴とする通信障害抑制システム。
A water station equipped with a first acoustic communication device;
An underwater vehicle with a second acoustic communication device;
A first position detection device for detecting the position of the surface station;
A second position detection device that performs position detection of the underwater vehicle,
A storage unit for storing the underwater terrain data,
A computing device,
The computing device comprises:
A function of obtaining a virtual line segment connecting the position of the floating station obtained by the first position detection device and the position of the underwater vehicle obtained by the second position detection device;
When the relationship between the obtained virtual line segment and the terrain data satisfies a criterion for judging whether to start a process of suppressing a communication failure caused by terrain, the movement of the surface station or the underwater vehicle A function to determine the target position,
A function of transmitting the determined movement target position to a corresponding control device of the water station or a control device of the underwater vehicle.
前記記憶部が記憶した前記地形データは、メッシュデータであり、
前記計算装置は、前記判断基準として、前記仮想の線分が前記メッシュデータにおける格子と交点を有するかまたは接する場合に、地形に起因する通信障害の抑制処理を開始する前記判断基準を備えた
請求項1に記載の通信障害抑制システム。
The terrain data stored in the storage unit is mesh data,
The calculation device includes, as the determination criterion, the determination criterion for starting a process of suppressing a communication failure due to terrain when the virtual line segment has an intersection with or touches a grid in the mesh data. Item 2. A communication failure suppression system according to Item 1.
前記水上局は、移動装置と、該移動装置に指令を与える前記制御装置を備えた構成とされ、
前記計算装置は、前記水上局の移動目標位置を、前記水上局の位置から前記水中移動体の位置の真上となる位置に近づくように定める機能を備えた
請求項1または2に記載の通信障害抑制システム。
The water station is configured to include a mobile device and the control device that gives a command to the mobile device,
The communication according to claim 1, wherein the calculation device has a function of setting a movement target position of the surface station so as to approach a position directly above the position of the underwater vehicle from the position of the surface station. Fault suppression system.
前記水中移動体は、移動装置と、該移動装置に指令を与える前記制御装置を備えた構成とされ、
前記計算装置は、前記水中移動体の移動目標位置を、前記水中移動体の位置から上方に移動した位置に定める機能を備えた
請求項1または2に記載の通信障害抑制システム。
The underwater vehicle is configured to include a moving device and the control device that gives a command to the moving device,
The communication failure suppression system according to claim 1, wherein the calculation device has a function of setting a movement target position of the underwater vehicle at a position moved upward from a position of the underwater vehicle.
前記水上局は、複数の前記水中移動体と順次音響通信を行う水上局とした
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の通信障害抑制システム。
The communication fault suppression system according to any one of claims 1 to 4, wherein the floating station is a floating station that sequentially performs acoustic communication with the plurality of underwater vehicles.
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