JP2020189606A - 水中翼船の高さ制御装置、水中翼船、水中翼船の高さ制御方法、プログラム及びモデル構築装置 - Google Patents
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水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップを制御するように構成された水中翼船の高さ制御装置であって、
前記水中翼船の通常操作に用いられる前記フラップの通常操作量を取得する通常操作量取得部であって、前記水中翼船の前記水面からの目標高さと前記水中翼船の前記水面からの実測高さとの偏差に基づいて決定される前記通常操作量を取得する通常操作量取得部と、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得する対象波浪画像取得部と、
決定された前記通常操作量と前記対象波浪画像とに基づいて、前記通常操作に加えて必要となる前記フラップへの追加操作の要否を判定する判定部と、
追加操作が必要と判定されたときに、オペレータが手動操作を行った時の前記撮像位置に対応する位置から前記波浪を撮像した手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を含む学習データを学習した追加操作量導出モデルに基づいて、前記対象波浪画像に応じた前記フラップの追加操作量を取得する追加操作量取得部と、
前記通常操作量、及び前記追加操作量に基づいて、前記フラップの実操作量を出力する操作部と、
を備える。
前記追加操作量導出モデルは、前記通常操作量から調整された操作量を追加操作量として導出する。
前記学習データは、前記オペレータが前記手動操作を行わなかった時の前記撮像位置に対応する位置から撮像した不操作時画像をさらに含み、
前記判定部は、前記不操作時画像を含む前記学習データを学習した要否判定モデルに基づいて、前記対象波浪画像について前記追加操作の要否を判定する。
前記対象波浪画像取得部は、複数の前記撮像位置のそれぞれで撮像された複数の前記対象波浪画像を取得し、
前記追加操作量取得部は、複数の前記対象波浪画像のうち、ハレーションが発生していない一以上の前記対象波浪画像に基づいて、前記追加操作量を取得する。
上記(1)乃至(7)の何れか一つに記載の水中翼船の高さ制御装置と、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得するための少なくとも一つの撮像装置と、
前記水中翼船の高さ制御装置によって制御され、水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップと、
を備える。
水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップを制御する水中翼船の高さ制御方法であって、
前記水中翼船の通常操作に用いられる前記フラップの通常操作量を取得する通常操作量取得ステップであって、前記水中翼船の前記水面からの目標高さと前記水面からの実測高さとの偏差に基づいて決定される前記通常操作量を取得する通常操作量取得ステップと、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得する対象波浪画像取得ステップと、
決定された前記通常操作量と前記対象波浪画像とに基づいて、前記通常操作に加えて必要となる前記フラップへの追加操作の要否を判定する判定ステップと、
追加操作が必要と判定されたときに、オペレータが手動操作を行った時の前記撮像位置に対応する位置から前記波浪を撮像した手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を含む学習データを学習した追加操作量導出モデルに基づいて、前記対象波浪画像に応じた前記フラップの追加操作量を取得する追加操作量取得ステップと、
前記通常操作量、及び前記追加操作量に基づいて、前記フラップの実操作量を出力する操作ステップと、
を備える。
水面に対する高さを調整するための一以上のフラップを備える水中翼船の通常操作に用いられる前記フラップの通常操作量を取得する通常操作量取得手段であって、前記水中翼船の前記水面からの目標高さと前記水面からの実測高さとの偏差に基づいて決定される前記通常操作量を取得する通常操作量取得手段、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得する対象波浪画像取得手段、
決定された前記通常操作量と前記対象波浪画像とに基づいて、前記通常操作に加えて必要となる前記フラップへの追加操作の要否を判定する判定手段、
追加操作が必要と判定されたときに、オペレータが手動操作を行った時の前記撮像位置に対応する位置から前記波浪を撮像した手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を含む学習データを学習した追加操作量導出モデルに基づいて、前記対象波浪画像に応じた前記フラップの追加操作量を取得する追加操作量取得手段、
前記通常操作量、及び前記追加操作量に基づいて、前記フラップの実操作量を出力する操作手段、
として機能させる。
水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップの追加操作量を取得する場合に使用される追加操作量導出モデルを構築するように構成されたモデル構築装置であって、
前記水中翼船上の一以上の位置から波浪を撮像した手動操作時画像を取得する手動操作時画像取得部と、
少なくとも一人のオペレータが手動操作を行った時の前記水中翼船上から前記波浪を撮像した前記手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を解析する解析部と、
前記解析部の解析結果に基づいて、対象波浪画像に応じて前記フラップの前記追加操作量を取得するための前記追加操作量導出モデルを構築するモデル構築部と、
を備える。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
要否判定モデルの構築では、事前に取得した対象波浪画像(手動操作時画像又は不操作時画像)と、その波浪状態でオペレータが手動操作をしたか否かを示す二値情報が使用される。入力DB201には、事前に取得したN個(Nは任意の自然数)の対象波浪画像のデータが記憶される。正解DB202には、N個の対象波浪画像と1対1に対応する追加操作の有無を示す二値情報が記憶される。二値情報は、例えば、操作ありが1、操作なしが0と表現されてもよい。
追加操作量導出モデルの構築では、事前に取得した対象波浪画像のうちオペレータが手動操作を行った波浪画像(すなわち手動操作時画像)と、そのときの追加操作量(すなわち手動操作量に含まれる全操作量又は追加分の操作量)とを使用する。
2 駆動装置
3 フラップ
4 高度センサ
5 水中翼船
11,21 通信部
12,22 記憶部
13,23 入力部
14,24 出力部
15,25 制御部
16,26 バスライン
100 水中翼船の高さ制御装置
151 通常操作量取得部
152 対象波浪画像取得部
153 追加操作量取得部
154 操作部
155 判定部
156 モデル修正部
157 緊急操作部(出力部)
200 モデル構築装置
201 入力DB
202 正解DB
203 学習アルゴリズム
204 評価部
251 手動操作時画像取得部
252 不操作時画像取得部
253 手動操作量取得部
254 解析部
255 モデル構築部
Claims (11)
- 水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップを制御するように構成された水中翼船の高さ制御装置であって、
前記水中翼船の通常操作に用いられる前記フラップの通常操作量を取得する通常操作量取得部であって、前記水中翼船の前記水面からの目標高さと前記水中翼船の前記水面からの実測高さとの偏差に基づいて決定される前記通常操作量を取得する通常操作量取得部と、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得する対象波浪画像取得部と、
決定された前記通常操作量と前記対象波浪画像とに基づいて、前記通常操作に加えて必要となる前記フラップへの追加操作の要否を判定する判定部と、
追加操作が必要と判定されたときに、オペレータが手動操作を行った時の前記撮像位置に対応する位置から前記波浪を撮像した手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を含む学習データを学習した追加操作量導出モデルに基づいて、前記対象波浪画像に応じた前記フラップの追加操作量を取得する追加操作量取得部と、
前記通常操作量、及び前記追加操作量に基づいて、前記フラップの実操作量を出力する操作部と、
を備える水中翼船の高さ制御装置。 - 前記追加操作量導出モデルは、前記通常操作量から調整された操作量を追加操作量として導出する、請求項1に記載の水中翼船の高さ制御装置。
- 前記学習データは、前記オペレータが前記手動操作を行わなかった時の前記撮像位置に対応する位置から前記波浪を撮像した不操作時画像をさらに含み、
前記判定部は、前記不操作時画像を含む前記学習データを学習した要否判定モデルに基づいて、前記対象波浪画像について前記追加操作の要否を判定する
請求項1又は2に記載の水中翼船の高さ制御装置。 - 前記追加操作量導出モデルに前記対象波浪画像を入力することよって得られる前記追加操作量と、前記追加操作量導出モデルに入力された前記対象波浪画像に対する前記オペレータの前記手動操作量との対比結果に基づいて前記追加操作量導出モデルを修正するモデル修正部を備える
請求項1乃至3の何れか一項に記載の水中翼船の高さ制御装置。 - 前記対象波浪画像取得部は、複数の前記撮像位置のそれぞれで撮像された複数の前記対象波浪画像を取得し、
前記追加操作量取得部は、複数の前記対象波浪画像のうち、ハレーションが発生していない一以上の前記対象波浪画像に基づいて、前記追加操作量を取得する
請求項1乃至4の何れか一項に記載の水中翼船の高さ制御装置。 - 前記追加操作量導出モデルは、予めレベル分けされた複数の追加操作量候補の中からいずれか一つを前記追加操作量として出力する
請求項1乃至5の何れか一項に記載の水中翼船の高さ制御装置。 - 前記操作部から出力された前記フラップの実操作量に代えて又は重畳して、優先的に前記フラップを制御する操作量を出力する出力部をさらに備える
請求項1乃至6の何れか一項に記載の水中翼船の高さ制御装置。 - 請求項1乃至7の何れか一項に記載の水中翼船の高さ制御装置と、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得するための少なくとも一つの撮像装置と、
前記水中翼船の高さ制御装置によって制御され、水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップと、
を備える水中翼船。 - 水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップを制御する水中翼船の高さ制御方法であって、
前記水中翼船の通常操作に用いられる前記フラップの通常操作量を取得する通常操作量取得ステップであって、前記水中翼船の前記水面からの目標高さと前記水面からの実測高さとの偏差に基づいて決定される前記通常操作量を取得する通常操作量取得ステップと、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得する対象波浪画像取得ステップと、
決定された前記通常操作量と前記対象波浪画像とに基づいて、前記通常操作に加えて必要となる前記フラップへの追加操作の要否を判定する判定ステップと、
追加操作が必要と判定されたときに、オペレータが手動操作を行った時の前記撮像位置に対応する位置から前記波浪を撮像した手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を含む学習データを学習した追加操作量導出モデルに基づいて、前記対象波浪画像に応じた前記フラップの追加操作量を取得する追加操作量取得ステップと、
前記通常操作量、及び前記追加操作量に基づいて、前記フラップの実操作量を出力する操作ステップと、
を備える水中翼船の高さ制御方法。 - コンピュータを、
水面に対する高さを調整するための一以上のフラップを備える水中翼船の通常操作に用いられる前記フラップの通常操作量を取得する通常操作量取得手段であって、前記水中翼船の前記水面からの目標高さと前記水面からの実測高さとの偏差に基づいて決定される前記通常操作量を取得する通常操作量取得手段、
前記水中翼船上における少なくとも一つの撮像位置から波浪を撮像した対象波浪画像を取得する対象波浪画像取得手段、
決定された前記通常操作量と前記対象波浪画像とに基づいて、前記通常操作に加えて必要となる前記フラップへの追加操作の要否を判定する判定手段、
追加操作が必要と判定されたときに、オペレータが手動操作を行った時の前記撮像位置に対応する位置から前記波浪を撮像した手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を含む学習データを学習した追加操作量導出モデルに基づいて、前記対象波浪画像に応じた前記フラップの追加操作量を取得する追加操作量取得手段、
前記通常操作量、及び前記追加操作量に基づいて、前記フラップの実操作量を出力する操作手段、
として機能させるためのプログラム。 - 水中翼船の水面に対する高さを調整するための一以上のフラップの追加操作量を取得する場合に使用される追加操作量導出モデルを構築するように構成されたモデル構築装置であって、
前記水中翼船上の一以上の位置から波浪を撮像した手動操作時画像を取得する手動操作時画像取得部と、
少なくとも一人のオペレータが手動操作を行った時の前記水中翼船上から前記波浪を撮像した前記手動操作時画像と、前記手動操作における手動操作量との関係性を解析する解析部と、
前記解析部の解析結果に基づいて、対象波浪画像に応じて前記フラップの前記追加操作量を取得するための前記追加操作量導出モデルを構築するモデル構築部と、
を備えるモデル構築装置。
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