JP5625863B2 - 水中航走体誘導システム、個別航走体水中走行制御方法、及びその制御プログラム - Google Patents
水中航走体誘導システム、個別航走体水中走行制御方法、及びその制御プログラム Download PDFInfo
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Description
ここで、この自ら発した探知音の反射波に誘導されて目標物又は目標とする場に移行する状態を、アクティブホーミング(Active Homing )という。
このパッシブソナーは、自らは探知音を発信せずに目標物からの発信音を受信し、これに基づいて発信音源の存在方位を探知するもので、当該受信音に誘導されて発信音の音源に向かって移行する方式のパッシブホーミング(Passive Homing )の手法を前提としてこれを利用したものである。
しかしながら、この特開平10−332817号公報には、前記航走体を前記目標物に誘導する技術についての開示は成されていない。
本発明は、上記公知技術及び関連技術の有する不都合を改善し、特に、予め設定された目標物に向けて水中航走体を有効に誘導し航走させることを可能とした水中航走体誘導システム、誘導航走方法、及び誘導航走体用航走プログラムを提供することを、その目的とする。
この内、主航走体は、前記二つの誘導超音波信号の発信手段として、周波数の低い無指向性のピンガー超音波を前記第1誘導超音波信号として発信する第1の誘導信号発信手段と、前記目標物に向けて出力される周波数の高い超音波から成る探知用超音波を前記第2誘導超音波信号として発信する第2の誘導信号発信手段とを装備している。
前記第1誘導超音波信号を予め先端部に装備した第1誘導信号受信器で受信すると共に当該第1誘導超音波信号の受信音圧が高くなる方向に向けて水中航走する第1の水中航走実行機能と、前記第1誘導超音波信号の受信音圧のレベルが予め設定した基準値以上となった場合に前記目標物から反射されて来る前記第2誘導超音波信号に向けてその航走方向を切換え設定すると共に当該第2誘導超音波信号の受信音圧が大きくなる方向に向けてその水中航走を実行する第2の水中航走実行機能とを備えていることを特徴とする。
まず、前記個別航走本体部の進行方向に沿って到来する前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが当該個別航走本体部の航走と共に徐々に大きくなるか否かを前記個別側主制御部が判定すると共に、前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが大きくなる方向に向けて前記個別航走本体部が水中走行を維持し得るように、個別側主制御部が前記本体部航走駆動手段を駆動制御して前記個別航走本体部に対する水中走行力の付勢動作を制御する。
この受信レベル判定部で第1誘導超音波信号の受信音在レベルが前記基準値よりも大きくなった旨判定された場合に、前記個別側主制御部が、前記本体部航走駆動手段を駆動制御して前記個別航走本体部の水中航走の方向を、予め個別航走本体部に装備された目標物方位監視手段で特定されてなる前記目標物の方位に向けて切り換え設定する。
前記第1の誘導信号受信部で受信された第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが予め設定された基準値よりも大きくなったか否かを判定する受信音圧レベル判定処理機能、
前記受信音圧レベルが基準値よりも大きくなった場合にこれに基づいて前記本体部航走駆動手段を駆動制御し、前記個別航走本体部の水中航走の方向を、当該個別航走本体部が備えている目標物方位監視手段で予め監視し特定されて成る前記目標物からの反射波の到来方向に向けて、切り換え設定する本体部走行方向切換え設定機能、
これらを前記個別側主制御部が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。
図1において、水中航走体誘導システムは、周波数の異なる第1,第2の二つの誘導超音波信号S1,S2に案内されて目標物Kに向けて水中を航走する一の個別航走体2と、この一の個別航走体2の水中走行を誘導するための二つの誘導超音波信号S1,S2を発信する主航走体1とを備えている。
そして、当該目標物Kが機雷の場合にはこれに効率よく当接して当該機雷を爆破処理することが可能となっている。
<主航走体1について>
主航走体1が備えている前述した第1の誘導信号発信手段(全方向超音波送信手段)11は、送信波として上記した第1誘導超音波信号S1を受信機能を有しないピンガー式の複数の超音波送信器11A,11B,11C,11D,11Eによって発信出力するように構成されている。
ここで、上記第1の誘導信号発信手段11として複数の超音波送信器は11A乃至11Eを装備した場合を例示したが、上記超音波送信器は11Aのみでもよい。又胴体部に装備した超音波送信器は11B乃至11Eについては上下に位置する超音波送信器11B乃至11Dを除いて側面の超音波送信器11C乃至11Eみでもよい。
この場合、本第1実施形態では、第2誘導超音波信号S2を前方の下方に向けて送信するように装備されているが、前方の水平方向であってもよい。又、図1乃至図2では、上記目標捕捉用の超音波送受信器12Aを主航走本体部10の先端部に固定装備した状態のものを開示したが、前方向に対して上下左右に首振り可能に構成し装備してもよい。
図1乃至図3に示すように、上記主航走本体部10には、当該主航走本体部10の全体を任意の位置に移行し得るように前述した本体部航走駆動手段16が装備されている。
図3において、符号14Aは、本体部航走駆動手段16の全体を駆動制御する航走駆動制御部を示す。
この航走駆動制御部14Aは、具体的には、前述した誘導側主制御部14からの指令に応じて稼働し、上述したスクリュー駆動モータ17A,操舵機構駆動部18A及び水中翼駆動部19Aを介して、それぞれ対応する推進用スクリュー17B,方位操舵機構18B,及び水中翼機構19Bの各々を個別に駆動制御し、主航走本体部10の全体を、自在に移動させ且つその位置および向きを自在に設定することが可能となっている。
かかる動作は、後述するように、目標物Kからの反射波の受信レベルの変化に応じて出される誘導側主制御部14からの動作指令に基づいて、航走駆動制御部14Aが本体部航走駆動手段16の各部を駆動制御することによって実行される。
この場合は直ちに前述した位置ずれ監視モードが稼働し、その位置や向きの変化は、目標捕捉用超音波送受信手段(第2の誘導信号発信手段)12の送受信器12Aによって目標物Kからの反射波(第2誘導超音波信号S2)の音圧低下として検出される。
又、図3において、符号10Aは、装置全体の動作に必要な情報若しくは前述した誘導側主制御部14および航走駆動制御部14Aに必要な制御動作指令を、予め又は事後的に入力し必要に応じて前述した制御情報記憶部14aおよび設定情報記憶部14bに記憶させる入力部を示す。
次に、前述した一の個別航走体2について説明する。
図1及び図5に示すように、前述した一の個別航走体2は、水中走行用に形成された筒状の個別航走本体部2Aを有している。この個別航走本体部2Aには、具体的には後述するが、その先端部に第1,第2の各誘導信号受信部21,41を備えており、後端部に本体部航走駆動手段26を備え、先端部に近い胴体周囲に、目標物方位監視手段33の要部を成す第2誘導信号方位監視部31が装備されている。
この4個の監視センサ31a乃至31dの何れかで受信される目標物Kからの反射波(第2誘導超音波信号S2)は、目標物Kの方位を示す反射波として目標物方位特定回路部32で特定され、現在位置における目標物Kの方位情報として、前述したように個別側主制御部24に常時送り込まれる。そして、個別側主制御部24は、送り込まれる目標物Kの方位情報を認定し一時的に保持するようになっている。
これにより、前述した第2の水中航走実行機能が実行されるようになっている。
前述した主航走体1から発信される周波数の低いピンガー超音波である第1誘導超音波信号S1は、個別航走体2の第1の誘導信号受信器部21で受信される。又、前述した主航走体1から発信される周波数の比較的高い第2誘導超音波信号S2の前述した目標物Kからの反射波は、第2の誘導信号受信器部41で受信される。
このため、個別航走体2の水中航走にあっても、この先端部は水圧に対して堅牢に初期の状態(超音波受信可能状態)が維持されるようになっている。
次に、個別航走体2の前述した本体部航走駆動手段26について説明する。
即ち、個別側主制御部24および進行方向設定指令部23によって、本体部航走駆動手段26を自在にその動作を制御することにより、航走体本体部2Aの進行方向を変化させ、或いは水中走行時にブレーキをかけることが可能となっている。
次に、上記個別航走体2の全体的な動作を図9に基づいて説明する。
最初に、この個別航走体2の動作手順の基本的な要点についてその動作内容を説明し、その後に、全体的な動作内容を詳述する。
ここで、上記実施形態における動作説明の前提として、前述した主航走体1が水中の安全位置にて停留し且つ稼働しており、同時に目標物Kを捕捉して当該目標物Kに向けて前述した第2誘導超音波信号S2を安定的に送信出力している場合が設定されているものとする。この場合、同時に、個別航走体2に対しては、前述した主航走体1の先端部および胴体周囲から、全方位に向けて前記一の個別航走体に対する誘導用(ホーミング用)の第1誘導超音波信号S1(ピンガー超音波)が出力されているものとする。
この監視動作中に受信される反射波の内の受信レベルの高い第2誘導超音波信号S2の到来方向の反射波を、目標物方位判定回路42が前記目標物Kからの反射波として特定する(反射波情報特定工程)。そして、この特定された反射波にかかる前記方位情報を、目標物方位判定回路42が前記個別航走本体部2Aの水中航走の方位情報として特定する(図9:S112/目標物方位特定処理工程)。
そして、この第1又は第2の各方位情報特定部22又は42から送られてくる方位情報に基づいて、前記個別側主制御部24が作動し、本体部航走駆動手段26を介して個別航走本体部2Aの走行方向を設定制御する(図9:S103、S106、S114)。
まず、個別航走体2が水中に投入され稼働状態に設定されると、第1の誘導信号受信部21は個別航走本体部2Aの先端部に装備された4個の受信センサ21a乃至21dを介して主航走体1から発信されている第1誘導超音波信号S1を受信する(図9:ステップS101)。この場合、第1の誘導信号受信部21からは、4個の受信センサ21a乃至21dで受信された信号S1の受信レベルの合計が、図8に示すように受信信号として出力される。このため、個別航走体2は主航走体1から発信される第1誘導超音波信号S1の感度が低い遠方からでも容易に当該第1誘導超音波信号S1を捕捉することが可能となっている。
同時に、これに続いて、予め設定された低いベルの基準値前後の領域の信号レベル(基準値の領域)で受信可能な反射波に対する探索動作(航走方向切換え動作)を継続する(図9:ステップS111)。
これにより、目標物Kからの反射波に案内されてそのままの進行方位を維持しつつ、個別航走本体部2Aは目標物Kへのホーミング動作を継続する。
この場合、上記工程における実行内容のプログラム化に際しては、当該プログラムを、非一時的な記録媒体,例えばDVD,CD,フラッシュメモリ当に記録するようにしてもよい。その場合のプログラムは記録媒体からコンピュータに読み出されて実行される。
上記実施形態の効果を説明する。
(1).本実施形態は上述したように構成し機能するので、これによると、水中航走体である一の個別航走体2が別に装備された主航走体1から発信される第1,第2の各誘導超音波信号S1,S2を有効に捕捉し且つ当該第1,第2の各誘導超音波信号S1,S2に順次案内されて、予め設定された目標物Kに向けて確実に航走させることが可能となり、特に減衰の少ない(周波数の低い)第1誘導超音波信号S1で主航走体1の近くまで案内した後、一の個別航走体2を指向性の鋭い(周波数の高い)第2誘導超音波信号S2による前記目標物Kからの反射波に向けて航走方向を切換え設定するように構成したので、目標物Kからの反射波の信号レベルが小さくても、確実に当該目標物Kからの反射波を捕捉することができ、このため、一の個別航走体2を効率よく前記目標物Kに向けてホーミングさせることができるという優れた効果を得ることができる。
周波数の異なる第1,第2の二つの誘導超音波信号に案内されて目標物に向けて水中を航走する一の個別航走体と、前記二つの誘導超音波信号を発信する主航走体とを備え、
前記主航走体は、前記二つの誘導超音波信号の発信手段として、周波数の低い無指向性のピンガー超音波を前記第1誘導超音波信号として発信する第1の誘導信号発信手段と、前記目標物に向けて出力される周波数の高い超音波から成る探知用超音波を前記第2誘導超音波信号として発信する第2の誘導信号発信手段とを装備し、
前記一の個別航走体が、
前記第1誘導超音波信号を予め先端部に装備した第1誘導信号受信器で受信すると共に当該第1誘導超音波信号の受信音圧が高くなる方向に向けて水中航走する第1の水中航走実行機能と、前記第1誘導超音波信号の受信音圧のレベルが予め設定した基準値以上となった場合に前記目標物から反射されて来る前記第2誘導超音波信号に向けてその航走方向を切換え設定すると共に当該第2誘導超音波信号の受信音圧が大きくなる方向に向けてその水中航走を実行する第2の水中航走実行機能とを備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。
付記1に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記一の個別航走体は、
航走中に受信した前記第1誘導超音波信号を信号処理しその受信音圧が大きくなる方向を進行方位情報として特定する第1の方位情報特定部と、この特定された進行方位情報に基づいて前記一の個別航走体の航走に必要な方位設定指令を発信する進行方向設定指令部と、この進行方向設定指令部の指令出力動作を制御する個別側主制御部と、これら各構成要素を格納し保持する個別航走本体部と、この個別航走本体部に予め装備され前記進行方向設定指令部からの指令に基づいて作動し前記個別航走本体部に航走力を付勢する本体部航走駆動手段とを備え、
これにより、前記第1の水中航走実行機能を実現する構成としたことを特徴とする水中航走体誘導システム。
付記2に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記一の個別航走体は、
前記受信した第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが予め設定した基準値を越えたか否かを判定する受信レベル判定部と、この受信レベル判定部による前記受信音圧レベルの判定に先立って機能し予めその位置が特定されている前記目標物からの前記第2誘導超音波信号の反射波を受信して当該目標物にかかる方位情報を特定する目標物方位監視手段とを有し、
前記個別側主制御部が、前記進行方向設定指令部を介して前記本体部航走駆動手段を駆動を制御し、予め前記目標物方位監視手段で特定された目標物にかかる方位情報に基づいて前記一の個別航走体の水中航走方向を前記目標物からの反射波の到来方向に切換え制御する航走方向切換え制御機能を備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。
付記3に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記個別航走本体部が、その先端部に装備され前記目標物からの反射波である第2誘導超音波信号を受信する第2誘導信号受信部と、この第2誘導信号受信部で受信される前記反射波の最大値に基づいて前記目標物の方位を特定する第2の方位情報特定部とを備えると共に、
前記個別側主制御部が、前記第2の方位情報特定部で特定される前記反射波の受信レベルが大きくなる方向に前記本体部航走駆動手段を駆動制御して前記航走体本体部の航走方向を設定する航走方向設定制御機能を備え、
これにより、前記第2の水中航走実行機能を実現する構成としたことを特徴とする水中航走体誘導システム。
付記4に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記個別側主制御部の前記航走方向設定制御機能は、
前記個別航走体の先端部が前記目標物に向けて切り換え設定された場合にも作動し当該個別航走体の先端部を少なくとも進行方向の上下左右に揺動させる先端部揺動動作制御機能と、前記先端部揺動動作制御機能を実行して得られる前記目標物からの受信音圧のレベル変化を検出すると共に当該受信音圧のレベルが最大となる方位を前記目標物の方位として特定する目標物方位特定処理機能とを、その内容として備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。
付記3に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記個別側主制御部に装備された前記目標物方位監視手段は、
前記目標物からの反射波である前記第2誘導超音波信号の到来方向を前記個別航走本体部の周囲側面側から監視し前記目標物の方位情報を特定する複数の監視センサを備えた第2誘導信号方位監視部と、この第2誘導信号方位監視部の出力信号に基づいて目標物の方位を特定する目標物方位特定回路部とを有し、
前記主航走体から発信される第2誘導超音波信号が予め設定された高レベルの基準値を越えて直接受信された場合には、当該高レベルの第2誘導超音波信号を廃棄処理する受信信号廃棄処理機能と、前記複数の監視センサの内の一つが予め設定された低いベルの基準値に対応した反射波を受信した場合には、その内の高い受信レベルの第2誘導超音波信号を監視対象の反射波として保持すると共にその時の方位情報を前記個別航走本体部の水中航走の方位情報として特定する方位情報選択処理機能とを備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。
付記3に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記一の個別航走体が備えている前記本体部航走駆動手段は、前記個別航走体の個別航走本体部に対して推進力を付勢する推進力付勢機構と、前記個別航走本体部の航走中に当該個別航走本体部の進路変更を設定する進路変更設定機構とを有すると共に、
前記進路変更設定機構を、前記個別航走本体部の周囲の上下及び左右の各側面部にそれぞれ一対づつ装備された水中ブレーキと、この各一対の水中ブレーキの内、前記進路変更に合わせて何れかの水中ブレーキを個別に選択駆動するブレーキ選択駆動部とにより構成したことを特徴とする水中航走体誘導システム。
主航走体から出力される第1誘導超音波信号を受信する第1誘導信号受信部と、この第1誘導信号受信部で受信された前記第1誘導超音波信号に案内されて当該主航走体側に向けて水中を航走する個別航走本体部と、この個別航走本体部を航走駆動すると共に進行方向設定司令部からの指令に応じて当該個別航走本体部の進行方向を変更設定する本体部航走駆動手段と、この本体部航走駆動手段の動作を進行方向設定司令部を介して可変制御する個別側主制御部とを備えた水中航走の個別航走体にあって、
前記主航走体に向けて水中航走中の前記個別航走体の航走方向を、前記主航走体の位置する方向とは異なった方向に位置する目標物に向けて変更設定するに際し、
まず、前記個別航走本体部の進行方向に沿って到来する前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが当該個別航走本体部の航走と共に徐々に大きくなるか否かを、前記個別側主制御部が判定(確認)すると共に前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが大きくなる方向に向けて前記個別航走本体部が水中走行を維持し得るように、個別側主制御部が前記本体部航走駆動手段を介して前記個別航走本体部に対する水中走行力の付勢動作を制御し、
次に、前記第1誘導超音波信号の受信音在レベルが前記個別航走本体部に予め設定された基準値を越えたか否かを、当該個別航走本体部の受信レベル判定部が判定し、
この受信レベル判定部で第1誘導超音波信号の受信音在レベルが前記基準値よりも大きくなった旨判定された場合に、前記個別側主制御部が、前記本体部航走駆動手段を駆動制御して前記個別航走本体部の水中航走の方向を、前記目標物方位監視手段で特定されてなる前記目標物の方位に向けて切り換え設定し、
この切換え設定された個別航走本体部の水中航走の方向を、前記目標物からの反射波である第2誘導超音波信号の受信音在レベルが大きく成る方向に向けて、前記個別側主制御部が、前記本体部航走駆動手段を介して前記個別航走本体部を常時付勢制御するようにしたことを特徴とする個別航走体水中走行制御方法。
付記8に記載の個別航走体水中走行制御方法において、
前記個別航走本体部に対する航走方向の切換え動作の制御に先立って、予め前記目標物に向けて前記主航走体から前記第1誘導超音波信号とは異なる周波数の第2誘導超音波信号が発信され且つこれによって生じる前記目標物からの反射波を、前記一の個別航走本体部に予め装備された目標物方位監視手段が受信すると共に、この受信した反射波の到来方位を当該目標物の方位をとして特定してこれを保持するようにしたことを特徴とする個別航走体水中走行制御方法。
付記9に記載の個別航走体水中走行制御方法において、
前記本体部航走駆動手段が前記個別航走本体部の水中航走の方向を切換え設定する動作の実行中に、予め設定された高レベルの基準値を越える第2誘導超音波信号を前記個別航走体の第2の誘導信号受信器が直接受信した場合には、前記高レベルの第2誘導超音波信号の方位情報を、前記個別航走体が備えている目標物方位判定回路が特定することなくこれを排除し、
続いて、予め設定された低いレベルの基準値領域で受信される反射波を前記第2の誘導信号受信器が継続して探索し、
この監視動作中に受信される反射波の内の受信レベルの高い第2誘導超音波信号の到来方向の反射波を、前記目標物方位監視手段が前記目標物からの反射波として特定し、
この特定された反射波にかかる前記方位情報を、前記目標物方位監視手段が前記個別航走本体部の水中航走の方位情報として特定することを特徴とした個別航走体水中走行制御方法。
付記8に記載の個別航走体水中走行制御方法において、
前記本体部航走駆動手段による前記個別航走本体部の走行方向の設定に際しては、前記第1又は第2の各誘導超音波信号の到来方向に向けて、前記本体部航走駆動手段が前記個別航走本体部に対してその先端部を一方と他方に方向およびこれに直交する方向の十文字方向に順次繰り返しての首振り動作を付勢し、
この個別航走本体部の首振り動作によって得られる受信音圧の変化を、前記第1又は第2の方位情報特定部が収拾して受信音圧が最大となる方位の方位情報を前記個別側主制御部に伝達し、
この第1又は第2の各方位情報特定部から送られてくる方位情報に基づいて、前記個別側主制御部が作動し、前記本体部航走駆動手段を介して前記個別航走本体部の走行方向を設定制御することを特徴とした個別航走体水中走行制御方法。
主航走体から出力される第1誘導超音波信号を受信する第1誘導信号受信部と、この第1誘導信号受信部で受信された前記第1誘導超音波信号に案内されて当該主航走体側に向けて水中を航走する個別航走本体部と、この個別航走本体部を航走駆動すると共に進行方向設定司令部からの指令に応じて当該個別航走本体部の進行方向を変更設定する本体部航走駆動手段と、この本体部航走駆動手段の動作を進行方向設定司令部を介して可変制御する個別側主制御部とを備えた水中航走の個別航走体にあって、
前記主航走体に向けて水中航走中の前記個別航走体の航走方向を、前記主航走体の位置する方向とは異なった方向に位置する目標物に向けて変更設定するに際し、
前記第1誘導信号受信部で受信される前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが当該個別航走本体部の航走と共に大きく成るか否かを判定(確認)すると共に前記受信音圧レベルの判定(確認)結果に基づいて前記第1誘導超音波信号の受信音在レベルが大きくなる方向に向けて前記個別航走本体部に水中走行力を付勢するよう前記本体部航走駆動手段を駆動制御する個別航走体航走動作制御機能、
前記第1誘導信号受信部で受信された前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが予め設定された基準値よりも大きくなったか否かを判定する受信音圧レベル判定処理機能、
前記受信音圧レベルが基準値よりも大きくなった場合にこれに基づいて前記本体部航走駆動手段を駆動制御し、前記個別航走本体部の水中航走の方向を、当該個別航走本体部が備えている目標物方位監視手段で予め監視し特定して成る前記目標物からの反射波の到来方向に向けて切り換え設定する走行方向切換え設定機能、
およびこの切換え設定された個別航走本体部の水中航走の方向を維持すると共に、前記目標物からの反射波である第2誘導超音波信号の受信音在レベルが大きく成る方向に向けて常時前記個別航走本体部を付勢するように前記本体部航走駆動手段を駆動制御する航走力付勢制御機能を設け、
これらを前記個別側主制御部が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする個別航走体水中走行制御プログラム。
付記12に記載の個別航走体水中走行制御プログラムにおいて、
前記本体部航走駆動手段が前記個別航走本体部の水中航走の方向を切換え設定する動作の実行中に、予め設定された高レベルの基準値を越える第2誘導超音波信号を、前記第2誘導信号受信器部が前記主航走体から直接受信した場合を想定して、
前記高レベルの基準値を越える前記第2誘導超音波信号が受信された場合には当該第2誘導超音波信号の方位情報を特定することなくこれを排除すると共に、予め目標物からの反射波に対応して予めね設定された低いベルの基準値に基づいて受信される反射波についてその到来方位を前記第2誘導信号受信器部を介して探索し且つ当該探索状態を継続する反射波継続探索処理機能、
この探索動作中に受信される前記低いベルの基準値に対応した反射波の内の受信レベルの高い第2誘導超音波信号を、前記目標物からの反射波として特定する反射波特定処理機能、
及びこの目標物からの反射波である第2誘導超音波信号の到来する方位を目標物の方位として処理する目標物方位特定処理機能、
を設け、これらを前記コンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする個別航走体水中走行制御プログラム。
2 一の個別航走体
2A 個別航走本体部
11 第1の誘導信号発信手段
11A 信号発信用超音波送信器
12 第2の誘導信号発信手段
12A 信号発信用超音波送受信器
21 第1誘導信号受信器
21a乃至21d 第1誘導信号用超音波受信器
22 第1の方位情報特定部
22A 受信レベル判定部
23 進行方向設定指令部
24 個別側主制御部
26 本体部航走駆動手段
26A 推進力付勢機構
26B 進路変更設定機構
28,29 ブレーキ選択機構
28A 上方水中ブレーキ
28B 下方水中ブレーキ
29A 右方水中ブレーキ
29B 左方水中ブレーキ
31 第2誘導信号監視部
31a乃至31d 監視センサ
32 目標物方位特定回路
33 目標物方位監視手段
41 第2誘導信号受信器
41a乃至41d 反射波用超音波受信器
42 第2の方位情報特定部
K 目標物
S1 第1誘導超音波信号
S2 第2誘導超音波信号
Claims (10)
- 周波数の異なる第1,第2の二つの誘導超音波信号に案内されて目標物に向けて水中を航走する一の個別航走体と、前記二つの誘導超音波信号を発信する主航走体とを備え、
前記主航走体は、前記二つの誘導超音波信号の発信手段として、周波数の低い無指向性のピンガー超音波を前記第1誘導超音波信号として発信する第1の誘導信号発信手段と、前記目標物に向けて出力される周波数の高い超音波から成る探知用超音波を前記第2誘導超音波信号として発信する第2の誘導信号発信手段とを装備し、
前記一の個別航走体が、
前記第1誘導超音波信号を予め先端部に装備した第1誘導信号受信器で受信すると共に当該第1誘導超音波信号の受信音圧が高くなる方向に向けて水中航走する第1の水中航走実行機能と、前記第1誘導超音波信号の受信音圧のレベルが予め設定した基準値以上となった場合に前記目標物から反射されて来る前記第2誘導超音波信号に向けてその航走方向を切換え設定すると共に当該第2誘導超音波信号の受信音圧が大きくなる方向に向けてその水中航走を実行する第2の水中航走実行機能とを備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。 - 請求項1に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記一の個別航走体は、
航走中に受信した前記第1誘導超音波信号を信号処理しその受信音圧が大きくなる方向を進行方位情報として特定する第1の方位情報特定部と、この特定された進行方位情報に基づいて前記一の個別航走体の航走に必要な方位設定指令を発信する進行方向設定指令部と、この進行方向設定指令部の指令出力動作を制御する個別側主制御部と、これら各構成要素を格納し保持する個別航走本体部と、この個別航走本体部に予め装備され前記進行方向設定指令部からの指令に基づいて作動し前記個別航走本体部に航走力を付勢する本体部航走駆動手段とを備え、
これにより、前記第1の水中航走実行機能を実現する構成としたことを特徴とする水中航走体誘導システム。 - 請求項2に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記一の個別航走体は、
前記受信した第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが予め設定した基準値を越えたか否かを判定する受信レベル判定部と、この受信レベル判定部による前記受信音圧レベルの判定に先立って機能し予めその位置が特定されている前記目標物からの前記第2誘導超音波信号の反射波を受信して当該目標物にかかる方位情報を特定する目標物方位監視手段とを有し、
前記個別側主制御部が、前記進行方向設定指令部を介して前記本体部航走駆動手段を駆動を制御し、予め前記目標物方位監視手段で特定された目標物にかかる方位情報に基づいて前記一の個別航走体の水中航走方向を前記目標物からの反射波の到来方向に切換え制御する航走方向切換え制御機能を備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。 - 請求項3に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記個別航走本体部が、その先端部に装備され前記目標物からの反射波である第2誘導超音波信号を受信する第2誘導信号受信部と、この第2誘導信号受信部で受信される前記反射波の最大値に基づいて前記目標物の方位を特定する第2の方位情報特定部とを備えると共に、
前記個別側主制御部が、前記第2の方位情報特定部で特定される前記反射波の受信レベルが大きくなる方向に前記本体部航走駆動手段を駆動制御して前記航走体本体部の航走方向を設定する航走方向設定制御機能を備え、
これにより、前記第2の水中航走実行機能を実現する構成としたことを特徴とする水中航走体誘導システム。 - 請求項4に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記個別側主制御部の前記航走方向設定制御機能は、
前記個別航走体の先端部が前記目標物に向けて切り換え設定された場合にも作動し当該個別航走体の先端部を少なくとも進行方向の上下左右に揺動させる先端部揺動動作制御機能と、前記先端部揺動動作制御機能を実行して得られる前記目標物からの受信音圧のレベル変化を検出すると共に当該受信音圧のレベルが最大となる方位を前記目標物の方位として特定する目標物方位特定処理機能とを、その内容として備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。 - 請求項3に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記個別側主制御部に装備された前記目標物方位監視手段は、
前記目標物からの反射波である前記第2誘導超音波信号の到来方向を前記個別航走本体部の周囲側面側から監視し前記目標物の方位情報を特定する複数の監視センサを備えると共に、
前記主航走体から発信される第2誘導超音波信号が予め設定された高レベルの基準値を越えて直接受信された場合には、当該高レベルの第2誘導超音波信号廃棄処理する受信信号廃棄処理機能と、
前記複数の監視センサの内の一つが予め設定された低いレベルの基準値に対応した反射波を受信した場合には、その内の高い受信レベルの第2の誘導超音波信号を監視対象の反射波として保持すると共にその時の方位情報を前記個別航走本体部の水中航走の方位情報として特定する方位情報選択処理機能とを備えていることを特徴とした水中航走体誘導システム。 - 請求項3に記載の水中航走体誘導システムにおいて、
前記一の個別航走体が備えている前記本体部航走駆動手段は、前記個別航走体の個別航走本体部に対して推進力を付勢する推進力付勢機構と、前記個別航走本体部の航走中に当該個別航走本体部の進路変更を設定する進路変更設定機構とを有すると共に、
前記進路変更設定機構を、前記個別航走本体部の周囲の上下及び左右の各側面部にそれぞれ一対づつ装備された水中ブレーキと、この各一対の水中ブレーキの内、前記進路変更に合わせて何れかの水中ブレーキを個別に選択駆動するブレーキ選択駆動部とにより構成したことを特徴とする水中航走体誘導システム。 - 主航走体から出力される周波数の低い無指向性のピンガー超音波である第1誘導超音波信号を受信する第1誘導信号受信部と、この第1誘導信号受信部で受信された前記第1誘導超音波信号に案内されて当該主航走体側に向けて水中を航走する個別航走本体部と、この個別航走本体部を航走駆動すると共に進行方向設定司令部からの指令に応じて当該個別航走本体部の進行方向を変更設定する本体部航走駆動手段と、この本体部航走駆動手段の動作を進行方向設定司令部を介して可変制御する個別側主制御部とを備えた水中航走の個別航走体にあって、
前記主航走体に向けて水中航走中の前記個別航走体の航走方向を、前記主航走体の位置する方向とは異なった方向に位置する目標物に向けて変更設定するに際し、
まず、前記個別航走本体部の進行方向に沿って到来する前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが当該個別航走本体部の航走と共に徐々に大きくなるか否かを前記個別側主制御部が判定すると共に、前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが大きくなる方向に向けて前記個別航走本体部が水中走行を維持し得るように個別側主制御部が前記本体部航走駆動手段を駆動制御して前記個別航走本体部に対する水中走行力の付勢動作を制御し、
次に、前記第1誘導超音波信号の受信音在レベルが前記個別航走本体部に予め設定された基準値を越えたか否かを当該個別航走本体部の受信レベル判定部が判定し、
この受信レベル判定部で第1誘導超音波信号の受信音在レベルが前記基準値よりも大きくなった旨判定された場合に、前記個別側主制御部が、前記本体部航走駆動手段を駆動制御して前記個別航走本体部の水中航走の方向を、予め個別航走本体部に装備された目標物方位監視手段で特定されてなる前記目標物の方位に向けて切換え設定し、
この切換え設定された個別航走本体部の水中航走の方向を、前記主航走体から前記目標物に向けて出力された周波数の高い超音波から成る探知用超音波が当該目標物によって反射された第2誘導超音波信号の受信音在レベルが大きく成る方向に向けて、前記個別側主制御部が、前記本体部航走駆動手段を介して前記個別航走本体部を常時付勢制御するようにしたことを特徴とする個別航走体水中走行制御方法。 - 請求項8に記載の個別航走体水中走行制御方法において、
前記個別航走本体部に対する航走方向の切換え動作の制御に先立って、予め前記目標物に向けて前記主航走体から前記第1誘導超音波信号とは異なる周波数の第2誘導超音波信号が発信され且つこれによって生じる前記目標物からの反射波を、前記一の個別航走本体部に予め装備された目標物方位監視手段が受信すると共に、この受信した反射波の到来方位を当該目標物の方位情報として特定してこれを保持するようにしたことを特徴とする個別航走体水中走行制御方法。 - 主航走体から出力される周波数の低い無指向性のピンガー超音波である第1誘導超音波信号を受信する第1誘導信号受信部と、この第1誘導信号受信部で受信された前記第1誘導超音波信号に案内されて当該主航走体側に向けて水中を航走する個別航走本体部と、この個別航走本体部を航走駆動すると共に進行方向設定司令部からの指令に応じて当該個別航走本体部の進行方向を変更設定する本体部航走駆動手段と、この本体部航走駆動手段の動作を進行方向設定司令部を介して可変制御する個別側主制御部とを備えた水中航走の個別航走体にあって、
前記主航走体に向けて航走中の前記個別航走体の航走方向を、前記主航走体の位置する方向とは異なった方向に位置する目標物に向けて変更設定するに際し、
前記第1の誘導信号受信部で受信される前記第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが当該個別航走本体部の航走と共に大きく成るか否かを判定すると共に前記受信音圧レベルの判定結果に基づいて前記第1誘導超音波信号の受信音在レベルが大きくなる方向に向けて前記個別航走本体部に水中走行力を付勢するよう前記本体部航走駆動手段を駆動制御する個別航走体航走動作制御機能、
前記第1の誘導信号受信部で受信された第1誘導超音波信号の受信音圧レベルが予め設定された基準値よりも大きくなったか否かを判定する受信音圧レベル判定処理機能、
前記受信音圧レベルが基準値よりも大きくなった場合にこれに基づいて前記本体部航走駆動手段を駆動制御し、前記個別航走本体部の水中航走の方向を、当該個別航走本体部が備えている目標物方位監視手段で予め監視し特定されて成る前記目標物からの反射波の到来方向に向けて、切り換え設定する走行方向切換え設定機能、
およびこの切換え設定された個別航走本体部の水中航走の方向を維持すると共に、前記主航走体から前記目標物に向けて出力された周波数の高い超音波から成る探知用超音波が当該目標物によって反射された第2誘導超音波信号の受信音在レベルが大きく成る方向に向けて常時前記個別航走本体部を付勢するように前記本体部航走駆動手段を駆動制御する航走力付勢制御機能を設け、
これらを前記個別側主制御部が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする個別航走体水中走行制御プログラム。
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