JP6287573B2 - Method and apparatus for selecting floating position of underwater vehicle - Google Patents

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本発明は、自律航走する水中航走体に、浮上に好適な浮上位置を選定させるために用いる水中航走体の浮上位置選定方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for selecting an ascent position of an underwater vehicle used for allowing an underwater vehicle that autonomously travels to select an ascent position suitable for ascent.

近年、海や湖沼における比較的深い領域や広範な領域の水中調査等の作業を行うための装置として、いわゆるUUV(Unmanned Underwater Vehicle)あるいはAUV(Autonomous Underwater Vehicle)と呼ばれる自律航走型の無人の水中航走体(自律型水中ロボット)が利用されるようになってきている。   In recent years, as an apparatus for underwater investigations in relatively deep areas and wide areas in the sea and lakes, the autonomous navigation type unmanned autonomous vehicle called UUV (Unmanned Underwater Vehicle) or AUV (Autonomous Underwater Vehicle) Underwater vehicles (autonomous underwater robots) have come to be used.

前記自律航走型の水中航走体には、大別して、調査目標地点もしくはその地点を基準とした狭い範囲に留まって周囲の状況を調査するようにしてあるホバリング型の水中航走体と、水中を所定の航走速度で移動(航走)しながら周囲の状況を調査するようにしてあるクルージング型(巡航型)の水中航走体がある。   The autonomous traveling type underwater vehicle is roughly divided into a hovering type underwater vehicle that remains in a narrow range based on the survey target point or the point and investigates the surrounding situation, and There is a cruising type (cruising type) underwater vehicle that investigates surrounding conditions while moving (cruising) at a predetermined speed in the water.

これらの水中航走体は、通常、支援船(母船)より水面に投入された状態から自律航走による潜航を開始して、水中航走を行うようにしてあり、予め設定されている所定の目的を達成するか、又は、或る時間経過すると、水面へ浮上するようにしてある。   These underwater vehicles usually start submerging by autonomous navigation from a state where they are thrown into the water surface from a support ship (mother ship), and perform underwater navigation. The objective is achieved, or after a certain period of time, the water surface rises.

前記のように水中航走体を水面へ浮上させるときには、万一、浮上予定位置に船等の浮遊物が存在していると、浮上する水中航走体が、該浮遊物に接触する虞が生じる。   As described above, when the underwater vehicle is levitated to the surface of the water, if there is a floating object such as a ship in the expected ascent position, the ascending underwater vehicle may come into contact with the floating object. Arise.

そのために、前記水中航走体については、浮上前に、浮上予定位置に浮遊物が存在するか否かを検知して、該浮上予定位置が浮上に適していることを確認させる必要がある。   Therefore, it is necessary for the underwater vehicle to detect whether or not a floating object exists at the planned ascent position before ascent and confirm that the ascent position is suitable for ascent.

ところで、水中航走体は、通常、水中航走時に障害物との接触を避けるために、水中の障害物を検出するためのソーナーが装備されている。   By the way, the underwater vehicle is usually equipped with a sonar for detecting an underwater obstacle in order to avoid contact with the obstacle during underwater navigation.

前記ソーナーによる障害物の検出原理は、ビーム状に収束させた指向性を有する探査波(超音波)を発信し、その反射波の有無を基に該探査波を発信した方向における或る検知距離内の障害物の有無を調査するようにしてある。更に、前記調査により障害物の存在が検出された場合は、その時点で前記探査波を発信していた方位(方向)から該障害物が存在する方位を検出すると共に、前記探査波の発信から反射波の受信までの経過時間を基に、該障害物までの距離を求め、これにより、前記ソーナーを備えた水中航走体に対する相対位置として、該障害物の位置の検出を行うようにしてある。   The detection principle of the obstacle by the sonar is that a search wave (ultrasonic wave) having directivity converged in a beam shape is transmitted, and a certain detection distance in the direction in which the search wave is transmitted based on the presence or absence of the reflected wave. The existence of obstacles is investigated. Furthermore, when the presence of an obstacle is detected by the investigation, the direction in which the obstacle exists is detected from the direction (direction) at which the exploration wave was transmitted at that time, and the transmission of the exploration wave Based on the elapsed time until reception of the reflected wave, the distance to the obstacle is obtained, and thereby the position of the obstacle is detected as a relative position with respect to the underwater vehicle equipped with the sonar. is there.

しかし、前記ソーナーでは、水中から水面に向けて探査波を発信すると、該探査波が水面で反射されるために、前記した通常のソーナーによる障害物の検出原理では、水面自体が障害物として検出されてしまう。更に、この障害物として検出される水面には、波による凹凸(水面深度の変化)が存在しているために、水面に浮遊物が存在しているとしても、前記ソーナーでは、該浮遊物による反射波を、前記水面からの反射波より分離して特定することが難しいため、該浮遊物を直接検出することは困難である。   However, in the sonar, when an exploration wave is transmitted from underwater to the water surface, the exploration wave is reflected on the water surface. Therefore, according to the above-described principle of detecting an obstacle by the normal sonar, the water surface itself is detected as an obstacle. It will be. Furthermore, since the water surface detected as an obstacle has irregularities (change in water surface depth) due to waves, even if there are floating objects on the water surface, in the sonar, Since it is difficult to identify the reflected wave separately from the reflected wave from the water surface, it is difficult to directly detect the suspended matter.

そのために、従来、水中航走体を水面に浮上させるときには、水中航走体の位置を音響通信や音響測位によって検知した水上の支援船が、レーダーやレーザーレーダー(ライダー)等によって水中航走体の浮上予定位置にて水中航走体の浮上に障害となり得る浮遊物の有無を確認するようにしている。その結果、前記浮上予定位置に前記浮遊物が検出されない場合は、前記支援船より水中航走体に、該浮上予定位置に浮上するよう指示を与えるようにしてある。一方、前記浮上予定位置に前記浮遊物の存在が検出された場合は、前記支援船より水中航走体に、浮上中断や浮上位置変更を指示するようにしている。   For this reason, conventionally, when an underwater vehicle is levitated on the surface of the water, an underwater vehicle that detects the position of the underwater vehicle by means of acoustic communication or acoustic positioning is used by an underwater vehicle such as radar or laser radar (rider). At the planned ascent position, the presence or absence of suspended matter that may hinder the ascent of the underwater vehicle is confirmed. As a result, when the suspended matter is not detected at the planned ascent position, the support vessel gives an instruction to ascend to the planned ascent position to the underwater vehicle. On the other hand, when the presence of the suspended matter is detected at the planned ascent position, the support ship instructs the underwater vehicle to stop ascent or change the ascent position.

なお、ソーナーを用いて浮遊物である水上艦の検出を行うことができるようにするための手法としては、以下のような手法が従来提案されている。   In addition, as a technique for enabling detection of a surface ship that is a floating object using a sonar, the following techniques have been conventionally proposed.

これは、ソーナーにより探査波(音信号)を発信すると共に、その反射波(反射信号)を受信して、この受信信号に基づいて2次元画像データを生成すると、水上艦は、反射波による画像が形成され、その背後には前記探査波が到達せずに反射波のないシャドウ領域が形成されるという原理を利用するものである。よって、かかる手法では、前記2次元画像データに水面の反射波による像が形成されるとしても、該2次元画像データにおける反射波のレベルが低い領域を前記シャドウ領域として検出することにより、該検出されるシャドウ領域の手前側には水上艦が存在するものとして、該水上艦の位置の検出を行うことができるとされている(たとえば、特許文献1参照)。   This is because a sonar transmits an exploration wave (sound signal), receives the reflected wave (reflected signal), and generates two-dimensional image data based on the received signal. Is used, and the principle that the exploration wave does not reach and a shadow region without a reflected wave is formed behind is formed. Therefore, in such a method, even if an image of a reflected wave on the water surface is formed in the two-dimensional image data, the detection is performed by detecting an area having a low reflected wave level in the two-dimensional image data as the shadow area. Assuming that a surface ship is present on the front side of the shadow area, the position of the surface ship can be detected (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−256162号公報JP 2010-256162 A

水中航走体の浮上予定位置について、浮遊物の有無を支援船により確認し、その結果を基に、該支援船より水中航走体に前記所定の指示を行わせるようにしてある従来の手法は、水中航走体の浮上位置を選定するのに有効である。   A conventional method for confirming the presence or absence of suspended matter with respect to the planned ascent position of the underwater vehicle, and causing the underwater vehicle to give the predetermined instruction from the support vessel based on the result. Is effective in selecting the floating position of the underwater vehicle.

しかし、自律航走する水中航走体の運用時には、該水中航走体の浮上予定位置の近傍に支援船が必ず存在するとは限られず、又、支援船から水中航走体に指令を送ることができない事態や、支援船から水中航走体の位置を計測できない事態が生じることも考えられる。   However, when an underwater vehicle that operates autonomously is in operation, a support vessel is not necessarily near the planned ascent position of the underwater vehicle, and a command should be sent from the support vessel to the underwater vehicle. It is also conceivable that there will be situations where it is impossible to measure the position of the underwater vehicle from the support vessel.

そのために、水中航走体の浮上予定位置についての浮遊物の有無の検出、及び、その結果に基づく浮上位置の選定は、水中航走体で自律的に行わせることが望ましいが、そのような手法は従来提案されていない。   Therefore, it is desirable that the detection of the presence or absence of suspended matter at the planned ascent position of the underwater vehicle and the selection of the ascent position based on the result be autonomously performed by the underwater vehicle. No method has been proposed in the past.

なお、前記特許文献1に示された手法は、その検出原理上、検出対象となる浮遊物は、ソーナーによる探査時に、背後に前記シャドウ領域という探査波が到達しない領域が確実に且つ或る程度広い範囲に形成されるような喫水とサイズを有している必要がある。   Note that the method disclosed in Patent Document 1 is based on the detection principle, and the floating object to be detected is surely and certain to have an area where the exploration wave does not reach behind the shadow area when exploring with a sonar. It is necessary to have a draft and size that can be formed in a wide range.

したがって、前記特許文献1に示された手法は、波による水面深度の変化よりも大きな喫水を常時に有する水上艦のような比較的大型の艦船の検出には有効であるとしても、波による水面深度の変化との差があまりないような喫水の小さい小型の船舶や浮体等の浮遊物の検出は困難である。   Therefore, even if the technique disclosed in Patent Document 1 is effective for detecting a relatively large ship such as a surface ship that always has a draft larger than a change in water surface depth due to waves, It is difficult to detect floating objects such as small ships and floating bodies that have a small draft so that there is not much difference from changes in depth.

しかし、前記水中航走体は、全長が数メートルから十数メートル程度であるために、該水中航走体の浮上時には、前記のような喫水の小さい小型の船舶や浮体等の浮遊物も障害となり得るため、これらの浮遊物の検出も望まれる。   However, since the underwater vehicle has a total length of about several meters to several tens of meters, the floating object such as a small ship or a floating body having a small draft as described above is an obstacle when the underwater vehicle is ascending. Therefore, detection of these floating substances is also desired.

そこで、本発明は、自律航走する水中航走体を浮上させるときに、浮上予定位置について浮遊物の有無を予め調査して、浮遊物の検出されない浮上予定位置を実際の浮上位置として選定できるようにするための水中航走体の浮上位置選定方法及び装置を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention can preliminarily investigate the presence or absence of a floating object at a planned ascent position when an underwater vehicle that autonomously travels ascends, and can select a planned ascent position where no floating object is detected as an actual ascent position. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for selecting a floating position of an underwater vehicle.

本発明は、前記課題を解決するために、請求項1に対応して、水中航走体に設けたソーナーにより、水中航走体の浮上予定位置の水面と、該浮上予定位置の周辺領域の水面をスキャンし、浮上位置制御器による浮上位置選定処理として、前記スキャンによる前記浮上予定位置の水面、及び、前記周辺領域の水面の検出結果を、水中航走体の位置及び姿勢の情報を基に、前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度に変換し、次に、前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度について、時間平均処理と平面空間平均処理を行い、次いで、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した或る閾値よりも大となるという条件、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した別の或る閾値よりも大となるという条件、及び、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果から、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果を引いた値が、予め設定した更に別の或る閾値よりも大となるという条件のいずれも満たさない場合に、前記浮上予定位置を、水中航走体の実際の浮上位置として選定する水中航走体の浮上位置選定方法とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention, corresponding to claim 1, uses a sonar provided in the underwater vehicle, so that the surface of the underwater vehicle is expected to rise, and the surrounding area of the expected ascending location. The water surface is scanned, and ascending position selection processing by the ascending position controller is performed based on the information on the position and attitude of the underwater vehicle based on the detection results of the surface of the ascented position and the water surface in the surrounding area. To the water surface depth of the planned ascent position and the water surface depth of the surrounding area, and then, for the water surface depth of the planned ascent position and the water surface depth of the surrounding area, time average processing and plane space average Process, and then the condition that the result of the average processing of the water surface depth of the peripheral region is larger than a certain threshold value set in advance on the plus side of the depth, the result of the average processing of the water surface depth of the planned ascent position But The result of the average process of the water surface depth of the surrounding area is subtracted from the condition that the value is greater than another certain threshold set on the plus side of the depth and the result of the average process of the water surface depth of the planned ascent position. In the case where the value of the underwater vehicle does not satisfy any of the conditions that the value is larger than a predetermined threshold value set in advance, the planned ascent position is selected as the actual ascent position of the underwater vehicle. Use ascending position selection method.

又、請求項2に対応して、前記請求項1に対応する構成において、浮上予定位置設定記憶部に、複数の浮上予定位置を、その優先順位と共に予め設定しておき、浮上位置制御器は、前記浮上予定位置設定記憶部に設定されている優先順位が第1位の浮上予定位置について、浮上位置選定処理を行って、周辺領域の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した或る閾値よりも大となるという条件、浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した別の或る閾値よりも大となるという条件、又は、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果から、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果を引いた値が、予め設定した更に別の或る閾値よりも大となるという条件のいずれかが満たされると、該所定優先順位の浮上予定位置は、水中航走体の実際の浮上位置として不適格であると判断し、その後、前記浮上予定位置設定記憶部に設定されている優先順位に従って順次下位の浮上予定位置を呼び出して、浮上位置選定処理を行うようにする。   According to claim 2, in the configuration corresponding to claim 1, a plurality of planned ascent positions are set in advance in the ascent position setting storage unit together with their priorities, and the ascent position controller is The ascending position selection process is performed on the ascending priority position set in the expected ascending position setting storage unit, and the result of the average process of the water surface depth in the surrounding area is determined in advance as a positive side of the depth. A condition that it is greater than a certain threshold set in the above, a condition that the result of the average processing of the water surface depth of the planned ascent position is greater than another certain threshold set in advance on the plus side of the depth, or One of the conditions that the value obtained by subtracting the result of the average processing of the water surface depth of the surrounding area from the result of the average processing of the water surface depth of the planned ascent position is larger than a certain other predetermined threshold value. Is satisfied, It is determined that the planned ascent position of the priority order is ineligible as the actual ascent position of the underwater vehicle, and thereafter, the subordinate ascent position is sequentially set in accordance with the priority order set in the planned ascent position setting storage unit. Called to perform the ascent position selection process.

更に、請求項3に対応して、水面をスキャンするためのソーナーを有する水中航走体に、浮上位置制御器を備え、前記浮上位置制御器は、前記ソーナーのスキャンによる前記水中航走体の浮上予定位置の水面、及び、該浮上予定位置の周辺領域の水面の検出結果を、水中航走体の位置及び姿勢の情報を基に、前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度に変換する機能と、前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度について、時間平均処理と平面空間平均処理を行う機能と、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した或る閾値よりも大となるという条件、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した別の或る閾値よりも大となるという条件、及び、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果から、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果を引いた値が、予め設定した更に別の或る閾値よりも大となるという条件のいずれも満たさない場合に、前記浮上予定位置を、水中航走体の実際の浮上位置として選定する機能を備えるものとした構成を有する水中航走体の浮上位置選定装置とする。
Further, in accordance with claim 3, the underwater vehicle having a sonar for scanning the water surface is provided with a rising position controller, and the ascending position controller of the underwater vehicle by scanning with the sonar . Based on the information on the position and attitude of the underwater vehicle, the detection result of the water surface at the planned ascent position and the surrounding area at the planned ascent position, The function of converting to the water surface depth, the water surface depth of the planned ascent position, and the water surface depth of the peripheral area, the function of performing the time average process and the planar space average process, and the result of the average process of the water surface depth of the peripheral area Is larger than a certain threshold value set in advance on the plus side of the depth, and the result of the average processing of the water surface depth at the planned ascent position is larger than another threshold value set in advance on the plus side of the depth. When it grows up The value obtained by subtracting the result of the average process of the water surface depth of the surrounding area from the result of the average process of the water surface depth at the estimated floating position and the predetermined surface height is larger than a predetermined threshold value. In the case where none of the above conditions is satisfied, the ascending position selection device for an underwater vehicle having a function of selecting the planned ascent position as an actual ascent position of the underwater vehicle.

本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
(1)請求項1に示した構成を有する水中航走体の浮上位置選定方法では、水中航走体を浮上させるときに、浮上予定位置について浮遊物の有無を予め調査して、浮遊物の検出されない浮上予定位置を水中航走体の実際の浮上位置として選定することができる。
(2)したがって、水中航走体は、浮遊物と接触する虞が生じない好適な浮上位置を自律的に選択して、水面への浮上を実施することができる。
(3)請求項3に示した構成を有する水中航走体の浮上位置選定装置では、前記(1)(2)と同様の効果を得ることができる。
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) In the method for selecting the ascent position of an underwater vehicle having the structure described in claim 1, when the underwater vehicle is levitated, the presence or absence of the floating material is investigated in advance at the planned ascent position, The planned ascent position that is not detected can be selected as the actual ascent position of the underwater vehicle.
(2) Therefore, the underwater vehicle can autonomously select a suitable ascent position where there is no risk of contact with the suspended matter, and can ascend to the water surface.
(3) In the underwater vehicle flying position selection device having the configuration described in claim 3, the same effects as in the above (1) and (2) can be obtained.

本発明の水中航走体の浮上位置選定方法及び装置の実施の一形態を示すもので、(a)は概略側面図、(b)は水面上方から見た図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows an embodiment of a method and an apparatus for selecting a floating position of an underwater vehicle according to the present invention, where (a) is a schematic side view, and (b) is a view as seen from above the water surface. 図1の装置の浮上位置判定器における浮上位置選定処理の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the floating position selection process in the floating position determination device of the apparatus of FIG. 本発明の実施の他の形態として、浮上位置選定処理の別の処理手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows another process sequence of a floating position selection process as other form of implementation of this invention.

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.

図1(a)(b)及び図2は本発明の水中航走体の浮上位置選定方法及び装置の実施の一形態を示すものである。   1 (a), 1 (b), and 2 show an embodiment of the method and apparatus for selecting a floating position of an underwater vehicle according to the present invention.

ここで、先ず、本発明を適用する水中航走体の一例として、クルージング型の水中航走体1の構成について概説する。   First, the configuration of a cruising type underwater vehicle 1 will be outlined as an example of an underwater vehicle to which the present invention is applied.

前記水中航走体1は、図1(a)(b)に示すように、略円柱形状の機体(胴体)2の後端部に、推進用のメインスラスタ3が設けられている。又、前記機体2の後部には、垂直舵(ラダー)4及び水平舵(エレベータ)5が設けられている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the underwater vehicle 1 is provided with a main thruster 3 for propulsion at a rear end portion of a substantially cylindrical airframe (fuselage) 2. A vertical rudder 4 and a horizontal rudder (elevator) 5 are provided at the rear part of the machine body 2.

前記機体2の内部には、図示しないが、電池の如き動力源と、該動力源より電力等の供給を受けて前記メインスラスタ3を駆動する電動モータ等の動力装置と、前記動力源より電力等の供給を受けて前記垂直舵4及び水平舵5を作動させる操舵装置と、水中航走体1自体のロール、ピッチ及びヨーの姿勢を検出することができるようにしてある慣性航法装置(Inertial Navigation System)と、水深計及び高度計を備えた構成としてある。   Inside the airframe 2, although not shown, a power source such as a battery, a power device such as an electric motor that receives power supplied from the power source and drives the main thruster 3, and power from the power source The inertial navigation device (Inertial) which can detect the roll, pitch, and yaw attitude of the underwater vehicle 1 itself, and the steering device that operates the vertical rudder 4 and the horizontal rudder 5 in response to the supply of Navigation system), depth meter and altimeter.

更に、前記水中航走体1には、図1(a)に示すように、前記図示しない慣性航法装置、水深計及び高度計からの入力に応じて、前記図示しない動力装置と操舵装置に指令を与える航走制御装置6を備える。   Further, as shown in FIG. 1A, the underwater vehicle 1 is instructed to a power unit and a steering device (not shown) in response to inputs from the inertial navigation device (not shown), a depth meter, and an altimeter. A cruise control device 6 is provided.

これにより、前記水中航走体1では、前記航走制御装置6からの指令に基づいて、前記動力装置により前記メインスラスタ3を駆動して推力を発生させ、前記操舵装置により前記各舵4及び5を適宜作動させることにより、水中航走体1を航走させると共に、航走速力、航走方位、深度を自在に変更できるようにしてある。   Thereby, in the underwater vehicle 1, the main thruster 3 is driven by the power unit to generate a thrust based on a command from the navigation control device 6, and the rudder 4 and By operating 5 as appropriate, the underwater vehicle 1 is allowed to travel, and the traveling speed, traveling direction, and depth can be freely changed.

又、前記水中航走体1は、図1(a)(b)に示すように、機体2の前部に、進行方向前方に存在する障害物を検出するためのソーナー7を設けた構成としてある。なお、前記水中航走体1では、航走時は常に、前記ソーナー7により、ビーム状に収束させた指向性を有する探査波を比較的短い時間で左右前方にスキャン(走査)させて、検知距離内の障害物の有無を調査するようにしてあるものとする。   In addition, the underwater vehicle 1 has a configuration in which a sonar 7 for detecting an obstacle existing ahead in the traveling direction is provided at the front of the airframe 2 as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). is there. In the underwater vehicle 1, the sonar 7 always scans a wave having a directivity that has been converged in the form of a beam in a relatively short time, and detects it. It is assumed that the existence of obstacles within the distance is investigated.

以上の構成としてある水中航走体1に適用する本発明の水中航走体の浮上位置選定装置8(以下、単に本発明の浮上位置選定装置8と云う)は、図1(a)に示すように、浮上位置制御器9と、浮上予定位置設定記憶部10とを備えた構成としてある。   The underwater vehicle flying position selection device 8 of the present invention (hereinafter simply referred to as the floating position selection device 8 of the present invention) applied to the underwater vehicle 1 configured as described above is shown in FIG. Thus, it is set as the structure provided with the ascent position controller 9 and the expected ascent position setting memory | storage part 10. FIG.

前記浮上予定位置設定記憶部10は、予め、水中航走体1を水面に浮上させるための浮上予定位置11について、複数の候補の位置情報(緯度、経度)を記憶させることができるようにしてあると共に、該各浮上予定位置11の各候補について予め設定される優先順位を、併せて記憶させることができるようにしてある。   The planned ascent position setting storage unit 10 can store in advance a plurality of candidate position information (latitude and longitude) for a planned ascent position 11 for ascending the underwater vehicle 1 to the surface of the water. In addition, priorities set in advance for the respective candidates of the expected ascending positions 11 can be stored together.

以下、前記浮上位置制御器9の機能の説明に則して、本発明の水中航走体の浮上位置選定方法について説明する。   Hereinafter, the method for selecting the floating position of the underwater vehicle according to the present invention will be described in accordance with the description of the function of the floating position controller 9.

水中を航走している状態の前記水中航走体1を水面に浮上させる場合は、前記本発明の浮上位置選定装置8では、前記浮上位置制御器9により、前記浮上予定位置設定記憶部10に予め記憶させてある優先順位が第1位の浮上予定位置11の位置情報を呼び出して、前記航走制御装置6に目標地点の位置情報として与える。これにより、前記水中航走体1は、前記航走制御装置6により制御されて、前記所定優先順位の浮上予定位置11に向けて航走するようになる。   When the underwater vehicle 1 in the state of traveling underwater is levitated to the surface of the water, the ascent position controller 9 of the ascent position selection device 8 of the present invention uses the ascent position controller 9 to store the expected ascent position setting storage unit 10. The position information of the ascending planned position 11 with the first priority stored in advance is called and given to the navigation control device 6 as the position information of the target point. As a result, the underwater vehicle 1 is controlled by the navigation control device 6 and travels toward the planned ascending position 11 having the predetermined priority.

前記のようにして所定優先順位の浮上予定位置11に向けて航走する水中航走体1が、水面にある程度近づいて、該水中航走体1から水面までの距離(水中航走体1のピッチ角方向の距離)が、前記ソーナー7の検知距離よりも短くなると、該ソーナー7では、前記探査波による水面のスキャンが行われるようになるため、該水面が障害物として検出されるようになる。よって、前記ソーナー7は、前記障害物として検出される水面までの距離を順次出力するようになる。   As described above, the underwater vehicle 1 that sails toward the ascending scheduled position 11 having a predetermined priority level approaches the water surface to some extent, and the distance from the underwater vehicle 1 to the water surface (the underwater vehicle 1 When the distance in the pitch angle direction becomes shorter than the detection distance of the sonar 7, the sonar 7 scans the water surface by the exploration wave, so that the water surface is detected as an obstacle. Become. Therefore, the sonar 7 sequentially outputs the distance to the water surface detected as the obstacle.

次いで、前記浮上位置制御器9は、前記航走制御装置6より得る水中航走体1の自機の位置情報(緯度、経度、深度)を基に、該水中航走体1が、前記所定優先順位の浮上予定位置11に対して前記ソーナー7の検知距離以内となる位置まで接近したことを検出すると、図2に示す浮上位置選定処理を開始するようにしてある。   Next, the ascent position controller 9 determines that the underwater vehicle 1 is based on the position information (latitude, longitude, depth) of the underwater vehicle 1 obtained from the navigation control device 6. When it is detected that a position within the detection distance of the sonar 7 has been approached to the priority ascending position 11 of the priority order, the ascent position selection process shown in FIG. 2 is started.

すなわち、図2に示す浮上位置選定処理では、先ず、前記浮上位置制御器9は、前記ソーナー7により、検知距離以内となった前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面と、その周辺領域12(図1(b)にてハッチングを付した領域)の水面をスキャン(走査)させる(ステップS1)。この際、前記周辺領域12は、図1(b)に示すように、前記浮上予定位置11の周囲を、該浮上予定位置11と対応する前後幅及び左右幅で囲む範囲、すなわち、前記浮上予定位置11の8倍の面積の範囲に設定することが好ましい。なお、前記浮上予定位置11は、水中航走体1を浮上させるための領域であるため、水中航走体1の平面形状よりも大きな平面サイズを有することは当然であるが、図1(a)(b)では、図示する便宜上、水中航走体1は、浮上予定位置11及び周辺領域12の縮尺に比して拡大して記載してある。   That is, in the ascent position selection process shown in FIG. 2, first, the ascent position controller 9 causes the sonar 7 to detect the water surface of the predetermined ascent position 11 within the detection distance and the surrounding area 12. The water surface of the area (hatched area in FIG. 1B) is scanned (scanning) (step S1). At this time, as shown in FIG. 1 (b), the peripheral area 12 is a range that surrounds the surroundings of the planned ascending position 11 with a front-rear width and a left-right width corresponding to the expected ascending position 11, that is, the ascending schedule. It is preferable to set a range of an area 8 times the position 11. Since the planned ascent position 11 is an area for ascending the underwater vehicle 1, it naturally has a larger plane size than the planar shape of the underwater vehicle 1, FIG. In (b), for the convenience of illustration, the underwater vehicle 1 is illustrated in an enlarged manner as compared with the scales of the planned ascent position 11 and the peripheral region 12.

次に、前記浮上位置制御器9は、前記ソーナー7のスキャンによる前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面、及び、前記周辺領域12の水面についての相対的な位置の検出結果を、前記航走制御装置6より得る水中航走体1の自機の位置情報(緯度、経度、深度)と、水中航走体1の姿勢(ロール、ピッチ、ヨー)の情報とを基にして、前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面深度と、前記周辺領域12の水面深度に変換する(ステップS2)。   Next, the ascent position controller 9 uses the sonar 7 scan to detect the relative position detection results for the water surface of the predetermined ascending position 11 of the predetermined priority and the water surface of the peripheral area 12. Based on the position information (latitude, longitude, depth) of the own aircraft of the underwater vehicle 1 obtained from the running control device 6 and information on the attitude (roll, pitch, yaw) of the underwater vehicle 1 It converts into the water surface depth of the expected rising surface position 11 and the water surface depth of the surrounding area 12 (step S2).

次いで、前記浮上位置制御器9では、前記のようにして求められた前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面深度と、前記周辺領域12の水面深度のそれぞれについて、時間平均処理を行うと共に、平面空間平均処理を行う(ステップS3)。   Next, the levitation position controller 9 performs time averaging processing for each of the water surface depth of the predetermined levitation position 11 and the water surface depth of the peripheral region 12 obtained as described above, Planar space averaging processing is performed (step S3).

これにより、前記所定優先順位の浮上予定位置11と、前記周辺領域12のそれぞれについて、水面に浮遊物がなければ、前記ステップS3による処理では、波による水面の上下変動分が平均されることになるため、各々の水面深度の平均処理の結果は、ほぼゼロとなる。   Thereby, if there is no suspended matter on the water surface for each of the predetermined ascending position 11 of the predetermined priority and the peripheral region 12, the amount of fluctuation in the water surface due to waves is averaged in the processing in step S3. Therefore, the result of the average processing of each water surface depth is almost zero.

これに対し、たとえば、図1(a)(b)に二点鎖線で示す如く、前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面に浮遊物13が存在している場合は、前記ステップS2で求められる該浮上予定位置11の水面深度に、前記浮遊物13において水面の上下変動よりも大きな喫水で水面下に没している部分の値が含まれるようになる。したがって、この場合は、前記ステップS3による処理では、前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面深度を平均処理した結果は、ゼロとはならず、深度がプラス側に偏るようになる。   On the other hand, for example, as shown by the two-dot chain line in FIGS. 1A and 1B, when the suspended matter 13 is present on the surface of the ascending expected position 11 having the predetermined priority order, it is obtained in the step S2. The value of the portion of the suspended matter 13 that is submerged below the surface of the draft with a draft larger than the vertical fluctuation of the surface of water is included in the surface depth of the planned ascending position 11. Therefore, in this case, in the process of step S3, the result of averaging the water surface depth of the predetermined ascending position 11 of the predetermined priority is not zero, and the depth is biased to the plus side.

なお、図示してないが、前記浮上予定位置11に存在している浮遊物13が、前記周辺領域12の水面にもまたがるような大きな浮遊物である場合は、前記ステップS2で求められる該周辺領域12の水面深度に、前記浮遊物13の水面下に没している部分の値が含まれるようになる。このため、この場合は、前記ステップS3による処理では、前記周辺領域12の水面深度を平均処理した結果が、ゼロとはならず、深度がプラス側に偏るようになる。   In addition, although not shown in figure, when the suspended | floating matter 13 which exists in the said levitation plan position 11 is a big suspended matter which straddles the water surface of the said periphery area | region 12, this periphery calculated | required by the said step S2 The value of the portion of the region 12 submerged under the water surface is included in the water surface depth of the region 12. For this reason, in this case, in the process of step S3, the result of averaging the water surface depth of the peripheral region 12 does not become zero, and the depth is biased to the plus side.

以上の点に鑑みて、前記浮上位置制御器9は、前記ステップS3の後はステップS4に進んで、以下の3つの条件A,B,Cのいずれかが満たされるか否かの判断をするようにしてある。   In view of the above points, the flying position controller 9 proceeds to step S4 after step S3, and determines whether any of the following three conditions A, B, and C is satisfied. It is like that.

先ず、条件Aは、前記ステップS3で求められる周辺領域12の水面深度の平均処理の結果が、予めプラス側の値となるように設定された或る閾値aよりも大となる、という条件である。したがって、この条件Aが満たされる場合は、前記所定優先順位の浮上予定位置11から周辺領域12の水面深度が明らかにプラス側に偏っているので、前記周辺領域12には、浮遊物13が存在すると推定される。   First, the condition A is a condition that the result of the average processing of the water surface depth of the peripheral region 12 obtained in step S3 is larger than a certain threshold value a set in advance so as to be a positive value. is there. Therefore, when this condition A is satisfied, the water surface depth of the peripheral region 12 is clearly biased to the positive side from the expected ascending position 11 of the predetermined priority, so that the suspended matter 13 exists in the peripheral region 12. It is estimated that.

次に、条件Bは、前記ステップS3で求められる前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面深度の平均処理の結果が、予め、プラス側の値となるように設定された或る閾値bよりも大となる、という条件である。なお、この閾値bは、閾値b≧閾値aとしてある。したがって、この条件Bが満たされる場合は、前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面深度が明らかにプラス側に偏っているので、該浮上予定位置11には、浮遊物13が存在すると推定される。   Next, the condition B is based on a certain threshold value b set in advance so that the result of the average process of the water surface depth of the scheduled ascent position 11 of the predetermined priority obtained in step S3 becomes a positive value. It is a condition that also becomes large. The threshold value b is set as threshold value b ≧ threshold value a. Therefore, when this condition B is satisfied, the water surface depth of the predetermined ascending position 11 of the predetermined priority is clearly biased to the plus side, so that it is estimated that the suspended matter 13 exists at the ascending position 11. The

更に、条件Cは、前記所定優先順位の浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果から、周辺領域12の水面深度の平均処理の結果を引いた値が、閾値cよりも大となる、という条件である。なお、前記閾値cは、閾値c≧(周辺領域12の水面深度の分散)×2としてある。この条件Cが満たされる場合は、前記条件A,Bが満たされない場合であっても、前記所定優先順位の浮上予定位置11の水面深度が、前記周辺領域12の水面深度よりも明らかにプラス側に偏っている場合である。したがって、この条件Cが満たされる場合は、前記所定優先順位の浮上予定位置11に浮遊物が存在すると推定される。   Further, the condition C is that the value obtained by subtracting the result of the average processing of the water surface depth of the peripheral region 12 from the result of the average processing of the water surface depth at the planned ascent position of the predetermined priority is greater than the threshold c. It is a condition. The threshold value c is set as threshold value c ≧ (dispersion of water depth in the peripheral region 12) × 2. When this condition C is satisfied, even when the conditions A and B are not satisfied, the water surface depth of the predetermined ascending position 11 of the predetermined priority is clearly a positive side than the water surface depth of the peripheral region 12. Is biased to Therefore, when this condition C is satisfied, it is estimated that there is a floating substance at the planned ascending position 11 having the predetermined priority.

前記浮上位置制御器9は、前記ステップS4にて、前記条件A,B,Cのいずれか一つでも満たされた場合は、ステップS5に進み、前記所定優先順位の浮上予定位置11は、水中航走体1の実際の浮上位置とするには不適格であると判断するようにしてある。   If any one of the conditions A, B, C is satisfied in step S4, the ascent position controller 9 proceeds to step S5, and the ascending position 11 having the predetermined priority is It is determined that it is unsuitable for the actual floating position of the mid-running vehicle 1.

その後、前記浮上位置制御器9は、ステップS6へ進んで、前記浮上予定位置設定記憶部10に予め設定されている優先順位が次の浮上予定位置11を呼び出して、水中航走体1の航走制御装置6に与えるようにしてある。   Thereafter, the ascent position controller 9 proceeds to step S6 and calls the next ascending position 11 with the priority set in advance in the ascending position setting storage unit 10 so that the underwater vehicle 1 can The running control device 6 is provided.

よって、この場合は、前記優先順位が次の浮上予定位置11に向けて、水中航走体1の移動(航走)が開始され、該水中航走体1が、前記所定優先順位の浮上予定位置11に対してソーナー7の検知距離以内に近づいた時点で、浮上位置制御器9では、前記と同様に、図2に示した浮上位置選定処理を開始させるようにしてある。   Therefore, in this case, the movement of the underwater vehicle 1 is started toward the next scheduled ascending position 11, and the underwater vehicle 1 is scheduled to rise with the predetermined priority. As soon as the position 11 approaches within the detection distance of the sonar 7, the flying position controller 9 starts the flying position selection process shown in FIG.

この浮上位置選定処理によっても、前記ステップS4にて、条件A,B,Cのいずれかが満たされる場合は、前記浮上位置制御器9は、前記浮上予定位置設定記憶部10に予め設定されている優先順位に従って順次下位の浮上予定位置11を呼び出して、該所定優先順位の浮上予定位置11への移動と、該浮上予定位置11に対する図2に示した浮上位置選定処理を、順次繰り返して行うようにする。   Also in this flying position selection process, when any of the conditions A, B, and C is satisfied in step S4, the flying position controller 9 is preset in the planned flying position setting storage unit 10. The lower ascending position 11 is sequentially called in accordance with the priority, and the movement to the ascending position 11 having the predetermined priority and the ascending position selection process shown in FIG. Like that.

一方、前記図2の浮上位置選定処理のステップS4にて、前記条件A,B,Cのいずれもが満たされないと判断される場合は、その時点で選択されている所定優先順位の浮上予定位置11には、浮遊物は存在しないと推定される。そのため、前記浮上位置制御器9は、ステップS7へ進んで、該浮上予定位置11を実際の浮上位置に選定し、該浮上位置に浮上するよう水中航走体1の航走制御装置6に指令を与えるようにしてある。   On the other hand, if it is determined in step S4 of the ascent position selection process of FIG. 2 that none of the conditions A, B, and C is satisfied, the ascent position that is selected at that time and has a predetermined priority order. 11, it is estimated that there is no suspended matter. Therefore, the ascent position controller 9 proceeds to step S7, selects the expected ascent position 11 as an actual ascent position, and instructs the navigation control device 6 of the underwater vehicle 1 to ascend to the ascent position. To give.

これにより、前記水中航走体1は、前記図2の浮上位置選定処理により該水中航走体1自身で自律的に選定された浮上位置において、浮遊物に接触する虞が防止された状態で水面に浮上するようになる。   Thereby, the underwater vehicle 1 is in a state in which the possibility of contacting the floating object is prevented at the ascending position autonomously selected by the underwater vehicle 1 itself by the ascent position selection process of FIG. Surfaces on the water.

このように、本発明の水中航走体の浮上位置選定方法及び装置によれば、自律航走する水中航走体1を浮上させるときに、浮上予定位置11について浮遊物13の有無を予め調査して、浮遊物13の検出されない浮上予定位置11を実際の浮上位置として選定することができる。   As described above, according to the method and apparatus for selecting the ascent position of the underwater vehicle according to the present invention, when the underwater vehicle 1 that autonomously travels is levitated, the presence or absence of the suspended matter 13 is previously investigated at the expected ascent position 11. Then, the expected ascending position 11 where the suspended matter 13 is not detected can be selected as the actual ascending position.

したがって、水中航走体1には、浮遊物13と接触する虞が生じない好適な浮上位置を自律的に選択して、水面への浮上を実施させることができるようになる。   Therefore, the underwater vehicle 1 can autonomously select a suitable ascent position where there is no possibility of coming into contact with the suspended matter 13 and can ascend to the water surface.

なお、前記浮上予定位置設定記憶部10に予め設定されていたすべての浮上予定位置11について、図2に示した浮上予定位置選定処理により、水中航走体1の実際の浮上位置とするには不適格であると判断された場合は、浮上位置制御器9は、航走制御装置6に、水中航走体1を一定深度で周回航走させた状態で、図示しない支援船からの指令を待つようにさせるようにすればよい。   Note that all the planned ascent positions 11 previously set in the planned ascent position setting storage unit 10 are set as the actual ascent positions of the underwater vehicle 1 by the ascent position selection process shown in FIG. If it is determined to be unqualified, the ascent position controller 9 causes the cruise control device 6 to issue a command from a support vessel (not shown) in a state where the underwater vehicle 1 makes a round trip at a certain depth. You can make them wait.

次に、図3は本発明の実施の他の形態として、浮上位置制御器9で実施させる図2に示した浮上位置選定処理の応用例として、荒天時の対応を考慮した浮上位置選定処理を示すものである。   Next, FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. As an application example of the ascent position selection process shown in FIG. It is shown.

すなわち、荒天時には、水面における波の波高が高くなるために、前記浮上位置制御器9にて、図2のステップS2と同様に、ソーナー7のスキャンによる所定優先順位の浮上予定位置11の水面、及び、前記周辺領域12の水面についての相対的な位置の検出結果を、水面深度に変換すると、得られる水面深度の分散は、非荒天時(平穏時)に比して増大する。   That is, in the case of stormy weather, since the wave height on the water surface becomes high, in the ascent position controller 9, the surface of the ascending expected position 11 with a predetermined priority by scanning of the sonar 7, as in step S <b> 2 of FIG. 2, And if the detection result of the relative position with respect to the water surface of the peripheral region 12 is converted into the water surface depth, the dispersion of the water surface depth obtained increases as compared to the time of non-stormy weather (at the time of calm).

したがって、その後、図2のステップS3と同様に、浮上予定位置11及び周辺領域12のそれぞれ水面深度について時間平均処理及び平面空間平均処理を行うと、荒天時に得られる結果が、非荒天時(平穏時)に得られる結果と等しいとしても、水面深度が大きい部分をより多く含んでいることになる。   Therefore, similarly to step S3 in FIG. 2, when the time average process and the plane space average process are performed on the water surface depths of the ascending expected position 11 and the peripheral area 12 respectively, Even if it is equal to the result obtained at the time, it will contain more parts with a greater water surface depth.

そのため、図3に示す浮上位置選定処理では、図2に示したと同様の処理手順において、ステップS3の後に、ステップS8を設けて、以下の条件Dが満たされるか否かの判断を行うようにしてある。   Therefore, in the flying position selection process shown in FIG. 3, in the same processing procedure as shown in FIG. 2, step S8 is provided after step S3 to determine whether or not the following condition D is satisfied. It is.

前記条件Dは、前記ステップS2で求められた前記周辺領域12の水面深度の分散が、予め設定してある或る閾値dより大きい、という条件である。なお、前記閾値dは、前記周辺領域12の水面が少し荒れた状態のときの水面深度の分散を基に、設定するようにすればよい。   The condition D is a condition that the dispersion of the water surface depth of the peripheral area 12 obtained in step S2 is larger than a predetermined threshold value d. The threshold value d may be set based on the dispersion of the water surface depth when the water surface of the peripheral region 12 is slightly rough.

これにより、前記条件Dが満たされない場合は、荒天時ではないと判断できるため、図2に示したと同様のステップS4へ進むようにしてある。   As a result, when the condition D is not satisfied, it can be determined that the weather is not stormy, so the process proceeds to step S4 similar to that shown in FIG.

一方、前記ステップS8にて、前記条件Dが満たされる場合は、荒天時であると判断できるようになる。よって、この場合、前記浮上位置制御器9では、ステップS9へ進んで、ステップS4の条件A,B,Cでそれぞれ用いられる閾値a,b,cについて、それぞれより大きめの値に補正する処理を予め行い、その後、前記ステップS4に進むようにしてある。   On the other hand, when the condition D is satisfied in the step S8, it can be determined that the weather is stormy. Therefore, in this case, the flying position controller 9 proceeds to step S9 and performs processing for correcting the threshold values a, b, and c used in the conditions A, B, and C in step S4 to larger values, respectively. This is performed in advance, and then the process proceeds to step S4.

その他の処理は図2に示したものと同様である。   Other processes are the same as those shown in FIG.

以上の構成としてある本実施の形態によっても、図1(a)(b)及び図2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   According to the present embodiment having the above configuration, the same effects as those of the embodiments of FIGS. 1A and 1B and FIG. 2 can be obtained.

なお、本発明は、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、浮上予定位置設定記憶部10が、予め、水中航走体1を水面に浮上させるための浮上予定位置11について、複数の候補の位置情報(緯度、経度)を、優先順位と併せて記憶させるようにしてあるものとしたが、浮上予定位置設定記憶部10は、最初(第1位)の浮上予定位置11の位置情報のみを設定して記憶させておき、図2及び図3のステップS5で該浮上予定位置11が実際の浮上位置として適格でないという判断が下される場合は、該不適格と判断された位置より、予め設定されている方向と距離分、平行移動させた位置を、次の浮上予定位置11として順次設定する機能を備えるようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, As for the planned ascent position setting storage unit 10, a plurality of planned ascent positions 11 for ascending the underwater vehicle 1 to the surface of the water in advance. The candidate position information (latitude, longitude) is assumed to be stored together with the priority order, but the planned ascent position setting storage unit 10 is the position information of the first (first) ascent position 11 If it is determined in step S5 in FIGS. 2 and 3 that the expected ascent position 11 is not eligible as the actual ascent position, the position determined as not qualifying is used. Further, a function of sequentially setting a position moved in parallel by a preset direction and distance as the next scheduled ascent position 11 may be provided.

水面を検出するためのソーナー7は、クルージング型の水中航走体1の機体前部に設けられる進行方向前方の障害物検出用のソーナー7を利用(兼用)することが、前記水中航走体1の装置点数を削減するという観点から考えると好適である。しかし、水中航走体1の機体上部に、機体上方の水面をスキャンするためのソーナー7を、前記障害物検出用のソーナー7とは別に設けるようにしてもよいことは勿論である。   The sonar 7 for detecting the water surface can be obtained by using (also serving as) the sonar 7 for detecting obstacles ahead of the traveling direction provided at the front of the aircraft of the cruising type underwater vehicle 1. It is preferable from the viewpoint of reducing the number of one device. However, it goes without saying that a sonar 7 for scanning the water surface above the airframe may be provided on the upper part of the underwater vehicle 1 separately from the obstacle detection sonar 7.

又、本発明の水中航走体の浮上位置選定方法は、クルージング型の水中航走体1のみならず、ホバリング型の水中航走体に適用してもよい。   The method for selecting the ascent position of the underwater vehicle according to the present invention may be applied not only to the cruising type underwater vehicle 1 but also to a hovering type underwater vehicle.

本発明の浮上位置選定装置8における浮上位置制御器9と浮上予定位置設定記憶部10は、水中航走体1の航走制御装置6を構成する電子計算機に機能として組み込むようにしてもよい。   The ascent position controller 9 and the expected ascent position setting storage unit 10 in the ascent position selection device 8 of the present invention may be incorporated as functions in an electronic computer constituting the cruise control device 6 of the underwater vehicle 1.

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 modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 水中航走体、7 ソーナー、8 浮上位置選定装置、9 浮上位置制御器、10 浮上予定位置設定記憶部、11 浮上予定位置、12 周辺領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Underwater vehicle, 7 Sonar, 8 Ascent position selection device, 9 Ascent position controller, 10 Ascent position setting memory, 11 Ascent position, 12 Peripheral area

Claims (3)

水中航走体に設けたソーナーにより、水中航走体の浮上予定位置の水面と、該浮上予定位置の周辺領域の水面をスキャンし、
浮上位置制御器による浮上位置選定処理として、
前記スキャンによる前記浮上予定位置の水面、及び、前記周辺領域の水面の検出結果を、水中航走体の位置及び姿勢の情報を基に、前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度に変換し、
次に、前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度について、時間平均処理と平面空間平均処理を行い、
次いで、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した或る閾値よりも大となるという条件、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した別の或る閾値よりも大となるという条件、及び、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果から、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果を引いた値が、予め設定した更に別の或る閾値よりも大となるという条件のいずれも満たさない場合に、前記浮上予定位置を、水中航走体の実際の浮上位置として選定すること
を特徴とする水中航走体の浮上位置選定方法。
Using the sonar provided on the underwater vehicle, the surface of the underwater vehicle and the surrounding surface of the planned surface are scanned.
As the ascent position selection process by the ascent position controller,
Based on the information on the position and posture of the underwater vehicle, the surface depth of the planned ascent position and the surrounding area Convert to water depth,
Next, with respect to the water surface depth of the planned ascent position and the water surface depth of the surrounding area, time average processing and plane space average processing are performed,
Next, the condition that the result of the average processing of the water surface depth in the peripheral area is larger than a certain threshold value set in advance on the plus side of the depth, and the result of the average processing of the water surface depth at the planned ascent position is the depth in advance. A value obtained by subtracting the result of the average processing of the water surface depth of the surrounding area from the condition that the threshold value is greater than another certain threshold set on the plus side and the result of the average processing of the water surface depth of the planned ascent position Is selected as the actual ascending position of the underwater vehicle, when none of the predetermined conditions is satisfied. A method for selecting the floating position of the mid-running vehicle.
浮上予定位置設定記憶部に、複数の浮上予定位置を、その優先順位と共に予め設定しておき、
浮上位置制御器は、前記浮上予定位置設定記憶部に設定されている優先順位が第1位の浮上予定位置について、浮上位置選定処理を行って、周辺領域の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した或る閾値よりも大となるという条件、浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した別の或る閾値よりも大となるという条件、又は、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果から、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果を引いた値が、予め設定した更に別の或る閾値よりも大となるという条件のいずれかが満たされると、該所定優先順位の浮上予定位置は、水中航走体の実際の浮上位置として不適格であると判断し、
その後、前記浮上予定位置設定記憶部に設定されている優先順位に従って順次下位の浮上予定位置を呼び出して、浮上位置選定処理を行うようにする
請求項1記載の水中航走体の浮上位置選定方法。
In the ascent position setting storage unit, a plurality of ascent positions are set in advance along with their priorities,
The ascent position controller performs ascent position selection processing for the ascent priority position set in the estimated ascent position setting storage unit, and the result of the average processing of the water surface depth of the surrounding area is as follows: The condition that the value is larger than a certain threshold value set in advance on the plus side of the depth, and the result of the average processing of the water surface depth at the planned ascent position is larger than another certain threshold value set in advance on the plus side of the depth. Or a value obtained by subtracting the result of the average processing of the water surface depth of the surrounding area from the result of the average processing of the water surface depth of the planned ascent position is larger than a certain other predetermined threshold value. If any one of the conditions is satisfied, it is determined that the ascending scheduled position of the predetermined priority is ineligible as the actual ascending position of the underwater vehicle,
2. The method for selecting the ascent position of an underwater vehicle according to claim 1, wherein the ascending position selection process is performed by sequentially calling a lower ascent position according to the priority set in the ascent position setting storage unit. .
水面をスキャンするためのソーナーを有する水中航走体に、浮上位置制御器を備え、
前記浮上位置制御器は、
前記ソーナーのスキャンによる前記水中航走体の浮上予定位置の水面、及び、該浮上予定位置の周辺領域の水面の検出結果を、水中航走体の位置及び姿勢の情報を基に、前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度に変換する機能と、
前記浮上予定位置の水面深度、及び、前記周辺領域の水面深度について、時間平均処理と平面空間平均処理を行う機能と、
前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した或る閾値よりも大となるという条件、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果が、予め深度のプラス側に設定した別の或る閾値よりも大となるという条件、及び、前記浮上予定位置の水面深度の平均処理の結果から、前記周辺領域の水面深度の平均処理の結果を引いた値が、予め設定した更に別の或る閾値よりも大となるという条件のいずれも満たさない場合に、前記浮上予定位置を、水中航走体の実際の浮上位置として選定する機能を備えるものとした構成を有すること
を特徴とする水中航走体の浮上位置選定装置。
An underwater vehicle with a sonar for scanning the water surface, equipped with a rising position controller,
The flying position controller is
Water surface floating predetermined position of the underwater vehicle by scanning said sonar, and the water level of the detection result of the peripheral region of該浮on the predetermined position, based on information of the position and orientation of the underwater vehicle, said floating scheduled A function of converting the water depth of the position and the water depth of the surrounding area;
A function of performing a time average process and a plane space average process on the water surface depth of the planned ascent position and the water surface depth of the surrounding area,
The condition that the result of the average processing of the water surface depth in the peripheral area is larger than a certain threshold value set in advance on the plus side of the depth, and the result of the average processing of the water surface depth at the planned ascent position is a positive value of the depth in advance. A condition that is greater than another certain threshold set on the side, and the result of the average process of the water surface depth of the planned ascent position, a value obtained by subtracting the result of the average process of the water surface depth of the surrounding area, A configuration that includes a function of selecting the planned ascent position as the actual ascent position of the underwater vehicle when none of the conditions that the threshold value is greater than another predetermined threshold is satisfied. An apparatus for selecting a floating position of an underwater vehicle, characterized by comprising:
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