JP6747117B2 - 航走制御方法および航走制御システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の自律航走体の航走を制御する航走制御方法および航走制御システムに関するものである。

水上航走体（ＵＳＶ：Unmanned Surface Vehicle）や水中航走体（ＵＵＶ：Unmanned Undersea Vehicle）のような自律航走を行う自律航走体は、航走する経路の指定がウェイポイントを用いて行われることが一般的である。

また、複数の自律航走体による協調航走としては、たとえば、水中航走体を用いて海底調査などの水中の探査を行う場合に、水上航走体を、前記水中航走体の航走に追従して水面を航走させ、この水上航走体で、離れた支援船と水中航走体との間での通信を中継することが考えられてきている。

この場合は、水中航走体がマスタ機となり、水上航走体がマスタ機に追従する航走を行うスレーブ機となる。

このようなスレーブ機をマスタ機に追従させて航走させる場合のマスタ・スレーブ制御の手法としては、マスタ機の位置を定期的に検出し、その検出位置を、その時点でのスレーブ機の航走目標地点として設定させて、スレーブ機を航走させるようにすることが一般的に行われている。

また、マスタ・スレーブ制御の別の手法としては、マスタ機をウェイポイントに従って航走させ、スレーブ機はマスタ機に追従して航走させ、その際、スレーブ機はマスタ機の航走経路を予測するためにマスタ機のウェイポイント設定を利用する手法も考えられてきている（たとえば、非特許文献１参照）。

鈴木俊光、外６名、「ＵＳＶを経由してＵＵＶからソーナー画像をリアルタイムデータ伝送する試験 並列航走による水中リアルタイムデータ伝送システム（ＵＲＣＳ）の開発」、ＩＨＩ技報、２０１６年３月、第５６巻、第１号、ｐ．３４−４０

ところで、前記マスタ機とスレーブ機とを、設定されたマスタ・スレーブ制御区間で従来提案されている各手法によりマスタ・スレーブ制御を行って航走させるためには、マスタ機とスレーブ機が、マスタ・スレーブ制御区間に進入する時点でマスタ・スレーブ制御に適した相対配置となっていることが必要とされる。したがって、マスタ機とスレーブ機は、マスタ・スレーブ制御区間の始点にほぼ同時に到着して、マスタ・スレーブ制御区間へ進入することが求められる。

しかし、たとえば、マスタ機が水中航走体、スレーブ機が水上航走体の場合は、共に水面に位置している状態から航走を開始してマスタ・スレーブ制御区間の始点まで移動するには、スレーブ機は水面の航走により水平方向にのみ移動すればよいのに対し、マスタ機は、水平方向の移動に加えて、設定された深度まで潜航する必要がある。

更に、マスタ機とスレーブ機は、１つのマスタ・スレーブ制御区間の終点から、次のマスタ・スレーブ制御区間の始点まで移動するときにも、機種の違いや、運動性能、旋回性能の違いなどから、移動経路や移動距離に差が生じることがある。

そのため、マスタ機とスレーブ機は、マスタ・スレーブ制御区間の始点にほぼ同時に到着するという連係で制御を行う必要があるが、これは、マスタ・スレーブ制御区間におけるマスタ・スレーブ制御を開始する以前であるため、従来のマスタ・スレーブ制御の手法は適用できない。

また、複数の自律航走体を、設定された協調航走区間で、マスタ・スレーブ制御以外の手法により並列航走させる場合や、所望のフォーメーションの編隊を組んで航走させる場合のような協調航走を実施するときにも、この協調航走対象の複数の自律航走体については、協調航走区間の始点にほぼ同時に到着して、協調航走区間へ進入することが求められる場合がある。

しかし、協調航走区間に進入する以前の複数の自律航走体について、協調航走区間の始点にほぼ同時に到着できるように航走を制御する手法は、従来特に提案されていないというのが実状である。

そこで、本発明は、協調航走区間で協調航走させる複数の自律航走体について、協調航走区間の始点にほぼ同時に到着して協調航走区間へ進入することができるようにするための航走制御方法および航走制御システムを提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するために、複数の自律航走体を設定された協調航走手法で協調航走させる協調航走区間について、該協調航走区間の始点の座標を設定し、前記協調航走区間で前記協調航走手法で協調航走させる複数の自律航走体に、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点の座標に到着すべき共通の到着目標時刻とをウェイポイントファイルで設定し、前記複数の自律航走体は、それぞれの制御装置により、前記ウェイポイントファイルで与えられた前記協調航走区間の始点に前記到着目標時刻に到着して前記協調航走区間へ進入するように航走を制御する航走制御方法とする。

前記複数の自律航走体のうちのいずれかが前記協調航走区間の始点に設定された到着目標時刻通りに到着することができないときには、前記複数の自律航走体の制御装置同士が、通信を介して、前記協調航走区間の始点に設定された到着目標時刻に最も遅れて到着する自律航走体の遅れ量の分、遅らせた時刻に前記到着目標時刻を更新する処理を行う方法としてある。

前記複数の自律航走体に、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点よりも上流側となる位置の座標とをウェイポイントで設定して、前記複数の自律航走体を、前記協調航走区間の始点よりも上流側となる位置に設定されたウェイポイントを経て前記協調航走区間の始点に設定されたウェイポイントへ向かう航走を行わせる方法としてある。

前記協調航走区間で前記協調航走手法で協調航走させる前記複数の自律航走体は、マスタ・スレーブ制御区間でマスタ・スレーブ制御により航走させるマスタ機とスレーブ機とする方法としてある。

また、設定された協調航走手法で協調航走区間を協調航走する複数の自律航走体は、制御装置と、記憶装置と、推進および操舵装置とを個別に備え、前記各記憶装置は、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点の座標に到着すべき共通の到着目標時刻とが設定されたウェイポイントファイルを記憶する機能を備え、前記各制御装置は、自機の前記記憶装置に記憶された前記ウェイポイントファイルで与えられた前記協調航走区間の始点に前記到着目標時刻に到着して前記協調航走区間へ進入するように自機の航走を制御する機能を備える構成を有する航走制御システムとする。

本発明の航走制御方法および航走制御システムによれば、協調航走区間で協調航走させる複数の自律航走体を、協調航走区間の始点にほぼ同時に到着させて協調航走区間へ進入させることができる。

航走制御方法の第１実施形態を示す概要図である。 航走制御方法の実施に用いる航走制御システムの一例を示す概要図である。 マスタ機とスレーブ機の制御装置の処理の概要を示す図である。 制御装置で行うマスタ・スレーブ制御処理を示す図である。 制御装置で行う到着目標時刻補正処理を示す図である。 航走制御システムの別の例を示す概要図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は航走制御方法の第１実施形態を示す概要図である。図２は航走制御方法の実施に用いる航走制御システムを示す概要図である。図３はマスタ機およびスレーブ機の制御装置における処理を示す図である。図４は、図３におけるマスタ・スレーブ制御処理の詳細を示す図である。

本実施形態では、複数の自律航走体の協調航走の一例として、図１に示すように、水中航走体をマスタ機１とし、水上航走体をスレーブ機２として、設定された協調航走区間としてのマスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２で、マスタ機１およびスレーブ機２をマスタ・スレーブ制御により航走させる場合について説明する。

ここで、先ず、マスタ機１とスレーブ機２の航走経路について説明する。

マスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２は、マスタ機１が設定された深度を航走し、そのマスタ機１の航走に追従してスレーブ機２が水面を航走する区間とされている。

本実施形態では、たとえば、図１に示すように、直線状に延びるマスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２が、設定された間隔で平行に複数配列されていて、各マスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２には、予め航走順序が設定されている。図１では、航走順序が１番目のマスタ・スレーブ制御区間Ａ１と、２番目のマスタ・スレーブ制御区間Ａ２のみが示してある。

マスタ機１とスレーブ機２は、それぞれのスタート位置ｓ１，ｓ２から、各マスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２を、設定された航走順序に従って航走する。本実施形態では、水中航走体であるマスタ機１のスタート位置ｓ１は、水面に設定されている。

また、マスタ機１とスレーブ機２は、航走順序が並ぶ２つのマスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２について、航走順序が前のマスタ・スレーブ制御区間Ａ１の終点Ａ１ｅから、航走順序が次のマスタ・スレーブ制御区間Ａ２の始点Ａ２ｓへ向かうときには、航走方向を１８０度反転するように旋回する経路を航走するものとしてある。

このような航走経路でマスタ機１とスレーブ機２の航走を行わせるために、図１に示すような配置でウェイポイントが設定されている。

航走順序が１番目のマスタ・スレーブ制御区間Ａ１については、始点Ａ１ｓよりも上流側となる位置に、第１ウェイポイントＷＰ１が設定され、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の始点Ａ１ｓと終点Ａ１ｅ、および、終点Ａ１ｅよりも下流側となる位置に、それぞれ、第２と第３と第４のウェイポイントＷＰ２，ＷＰ３，ＷＰ４が設定されている。

なお、第１ウェイポイントＷＰ１は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の始点Ａ１ｓ側を直線状に延ばした位置に配置されていることが好ましい。これにより、マスタ機１およびスレーブ機２は、それぞれ第１ウェイポイントＷＰ１からマスタ・スレーブ制御区間Ａ１の始点Ａ１ｓである第２ウェイポイントＷＰ２に向かう航走を行ってから、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１へ進入するようになる。したがって、この構成によれば、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１に進入する時点のマスタ機１とスレーブ機２の進行方向を、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の延びる方向にほぼ揃えることができる。よって、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１では、マスタ機１の航走に追従してスレーブ機２を航走させるマスタ・スレーブ制御を円滑に開始することができる。

また、第４ウェイポイントＷＰ４は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の終点Ａ１ｅ側を直線状に延ばした位置に配置されていることが好ましい。これにより、マスタ機１およびスレーブ機２は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の終点Ａ１ｅである第３ウェイポイントＷＰ３を通過した後、直線的に第４ウェイポイントＷＰ４へ向かう航走を行ってから、航走順序が次のマスタ・スレーブ制御区間Ａ２に向かうようになる。したがって、この構成によれば、スレーブ機２が、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の終点Ａ１ｅでマスタ機１に追従する制御が解除されて、通常のウェイポイント制御に復帰するときに、スレーブ機２の進行方向の急な変化を防ぐことができる。よって、スレーブ機２の航走を安定させることができる。

航走順序が２番目のマスタ・スレーブ制御区間Ａ２については、始点Ａ２ｓよりも上流側となる位置に、第５ウェイポイントＷＰ５が設定され、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の始点Ａ２ｓと終点Ａ２ｅ、および、終点Ａ２ｅよりも下流側となる位置に、それぞれ、第６と第７と第８のウェイポイントＷＰ６，ＷＰ７，ＷＰ８が設定されている。

なお、第５ウェイポイントＷＰ５は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の始点Ａ２ｓ側を直線状に延ばした位置に配置されていることが好ましい。これにより、マスタ機１およびスレーブ機２は、それぞれ第５ウェイポイントＷＰ５からマスタ・スレーブ制御区間Ａ２の始点Ａ２ｓである第６ウェイポイントＷＰ６に向かう航走を行ってから、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２へ進行するようになる。したがって、この構成によれば、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２に進行する時点のマスタ機１とスレーブ機２の進行方向を、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の延びる方向にほぼ揃えることができる。よって、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２では、マスタ機１の航走に追従してスレーブ機２を航走させるマスタ・スレーブ制御を円滑に開始することができる。

また、第８ウェイポイントＷＰ８は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の終点Ａ２ｅ側を直線状に延ばした位置に配置されていることが好ましい。これにより、マスタ機１およびスレーブ機２は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の終点Ａ２ｅである第７ウェイポイントＷＰ７を通過した後、直線的に第８ウェイポイントＷＰ８へ向かう航走を行ってから、航走順序が次のマスタ・スレーブ制御区間（図示せず）に向かうようになる。したがって、この構成によれば、スレーブ機２が、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の終点Ａ２ｅでマスタ機１に追従する制御が解除されて、通常のウェイポイント制御に復帰するときに、スレーブ機２の進行方向の急な変化を防ぐことができる。よって、この場合もスレーブ機２の航走を安定させることができる。

なお、図示しないが、航走順序が３番目以降の各マスタ・スレーブ制御区間についても、始点よりも上流側となる位置と、始点と、終点と、終点よりも下流側となる位置とに、それぞれ、ウェイポイントが設定されている。図１におけるＷＰ_ＥＮＤは、最終ウェイポイントである。

前記第１から第８の各ウェイポイントＷＰ１〜ＷＰ８のウェイポイントファイルは、たとえば、以下のように設定される。なお、目標座標は、たとえば、緯度と経度のような地球に固定された水平面内の直交座標系で、マスタ機１とスレーブ機２が経由すべき位置を指定している。目標深度は、水中航走体であるマスタ機１についてのみ、目標座標の位置で潜航すべき深度を指定している。

また、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の終点Ａ１ｅである第３ウェイポイントＷＰ３についてのウェイポイントファイルでは、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１をマスタ機１が航走するときの目標速度Ｖ３が指定されている。同様に、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の終点Ａ２ｅである第７ウェイポイントＷＰ７についてのウェイポイントファイルでは、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２をマスタ機１が航走するときの目標速度Ｖ７が指定されている。

更に、本実施形態の航走制御方法は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の始点Ａ１ｓである第２ウェイポイントＷＰ２についてのウェイポイントファイルには、マスタ機１およびスレーブ機２が第２ウェイポイントＷＰ２に到着すべき時刻が、到着目標時刻Ｔ２として指定されている。同様に、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の始点Ａ２ｓである第６ウェイポイントＷＰ６についてのウェイポイントファイルには、マスタ機１およびスレーブ機２が第６ウェイポイントＷＰ６に到着すべき時刻が、到着目標時刻Ｔ６として指定されている。

なお、マスタ機１およびスレーブ機２が第２ウェイポイントＷＰ２や第６ウェイポイントＷＰ６に到着すべき時刻というのは、マスタ機１およびスレーブ機２が、各ウェイポイントＷＰ２，ＷＰ６に到着するとともに通過する時刻、すなわち、各ウェイポイントＷＰ２，ＷＰ６が始点Ａ１ｓ，Ａ２ｓとなっているマスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２へ進入する時刻を意味している。

航走順序が３番目以降の図示しない各マスタ・スレーブ制御区間についても、それぞれの終点に設定されるウェイポイントについてのウェイポイントファイルでは、対応するマスタ・スレーブ制御区間をマスタ機１が航走するときの目標速度が指定されている。また、各マスタ・スレーブ制御区間の始点に設定されるウェイポイントについてのウェイポイントファイルには、マスタ機１およびスレーブ機２がそのウェイポイントに到着すべき時刻が、到着目標時刻として指定されている。

次に、本実施形態の航走制御方法の実施に用いる航走制御システムについて説明する。

本実施形態における航走制御システムは、図２に示すように、マスタ機１とスレーブ機２と遠隔制御装置３とを備えた構成とされている。

水中航走体であるマスタ機１は、制御装置４を備え、制御装置４に、前記ウェイポイントファイルを記憶する記憶装置５と、慣性航法装置６と、推進および操舵装置７と、音響通信機のような水中通信機８と、水面に浮上しているときに無線通信や衛星通信に用いる通信機９が接続された構成を備えている。

更に、慣性航法装置６には、ＧＰＳのような全地球航法衛星システム１０と、ドップラーベロシティログ１１が接続されている。

全地球航法衛星システム１０は、マスタ機１が潜航前に水面に配置されているか、あるいは水面から引き上げられて図示しない支援船などに搭載されている状態のときに、自機であるマスタ機１の位置と向きを取得するためのものである。この際、全地球航法衛星システム１０で取得するマスタ機１の位置は、各ウェイポイントＷＰ１〜ＷＰ８の目標座標と同じ座標系であることが好ましい。

したがって、慣性航法装置６では、マスタ機１が潜航する前に全地球航法衛星システム１０で取得した位置と向きの情報を基に、慣性航法と、ドップラーベロシティログ１１によって取得する情報とを使用することで、潜航するマスタ機１において、自機の位置と向きと姿勢とを検出することができる。

制御装置４は、慣性航法装置６より得られるマスタ機１の現在の位置と向きと姿勢の情報と、記憶装置５に記憶されているウェイポイントファイルから取得した目標点とするウェイポイントＷＰｎ（ｎ＝１、２、…）の目標座標および目標深度の情報とを基に、現在位置から目標点のウェイポイントＷＰｎに達するための航走経路を求める機能を備えている。更に、制御装置４は、求められた航走経路に従ってマスタ機１を航走させるための指令を、推進および操舵装置７に与える機能を備えている。これにより、マスタ機１は、現在位置から目標点のウェイポイントＷＰｎに向かう自律航走を実施することができる。

なお、図示してないが、マスタ機１には、航走経路に存在していて航走の障害となる障害物を検出する手段を備えており、この障害物検出手段で検出された障害物を回避するように航走方向や速度を適宜制御する機能も、制御装置４は備えている。

水上航走体であるスレーブ機２は、制御装置１２を備え、制御装置１２に、前記ウェイポイントファイルを記憶する記憶装置１３と、慣性航法装置１４と、推進および操舵装置１５と、音響通信機のような水中通信機１６と、無線通信や衛星通信に用いる通信機１７が接続された構成を備えている。

更に、慣性航法装置１４には、マスタ機１における全地球航法衛星システム１０と同様の全地球航法衛星システム１８が接続されている。この全地球航法衛星システム１８では、自機であるスレーブ機２の位置と向きを取得するためのものである。

したがって、慣性航法装置１４では、全地球航法衛星システム１８で取得したスレーブ機２の位置と向きの情報を基に、慣性航法により、水面を航走するスレーブ機２において、自機の位置と向きとを検出することができる。

制御装置１２は、慣性航法装置１４より得られるスレーブ機２の現在の位置と向きの情報と、記憶装置１３に記憶されているウェイポイントファイルから取得した目標点とするウェイポイントＷＰｎ（ｎ＝１、２、…）の目標座標の情報とを基に、現在位置から目標点のウェイポイントＷＰｎに達するための航走経路を求める機能を備えている。更に、制御装置１２は、求められた航走経路に従ってスレーブ機２を航走させるための指令を、推進および操舵装置１５に与える機能を備えている。これにより、スレーブ機２は、現在位置から目標点のウェイポイントＷＰｎに向かう自律航走を実施することができる。

なお、図示してないが、スレーブ機２には、航走経路に存在していて航走の障害となる障害物を検出する手段を備えており、この障害物検出手段で検出された障害物を回避するように航走方向や速度を適宜制御する機能も、制御装置１２は備えている。

スレーブ機２の水中通信機１６と、マスタ機１の水中通信機８は、マスタ機１が潜航している状態のときに相互通信を行うためのものである。この相互通信により、スレーブ機２の制御装置１２と、マスタ機１の制御装置４との間では、コマンドやステータスなどの情報を相互に受け渡しすることができる。

遠隔制御装置３は、支援船あるいは陸上に備えられているもので、図示しないユーザーインターフェースを備えると共に、無線通信や衛星通信に用いる通信機１９が接続された構成を備えている。

遠隔制御装置３の通信機１９と、スレーブ機２の通信機１７は、無線通信や衛星通信の電波が届く状況であれば、相互通信を常時行うことができる。また、マスタ機１の通信機９は、マスタ機１が水面に浮上している状態のときに、遠隔制御装置３の通信機１９やスレーブ機２の通信機１７と相互通信を行うためのものである。

したがって、この相互通信により、遠隔制御装置３では、スレーブ機２の制御装置１２や、マスタ機１の制御装置４との間で、ユーザーインターフェースを介して設定されるコマンドや、スレーブ機２やマスタ機１のステータスなどの情報を、相互に受け渡しすることができる。

なお、マスタ機１が潜航しているときには、スレーブ機２の制御装置１２で中継を行うことで、遠隔制御装置３とマスタ機１の制御装置４との間でのコマンドやステータスの受け渡しを行うことは可能である。

次いで、マスタ機１の制御装置４およびスレーブ機２の制御装置１２で行う処理について説明する。

図３は、マスタ機１の制御装置４の処理を示すものである。

制御装置４は、たとえば、遠隔制御装置３から受けるコマンドに基づき、マスタ機１の航走を開始する（ステップＳＡ１）。

このとき、制御装置４は、自機であるマスタ機１と、マスタ・スレーブ制御による協調航走の対象となるスレーブ機２とについて、航走開始の基準時刻を合わせる処理を行う（ステップＳＡ２）。この基準時刻を合わせる処理は、たとえば、遠隔制御装置３から、マスタ機１の制御装置４とスレーブ機２の制御装置１２の双方へ、基準時刻合わせのためのコマンドを与えることで行うようにすればよい。また、この航走開始基準時刻合わせの処理は、制御装置４と制御装置１２とによる通信機９，１７を介した相互通信により、制御装置４，１２同士で自律的に行うようにしてもよい。

次に、制御装置４は、現在、目標点としているウェイポイントＷＰｎ、すなわち、現在位置から次に到着すべきウェイポイントＷＰｎが、協調航走制御指定、本実施形態では、マスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントか否かの判定を行う（ステップＳＡ３）。

なお、マスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントとは、前記ウェイポイントファイルにて、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２でのマスタ・スレーブ制御を実施するための付加情報が指定されたウェイポイントである。本実施形態では、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２をマスタ機１が航走するときの目標速度Ｖ３，Ｖ７が指定されている第３ウェイポイントＷＰ３と、第７ウェイポイントＷＰ７とが、マスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントとなる。

前記ステップＳＡ３で、現在目標点としているウェイポイントＷＰｎが、マスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントではないと判断されると、制御装置４は、ステップＳＡ４に進む。

ステップＳＡ４では、制御装置４は、ウェイポイントファイルにおいて到着目標時刻Ｔ２，Ｔ６が指定されているウェイポイントＷＰ２，ＷＰ６のような各到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓのうち、自機であるマスタ機１が次に到達する到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓまでの経路距離を算出する。

この場合、自機の現在位置座標をＰ、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓの座標をＰｓとすると、ＰからＰｓまでのウェイポイント制御による経路距離は、各ウェイポイントＷＰｎの座標の設定などを基に定まる関数Ｌ（Ｐｓ、Ｐ）で表すことができる。

ステップＳＡ４にて、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓまでの経路距離Ｌ（Ｐｓ，Ｐ）が算出されると、制御装置４は、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに、マスタ機１が指定された到着目標時刻通りに到着するために必要な平均速度を算出する（ステップＳＡ５）。

この場合、現在時刻をＴ、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓの到着目標時刻をＴｓとし、前記平均速度をＶｓとすると、Ｖｓは、以下の式（１）で算出される。
Ｖｓ＝Ｌ（Ｐｓ、Ｐ）÷（Ｔｓ−Ｔ） …（１）

次いで、制御装置４は、前記式（１）で算出された平均速度Ｖｓを速度指令値として、推進および操舵装置７に指令を与えて、現在目標点としているウェイポイントＷＰｎに向けてのマスタ機１の航走を行わせる（ステップＳＡ６）。

この航走の際、制御装置４は、慣性航法装置６より得られるマスタ機１の現在の位置の検出結果を監視して、マスタ機１の現在の位置が、現在目標点としているウェイポイントＷＰｎの座標を中心として設定された許容範囲に収まるようになると、マスタ機１が目標点としていたウェイポイントＷＰｎに到着したと判断する（ステップＳＡ７）。

このようにしてマスタ機１が目標点としていたウェイポイントＷＰｎに到着すると、制御装置４は、到着したウェイポイントＷＰｎが、最終ウェイポイントＷＰ_ＥＮＤであるか否かの判定を行う（ステップＳＡ８）。

このステップＳＡ８の判定処理で、マスタ機１が到着したウェイポイントＷＰｎは最終ウェイポイントＷＰ_ＥＮＤではないと判断されると、制御装置４は、ステップＳＡ９に進み、記憶装置５に記憶してあるウェイポイントファイルに従って、目標点とするウェイポイントＷＰｎの更新処理（ｎ＝ｎ＋１）を行う。その後、制御装置４は、ステップＳＡ３へ戻ってステップＳＡ３以降の処理を行う。

制御装置４は、ステップＳＡ３で、現在目標点としているウェイポイントＷＰｎが、第３、第７の各ウェイポイントＷＰ３，ＷＰ７のようなマスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントであると判断されると、協調航走制御処理としてのマスタ・スレーブ制御処理ＳＢを実施する。

マスタ・スレーブ制御処理ＳＢの詳細は、図４に示す。なお、本実施形態では、水中航走体をスレーブ機として使用する場合や、水上航走体をマスタ機として使用する場合があること等を想定して、マスタ機１の制御装置４における処理と、スレーブ機２の制御装置１２における処理は、共通化を図るようにしてある。

そのため、制御装置４は、ステップＳＢ１でマスタ・スレーブ制御処理ＳＢを開始すると、ステップＳＢ２に進んで、自機がマスタ機１か否かの判断を行う。

制御装置４はマスタ機１に備えられているものであるため、制御装置４によるステップＳＢ２の判断は、自機がマスタ機１であるという判断結果となる。この場合、制御装置４は、ステップＳＢ３に進む。

ステップＳＢ３では、制御装置４は、マスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントについてウェイポイントファイルで指定されている目標速度を速度指令値として、推進および操舵装置７に指令を与えて、現在目標点としているマスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントに向けてのマスタ機１の航走を行わせる。

その後、制御装置４は、前記ステップＳＡ７へ進んで、ステップＳＡ７以降の処理を行う。

前記ステップＳＡ８の判定処理で、マスタ機１が到着したウェイポイントＷＰｎが最終ウェイポイントＷＰ_ＥＮＤであると判断されると、制御装置４は、マスタ機１の航走を終了する（ステップＳＡ１０）。この場合、制御装置４は、マスタ機１を、水面まで浮上させて、支援船などで回収可能な状態にするとよい。

次に、スレーブ機２の制御装置１２の処理について説明する。

制御装置１２は、図３に示したマスタ機１の制御装置４の処理と同様に、たとえば、遠隔制御装置３から受けるコマンドに基づき、スレーブ機２の航走を開始する（ステップＳＡ１）。

このとき、制御装置１２は、自機であるスレーブ機２と、マスタ・スレーブ制御による協調航走の対象となるマスタ機１とについて、航走開始の基準時刻を合わせる処理を行う（ステップＳＡ２）。このステップＳＡ２で基準時刻を合わせる処理は前記したと同様である。

次に、制御装置１２は、図３におけるステップＳＡ３〜ステップＳＡ９の処理を行う。この場合、前述したステップＳＡ３〜ステップＳＡ９の説明について、マスタ機１、制御装置４、記憶装置５、慣性航法装置６、推進および操舵装置７を、それぞれスレーブ機２、制御装置１２、記憶装置１３、慣性航法装置１４、推進および操舵装置１５に置き換えるようにすればよい。

制御装置１２は、ステップＳＡ３で、現在目標点としているウェイポイントＷＰｎが、第３、第７の各ウェイポイントＷＰ３，ＷＰ７のようなマスタ・スレーブ制御指定のウェイポイントであると判断されると、協調航走制御処理としてのマスタ・スレーブ制御処理ＳＢを実施する。

制御装置１２によるマスタ・スレーブ制御処理ＳＢも、図４に示すものである。

制御装置１２は、ステップＳＢ１でマスタ・スレーブ制御処理ＳＢを開始すると、ステップＳＢ２に進んで、自機がマスタ機か否かの判断を行う。

制御装置１２はスレーブ機２に備えられているものであるため、制御装置１２によるステップＳＢ２の判断は、自機がマスタ機ではないという判断結果となる。この場合、制御装置１２は、ステップＳＢ４に進む。

ステップＳＢ４では、制御装置１２は、水中通信機１６または通信機１７によるマスタ機１の水中通信機８または通信機９との相互通信により、マスタ機１の現在位置の座標を取得する。

次いで、取得したマスタ機１の現在位置の情報を基に、マスタ機１に追従するために必要とされる速度指令および操舵指令を、推進および操舵装置１５へ与えて、スレーブ機２のマスタ機１に追従する航走を行わせる（ステップＳＢ５）

その後、制御装置１２は、前記ステップＳＡ７へ進んで、ステップＳＡ７以降の処理を行う。

前記ステップＳＡ８の判定処理で、スレーブ機２が到着したウェイポイントＷＰｎが最終ウェイポイントＷＰ_ＥＮＤであると判断されると、制御装置１２は、スレーブ機２の航走を終了して（ステップＳＡ１０）、スレーブ機２を、支援船などで回収可能な状態で待機させる。

マスタ機１の制御装置４とスレーブ機２の制御装置１２で図３および図４で示した処理をそれぞれ実施することにより、マスタ機１とスレーブ機２は、図１に示したスタート位置Ｓ１，Ｓ２から第１ウェイポイントＷＰ１を経て到着目標時刻Ｔ２が指定されている第２ウェイポイントＷＰ２に向かう経路上では、それぞれ到着目標時刻Ｔ２に第２ウェイポイントＷＰ２に到着するように航走速度を自律的に調整しながら航走する。

よって、マスタ機１とスレーブ機２は、第２ウェイポイントＷＰ２に到着する時刻を、共に指定された到着目標時刻Ｔ２にほぼ一致させることができる。

これにより、マスタ機１とスレーブ機２は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１の始点Ａ１ｓである第２ウェイポイントＷＰ２で会合することができ、この会合した状態でマスタ・スレーブ制御区間Ａ１へ進行することができる。したがって、マスタ機１とスレーブ機２は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１におけるマスタ・スレーブ制御による航走を円滑に開始することができる。

第２ウェイポイントＷＰ２から第３ウェイポイントＷＰ３までのマスタ・スレーブ制御区間Ａ１では、マスタ機１は、指定された目標速度Ｖ３での航走を行い、スレーブ機２は、マスタ機１の航走に追従する航走を行うことができる。

マスタ機１とスレーブ機２は、第３ウェイポイントＷＰ３を通過した後、第４ウェイポイントＷＰ４と第５ウェイポイントＷＰ５を経て到着目標時刻Ｔ６が指定されている第６ウェイポイントＷＰ６に向かう経路上では、それぞれ到着目標時刻Ｔ６に第６ウェイポイントＷＰ６に到着するように航走速度を自律的に調整しながら各ウェイポイントＷＰ４，ＷＰ５，ＷＰ６を順次目標点とする航走を行う。

よって、マスタ機１とスレーブ機２は、第６ウェイポイントＷＰ６に到着する時刻を、共に指定された到着目標時刻Ｔ６にほぼ一致させることができる。

これにより、マスタ機１とスレーブ機２は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２の始点Ａ２ｓである第６ウェイポイントＷＰ６で会合することができ、この会合した状態でマスタ・スレーブ制御区間Ａ２へ進行することができる。したがって、マスタ機１とスレーブ機２は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ２におけるマスタ・スレーブ制御による航走を円滑に開始することができる。

第６ウェイポイントＷＰ６から第７ウェイポイントＷＰ７までのマスタ・スレーブ制御区間Ａ２では、マスタ機１は、指定された目標速度Ｖ７での航走を行い、スレーブ機２は、マスタ機１の航走に追従する航走を行うことができる。

マスタ機１とスレーブ機２は、第７ウェイポイントＷＰ７を通過した後は、前記と同様に、マスタ・スレーブ制御区間を除いて、次に到着目標時刻が指定されているウェイポイントに向かう経路上では、その到着目標時刻指定のウェイポイントに到着目標時刻通りに到着するように航走速度を自律的に調整する航走を行うようになる。

マスタ機１とスレーブ機２は、最終ウェイポイントＷＰ_ＥＮＤに到着すると、それぞれ航走を終了し、水面で待機するようになる。

このように、本実施形態の航走制御方法によれば、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１，Ａ２と、その後の各マスタ・スレーブ制御区間でマスタ・スレーブ制御による協調航走を行わせるマスタ機１とスレーブ機２を、それぞれの各マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）の始点（Ａ１ｓ，Ａ２ｓ，…）に、ほぼ同時に到着させて、各マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）へ進入させることができる。これにより、それぞれのマスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）では、マスタ機１とスレーブ機２のマスタ・スレーブ制御による航走を円滑に開始することができる。

なお、本実施形態では、マスタ・スレーブ制御処理ＳＢを、図４に示したように、マスタ機１の制御装置４と、スレーブ機２の制御装置１２で処理を共通化できるものとして説明した。

しかし、マスタ機１の制御装置４では、マスタ機１専用のマスタ・スレーブ制御を行い、スレーブ機２の制御装置１２では、スレーブ機２専用のマスタ・スレーブ制御を行うようにしてもよい。

この場合、マスタ機１専用のマスタ・スレーブ制御としては、図４におけるステップＳＢ１でマスタ・スレーブ制御を開始した後は、ステップＳＢ２の判断を省略して、ステップＳＢ３の処理のみを行うようにすればよい。

一方、スレーブ機２専用のマスタ・スレーブ制御としては、図４におけるステップＳＢ１でマスタ・スレーブ制御を開始した後は、ステップＳＢ２の判断を省略して、ステップＳＢ４とステップＳＢ５の処理のみを行うようにすればよい。

このようにしても、マスタ機１とスレーブ機２は、マスタ・スレーブ制御区間において前記したと同様のマスタ・スレーブ制御による航走を実施することができる。

［第１実施形態の応用例］
第１実施形態の航走制御方法では、ウェイポイント制御による経路距離の算出基準となる各ウェイポイントＷＰｎの座標の設定と、第２ウェイポイントＷＰ２の到着目標時刻Ｔ２や、第６ウェイポイントＷＰ６の到着目標時刻Ｔ６のような各到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに指定される到着目標時刻Ｔｓは、通常、マスタ機１とスレーブ機２の最高巡航速度で航走可能な範囲内で設定される。

ところが、マスタ機１の航走経路に予期しない障害物が浮遊していたり、スレーブ機２の航走経路に予期しない障害物（航走の障害となる地形も含む）が存在していたりする場合は、マスタ機１やスレーブ機２は、それぞれ障害物を回避する航走を行う。

このような障害物の回避などの理由により、マスタ機１やスレーブ機２は、現在位置で目標点としているウェイポイント以降の各ウェイポイントＷＰｎのうち、次に到着する到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに、指定された到着目標時刻Ｔｓまでに到着できない場合が生じる可能性がある。

そこで、この場合の対策として、マスタ機１の制御装置４と、スレーブ機２の制御装置１２では、図３に示した処理におけるステップＳＡ４とステップＳＡ５との間に、到着目標時刻補正処理ＳＣを行うようにすることが好ましい。

図５は、制御装置４と制御装置１２で実施する到着目標時刻補正処理ＳＣの詳細を示す図である。

到着目標時刻補正処理ＳＣは、前記ステップＳＡ４で、マスタ機１の制御装置４と、スレーブ機２の制御装置１２が、それぞれ自機の現在位置から次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓまでの経路距離Ｌ（Ｐｓ，Ｐ）を算出した段階で、ステップＳＣ１の処理を開始する。

ステップＳＣ１では、制御装置４と制御装置１２は、水中通信機８，１６または通信機９，１７を介した相互通信を行い、相互の協調航走対象であるマスタ機１とスレーブ機２の現在位置の情報を取得する。

次に、制御装置４と制御装置１２は、自機と協調航走対象について、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに指定された到着目標時刻Ｔｓまでに到着できるか、という到着可能性の確認を行う（ステップＳＣ２）。

この場合、自機の最高巡航速度をＶｍａｘとすると、自機の現在位置座標Ｐ、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓの座標Ｐｓ、ＰからＰｓまでの経路距離Ｌ（Ｐｓ、Ｐ）、現在時刻Ｔ、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓの到着目標時刻Ｔｓとを基に、以下の式（２）が成立することが、到着目標時刻Ｔｓまでに次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに自機が到着することが可能という確認の基準となる。
Ｔｓ−Ｔ≧Ｌ（Ｐｓ、Ｐ）÷Ｖｍａｘ …（２）

一方、制御装置４と制御装置１２では、前記式（２）が成立しない場合、自機が次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着目標時刻Ｔｓまでに到着することは不可能であるということが分かる。

次いで、制御装置４と制御装置１２は、自機と協調航走対象の双方で前記式（２）が成立するかという判断基準に基づいて、自機と協調航走対象が共に到着目標時刻Ｔｓまでに次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着可能か否かを判断する（ステップＳＣ３）。

前記ステップＳＣ３で自機と協調航走対象が共に到着目標時刻Ｔｓまでに次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着可能であると判断される場合は、制御装置４と制御装置１２は、ステップＳＣ４へ進む。

ステップＳＣ４では、制御装置４と制御装置１２は、水中通信機８，１６または通信機９，１７を介した相互通信により、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓの到着目標時刻Ｔｓはウェイポイントファイルで指定されている現在の到着目標時刻Ｔｓのままとすることについて相互に確認し、その後、図３におけるステップＳＡ５に進んで、前述したステップＳＡ５以降の処理を行う。

一方、前記ステップＳＣ３で自機と協調航走対象の少なくとも一方が、到着目標時刻Ｔｓまでに次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着することは不可能であると判断される場合は、制御装置４と制御装置１２は、ステップＳＣ５へ進む。

ステップＳＣ５では、制御装置４と制御装置１２は、自機と協調航走対象のうち、到着目標時刻Ｔｓまでに次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着することは不可能であると判断されたものについて、時刻補正量ΔＴを、以下の式（３）で算出する。
Ｌ（Ｐｓ、Ｐ）÷Ｖｍａｘ−（Ｔｓ−Ｔ）＝ΔＴ …（３）

この時刻補正量ΔＴは、前記のように到着目標時刻Ｔｓまでに次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着することは不可能であると判断されたものが、現在位置から最高巡航速度Ｖｍａｘで航走して次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着するときの到着目標時刻Ｔｓからの遅れ量である。

したがって、この時刻補正量ΔＴの分、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに指定されている到着目標時刻Ｔｓを後ろにずらせば、自機や協調航走対象が到着することが可能になる。

そこで、制御装置４と制御装置１２は、ステップＳＣ６にて、相互通信により、次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓ以降の各到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓについて、指定されている到着目標時刻Ｔｓを、それぞれΔＴずつ遅らせた時刻に更新する処理を共に行う（Ｔｓ＝Ｔｓ＋ΔＴ）。

なお、ステップＳＣ５で自機と協調航走対象の双方について時刻補正量ΔＴが算出される場合は、より大きな値の時刻補正量ΔＴを採用すればよい。

制御装置４と制御装置１２は、ステップＳＣ６の後は図３におけるステップＳＡ５に進んで、前述したステップＳＡ５以降の処理を行う。

本応用例によれば、制御装置４と制御装置１２は、マスタ機１とスレーブ機２の少なくとも一方が次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに指定されている到着目標時刻Ｔｓまでに到着することが不可能であると判断された時点で、相互通信を行って、到着目標時刻Ｔｓについて時刻補正量ΔＴで遅らせる処理を行うことができる。

したがって、本応用例によれば、マスタ機１やスレーブ機２の片方に障害物回避を行うなど、何らかの理由で遅れが生じる場合であっても、次のマスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）の始点（Ａ１ｓ，Ａ２ｓ，…）である到着目標時刻Ｔｓが指定されたウェイポイントＷＰｓまでに、更新された到着目標時刻Ｔｓ通りに到着するように、マスタ機１とスレーブ機２の航走速度を自律的に調整する航走を行うことができる。

これにより、本応用例によっても、第１実施形態と同様に、マスタ・スレーブ制御区間でマスタ・スレーブ制御による協調航走を行わせるマスタ機１とスレーブ機２を、それぞれの各マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）の始点（Ａ１ｓ，Ａ２ｓ，…）にほぼ同時に到着させて、各マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）へ進入させることができる。このため、それぞれのマスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，・・・）では、マスタ機１とスレーブ機２のマスタ・スレーブ制御による航走を円滑に開始することができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態として、航走制御方法の実施に用いる航走制御システムの別の例を示す図である。

なお、図６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。

本実施形態の航走制御システムは、第１実施形態における航走制御システムと同様の構成において、マスタ機１とスレーブ機２に相互通信を行う水中通信機８，１６を備えた構成に代えて、スレーブ機２は制御装置に接続された音響測位装置２０を備え、この音響測位装置２０に応答するトランスポンダ２１をマスタ機１に備えた構成としたものである。

この構成では、スレーブ機２の制御装置４では、音響測位装置２０から、トランスポンダ２１を備えたマスタ機１の現在位置の測位結果を得ることができる。

本実施形態では、マスタ機１の制御装置４は、ウェイポイントファイルで指定されている各ウェイポイントＷＰｎの目標座標および目標深度、マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）の始点（Ａ１ｓ，Ａ２ｓ…）となる到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに指定されている到着目標時刻Ｔｓ、マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）に指定されている目標速度を基に、図３および図４に示した処理を行って、マスタ機１の航走を行うようにすればよい。

一方、スレーブ機２の制御装置１２は、基本的には、図３および図４に示した処理を行って、スレーブ機２の航走を行うようにすればよい。また、制御装置１２は、マスタ機１の現在位置の検出結果から、マスタ機１が次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに指定されている到着目標時刻Ｔｓまでに到着することが不可能であると判断される場合は、図５に示したと同様の到着目標時刻補正処理ＳＣを行うようにすればよい。

なお、本実施形態では、マスタ機１とスレーブ機２は、マスタ機１が潜航中に相互通信を行うための水中通信機は備えておらず、また、マスタ機１側でスレーブ機２の現在位置を検出する手段は備えていない。

したがって、本実施形態では、制御装置１２は、前記したマスタ機１が次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに到着するために必要な時刻補正量ΔＴを算出し、この時刻補正量ΔＴで次の到着目標時刻指定ウェイポイントＷＰｓに指定されている到着目標時刻Ｔｓの補正を行うようにすればよい。

これにより、マスタ機１に、障害物回避を行うなどの理由で遅れが生じる場合であっても、次のマスタ・スレーブ制御区間の始点である到着目標時刻Ｔｓが指定されたウェイポイントＷＰｓに、マスタ機１が当初の到着目標時刻Ｔｓより遅れて到着するときとほぼ同時にスレーブ機２も到着するように、スレーブ機２の航走速度を自律的に調整する航走を行うことができる。

したがって、本実施形態によっても、第１実施形態の応用例と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、スレーブ機２が障害物回避を行うような場合に、スレーブ機２の遅れに合わせてマスタ機１側で航走速度を自律的に調整することはできない。しかし、一般に、水中航走体をマスタ機１とする場合、マスタ機１の最高巡航速度Ｖｍａｘは数ノット程度であることが多いため、水上航走体であるスレーブ機２がマスタ機１の最高巡航速度Ｖｍａｘを上回る航走速度で航走できるようにしておけば、障害物回避などによるスレーブ機２の遅れは、スレーブ機２の航走速度を上げることで挽回することが可能になる。

なお、本発明は、前記各実施形態にのみ限定されるものではなく、図３のステップＳＡ２にて行うマスタ機１とスレーブ機２の航走開始の基準時刻合わせは、共に水面に位置している状態で行わなくてもよい。たとえば、水中航走体であるマスタ機１が潜航を開始して、マスタ機１の通信機９とスレーブ機２の通信機１７とによる無線通信が途絶した時点で、マスタ機１の制御装置４とスレーブ機２の制御装置１２で予め設定された基準時刻に合わせる処理を行うようにしてもよい。また、マスタ機１とスレーブ機２の航走開始の基準時刻合わせを行うことができれば、前記した以外の任意の手法で基準時刻合わせを行うようにしてもよいことは勿論である。

各マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）の始点（Ａ１ｓ，Ａ２ｓ，…）よりも上流側には、各マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）の始点（Ａ１ｓ，Ａ２ｓ，…）側を直線状に延ばした位置に配置されたウェイポイントを備えることが好ましいが、このウェイポイントは省略してもよい。

各マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）は、始点と終点のみにウェイポイントが設定された直線状に延びる区間として示したが、スレーブ機２がマスタ機１に追従して航走できるようなレイアウトであれば、途中に単数あるいは複数のウェイポイントが設定された屈曲した区間であってもよい。

マスタ機１が水中航走体、スレーブ機２が水上航走体の場合の例を示したが、水上航走体がマスタ機１、水中航走体がスレーブ機２であってもよい。

更に、マスタ機１とスレーブ機２は、共に水中航走体であってもよい。この場合は、それぞれウェイポイントファイルで指定するウェイポイントの目標座標や目標深度を、適宜間隔を隔てた配置で設定するようにすればよい。

同様に、マスタ機１とスレーブ機２は、共に水上航走体であってもよい。この場合は、それぞれウェイポイントファイルで指定するウェイポイントの目標座標を、適宜間隔を隔てた配置で設定するようにすればよい。

マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）でマスタ機１にスレーブ機２を追従して航走させることができれば、マスタ・スレーブ制御の手法は、非特許文献１に示されている手法や、その他、従来実施あるいは提案されている任意の手法を採用してよい。

マスタ・スレーブ制御区間は、マスタ・スレーブ制御区間Ａ１とマスタ・スレーブ制御区間Ａ２の２つであってもよい。

マスタ・スレーブ制御区間（Ａ１，Ａ２，…）でマスタ機１に追従して航走するスレーブ機２は複数であってもよい。

図１に示したマスタ機１とスレーブ機２の形状や相対的な寸法は、図示するための便宜上のものであり、各機の実際の形状や相対的な寸法を反映したものではない。

本発明の航走制御方法および航走制御システムは、複数の自律航走体を、設定された協調航走区間で、マスタ・スレーブ制御以外の手法により並列航走させる場合や、所望のフォーメーションの編隊を組んで航走させる場合のような協調航走を実施するときにも、適用してよい。

この場合は、複数の自律航走体を設定された協調航走手法で協調航走させる協調航走区間について、該協調航走区間の始点の座標を設定し、前記協調航走区間で前記協調航走手法で協調航走させる複数の自律航走体に、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点の座標に到着すべき共通の到着目標時刻とをウェイポイントファイルで設定し、前記複数の自律航走体は、それぞれの制御装置により、前記ウェイポイントファイルで与えられた前記協調航走区間の始点に前記到着目標時刻に到着するように航走を制御する航走制御方法および航走制御システムとすればよい。これにより、前記協調航走区間で協調航走させる前記複数の自律航走体を、前記協調航走区間の始点にほぼ同時に到着させて該協調航走区間へ進入させることができる。よって、前記協調航走区間では、前記複数の自律航走体による協調航走を円滑に開始することができる。

また、前記複数の自律航走体のうちのいずれかが前記協調航走区間の始点に設定された到着目標時刻通りに到着することができないときには、前記複数の自律航走体の制御装置同士が、通信を介して、前記協調航走区間の始点に設定された到着目標時刻に最も遅れて到着する自律航走体の遅れ量の分、遅らせた時刻に前記到着目標時刻を更新する処理を行う方法とすることがより好ましい。これにより、前記複数の自律航走体のうちのいずれかに協調航走区間の始点への到着目標時刻に遅れが生じた場合であっても、前記複数の自律航走体は、前記協調航走区間の始点にほぼ同時に到着させて前記協調航走区間へ進入させることができる。

更に、前記複数の自律航走体に、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点よりも上流側となる位置の座標とをウェイポイントで設定して、前記複数の自律航走体を、前記協調航走区間の始点よりも上流側となる位置に設定されたウェイポイントを経て前記協調航走区間の始点に設定されたウェイポイントへ向かう航走を行わせるようにしてもよい。これにより、前記協調航走区間へ進入するときの前記複数の自律航走体の進行方向を、ほぼ同様にすることができる。よって、前記協調航走区間では、前記複数の自律航走体による協調航走をより円滑に開始することができる。

マスタ機１やスレーブ機２、あるいは、前記複数の自律航走体が自律航走を行うために自機の位置を検出する手段は、全地球航法衛星システムやドップラーベロシティログのみに限定されるものではなく、任意の形式の自己位置検出手段を採用してよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ マスタ機（自律航走体）、２ スレーブ機（自律航走体）、４ 制御装置、５ 記憶装置、７ 推進および操舵装置、１２ 制御装置、１３ 記憶装置、１５ 推進および操舵装置、Ａ１，Ａ２ マスタ・スレーブ制御区間（協調航走区間）、Ａ１ｓ，Ａ２ｓ 始点、ＷＰ１，ＷＰ２，ＷＰ３，ＷＰ４，ＷＰ５，ＷＰ６，ＷＰ７，ＷＰ８ ウェイポイント

Claims (5)

1. 複数の自律航走体を設定された協調航走手法で協調航走させる協調航走区間について、該協調航走区間の始点の座標を設定し、
   前記協調航走区間で前記協調航走手法で協調航走させる複数の自律航走体に、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点の座標に到着すべき共通の到着目標時刻とをウェイポイントファイルで設定し、
   前記複数の自律航走体は、それぞれの制御装置により、前記ウェイポイントファイルで与えられた前記協調航走区間の始点に前記到着目標時刻に到着して前記協調航走区間へ進入するように航走を制御すること、
   を特徴とする航走制御方法。
2. 前記複数の自律航走体のうちのいずれかが前記協調航走区間の始点に設定された到着目標時刻通りに到着することができないときには、
   前記複数の自律航走体の制御装置同士が、通信を介して、前記協調航走区間の始点に設定された到着目標時刻に最も遅れて到着する自律航走体の遅れ量の分、遅らせた時刻に前記到着目標時刻を更新する処理を行う
   請求項１記載の航走制御方法。
3. 前記複数の自律航走体に、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点よりも上流側となる位置の座標とをウェイポイントで設定して、
   前記複数の自律航走体を、前記協調航走区間の始点よりも上流側となる位置に設定されたウェイポイントを経て前記協調航走区間の始点に設定されたウェイポイントへ向かう航走を行わせる
   請求項１または２記載の航走制御方法。
4. 前記協調航走区間で前記協調航走手法で協調航走させる前記複数の自律航走体は、マスタ・スレーブ制御区間でマスタ・スレーブ制御により航走させるマスタ機とスレーブ機とする
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の航走制御方法。
5. 設定された協調航走手法で協調航走区間を協調航走する複数の自律航走体は、
   制御装置と、
   記憶装置と、
   推進および操舵装置とを個別に備え、
   前記各記憶装置は、前記協調航走区間の始点の座標と、該始点の座標に到着すべき共通の到着目標時刻とが設定されたウェイポイントファイルを記憶する機能を備え、
   前記各制御装置は、自機の前記記憶装置に記憶された前記ウェイポイントファイルで与えられた前記協調航走区間の始点に前記到着目標時刻に到着して前記協調航走区間へ進入するように自機の航走を制御する機能を備えること、
   を特徴とする航走制御システム。

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