JP6931683B2

JP6931683B2 - Underwater vehicle, control method, and program

Info

Publication number: JP6931683B2
Application number: JP2019166573A
Authority: JP
Inventors: 和之網谷; 直樹新藤; 荒川　浩; 浩荒川; 拓岡本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: JP2021041866A

Description

本開示は、水中航走体、制御方法、及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to underwater vehicles, control methods, and programs.

水中における調査などを行う装置として、水中を自律航走する水中航走体が知られている（例えば、特許文献１を参照）。 An underwater vehicle that autonomously navigates underwater is known as an underwater investigation device (see, for example, Patent Document 1).

特許第５８１３０９０号公報Japanese Patent No. 5813090

水中航走体は、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）を用いた測位、ヘルスモニタリング通信、取得データの送信などを行うために水面付近へ浮上する場合がある。このとき、水中航走体が浮上する位置に障害物（船舶、漂流物など）が存在すると、水中航走体がこの障害物に衝突してしまう可能性がある。 The underwater vehicle may ascend to the vicinity of the water surface in order to perform positioning using GNSS (Global Navigation Satellite System), health monitoring communication, transmission of acquired data, and the like. At this time, if an obstacle (ship, drifting object, etc.) exists at a position where the underwater vehicle floats, the underwater vehicle may collide with the obstacle.

本開示は、このような課題に鑑みてなされたものであって、浮上時に障害物との衝突を抑制することができる水中航走体、制御方法、及びプログラムを提供する。 The present disclosure has been made in view of such a problem, and provides an underwater vehicle, a control method, and a program capable of suppressing a collision with an obstacle when ascending.

本開示の一態様によれば、水中航走体は、本体部と、前記本体部の外部に放出可能であり、障害物の有無を検出するための第１センサを有するブイと、前記本体部を浮上させる場合に、前記ブイを前記本体部の外部に放出するブイ制御部と、前記第１センサの検出信号に基づいて前記本体部の浮上予定位置に障害物を検出した場合、前記本体部の浮上行動は不可であると判断する浮上判断部と、を備える。 According to one aspect of the present disclosure, the underwater vehicle includes a main body, a buoy that can be discharged to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle, and the main body. When an obstacle is detected at the planned ascent position of the main body based on the detection signal of the first sensor and the buoy control unit that releases the buoy to the outside of the main body, the main body It is equipped with a levitation judgment unit that determines that the levitation action of is impossible.

本開示の一態様によれば、本体部と、前記本体部の外部に放出可能であり、障害物の有無を検出するための第１センサを有するブイと、を備える水中航走体の制御方法は、前記本体部を浮上させる場合に、前記ブイを前記本体部の外部に放出するステップと、前記第１センサの検出信号に基づいて前記本体部の浮上予定位置に障害物を検出した場合、前記本体部の浮上行動は不可であると判断するステップと、を有する。 According to one aspect of the present disclosure, a control method for an underwater vehicle including a main body and a buoy that can be discharged to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle. When the buoy is discharged to the outside of the main body when the main body is levitated, and when an obstacle is detected at the planned ascent position of the main body based on the detection signal of the first sensor, It has a step of determining that the ascending action of the main body is impossible.

本開示の一態様によれば、プログラムは、本体部と、前記本体部の外部に放出可能であり、障害物の有無を検出するための第１センサを有するブイと、を備える水中航走体のコンピュータに、前記本体部を浮上させる場合に、前記ブイを前記本体部の外部に放出するステップと、前記第１センサの検出信号に基づいて前記本体部の浮上予定位置に障害物を検出した場合、前記本体部の浮上行動は不可であると判断するステップと、を実行させる。 According to one aspect of the present disclosure, the program is an underwater vehicle comprising a main body and a buoy that can be released to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of obstacles. When the main body is levitated, an obstacle is detected at a position where the main body is to be levitated based on the step of discharging the buoy to the outside of the main body and the detection signal of the first sensor. In this case, the step of determining that the ascending action of the main body is impossible is executed.

本開示に係る水中航走体、制御方法、及びプログラムによれば、浮上時に障害物との衝突を抑制することができる。 According to the underwater vehicle, the control method, and the program according to the present disclosure, it is possible to suppress a collision with an obstacle when ascending.

本開示の一実施形態に係る水中航走体の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the underwater vehicle which concerns on one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態に係る水中航走体の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the underwater vehicle which concerns on one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態に係る水中航走体の処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing of the underwater vehicle which concerns on one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態に係る水中航走体のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware composition of the underwater vehicle which concerns on one Embodiment of this disclosure.

以下、本開示の一実施形態に係る水中航走体１について、図１〜図４を参照しながら説明する。 Hereinafter, the underwater vehicle 1 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

（水中航走体の全体構成）
図１は、本開示の一実施形態に係る水中航走体の全体構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る水中航走体１は、本体部１０と、ブイ２０とを備えている。 (Overall composition of underwater vehicle)
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an underwater vehicle according to an embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 1, the underwater vehicle 1 according to the present embodiment includes a main body 10 and a buoy 20.

本体部１０は、不図示の慣性航法装置、対地速度計、方位系、深度計などを用いて自己位置を計測しつつ、水中を自律航走する。また、本体部１０は、不図示の無線通信アンテナを有しており、水面に浮上した際に無線通信アンテナを通じてヘルスモニタリング通信、取得データの送信などを行う。更に、本体部１０は、不図示のＧＮＳＳアンテナを有しており、水面に浮上した際にＧＮＳＳアンテナを通じて本体部１０の絶対位置（緯度、経度）を特定して、自己位置の補正を行う。 The main body 10 autonomously navigates underwater while measuring its own position using an inertial navigation system (not shown), a ground speedometer, a directional system, a depth meter, and the like. In addition, the main body 10 has a wireless communication antenna (not shown), and when it rises to the surface of the water, it performs health monitoring communication, transmission of acquired data, and the like through the wireless communication antenna. Further, the main body 10 has a GNSS antenna (not shown), and when it floats on the water surface, the absolute position (latitude, longitude) of the main body 10 is specified through the GNSS antenna, and the self-position is corrected.

ブイ２０は、本体部１０とケーブル３０により接続される。ブイ２０は袋状に形成されており、ブイ２０に浮力を与えるためのガスを内部に封入可能なように、袋状に形成されている。無線通信又はＧＮＳＳ測位を行う場合、本体部１０の内部から放出されて水面に浮上する。ブイ２０は、水面において無線通信アンテナ２２０を通じて無線通信を行うとともに、ＧＮＳＳアンテナ２３０を通じて衛星から信号を受信して測位を行う。また、ブイ２０は、本体部１０がケーブル３０を巻き取ることにより、本体部１０の内部に回収されて収容される。このとき、ブイ２０は内部に封入されたガスを放出して浮力を低減し、ブイ２０の回収に要する張力を低減させる。 The buoy 20 is connected to the main body 10 by a cable 30. The buoy 20 is formed in a bag shape, and is formed in a bag shape so that a gas for giving buoyancy to the buoy 20 can be sealed inside. When performing wireless communication or GNSS positioning, it is emitted from the inside of the main body 10 and floats on the water surface. The buoy 20 performs wireless communication on the water surface through the wireless communication antenna 220, and receives a signal from the satellite through the GNSS antenna 230 to perform positioning. Further, the buoy 20 is collected and housed inside the main body 10 when the main body 10 winds up the cable 30. At this time, the buoy 20 releases the gas sealed inside to reduce the buoyancy and reduce the tension required for the recovery of the buoy 20.

なお、水中航走体１は、例えば小容量のデータの送受信を行う場合は、ブイ２０を浮上させて無線通信アンテナ２２０を通じて無線通信を行う。一方、水中航走体１は、大容量のデータの送受信を行う場合は、本体部１０を浮上させて、本体部１０の無線通信アンテナを通じて無線通信を行う。このように、水中航走体１は、送受信するデータの内容、容量などに応じて、本体部１０又はブイ２０を浮上させて無線通信を行う。 The underwater vehicle 1 floats the buoy 20 and performs wireless communication through the wireless communication antenna 220, for example, when transmitting and receiving a small amount of data. On the other hand, when transmitting and receiving a large amount of data, the underwater vehicle 1 floats the main body 10 and performs wireless communication through the wireless communication antenna of the main body 10. In this way, the underwater vehicle 1 floats the main body 10 or the buoy 20 to perform wireless communication according to the content, capacity, and the like of the data to be transmitted and received.

（水中航走体の機能構成）
図２は、本開示の一実施形態に係る水中航走体の機能構成を示す図である。
図２に示すように、水中航走体１の本体部１０は、ＣＰＵ１１と、センサ１２（第２センサ）と、スラスタ１３と、舵１４と、接続部１５とを備えている。 (Functional configuration of underwater vehicle)
FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of an underwater vehicle according to an embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 2, the main body 10 of the underwater vehicle 1 includes a CPU 11, a sensor 12 (second sensor), a thruster 13, a rudder 14, and a connecting portion 15.

センサ１２は、水中における障害物の有無を検出する。例えば、センサ１２は、光学カメラ、ソナーなどを有している。 The sensor 12 detects the presence or absence of an obstacle in water. For example, the sensor 12 has an optical camera, sonar, and the like.

スラスタ１３は、本体部１０の前後、左右、及び上下への推進力を発生させる推進装置である。舵１４は、本体部１０の航走方向、深度などを変更する。本体部１０は、スラスタ１３及び舵１４を動作させることにより、水中の所定位置へ航走、又は停止（ホバリング）を行うことができる。なお、本実施形態において、スラスタ１３及び舵１４は、本体部１０を水面に浮上させる浮上機構としても機能する。 The thruster 13 is a propulsion device that generates propulsive forces in the front-rear, left-right, and up-down directions of the main body 10. The rudder 14 changes the sailing direction, depth, and the like of the main body 10. The main body 10 can navigate or stop (hover) to a predetermined position in the water by operating the thruster 13 and the rudder 14. In this embodiment, the thruster 13 and the rudder 14 also function as a levitation mechanism for levitation of the main body 10 to the water surface.

接続部１５は、ケーブル３０を介して本体部１０及びブイ２０を接続する。接続部１５は、ウィンチ（不図示）によりケーブル３０を繰り出してブイ２０を本体部１０の外部に放出するとともに、ケーブル３０を巻き取ってブイ２０を本体部１０の内部に回収する。 The connecting portion 15 connects the main body portion 10 and the buoy 20 via the cable 30. The connection portion 15 draws out the cable 30 by a winch (not shown) to discharge the buoy 20 to the outside of the main body 10, and winds up the cable 30 to collect the buoy 20 inside the main body 10.

ＣＰＵ１１は、所定のプログラムに基づいて動作することで、検出部１１０、行動決定部１１１、ブイ制御部１１２、浮上判断部１１３としての機能を発揮する。 The CPU 11 operates as a detection unit 110, an action determination unit 111, a buoy control unit 112, and a levitation determination unit 113 by operating based on a predetermined program.

検出部１１０は、センサ１２の検出信号に基づいて本体部１０の進行方向において障害物の有無を検出する。 The detection unit 110 detects the presence or absence of an obstacle in the traveling direction of the main body 10 based on the detection signal of the sensor 12.

行動決定部１１１は、所定の条件を満たした場合、本体部１０の浮上行動が必要であると決定する。行動決定部１１１は、例えば、本体部１０は、定期的に本体部１０の測位、又は通信（自己状態を伝達するヘルスモニタ通信、取得データの送信など）を実行するために、所定のタイミングで浮上行動を行うとする。この場合、行動決定部１１１は、所定のタイミングとなった場合、浮上行動が必要であると判断する。また、行動決定部１１１は、検出部１１０が本体部１０の進行方向に障害物を検出した場合、浮上行動が必要であると判断する。更に、行動決定部１１１は、自己状態の伝達が必要な場合、浮上行動が必要であると判断する。自己状態の伝達が必要な場合とは、例えば、バッテリ残量が低下した場合などである。 When the predetermined condition is satisfied, the action determining unit 111 determines that the ascending action of the main body unit 10 is necessary. In the action determination unit 111, for example, the main body unit 10 periodically performs positioning or communication (health monitor communication for transmitting self-state, transmission of acquired data, etc.) of the main body unit 10 at a predetermined timing. Suppose you perform a surfacing action. In this case, the action determination unit 111 determines that the ascending action is necessary when the predetermined timing is reached. Further, the action determination unit 111 determines that a ascending action is necessary when the detection unit 110 detects an obstacle in the traveling direction of the main body unit 10. Further, the action decision unit 111 determines that the ascending action is necessary when the transmission of the self-state is necessary. The case where the self-state needs to be transmitted is, for example, the case where the remaining battery level is low.

ブイ制御部１１２は、本体部１０を浮上させる場合、即ち、行動決定部１１１により浮上行動が必要であると判断された場合に、ブイ２０を本体部１０の外部に放出して水面に浮上させる。 The buoy control unit 112 releases the buoy 20 to the outside of the main body 10 and floats it on the water surface when the main body 10 is levitated, that is, when the action determining unit 111 determines that the levitating action is necessary. ..

浮上判断部１１３は、ブイ２０のセンサ２１の検出信号に基づいて本体部１０の浮上予定位置に障害物を検出した場合、本体部１０の浮上行動は不可であると判断する。また、浮上判断部１１３は、本体部１０の浮上行動は不可であると判断した場合、本体部１０を現在位置で待機させる。 When the ascent determination unit 113 detects an obstacle at the planned ascent position of the main body 10 based on the detection signal of the sensor 21 of the buoy 20, it determines that the ascending action of the main body 10 is impossible. Further, when the ascending determination unit 113 determines that the ascending action of the main body unit 10 is impossible, the ascending determination unit 113 causes the main body unit 10 to stand by at the current position.

また、図２に示すように、ブイ２０は、センサ２１（第１センサ）と、無線通信部２２と、ＧＮＳＳ受信機２３と、接続部２４とを備えている。 Further, as shown in FIG. 2, the buoy 20 includes a sensor 21 (first sensor), a wireless communication unit 22, a GNSS receiver 23, and a connection unit 24.

センサ２１は、水面（水上）における障害物の有無を検出する。例えば、センサ２１は、光学カメラ、レーダーなどを有している。 The sensor 21 detects the presence or absence of an obstacle on the water surface (on the water). For example, the sensor 21 has an optical camera, a radar, and the like.

無線通信部２２は、無線通信アンテナ２２０を通じて船舶、航空機、通信衛星などの通信対象との間でデータの送受信を行う。例えば、無線通信部２２は、ブイ２０が水面に浮上した際、本体部１０が収集した調査データを通信対象に送信する。また、無線通信部２２は、本体部１０への指示及びデータなどを通信対象から受信する。 The wireless communication unit 22 transmits / receives data to / from a communication target such as a ship, an aircraft, or a communication satellite through the wireless communication antenna 220. For example, when the buoy 20 rises to the surface of the water, the wireless communication unit 22 transmits the survey data collected by the main body 10 to the communication target. Further, the wireless communication unit 22 receives instructions and data to the main body 10 from the communication target.

ＧＮＳＳ受信機２３は、ＧＮＳＳアンテナ２３０を通じて衛星から信号を受信して、ブイ２０の位置情報（緯度、経度）を取得する。 The GNSS receiver 23 receives a signal from the satellite through the GNSS antenna 230 and acquires the position information (latitude, longitude) of the buoy 20.

接続部２４は、ケーブル３０を介して本体部１０及びブイ２０を接続する。 The connecting portion 24 connects the main body portion 10 and the buoy 20 via the cable 30.

（水中航走体の処理フロー）
図３は、本開示の一実施形態に係る水中航走体の処理の一例を示す図である。
以下、図３を参照しながら水中航走体１の処理の流れについて説明する。 (Processing flow of underwater vehicle)
FIG. 3 is a diagram showing an example of processing of an underwater vehicle according to an embodiment of the present disclosure.
Hereinafter, the processing flow of the underwater vehicle 1 will be described with reference to FIG.

まず、本体部１０の行動決定部１１１は、本体部の水面への浮上行動が必要であるか否かを判断する（ステップＳ０１）。例えば、行動決定部１１１は、定期測位又は定期通信のタイミングが到来すると、浮上行動が必要であると判断する（ステップＳ０１：ＹＥＳ）。また、行動決定部１１１は、検出部１１０が本体部１０の進行方向に障害物を検出した場合、浮上行動が必要であると判断する（ステップＳ０１：ＹＥＳ）。一方、行動決定部１１１は、これらの条件を満たしていない場合、浮上行動は必要でないと判断し（ステップＳ０１：ＮＯ）、処理の先頭に戻る。 First, the action determination unit 111 of the main body 10 determines whether or not the action of ascending to the water surface of the main body is necessary (step S01). For example, the action determination unit 111 determines that a levitation action is necessary when the timing of periodic positioning or periodic communication arrives (step S01: YES). Further, when the detection unit 110 detects an obstacle in the traveling direction of the main body unit 10, the action determination unit 111 determines that an ascending action is necessary (step S01: YES). On the other hand, if the action determination unit 111 does not satisfy these conditions, it determines that the ascending action is not necessary (step S01: NO), and returns to the beginning of the process.

行動決定部１１１により浮上行動が必要であると判断された場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、ブイ制御部１１２はブイ２０を本体部１０の外部に放出して水面に浮上させる（ステップＳ０２）。 When the action determining unit 111 determines that the ascending action is necessary (step S01: YES), the buoy control unit 112 releases the buoy 20 to the outside of the main body 10 to ascend to the water surface (step S02).

次に、浮上判断部１１３は、ブイ２０のセンサ２１の検出信号に基づいて、本体部１０の浮上予定位置に障害物（漂流物、船舶など）があるか否かを判断する（ステップＳ０３）。例えば、浮上判断部１１３は、ブイ２０のセンサ２１が有する光学カメラにより撮影された画像に所定の画像処理を施して、浮上予定位置に障害物があるか判断する。また、浮上判断部１１３は、ブイ２０のセンサ２１が有するレーダーが放射した電磁波の反射波を測定することにより、浮上予定位置の水面付近に障害物があるか判断する。 Next, the ascent determination unit 113 determines whether or not there is an obstacle (drifting object, ship, etc.) at the planned ascent position of the main body 10 based on the detection signal of the sensor 21 of the buoy 20 (step S03). .. For example, the levitation determination unit 113 performs predetermined image processing on the image taken by the optical camera included in the sensor 21 of the buoy 20 to determine whether or not there is an obstacle at the levitation scheduled position. Further, the ascent determination unit 113 determines whether or not there is an obstacle near the water surface at the planned ascent position by measuring the reflected wave of the electromagnetic wave radiated by the radar included in the sensor 21 of the buoy 20.

浮上判断部１１３は、浮上予定位置に障害物が存在すると検出した場合（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、本体部１０の浮上行動は不可であると判断し、本体部１０を現在位置で待機させる（ステップＳ０４）。このとき、浮上判断部１１３は、障害物が浮上予定位置から移動して存在が検出されなくなるまで、ステップＳ０３〜Ｓ０４の処理を繰り返す。 When the levitation determination unit 113 detects that an obstacle exists at the planned levitation position (step S03: YES), the levitation determination unit 113 determines that the levitation action of the main body unit 10 is impossible, and causes the main body unit 10 to stand by at the current position (step). S04). At this time, the ascent determination unit 113 repeats the processes of steps S03 to S04 until the obstacle moves from the planned ascent position and the existence is not detected.

一方、浮上判断部１１３は、浮上予定位置に障害物が存在しないと検出した場合（ステップＳ０３：ＮＯ）、本体部１０の浮上行動は可能であると判断し、本体部１０を浮上予定位置に浮上させる（ステップＳ０５）。なお、本体部１０の接続部１５は、本体部１０の浮上行動中にケーブル３０を巻き取ってブイ２０を回収するようにしてもよい。 On the other hand, when the levitation determination unit 113 detects that there is no obstacle at the planned levitation position (step S03: NO), the levitation determination unit 113 determines that the levitation action of the main body unit 10 is possible, and moves the main body unit 10 to the scheduled levitation position. Ascend (step S05). The connecting portion 15 of the main body portion 10 may wind up the cable 30 and collect the buoy 20 during the ascending action of the main body portion 10.

（水中航走体のハードウェア構成）
図４は、本開示の一実施形態に係る水中航走体のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図４を参照しながら、本実施形態に係る水中航走体１の本体部１０及びブイ２０のハードウェア構成について説明する。 (Hardware configuration of underwater vehicle)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the underwater vehicle according to the embodiment of the present disclosure.
Hereinafter, the hardware configuration of the main body 10 and the buoy 20 of the underwater vehicle 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

コンピュータ９００は、プロセッサ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。 The computer 900 includes a processor 901, a main storage device 902, an auxiliary storage device 903, and an interface 904.

上述の本体部１０及びブイ２０は、それぞれコンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。プロセッサ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９０１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。プロセッサ９０１の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。 The main body 10 and the buoy 20 described above are each mounted on the computer 900. The operation of each of the above-mentioned functional units is stored in the auxiliary storage device 903 in the form of a program. The processor 901 reads a program from the auxiliary storage device 903, deploys it to the main storage device 902, and executes the above processing according to the program. Further, the processor 901 secures a storage area corresponding to each of the above-mentioned storage units in the main storage device 902 according to the program. Examples of the processor 901 include a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphic Processing Unit), a microprocessor, and the like.

プログラムは、コンピュータ９００に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータ９００は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ９０１によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。 The program may be intended to realize some of the functions exerted by the computer 900. For example, the program may exert its function in combination with another program already stored in the auxiliary storage device 903, or in combination with another program mounted on the other device. In another embodiment, the computer 900 may include a custom LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a PLD (Programmable Logic Device) in addition to or in place of the above configuration. Examples of PLDs include PAL (Programmable Array Logic), GAL (Generic Array Logic), CPLD (Complex Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array). In this case, some or all of the functions realized by the processor 901 may be realized by the integrated circuit. Such integrated circuits are also included as an example of a processor.

補助記憶装置９０３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置９０３は、コンピュータ９００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９０４または通信回線を介してコンピュータ９００に接続される外部記憶装置９１０であってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の記憶媒体である。 Examples of the auxiliary storage device 903 include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, optical magnetic disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), and DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only). Memory), semiconductor memory, and the like. The auxiliary storage device 903 may be an internal medium directly connected to the bus of the computer 900, or an external storage device 910 connected to the computer 900 via the interface 904 or a communication line. When this program is distributed to the computer 900 via a communication line, the distributed computer 900 may expand the program to the main storage device 902 and execute the above processing. In at least one embodiment, the auxiliary storage device 903 is a non-temporary tangible storage medium.

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 Further, the program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that realizes the above-mentioned function in combination with another program already stored in the auxiliary storage device 903.

（作用、効果）
以上に説明した構成によれば、水中航走体１は、本体部１０の浮上を行う際にブイ２０を浮上させ、本体部１０の浮上予定位置に障害物（船舶、漂流物など）が検出された場合は本体部１０の浮上行動は不可であると判断する。このようにすることで、本体部１０は、浮上行動を行う前に浮上予定位置に存在する障害物を検出して、当該障害物への衝突を抑制することができる。 (Action, effect)
According to the configuration described above, the underwater vehicle 1 levitates the buoy 20 when the main body 10 is levitated, and an obstacle (ship, drifting object, etc.) is detected at the planned ascent position of the main body 10. If this is the case, it is determined that the ascending action of the main body 10 is impossible. By doing so, the main body 10 can detect an obstacle existing at the planned ascent position before performing the ascending action and suppress the collision with the obstacle.

また、水中航走体１の本体部１０は、浮上行動が不可であると判断された場合、現在位置で待機する。このようにすることで、本体部１０は、浮上予定位置に障害物が存在する間は浮上行動を行わずに待機することにより、障害物への衝突を抑制することができる。更に、本体部１０は、障害物が移動して存在しなくなったことを確認してから、安全に浮上行動を行うことができる。このとき、本体部１０は、現在位置で待機する。これにより、進行方向に存在する障害物への衝突を抑制しつつ、浮上予定位置の障害物が通り過ぎることを安全に待つことができる。 Further, the main body 10 of the underwater vehicle 1 stands by at the current position when it is determined that the ascending action is impossible. By doing so, the main body 10 can suppress the collision with the obstacle by standing by without performing the ascending action while the obstacle is present at the planned ascent position. Further, the main body 10 can safely perform the ascending action after confirming that the obstacle has moved and no longer exists. At this time, the main body 10 stands by at the current position. As a result, it is possible to safely wait for the obstacle at the planned ascent position to pass while suppressing the collision with the obstacle existing in the traveling direction.

また、水中航走体１の本体部１０は、所定の条件を満たした場合、即ち、定期測位又は定期通信のタイミングとなった場合、自己状態の伝達が必要な場合、若しくは進行方向に障害物を検出した場合、浮上行動が必要であると判断し、ブイ２０を浮上させる。このようにすることで、本体部１０は、様々な条件下の浮上行動において、浮上予定位置にブイ２０を浮上させて障害物の有無を確認することができる。 Further, the main body 10 of the underwater vehicle 1 satisfies a predetermined condition, that is, when the timing of periodic positioning or periodic communication is reached, when it is necessary to transmit the self-state, or an obstacle in the traveling direction. When is detected, it is determined that a surfacing action is necessary, and the buoy 20 is levitated. By doing so, the main body 10 can ascend the buoy 20 to the planned ascent position and confirm the presence or absence of an obstacle in the ascending behavior under various conditions.

また、水中航走体の本体部１０は、センサ１２を用いて進行方向の障害物を検出した場合は、ブイ２０を浮上させて浮上予定位置の安全を確認した上で、浮上行動を実施することができる。これにより、本体部１０は、進行方向及び浮上予定位置の両方の障害物を安全に回避することができる。 Further, when the main body 10 of the underwater vehicle detects an obstacle in the traveling direction by using the sensor 12, the buoy 20 is levitated to confirm the safety of the planned ascent position, and then the ascent action is performed. be able to. As a result, the main body 10 can safely avoid obstacles in both the traveling direction and the planned ascent position.

以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As described above, some embodiments according to the present invention have been described, but all of these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

例えば、上述の実施形態において、本体部１０の行動決定部１１１は、センサ１２（第２センサ）により障害物を検出すると浮上行動が必要であると判断する態様について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、本体部１０は、探索対象を検出する第３センサを更に備え、行動決定部１１１は、第３センサにより探索対象を検出すると浮上行動が必要であると判断してもよい。なお、探索対象を検出するセンサは、例えば光学カメラ、ソナーなどである。探索対象とは、例えば他の水中航走体、設置物などである。これにより、水中航走体１は、探索対象に検出に関する通信を行うために本体部１０を浮上させる際、障害物の有無を確認した上で、安全に浮上させることができる。 For example, in the above-described embodiment, the action determining unit 111 of the main body 10 has described a mode in which it is determined that an ascending action is necessary when an obstacle is detected by the sensor 12 (second sensor), but the present invention is limited to this. There is no such thing. In another embodiment, the main body 10 may further include a third sensor for detecting the search target, and the action determination unit 111 may determine that a levitation action is required when the search target is detected by the third sensor. .. The sensor that detects the search target is, for example, an optical camera, sonar, or the like. The search target is, for example, another underwater vehicle, an installation, or the like. As a result, the underwater vehicle 1 can safely ascend after confirming the presence or absence of obstacles when ascending the main body 10 in order to communicate the detection with the search target.

＜付記＞
上述の実施形態に記載の水中航走体、制御方法、及びプログラムは、例えば以下のように把握される。 <Additional notes>
The underwater vehicle, control method, and program described in the above-described embodiment are grasped as follows, for example.

本開示の第１の態様によれば、水中航走体は、本体部と、前記本体部の外部に放出可能であり、障害物の有無を検出するための第１センサを有するブイと、前記本体部を浮上させる場合に、前記ブイを前記本体部の外部に放出するブイ制御部と、前記第１センサの検出信号に基づいて前記本体部の浮上予定位置に障害物を検出した場合、前記本体部の浮上行動は不可であると判断する浮上判断部と、を備える。
このようにすることで、水中航走体の本体部は、浮上行動を行う前に浮上予定位置に存在する障害物を検出して、当該障害物への衝突を抑制することができる。 According to the first aspect of the present disclosure, the underwater vehicle includes a main body, a buoy that can be discharged to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle, and the above. When the main body is levitated, the buoy control unit that releases the buoy to the outside of the main body and the obstacle detected at the planned ascent position of the main body based on the detection signal of the first sensor are described above. It is provided with a levitation judgment unit that determines that the levitation action of the main body is impossible.
By doing so, the main body of the underwater vehicle can detect an obstacle existing at the planned ascent position before performing the ascent action, and can suppress the collision with the obstacle.

本開示の第２の態様によれば、第１の態様に係る水中航走体において、前記浮上判断部は、前記本体部の浮上行動は不可であると判断した場合、前記本体部を現在位置で待機させる。
このようにすることで、水中航走体の本体部は、浮上予定位置に障害物が存在する間は浮上行動を行わずに待機することにより、障害物への衝突を抑制することができる。更に、本体部１０は、障害物が移動して存在しなくなったことを確認してから、安全に浮上行動を行うことができる。このとき、本体部は、現在位置で待機してもよい。これにより、進行方向に存在する障害物への衝突を抑制しつつ、浮上予定位置の障害物が通り過ぎることを安全に待つことができる。 According to the second aspect of the present disclosure, in the underwater vehicle according to the first aspect, when the levitation determination unit determines that the levitation action of the main body is impossible, the main body is positioned at the current position. Make it wait at.
By doing so, the main body of the underwater vehicle can suppress the collision with the obstacle by standing by without performing the ascending action while the obstacle is present at the planned ascent position. Further, the main body 10 can safely perform the ascending action after confirming that the obstacle has moved and no longer exists. At this time, the main body may stand by at the current position. As a result, it is possible to safely wait for the obstacle at the planned ascent position to pass while suppressing the collision with the obstacle existing in the traveling direction.

本開示の第３の態様によれば、第１又は第２の態様に係る水中走行体は、所定の条件を満たした場合、前記本体部の浮上行動が必要であると決定する行動決定部を更に備え、前記ブイ制御部は、前記行動決定部により前記本体部の浮上行動が必要であると判断された場合、前記ブイを前記本体部の外部に放出する。
このようにすることで、水中航走体の本体部は、様々な条件下の浮上行動において、浮上予定位置にブイを浮上させて障害物の有無を確認することができる。 According to the third aspect of the present disclosure, the underwater running body according to the first or second aspect has an action determining unit that determines that the ascending action of the main body is necessary when a predetermined condition is satisfied. Further, the buoy control unit releases the buoy to the outside of the main body when it is determined by the action determination unit that the ascending action of the main body is necessary.
By doing so, the main body of the underwater vehicle can ascend the buoy to the planned ascent position and confirm the presence or absence of obstacles in the ascending behavior under various conditions.

本開示の第４の態様によれば、第３の態様に係る水中航走体は、水中おける障害物の有無を検出するための第２センサを更に備え、前記行動決定部は、前記第２センサの検出信号に基づいて前記本体部の進行方向に障害物を検出した場合、前記浮上行動が必要であると判断する。
このようにすることで、水中航走体の本体部は、進行方向に障害物を検出した場合は、ブイを浮上させて浮上予定位置の安全を確認した上で、浮上行動を実施することができる。これにより、本体部は、進行方向及び浮上予定位置の両方の障害物を安全に回避することができる。 According to the fourth aspect of the present disclosure, the underwater vehicle according to the third aspect further includes a second sensor for detecting the presence or absence of an obstacle in the water, and the action determination unit is the second. When an obstacle is detected in the traveling direction of the main body based on the detection signal of the sensor, it is determined that the ascending action is necessary.
By doing so, when an obstacle is detected in the direction of travel, the main body of the underwater vehicle can levitate the buoy to confirm the safety of the planned ascent position and then carry out the ascent action. can. As a result, the main body can safely avoid obstacles in both the traveling direction and the planned ascent position.

本開示の第５の態様によれば、第３の態様に係る水中航走体は、水中おける探索対象を検出するための第３センサを更に備え、前記行動決定部は、前記第２センサの検出信号に基づいて前記探索対象を検出した場合、前記浮上行動が必要であると判断する。
このようにすることで、水中航走体の本体部は、探索対象を検出した場合は、ブイを浮上させて浮上予定位置の安全を確認した上で、浮上行動を安全に実施することができる。 According to the fifth aspect of the present disclosure, the underwater vehicle according to the third aspect further includes a third sensor for detecting a search target in the water, and the action determination unit is the second sensor. When the search target is detected based on the detection signal, it is determined that the ascent action is necessary.
By doing so, when the main body of the underwater vehicle detects the search target, the buoy can be levitated to confirm the safety of the planned ascent position, and then the ascending action can be safely carried out. ..

本開示の第６の態様によれば、本体部と、前記本体部の外部に放出可能であり、障害物の有無を検出するための第１センサを有するブイと、を備える水中航走体の制御方法は、前記本体部を浮上させる場合に、前記ブイを前記本体部の外部に放出するステップと、前記第１センサの検出信号に基づいて前記本体部の浮上予定位置に障害物を検出した場合、前記本体部の浮上行動は不可であると判断するステップと、を有する。 According to a sixth aspect of the present disclosure, an underwater vehicle comprising a main body and a buoy that can be released to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle. The control method is a step of releasing the buoy to the outside of the main body when the main body is levitated, and an obstacle is detected at a planned ascent position of the main body based on a detection signal of the first sensor. In this case, it has a step of determining that the ascending action of the main body is impossible.

本開示の第７の態様によれば、プログラムは、本体部と、前記本体部の外部に放出可能であり、障害物の有無を検出するための第１センサを有するブイと、を備える水中航走体のコンピュータに、前記本体部を浮上させる場合に、前記ブイを前記本体部の外部に放出するステップと、前記第１センサの検出信号に基づいて前記本体部の浮上予定位置に障害物を検出した場合、前記本体部の浮上行動は不可であると判断するステップと、を実行させる。 According to a seventh aspect of the present disclosure, the program is underwater navigation comprising a main body and a buoy that can be released to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of obstacles. When the main body is floated on the computer of the running body, an obstacle is placed at the planned floating position of the main body based on the step of releasing the buoy to the outside of the main body and the detection signal of the first sensor. If it is detected, the step of determining that the ascending action of the main body is impossible is executed.

１水中航走体
１０本体部
１１ＣＰＵ
１１０検出部
１１１行動決定部
１１２ブイ制御部
１１３浮上判断部
１２センサ（第２センサ）
１３スラスタ
１４舵
１５接続部
２０ブイ
２１センサ（第１センサ）
２２無線通信部
２２０無線通信アンテナ
２３ＧＮＳＳ受信機
２３０ＧＮＳＳアンテナ
２４接続部
３０ケーブル
９００コンピュータ 1 Underwater vehicle 10 Main unit 11 CPU
110 Detection unit 111 Action determination unit 112 Buoy control unit 113 Ascent judgment unit 12 Sensor (second sensor)
13 Thruster 14 Rudder 15 Connection 20 Buoy 21 Sensor (1st sensor)
22 Wireless communication unit 220 Wireless communication antenna 23 GNSS receiver 230 GNSS antenna 24 Connection unit 30 Cable 900 Computer

Claims

With the main body
A buoy that can be released to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle.
A buoy control unit that releases the buoy to the outside of the main body when the main body is levitated.
When an obstacle is detected at the planned ascent position of the main body based on the detection signal of the first sensor, the ascent determination unit that determines that the ascending action of the main body is impossible, and the ascent determination unit.
Equipped with a,
When the levitation determination unit determines that the levitation action of the main body unit is impossible, the levitation determination unit causes the main body unit to stand by at the current position.
Underwater navigator.

With the main body
A buoy that can be released to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle.
A buoy control unit that releases the buoy to the outside of the main body when the main body is levitated.
When an obstacle is detected at the planned ascent position of the main body based on the detection signal of the first sensor, the ascent determination unit that determines that the ascending action of the main body is impossible, and the ascent determination unit.
When the predetermined conditions are met, the action decision unit that determines that the ascending action of the main body is necessary, and the action decision unit.
With
The buoy control unit releases the buoy to the outside of the main body when it is determined by the action determination unit that the ascending action of the main body is necessary.
Underwater navigator.

Further provided with an action decision unit that determines that the ascending action of the main body portion is necessary when a predetermined condition is satisfied.
The buoy control unit releases the buoy to the outside of the main body when it is determined by the action determination unit that the ascending action of the main body is necessary.
The underwater vehicle according to claim 1.

Further equipped with a second sensor to detect the presence or absence of obstacles in the water,
When the action determining unit detects an obstacle in the traveling direction of the main body based on the detection signal of the second sensor, the action determining unit determines that the ascending action is necessary.
The underwater vehicle according to claim 2 or 3.

Further equipped with a third sensor for detecting the search target in water,
When the action determining unit detects the search target based on the detection signal of the third sensor, the action determining unit determines that the ascending action is necessary.
The underwater vehicle according to claim 2 or 3.

A method for controlling an underwater vehicle, comprising a main body and a buoy that can be discharged to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle.
When the main body is levitated, the step of releasing the buoy to the outside of the main body and
When an obstacle is detected at the planned ascent position of the main body based on the detection signal of the first sensor, the step of determining that the ascending action of the main body is impossible, and
When it is determined that the ascending action of the main body is impossible, the step of making the main body stand by at the current position and
Control method having.

A computer of an underwater vehicle including a main body and a buoy that can be released to the outside of the main body and has a first sensor for detecting the presence or absence of an obstacle.
When the main body is levitated, the step of releasing the buoy to the outside of the main body and
When an obstacle is detected at the planned ascent position of the main body based on the detection signal of the first sensor, the step of determining that the ascending action of the main body is impossible, and
When it is determined that the ascending action of the main body is impossible, the step of making the main body stand by at the current position and
A program that executes.