JP7489855B2 - 小型潜水艇の遠隔制御システム - Google Patents

Description

本発明は、小型潜水艇の遠隔制御システムに関する。

従来、海底測量や海底の地形調査、海中の生物の海に関する調査を行うための潜水艇が知られている。
このような潜水艇は、各種計測装置、資料採取装置、カメラ等を搭載し、海底の地質や地形の調査などを行い、その結果が学術調査に用いられる。

特開２００１－１３０４８６号公報

ところで、少人数用の小型潜水艇は、操縦者が各種操作部材を操作することで海中を潜航して調査を行うが、大深度での調査を行わない場合であっても、海流による危険な海域を調査したり、地雷調査などを行うことがある。
また、初めて潜航する海域を調査する場合、海中や海底の状況を把握していないため、調査に想定した以上の時間を要することがある。
また、操縦者が急病など何らかの原因により操縦困難になっても他に操縦できる者がいない等の非常事態が生じた場合、小型潜水艦を操縦して浮上させることが困難となってしまうことが考えられる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、小型潜水艇の遠隔操作と手動操作とを容易に切り換え可能な小型潜水艇の遠隔制御システムを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため本発明は、小型潜水艇および遠隔操作装置を備えた小型潜水艇の遠隔制御システムであって、前記小型潜水艇は、操縦者によって操作される前記小型潜水艇の操縦を行なうための複数の操作部材をそれぞれ操作する複数のアクチュエータと、前記小型潜水艇の周辺を撮像して画像情報を生成する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成された前記画像情報を前記遠隔操作装置に送信し、前記遠隔操作装置から遠隔操作指令情報を受信する潜水艇側通信部と、前記潜水艇側通信部で受信された前記遠隔操作指令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ操作する操作部材制御部とを備え、前記複数のアクチュエータは、操縦席に着座した前記操縦者による前記操作部材の手動操作を妨げない箇所に設けられ、前記操作部材制御部は、前記遠隔操作指令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ制御して前記複数の操作部材をそれぞれ操作する遠隔操作モードと、前記複数の操作部材の前記操縦者による手動操作をそれぞれ可能とする手動操作モードとに選択可能に構成され、前記遠隔操作装置は、前記遠隔操作指令情報を生成する指令情報生成部と、前記小型潜水艇から前記画像情報を受信し、前記指令情報生成部で生成された前記遠隔操作指令情報を前記小型潜水艇に送信する遠隔制御側通信部と、前記遠隔制御側通信部で受信された前記画像情報を表示する表示部とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記小型潜水艇は、前記複数のアクチュエータによる前記複数の操作部材の操作量をそれぞれ検出する複数の検出部と、前記複数の検出部でそれぞれ検出された前記複数の操作量に基づいて前記複数のアクチュエータのサーボ制御をそれぞれ行なうサーボ制御部とをさらに備え、前記操作部材制御部の前記遠隔操作モードは、前記サーボ制御部を介して前記複数のアクチュエータをそれぞれ操作することでなされ、前記操作部材制御部の前記手動操作モードは、前記サーボ制御部の制御動作を無効として前記複数のアクチュエータをサーボフリーとすることでなされることを特徴とする。
また、本発明は、前記遠隔操作装置は、海図情報を記憶する海図データベースと、前記遠隔操作装置の位置を測位して装置測位情報を生成する装置測位部と、音波により音響測位を行い、前記遠隔操作装置に対する前記小型潜水艇の相対位置を示す潜水艇測位情報を生成する音響測位部とをさらに備え、前記表示部は、前記装置測位情報と前記潜水艇測位情報に基づいて前記海図データベースから読み出された前記海図情報上に前記小型潜水艇の位置を表示することを特徴とする。
また、本発明は、前記遠隔操作装置は、前記小型潜水艇を潜航場所まで運搬する支援母船で用いられ、前記装置測位部は、前記支援母船の位置を測位して前記装置測位情報を生成し、前記音響測位部は、前記支援母船に設けられた送信器により前記小型潜水艇に向けて音波による質問信号を発信させて、前記支援母船に設けられた受信器により前記小型潜水艇から音波による前記質問信号に対する応答信号を受信させ、それら信号の往復時間から前記支援母船と前記小型潜水艇との距離を算出し、前記支援母船に対する前記小型潜水艇の相対位置を示す前記潜水艇側位情報を生成し、前記小型潜水艇は、前記送信器から送信された前記質問信号に対して前記応答信号を返信する音響トランスポンダをさらに備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記潜水艇側通信部および前記遠隔制御側通信部は、ケーブルにより接続され通信を行うことを特徴とする。
また、本発明は、前記潜水艇側通信部および前記遠隔制御側通信部は、音波による音響通信を行うことを特徴とする。
また、本発明は、前記複数の操作部材は、前記小型潜水艇の電源の投入、切断を行う電源スイッチと、前記小型潜水艇の重量調整を行うバラストタンクに海水を注水するための注水スイッチと、前記小型潜水艇の周辺に光を照射する投光器の点灯、消灯を行う投光器スイッチと、前記小型潜水艇の操舵を行なうための操舵ハンドルと、前記小型潜水艇の推進機の出力調整を行うための出力調整レバーと、前記バラストタンクの海水を排水するための排水スイッチと、前記小型潜水艇の重量を増加させるバラストを海中に投下するためのバラスト投下スイッチとを含み、前記アクチュエータは、それら電源スイッチ、注水スイッチ、投光器スイッチ、操舵ハンドル、出力調整レバー、排水スイッチ、バラスト投下スイッチに対応してそれぞれ設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記複数のアクチュエータは、前記操縦席に着座した前記操縦者による前記操作部材の手動操作を妨げない箇所に着脱可能に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、小型潜水艇に、小型潜水艇の操縦を行なうための複数の操作部材をそれぞれ操作する複数のアクチュエータを、操縦席に着座した操縦者による複数の操作部材の手動操作を妨げない箇所に着脱可能に設け、操作部材制御部の遠隔操作モードを選択することで、遠隔操作指令情報に基いて複数のアクチュエータを制御して複数の操作部材を操作することによって、小型潜水艇を遠隔制御することができるようにし、操作部材制御部の手動操作モードを選択することで、複数の操作部材を手動操作できるようにした。また、小型潜水艇に、小型潜水艇の周辺を撮像して画像情報を生成する画像情報生成部を設け、遠隔操作装置に小型潜水艇から受信した画像情報を表示する表示部を設けた。
これにより、小型潜水艇の改造を行うことなくアクチュエータを取り付けることで小型潜水艇を遠隔制御可能とすることができ、またアクチュエータの撤去を行うことなく操縦席に着座して手動操作することができ、利便性の向上を図る上で有利となる。
また、画像情報によって小型潜水艇の周辺の状況を把握しながら遠隔操作することができ、小型潜水艇から離れた場所から小型潜水艇を的確に遠隔制御する上で有利となる。

また、操作部材制御部の遠隔操作モードは、サーボ制御部を介して複数のアクチュエータをそれぞれ操作することでなされ、手動操作モードは、サーボ制御部の制御動作を無効として複数のアクチュエータをサーボフリーとすることでなされるようにすると、簡単な構成で遠隔操作モードと手動操作モードとを切り替える上で有利となる。

遠隔操作装置に、海図情報を記憶する海図データベースと、遠隔操作装置の位置を測位して装置測位情報を生成する装置測位部と、音波により音響測位を行い、遠隔操作装置に対する小型潜水艇の相対位置を示す潜水艇測位情報を生成する音響測位部とを設けると、表示部により、装置測位情報と潜水艇測位情報に基づいて海図データベースから読み出された海図情報上に小型潜水艇の位置を表示することができ、小型潜水艇の現在位置を把握することができ、小型潜水艇から離れた場所から小型潜水艇を的確に遠隔操作する上で有利となる。

小型潜水艇に、質問信号に対して応答信号を返信する音響トランスポンダを設け、小型潜水艇を潜航場所まで運搬する支援母船で遠隔操作装置を用いた場合に、装置測位部は、支援母船の位置を測位して装置測位情報を生成し、音響測位部は、支援母船に設けられた送信器により小型潜水艇に向けて音波による質問信号を発信させて、支援母船に設けられた受信器により小型潜水艇から音波による質問信号に対する応答信号を受信させ、それら信号の往復時間から支援母船と小型潜水艇との距離を算出し、支援母船に対する小型潜水艇の相対位置を示す潜水艇側位情報を生成することができ、簡易な構成により小型潜水艇の現在位置を把握することができる上で有利となる。

潜水艇側通信部および遠隔制御側通信部をケーブルにより接続して通信を行うと、画像情報や遠隔操作指令情報などの各種情報を迅速かつ確実に送受信することができ、小型潜水艇から離れた場所から小型潜水艇を的確に遠隔操作する上で有利となる。

潜水艇側通信部および遠隔制御側通信部を音波による音響通信を行うと、小型潜水艇が海中を潜航する際にケーブル等に引っかかったりすることがないため、小型潜水艇から離れた場所から小型潜水艇を容易に遠隔操作する上で有利となる。

また、複数の操作部材は、電源スイッチ、注水スイッチ、投光器スイッチ、操舵ハンドル、出力調整レバー、排水スイッチ、バラスト投下スイッチを含み、アクチュエータは、それら電源スイッチ、注水スイッチ、投光器スイッチ、操舵ハンドル、出力調整レバー、排水スイッチ、バラスト投下スイッチに対応してそれぞれ設けられていると、小型潜水艇の遠隔制御を的確に行なう上で有利となる。

また、複数のアクチュエータは、操縦席に着座した操縦者による操作部材の手動操作を妨げない箇所に着脱可能に設けられているため、複数のアクチュエータの着脱を容易に行なえ、複数のアクチュエータのメンテンナンス作業を効率的に行なう上で有利となる。

第１の実施の形態に係る小型潜水艇の遠隔制御システムが適用される小型潜水艇の構成を模式的に示す平面図である。 第１の実施の形態に係る小型潜水艇の遠隔制御システムが適用される小型潜水艇の制御系の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係る小型潜水艇の遠隔制御システムの遠隔操作装置の構成を示すブロック図である。 小型潜水艇の電源スイッチ、注水スイッチ、投光器スイッチ、排水スイッチ、バラスト投下スイッチの操作を行なう第１、２、３、６、７アクチュエータの説明図であり、（Ａ）は小型潜水艇の幅方向から見た側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線矢視図である。 小型潜水艇の操舵ハンドルの操作を行なう第４アクチュエータの説明図であり、（Ａ）は操舵ハンドルを正面から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ－Ｘ線矢視図である。 小型船舶の出力調整レバーの操作を行なう第５アクチュエータの説明図であり、出力調整レバーを小型潜水艇の幅方向から見た側面図である。 第３の実施の形態に係る小型潜水艇の遠隔制御システムにおける第４アクチュエータの説明図であり、（Ａ）は操舵ハンドルを正面から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線矢視図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態の小型潜水艇の遠隔制御システムは、小型潜水艇１０および遠隔操作装置８０を備えている。
本実施の形態の小型潜水艇１０は、海底測量や海底の地形調査、海中の生物の調査などを行う乗員１～３名用の潜水艇である場合について説明するが、大型潜水艇に適用してもよく、また、調査用の潜水艇に限定されるものではなく、観光用の潜水艇など公知の様々な潜水艇に適用可能である。
本実施の形態の小型潜水艇１０は、支援母船に積載されて潜航場所である調査水域まで運搬され、遠隔操作装置８０は、支援母船に乗船した操縦者により用いられる。

まず、本実施の形態の小型潜水艇１０の構成について説明する。
小型潜水艇１０は、操縦者が海中を潜航して調査を行うものであって、図１に示すように内殻１２Ａと外殻１２Ｂとにより構成されている。
内殻１２Ａと外殻１２Ｂとの間には、浮力材１４と、バラストタンク１６と、バッテリ１８とを含む小型潜水艇１０の構成部材が収容されている。
外殻１２Ｂには、画像生成部を構成する前方カメラ２０Ａ、後方カメラ２０Ｂ、左方カメラ２０Ｃ、右方カメラ２０Ｄの４つのカメラと、４つのカメラぞれぞれの近傍に設けられた前方投光器２２Ａ、後方投光器２２Ｂ、左方投光器２２Ｃ、右方投光器２２Ｄの４つの投光器と、バラスト２４と、音響トランスポンダ２６と、探知ソナー２８と、ロボットアーム３０と、推進機３２とを含む小型潜水艇１０の構成部材が設けられている。
チタン合金製の内殻１２Ａの内部には、操縦室３４が設けられ、操縦室３４は、潜航制御装置３６と、複数の操作部材３８～５０と、第１～第７アクチュエータ５２～６４と、潜水艇側制御装置７０と、を含んで構成されている。

浮力材１４は、小型潜水艇１０に浮力を与えるものであって、海中において小型潜水艇１０を浮上させる。浮力材１４は、内殻１２Ａと外殻１２Ｂとの間に形成された隙間に組み込まれて設けられている。
浮力材１４は、例えば、空洞の小さなガラス球をエポキシ樹脂で固めたシンタクティックフォームであって、深海の高圧環境に耐えうる強度と浮力を有している。

バラストタンク１６は、小型潜水艇１０の重量調整を行うことで浮力を調整し、小型潜水艇１０を潜行・浮上させるものであって、本実施の形態では、高圧ポンプ（不図示）によって海水が注排水されるタンクである。
バラストタンク１６は、海水が排出され空気が充填されている場合は浮力材となって小型潜水艇１０を浮上させ、海水が充填されている場合は重しとなって小型潜水艇１０を潜行させる。

バッテリ１８は、小型潜水艇１０の動力源であり、小型潜水艇１０を構成する各種構成部材に電力を供給するものであって、例えば、リチウムイオン電池である。
バッテリ１８は、小型潜水艇１０の潜航終了後、次回の潜航に備えて充電される。

前方カメラ２０Ａは、外殻１２Ｂの前部に取り付けられており、小型潜水艇１０の前方を撮像して画像情報を生成するものである。
後方カメラ２０Ｂは、外殻１２Ｂの後部に取り付けられており、小型潜水艇１０の後方を撮像して画像情報を生成するものである。
左方カメラ２０Ｃは、外殻１２Ｂの左側部に取り付けられており、小型潜水艇１０の左方を撮像して画像情報を生成するものである。
右方カメラ２０Ｄは、外殻１２Ｂの右側部に取り付けられており、小型潜水艇１０の右方を撮像して画像情報を生成するものである。
それら４つの画像情報は、潜水艇側通信部７２から遠隔操作装置８０の遠隔制御側通信部１００に送信される。
なお、画像情報は、動画であっても一定の時間間隔で生成された静止画であってもよい。

投光器２２Ａ～２２Ｄは、前方カメラ２０Ａ、後方カメラ２０Ｂ、左方カメラ２０Ｃ、右方カメラ２０Ｄの近傍に設けられ、点灯することで小型潜水艇１０の周辺に光を照射する装置である。
投光器２２Ａ～２２Ｄを設置することで、小型潜水艇１０の周辺が視認可能となり、操縦しやすくなる。
前方投光器２２Ａは、外殻１２Ｂの前部に取り付けられており、小型潜水艇１０の前方に光を照射する。
後方投光器２２Ｂは、外殻１２Ｂの後部に取り付けられており、小型潜水艇１０の後方に光を照射する。
左方投光器２２Ｃは、外殻１２Ｂの左側部に取り付けられており、小型潜水艇１０の左方に光を照射する。
右方投光器２２Ｄは、外殻１２Ｂの右側部に取り付けられており、小型潜水艇１０の右方に光を照射する。

バラスト２４は、小型潜水艇１０の下部に着脱可能に取り付けられ小型潜水艇１０の重量増加を行う重りであって、本実施の形態では、矩形形状の鉄板であって、小型潜水艇１０の重量に応じた枚数が取り付けられている。
例えば、非常事態が生じた場合、後述する推進機３２の回転を停止させて、バラスト２４を取り外して海中に投下させることで小型潜水艇１０の重量を減らし、小型潜水艇１０を浮上させる。

音響トランスポンダ２６は、音響測位により小型潜水艇１０を測位するために用いられるものであって、音響信号を発信する。
本実施の形態では、支援母船に設けられた送信器から送信された音波による質問信号を受信した場合、受信した質問信号に対して音波による応答信号を返信（発信）する。

探知ソナー２８は、音波を利用して水中の物体を探知するものであって、例えば、水中で音波を発信し、その音波が対象物（魚や植物など）に反射して戻ってくるまでの時間からその間の距離を測定する。対象物が硬ければ硬いほど音波の反射は強くなり、これにより対象物の位置をより正確に測定することができる。

ロボットアーム３０は、海底で機器設置や物品回収などの諸作業の行うものであって、例えば、多関節を有し油圧を用いて動作する構成となっている。
本実施の形態の小型潜水艇１０では、前下部に２本のロボットアーム３０が設けられているが、本数は任意である。ロボットアーム３０の操作は、例えば、操縦室３４内に設けられたジョイスティック（不図示）を操縦者が操作することで行う。

推進機３２は、小型潜水艇１０の後方に設けられ、水を噴き出して小型潜水艇１０を推進させるものであって、筒状のカバー３２０２の中にモータ（不図示）に接続された棒状のプロペラシャフト３２０４が配置され、プロペラシャフト３２０４にはプロペラ３２０６が取り付けられている。
プロペラ３２０６は、バッテリ１８から供給される電力を用いてモータ（不図示）によりプロペラシャフト３２０４が回転されることで回転する。
すなわち、モータによりプロペラシャフト３２０４が正転されることによりプロペラ３２０６によって小型潜水艇１０を前進させる推進力が発生し、プロペラシャフト３２０４が反転されることによりプロペラ３２０６によって小型潜水艇１０を後進させる推進力が発生する。また、モータによりプロペラシャフト３２０４の回転が停止されることによりプロペラ３２０６による推進力の発生が停止される。

推進機３２には、転舵アクチュエータ３２Ａが設けられている。
転舵アクチュエータ３２Ａは、後述する潜航制御装置３６から与えられる操舵ハンドル４４の操作角信号に基づいて、推進機３２を転舵軸Ｚ周りに揺動させることで推進機３２の転舵角（小型潜水艇１０の中心線ＣＬに対するプロペラシャフト３２０４の軸心ＸＬがなす角）を変更させるものである。

操縦室３４は、前部側に設けられた操作台３４０２と、操作台の後方に配置され操縦者が着座する操縦席３４０４とが設けられている。
また、操縦室３４の前部壁面には、メタクリル樹脂（アクリル樹脂）製の覗き窓（不図示）が設けられており、操縦席３４０４に着座した操縦者が海中を見ながら操縦可能となっている。

潜航制御装置３６は、複数の操作部材３８～５０の操作に応じて、小型潜水艇１０の潜航制御を行うものであり、具体的には、小型潜水艇１０の電源の投入、切断、バラストタンク１６への海水の注排水、投光器２２Ａ～２２Ｄの点灯、消灯、小型潜水艇１０の操舵、推進機３２の出力調整、バラスト２４の投下制御を行うものである。
例えば、支援母船から海上に降ろされた小型潜水艇１０の電源を投入し、バラストタンク１６へ海水を注入し、投光器２２Ａ～２２Ｄを点灯させ、潜行していく。海底付近まで潜行したら、推進機３２の出力調整を行いながら小型潜水艇１０を操舵し調査等を行う。調査等が終了すると、バラストタンク１６の海水を排水し、小型潜水艇１０を浮上させていく。なお、途中で非常事態が発生した場合は、バラスト２４を海中に投下して小型潜水艇１０を迅速に浮上させる。

複数の操作部材３８～５０は、小型潜水艇１０の潜航を行なうために操縦者によって操作される部材である。
本実施の形態では、操作台３４０２に間隔をおいて電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０の７つの操作部材が並べられて配置されている。

電源スイッチ３８は、小型潜水艇１０の電源の投入、切断を操作するものであり、例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、操作台３４０２に設けられている。
電源スイッチ３８は、押圧される押しボタン３８０２を備えている。
押しボタン３８０２は、常時突出した突出位置に付勢され、押圧操作されることで突出位置から没入位置に移動する。
押しボタン３８０２は、押圧されることで、潜航制御装置３６にオン信号、オフ信号を与え、これにより潜航制御装置３６がモータや高圧ポンプ、投光器２２Ａ～２２Ｄなどの構成部材に対するバッテリ１８からの電力の供給始動、停止を行い、電源の投入、切断を行わせる。

注水スイッチ４０は、小型潜水艇１０に搭載されているバラストタンク１６に海水を注入する操作を行うものであり、図４を流用して説明すると、例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、操作台３４０２に設けられている。
注水スイッチ４０は、押圧される押しボタン４００２を備えている。
押しボタン４００２は、押圧されることで、潜航制御装置３６に駆動信号を与え、これにより潜航制御装置３６が高圧ポンプに対するバッテリ１８からの電力供給を行い、高圧ポンプによりバラストタンク１６から空気が排出され海水が注水される。

投光器スイッチ４２は、小型潜水艇１０に設けられている投光器（前方投光器２２Ａ、後方投光器２２Ｂ、左方投光器２２Ｃ、右方投光器２２Ｄ）の点灯、消灯を操作するものであり、図４を流用して説明すると、例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、操作台３４０２に設けられている。
投光器スイッチ４２は、押圧される押しボタン４２０２を備えている。
押しボタン４２０２は、押圧されることで、潜航制御装置３６にオン信号、オフ信号を与え、これにより潜航制御装置３６が投光器２２Ａ～２２Ｄに対するバッテリ１８からの電力供給、停止を行い、投光器２２Ａ～２２Ｄの点灯、消灯を行わせる。

操舵ハンドル４４は、小型潜水艇１０の操舵を行うためのものであり、例えば、図５に示すように、操舵を行うために回転される。
操舵ハンドル４４は、断面が円形状で円環状に延在するハンドル本体４４０２と、ハンドル本体４４０２のハンドルシャフト４４０４と、ハンドルシャフト４４０４とハンドル本体４４０２とを接続するスポーク４４０６とを備えている。
本実施の形態では、ハンドルシャフト４４０４は、ほぼ小型潜水艇１０の前後方向に沿って延在している。
操作角センサ（不図示）によって検出された操舵ハンドル４４の操作角を示す操作角信号が潜航制御装置３６に供給され、これにより潜航制御装置３６がバッテリ１８からの電力により転舵アクチュエータ３２Ａを駆動して転舵角の調整がなされ、小型潜水艇１０が操舵される。

出力調整レバー４６は、小型潜水艇１０の推進機３２の出力調整を行うためのものであり、例えば、図６に示すように、小型潜水艇１０の前後に揺動される。
出力調整レバー４６は、操作台３４０２から小型潜水艇１０の前後方向に揺動可能に設けられた揺動軸４６０２と、揺動軸４６０２の先端に設けられ手により把持される被把持部４６０４とを備えている。
出力調整レバー４６は、レバー位置センサ（不図示）によって検出された出力調整レバー４６の傾倒角度を示す傾倒角度信号が潜航制御装置３６に供給され、これにより潜航制御装置３６がバッテリ１８からの電力により推進機３２の回転制御をして、推進機３２の出力制御がなされる。
すなわち、出力調整レバー４６は、中立範囲と、中立範囲よりも小型潜水艇１０の前方の範囲の前進範囲と、中立範囲よりも小型潜水艇１０の後方の範囲の後進範囲とに傾倒可能に設けられている。

出力調整レバー４６が中立範囲に位置した場合、潜航制御装置３６は、モータへの電力供給を停止し、これにより推進機３２が停止し小型潜水艇１０が停止する。
出力調整レバー４６が前進範囲に位置した場合、潜航制御装置３６は、モータへの電力供給を行うとともにプロペラシャフト３２０４を正転させることで小型潜水艇１０を前進させる。また、出力調整レバー４６の前方への傾倒角度が大きくなるほどモータの回転数を上昇させ、これにより小型潜水艇１０の潜航速度を調整する。
出力調整レバー４６が後進範囲に位置した場合、潜航制御装置３６は、モータへの電力供給を行うとともにプロペラシャフト３２０４を逆転させることで小型潜水艇１０を後進させる。また、出力調整レバー４６の後方への傾倒角度が大きくなるほどモータの回転数を上昇させ、これにより小型潜水艇１０の潜航速度を調整する。

排水スイッチ４８は、小型潜水艇に搭載されているバラストタンク１６から海水を排水する操作を行うものであり、図４を流用して説明すると、例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、操作台３４０２に設けられている。
排水スイッチ４８は、押圧される押しボタン４８０２を備えている。
押しボタン４８０２は、押圧されることで、潜航制御装置３６に駆動信号を与え、これにより潜航制御装置３６が高圧ポンプに対するバッテリ１８からの電力供給を行い、高圧ポンプによりバラストタンク１６に空気が注入され海水が排水される。

バラスト投下スイッチ５０は、小型潜水艇１０の重量を増加させるバラスト２４を海中に投下させる操作を行うものであり、図４を流用して説明すると、例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、操作台３４０２に設けられている。
バラスト投下スイッチ５０は、押圧される押しボタン５００２を備えている。
押しボタン５００２は、押圧されることで、潜航制御装置３６に駆動信号を与え、これにより潜航制御装置３６がバラスト２４を保持している保持具（不図示）からバラスト２４を切り離し、海水に投下させる。

第１～７のアクチュエータ５２～６４は、上述した複数の操作部材３８～５０を操作するものである。
図２に示すように、本実施の形態では、以下に示す７つのアクチュエータが設けられている。
１）電源スイッチ３８を操作する第１アクチュエータ５２
２）注水スイッチ４０を操作する第２アクチュエータ５４
３）投光器スイッチ４２を操作する第３アクチュエータ５６
４）操舵ハンドル４４を操作する第４アクチュエータ５８
５）出力調整レバー４６を調整する第５アクチュエータ６０
６）排水スイッチ４８を操作する第６アクチュエータ６２
７）バラスト投下スイッチ５０を操作する第７アクチュエータ６４

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１アクチュエータ５２は、直動式シリンダ５２Ａ（直動式電気シリンダ）で構成され、シリンダ本体５２０２と、シリンダ本体５２０２に組み込まれたモータ（不図示）と、シリンダ本体５２０２に組み込まれたピストンロッド５２０４とを備えている。
直動式シリンダ５２Ａは、操縦席３４０４に着座した操縦者による電源スイッチ３８の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）にブラケットＢ１を介して着脱可能に設けられている。
シリンダ本体５２０２は、ピストンロッド５２０４の出没方向を操作台３４０２に対して直交する方向に合致させて配置されている。
ピストンロッド５２０４の先端には、ゴムなどの弾性体からなるカバー５２０６が装着され、ピストンロッド５２０４の先端はカバー５２０６を介して電源スイッチ３８の押しボタン３８０２の表面に当接可能に設けられ、これにより押しボタン３８０２の保護が図られている。
したがって、潜水艇側制御装置７０によってモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体５２０２に対してピストンロッド５２０４が出没し、押しボタン３８０２が押圧されることで、電源の投入、切断が操作される。
また、潜水艇側制御装置７０によってモータに供給される駆動信号がオフとされることでモータはサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、電源スイッチ３８の手動操作が可能となっている。
すなわち、押しボタン３８０２は常時突出位置に付勢されているため、モータがサーボフリーとなることで、突出位置に付勢された押しボタン３８０２によりピストンロッド５２０４は後退し、電源スイッチ３８の手動操作が可能となっている。

第２アクチュエータ５４は、第１アクチュエータ５２と同様に構成されているため説明を省略する。なお、直動式シリンダ５２Ａは、操縦席３４０４に着座した操縦者による注水スイッチ４０の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）にブラケットＢ１を介して着脱可能に設けられている。
したがって、潜水艇側制御装置７０によってモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体５２０２に対してピストンロッド５２０４が出没し、押しボタン４００２が押圧されることで、バラストタンク１６から空気が排出されに海水が注水される。
また、潜水艇側制御装置７０によってモータに供給される駆動信号がオフとされることでモータはサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、注水スイッチ４０の手動操作が可能となっている。
すなわち、押しボタン４００２は常時突出位置に付勢されているため、モータがサーボフリーとなることで、突出位置に付勢された押しボタン４００２によりピストンロッド５２０４は後退し、注水スイッチ４０の手動操作が可能となっている。

第３アクチュエータ５６は、第１アクチュエータ５２と同様に構成されているため説明を省略する。なお、直動式シリンダ５２Ａは、操縦席３４０４に着座した操縦者による投光器スイッチ４２の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）にブラケットＢ１を介して着脱可能に設けられている。
したがって、潜水艇側制御装置７０によってモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体５２０２に対してピストンロッド５２０４が出没し、押しボタン４２０２が押圧されることで、投光器２２Ａ～２２Ｄの点灯、消灯が行われる。
また、潜水艇側制御装置７０によってモータに供給される駆動信号がオフとされることでモータはサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、投光器スイッチ４２の手動操作が可能となっている。
すなわち、押しボタン４２０２は常時突出位置に付勢されているため、モータがサーボフリーとなることで、突出位置に付勢された押しボタン４２０２によりピストンロッド５２０４は後退し、投光器スイッチ４２の手動操作が可能となっている。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第４アクチュエータ５８は、モータ５８０２と駆動ローラ５８０４とを含んで構成されている。
モータ５８０２と駆動ローラ５８０４は、操縦席３４０４に着座した操縦者による操舵ハンドル４４の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）に不図示のブラケットを介して着脱可能に設けられている。
モータ５８０２は、操作台３４０２に取着された状態でその駆動軸５８０６を操舵ハンドル４４のハンドルシャフト４４０４とほぼ直交させるように配置されている。
駆動ローラ５８０４は、駆動軸５８０６の先端に取着されている。
駆動ローラ５８０４は、ハンドル本体４４０２の周方向の一部の小型潜水艇１０の前方で斜め下方に配置され、ハンドル本体４４０２に係合し、駆動ローラ５８０４が回転されることによりハンドル本体４４０２の回動を可能とする。
駆動ローラ５８０４は、ハンドル本体４４０２のうち小型潜水艇１０の前方で斜め下方に向いた面に係合する凹溝５８０４Ａを備え、モータ５８０２の回転駆動力が駆動ローラ５８０４の凹溝５８０４Ａを介してハンドル本体４４０２に効率よく伝達されるように図られている。

モータ５８０２は、潜水艇側制御装置７０から駆動信号が供給されることにより駆動軸５８０６、駆動ローラ５８０４を介して操舵ハンドル４４を正逆回転させる。
したがって、モータ５８０２が正逆回転することにより駆動ローラ５８０４によりハンドル本体４４０２が正逆方向に回転され、操作角センサで生成された操作角信号が潜航制御装置３６に供給されることで転舵アクチュエータ３２Ａが駆動され転舵角の調整がなされる。
また、潜水艇側制御装置７０によってモータ５８０２に供給される駆動信号がオフとされることでモータ５８０２はサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、操舵ハンドル４４の手動操作が可能となっている。

図６に示すように、第５アクチュエータ６０は、直動式シリンダ（直動式電気シリンダ）６０Ａで構成され、シリンダ本体６００２と、シリンダ本体６００２に組み込まれたモータ（不図示）と、シリンダ本体６００２に組み込まれたピストンロッド６００４とを備えている。
直動式シリンダ６０Ａは、操縦席３４０４に着座した操縦者による出力調整レバー４６の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）に不図示のブラケットを介して着脱可能に設けられている。
シリンダ本体６００２は、ピストンロッド６００４の出没方向を操作台３４０２に対して直交する方向に合致させて配置されている。
ピストンロッド６００４の先端は、出力調整レバー４６の揺動軸４６０２の長手方向の中間部に連結部６００６の不図示の球面軸受を介して連結されている。
したがって、潜水艇側制御装置７０によってモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体６００２に対してピストンロッド６００４が出没し、出力調整レバー４６が前進範囲、中立範囲、後進範囲にわたって傾倒され、これにより、推進機３２の出力が調整され、小型潜水艇１０の前進、停止、後進、および、潜航速度が調整される。
また、潜水艇側制御装置７０によってモータに供給される駆動信号がオフとされることでモータはサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、出力調整レバー４６の手動操作が可能となっている。

第６アクチュエータ６２は、第１アクチュエータ５２と同様に構成されているため説明を省略する。なお、直動式シリンダ５２Ａは、操縦席３４０４に着座した操縦者による排水スイッチ４８の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）にブラケットＢ１を介して着脱可能に設けられている。
したがって、潜水艇側制御装置７０によってモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体５２０２に対してピストンロッド５２０４が出没し、押しボタン４８０２が押圧されることで、バラストタンク１６に空気が注入され海水が排水される。
また、潜水艇側制御装置７０によってモータに供給される駆動信号がオフとされることでモータはサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、排水スイッチ４８の手動操作が可能となっている。
すなわち、押しボタン４８０２は常時突出位置に付勢されているため、モータがサーボフリーとなることで、突出位置に付勢された押しボタン４８０２によりピストンロッド５２０４は後退し、排水スイッチ４８の手動操作が可能となっている。

第７アクチュエータ６４は、第１アクチュエータ５２と同様に構成されているため説明を省略する。なお、直動式シリンダ５２Ａは、操縦席３４０４に着座した操縦者によるバラスト投下スイッチ５０の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）にブラケットＢ１を介して着脱可能に設けられている。
したがって、潜水艇側制御装置７０によってモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体５２０２に対してピストンロッド５２０４が出没し、押しボタン５００２が押圧されることで、バラスト２４が海中に投下される。
また、潜水艇側制御装置７０によってモータに供給される駆動信号がオフとされることでモータはサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、バラスト投下スイッチ５０の手動操作が可能となっている。
すなわち、押しボタン５００２は常時突出位置に付勢されているため、モータがサーボフリーとなることで、突出位置に付勢された押しボタン５００２によりピストンロッド５２０４は後退し、バラスト投下スイッチ５０の手動操作が可能となっている。

潜水艇側制御装置７０は、小型潜水艇１０に搭載され、遠隔操作装置８０から送信される遠隔操作司令情報に基づいて第１～第７アクチュエータ５２～６４を制御するものである。潜水艇側制御装置７０については後で詳述する。
遠隔操作装置８０は、小型潜水艇１０から離間した箇所に位置する支援母船にいる操縦者が操作するものであり、操縦者の操作により生成した遠隔操作司令情報を潜水艇側制御装置７０にケーブルを介して送信するものである。

次に、図３を参照して、遠隔操作装置８０について詳細に説明する。
遠隔操作装置８０は、上述したように支援母船に乗船した操縦者が操作するものであり、第１～第７遠隔操作レバー８２Ａ～８２Ｇと、第１～第７角度センサ８４Ａ～８４Ｇと、モード切替スイッチ８６と、操作入力部８８と、衛星測位部９０と、音響測位部９２と、海図データベース９４と、表示部９６と、遠隔制御側制御部９８と、遠隔制御側通信部１００と、を含んで構成されている。

第１～第７遠隔操作レバー８２Ａ～８２Ｇは、電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を遠隔制御するための揺動操作がなされる遠隔制御用の操作部材（ジョイスティック）で構成されている。
第１～第７角度センサ８４Ａ～８４Ｇは、第１～第７遠隔操作レバー８２Ａ～８２Ｇに対応して設けられ、第１～第７遠隔操作レバー８２Ａ～８２Ｇの操作位置に対応する角度を示す検知信号を出力するものである。

モード切替スイッチ８６は、後述する遠隔制御モードと、手動操作モードとを切り替える際に切り替え操作されるものであって、操作位置に対応する操作を示す操作信号を出力する。

操作入力部８８は、遠隔操作を行なう操縦者の操作を受け付けるものであり、例えば、表示部９６の表示面に設けられたタッチパネルや表示部９６とは独立して設けられたキースイッチで構成されている。
操作入力部８８は、操作に応じて後述する報知部９８Ｂに対して表示部９６で表示する情報の切り替えを指示するものである。

衛星測位部９０は、測位衛星から受信した測位信号に基づいて遠隔操作装置８０の位置を測位して装置測位情報を生成するものであって、装置測位部の一例である。
本実施の形態の遠隔操作装置８０は、小型潜水艇１０を潜航場所まで運搬する支援母船で用いられるため、衛星測位部９０は、支援母船の位置を測位して装置測位情報を生成する。
このような測位衛星は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星（ＱＺＳＳ）等のＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム)で用いられるものであり、それら測位システムで使用される測位衛星の１つを用いてもよく、あるいは、２つ以上の測位衛星を組み合わせて用いてもよい。

音響測位部９２は、音波による音響信号を発信して音響測位を行い、遠隔操作装置８０に対する小型潜水艇１０の相対位置、すなわち、本実施の形態では、遠隔操作装置８０を乗せた支援母船に対する小型潜水艇１０の相対位置を示す潜水艇測位情報を生成する。
本実施の形態では、例えば、支援母船の底部に３個以上の受信器と１個の送信器とが設けられており、音響測位部９２は、送信器により小型潜水艇１０に向けて音波による質問信号を発信させて、受信器により小型潜水艇１０から音波による質問信号に対する応答信号を受信させ、それら信号の往復時間から支援母船と小型潜水艇１０との距離を算出し、支援母船に対する小型潜水艇１０の相対位置を示す潜水艇側位置情報を生成する。
なお、例えば、遠隔操作装置８０と支援母船とが通信可能に接続され、音響測位部９２は、支援母船から質問信号の送信から応答信号の受信までの往復時間を取得する構成としてもよく、また、遠隔操作装置８０と支援母船に設けられた受信器および送信器とが通信可能に接続され、質問信号の発信指示を送出するとともに往復時間を取得する構成としてもよい。また、音響測位部９２は、遠隔操作装置８０に受信器および送信器を設け、質問信号を送信して応答信号を受信する構成としてもよい。

海図データベース９４は、小型潜水艇１０が潜航する場所を含む海図情報を記憶しており、海図情報は地球上の測位情報（位置情報）と関連付けられている。
海図情報は、港湾、海岸、大洋などの海や海底の状態を縮小して記号化した地図であって、例えば、水深、底質、危険物、海流、潮流、磁気偏差などの情報が含まれている。

表示部９６は、後述する報知部９８Ｂの制御に基づいて、小型潜水艇１０から受信した小型潜水艇１０の周辺の画像情報を表示し、また、衛星測位部９０で生成された装置測位情報と音響測位部９２で生成された潜水艇測位情報に基づいて、海図データベース９４から読み出された海図情報上に小型潜水艇１０の位置を表示する。

遠隔制御側制御部９８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、第１～第７角度センサ８４Ａ～８４Ｇ、モード切替スイッチ８６、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
遠隔制御側制御部９８は、上記制御プログラムを実行することにより指令情報生成部９８Ａと、報知部９８Ｂとして機能する。

指令情報生成部９８Ａは、第１～第７角度センサ８４Ａ～８４Ｇから供給される検知信号に基いて遠隔操作指令情報を生成するものである。
また、指令情報生成部９８Ａは、モード切替スイッチ８６から供給される操作信号に基いてモード切替指令情報を生成するものである。

報知部９８Ｂは、潜水艇側通信部７２から送信された画像情報を表示部９６に表示させる。
また、報知部９８Ｂは、衛星測位部９０で生成された装置測位情報と音響測位部９２で生成された潜水艇測位情報に基づいて海図データベース９４から海図情報を読み出し、装置測位情報および潜水艇測位情報とに基づいてその海図情報上に小型潜水艇１０の現在位置を示すアイコンを重ね合わせて表示部９６に表示させる。
また、報知部９８Ｂは、操作入力部８８の操作に応じて画像情報および海図情報を表示部９６に表示させる。

遠隔制御側通信部１００は、後述する潜水艇側通信部７２とケーブル（有線ケーブル）により接続され通信を行うように構成され、指令情報生成部９８Ａで生成された遠隔操作指令情報、モード切替指令情報を潜水艇側通信部７２にケーブルを介して送信し、潜水艇側通信部７２からケーブルを介して送信された画像情報を受信するものである。

なお、遠隔操作装置８０は以下のように構成してもよい。
すなわち、小型潜水艇１０を遠隔操作する操縦者がいる支援母船の室内に、小型潜水艇１０と同様の操縦席を設けると共に、操縦席の前方に大きな表示部９６を設ける。
遠隔操作装置８０の第１～第７遠隔操作レバー８２Ａ～８２Ｇに代えて、電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０に模した遠隔操作部材を操縦席の近傍にそれぞれ設ける。
第１～第７角度センサ８４Ａ～８４Ｇに代えてそれら各遠隔操作部材の操作量を検出する第１～第７操作量検出センサを設ける。
指令情報生成部９８Ａは、第１～第７操作量検出センサで検出された操作量に基づいて遠隔操作指令情報を生成する。
このようにすると、あたかも実際の小型潜水艇１０を操縦操作するのと同じ操作で小型潜水艇１０の遠隔操作を行なうことができ、小型潜水艇１０を遠隔操作する際の操作性の向上を図る上で有利となる。

図２に戻り、潜水艇側制御装置７０は、潜水艇側通信部７２と、第１～第７検出部７４Ａ～７４Ｇと、サーボ制御部７６と、制御部７８とを含んで構成されている。

潜水艇側通信部７２は、遠隔制御側通信部１００とケーブル（有線ケーブル）により接続され通信を行うように構成され、遠隔操作装置８０からケーブルを介して送信された遠隔操作指令情報、モード切替指令情報を受信する。
また、潜水艇側通信部７２は、前方カメラ２０Ａ、後方カメラ２０Ｂ、左方カメラ２０Ｃ、右方カメラ２０Ｄで生成された画像情報をケーブルを介して遠隔操作装置８０に送信する。

第１～第７検出部７４Ａ～７４Ｇは、第１～第７アクチュエータ５２～６４による電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０の操作量を検出するものである。
すなわち、第１検出部７４Ａは、第１アクチュエータ５２（直動式の電気シリンダ）のピストンロッド５２０４の移動量を操作量として検出する。
第２検出部７４Ｂは、第２アクチュエータ５４（直動式の電気シリンダ）のピストンロッド５２０４の移動量を操作量として検出する。
第３検出部７４Ｃは、第３アクチュエータ５６（直動式の電気シリンダ）のピストンロッド５２０４の移動量を操作量として検出する。
第４検出部７４Ｄは、第４アクチュエータ５８（モータ）の駆動軸５８０６の回転量（角度）を操作量として検出する。
第５検出部７４Ｅは、第５アクチュエータ６０（直動式の電気シリンダ）のピストンロッド６００４の移動量を操作量として検出する。
第６検出部７４Ｆは、第６アクチュエータ６２（直動式の電気シリンダ）のピストンロッド５２０４の移動量を操作量として検出する。
第７検出部７４Ｇは、第７アクチュエータ６４（直動式の電気シリンダ）のピストンロッド５２０４の移動量を操作量として検出する。

サーボ制御部７６は、操作部材制御部７８Ａの制御により第１～第７検出部７４Ａ～７４Ｇでそれぞれ検出された操作量に基づいて第１～第７アクチュエータ５２～６４のサーボ制御をそれぞれ行なう。

制御部７８は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、第１～第７検出部７４Ａ～７４Ｇ、サーボ制御部７６、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
制御部７８は、上記制御プログラムを実行することにより操作部材制御部７８Ａとして機能する。

操作部材制御部７８Ａは、潜水艇側通信部７２を介して受信した遠隔操作指令情報に基いて、第１～第７検出部７４Ａ～７４Ｇの検出結果を監視しつつ、サーボ制御部７６を制御することで第１～第７アクチュエータ５２～６４を駆動制御して電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を動かして操作するものである。

また、操作部材制御部７８Ａは、遠隔操作装置８０のモード切替スイッチ８６の操作によって、遠隔制御側制御部９８で生成されたモード切替指令情報を、遠隔制御側通信部１００、潜水艇側通信部７２を介して受信することで、遠隔制御モードと、手動操作モードとに選択可能に構成されている。
操作部材制御部７８Ａは、モード切替指令情報に応じて遠隔制御モードに設定された場合は、遠隔操作装置８０の操作に応じて遠隔制御を行う。
すなわち、操作部材制御部７８Ａは、遠隔操作指令情報に基いてサーボ制御部７６を介して第１～第７アクチュエータ５２～６４を制御して電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を操作する。

また、操作部材制御部７８Ａは、モード切替指令情報に応じて手動操作モードに設定された場合は、サーボ制御部７６を制御して第１～第７アクチュエータ５２～６４の各モータへの駆動信号をオフとすることで、すなわち、サーボ制御部７６のサーボ制御の制御動作を無効とすることで、第１～第７アクチュエータ５２～６４をサーボフリーとして電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０の手動操作を可能とする。
なお、モード切替スイッチ８６を潜水艇側制御装置７０に設け、モード切替スイッチ８６の操作を受け付けた操作部材制御部７８Ａが遠隔制御モードと、手動操作モードとを選択するようにしてもよい。

次に、本実施の形態の小型潜水艇１０の遠隔制御システムを用いて小型潜水艇１０を遠隔制御する場合について説明する。
なお、予め、潜水艇側制御装置７０はモード切替スイッチ８６により遠隔操作モードに設定されているものとする。
また、操縦者は小型潜水艇１０から離れた場所の海上の支援母船にいて、例えば、表示部９６に表示される前方カメラ２０Ａで撮像された画像情報と、小型潜水艇１０の現在位置が矢印アイコンで表示された海図情報とを視認しつつ、遠隔操作装置８０を操作することで小型潜水艇１０を遠隔操作して海底を潜航させるものとする。

まず、操縦者が表示部９６に表示された画像情報および海図情報により小型潜水艇１０の位置を確認しながら、遠隔操作装置８０の第１～第７遠隔操作レバー８２Ａ～８２Ｇを操作すると、指令情報生成部９８Ａが第１～第７角度センサ８４Ａ～８４Ｇで検出された検知信号に基いて遠隔操作指令情報を生成する。
遠隔操作指令情報は、ケーブルを介して遠隔制御側通信部１００から潜水艇側通信部７２に送信される。

小型潜水艇１０では、潜水艇側通信部７２を介して受信された遠隔操作指令情報が操作部材制御部７８Ａに供給され、操作部材制御部７８Ａは、遠隔操作指令情報に基いて、第１～第７検出部７４Ａ～７４Ｇの検出結果を監視しつつ、サーボ制御部７６を制御することで第１～第７アクチュエータ５２～６４を駆動制御して電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を操作させる。
すなわち、第１アクチュエータ５２によって電源スイッチ３８が操作されることにより、電源の投入、切断が操作される。
また、第２アクチュエータ５４によって注水スイッチ４０が操作されることにより、小型潜水艇１０に搭載されたバラストタンク１６から空気が排出され海水が注水される。
また、第３アクチュエータ５６によって投光器スイッチ４２が操作されることにより、投光器２２Ａ～２２Ｄの点灯、消灯が行われる。
また、第４アクチュエータ５８によって操舵ハンドル４４が操作されることにより、小型潜水艇１０の転舵角の調整が行われ、小型潜水艇１０が操舵される。
また、第５アクチュエータ６０によって出力調整レバー４６が操作されることにより、推進機３２による推進力の調整が行なわれ、小型潜水艇１０の前進、後退、停止の切り替え、および潜航速度の調整が行なわれる。
また、第６アクチュエータ６２によって排水スイッチ４８が操作されることにより、小型潜水艇１０に搭載されたバラストタンク１６に空気が注入され海水が排水される。
また、第７アクチュエータ６４によってバラスト投下スイッチ５０が操作されることにより、バラスト２４が海中に投下される。

次に、本実施の形態の小型潜水艇１０の遠隔制御システムを用いて小型潜水艇１０に乗った操縦者（利用者）が電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を手動操作する場合について説明する。
なお、予め、潜水艇側制御装置７０はモード切替スイッチ８６により手動操作モードに設定されているものとする。

操縦席に着座した操縦者の手動操作によって、電源スイッチ３８が押圧操作されることで、電源の投入、切断が操作される。
また、操縦者の手動操作によって、注水スイッチ４０が操作されることによって、小型潜水艇１０に搭載されたバラストタンク１６から空気が排出され海水が注水される。
また、操縦者の手動操作によって、投光器スイッチ４２が操作されることにより、投光器２２Ａ～２２Ｇの点灯、消灯が行われる。
また、操縦者の手動操作によって、操舵ハンドル４４が操作されることにより、小型潜水艇１０の転舵角の調整が行われ、小型潜水艇１０が操舵される。
また、操縦者の手動操作によって、出力調整レバー４６が操作されることにより、推進機３２による推進力の調整が行なわれ、小型潜水艇１０の前進、後退、停止の切り替え、および、潜航速度の調整が行なわれる。
また、操縦者の手動操作によって、排水スイッチ４８が操作されることにより、小型潜水艇１０に搭載されたバラストタンク１６に空気が注入され海水が排水される。
また、操縦者の手動操作によって、バラスト投下スイッチ５０が操作されることにより、バラスト２４が海中に投下される。
この際、第１～第７アクチュエータ５２～６４はサーボフリーとされているため、電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０の手動操作は妨げられない。
このようにして操縦者は通常の小型潜水艇１０と同様に手動操作によって小型潜水艇１０を潜航させることができる。

このような小型潜水艇１０の遠隔操作と手動操作とを容易に切り換え可能な小型潜水艇の遠隔制御システムは、以下のような場合に用いられる。
例えば、通常は、操縦者が手動操作モードに設定された小型潜水艇１０を操縦して海域を調査するが、海流による危険な海域を調査したり地雷調査などを行う場合や、未知の海域を調査する場合は、遠隔操作モードに切り替え操縦者は乗り込まず調査を行う。
また、例えば、小型潜水艇１０に乗って操縦していた操縦者が急病など何らかの原因により操縦困難になってしまったが他に操縦できる者がいないなどの非常事態が生じた場合、支援母船に待機している他の操縦者に連絡をして遠隔操作モードに切り替え、他の操縦者の遠隔操作により小型潜水艦１０を浮上させる。
また、例えば、小型潜水艇１０に乗った操縦者が海底付近まで操縦して小型潜水艇１０を潜行させた後、その操縦者が海底でロボットアーム３０を操作する調査などを行う場合、遠隔操舵モードに切り替え、支援母船に待機している他の操縦者が代わりに操縦し、その間に小型潜水艇１０に乗っている操縦者が調査を行う。そして、再度手動操作モードに切り替えて、小型潜水艇１０に乗った操縦者が小型潜水艇１０を浮上させて海上に戻る。

本実施の形態によれば、操縦者によって操縦される小型潜水艇１０の操縦を行なうための電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０をそれぞれ操作する第１～第７アクチュエータ５２～６４を、操縦席３４０４に着座した操縦者による操作部材の手動操作を妨げない箇所に着脱可能に設け、操作部材制御部７８Ａの遠隔操作モードを選択することで、遠隔操作指令情報に基いて第１～第７アクチュエータ５２～６４を制御して電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を操作することによって、小型潜水艇１０を遠隔制御することができるようにし、操作部材制御部７８Ａの手動操作モードを選択することで、電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を手動操作できるようにした。また、小型潜水艇１０に、小型潜水艇１０の周辺を撮像して画像情報を生成する前方カメラ２０Ａ、後方カメラ２０Ｂ、左方カメラ２０Ｃ、および右方カメラ２０Ｄを設け、遠隔操作装置８０に小型潜水艇１０から受信した画像情報を表示する表示部９６を設けた。
これにより、小型潜水艇１０の改造を行うことなく第１～第７アクチュエータ５２～６４を取り付けることで小型潜水艇１０を遠隔制御可能とすることができ、また第１～第７アクチュエータ５２～６４の撤去を行うことなく操縦席３４０４に着座して手動操作することができ、利便性の向上を図る上で有利となる。
また、画像情報によって小型潜水艇１０の周辺の状況を把握しながら遠隔操作することができ、小型潜水艇１０から離れた場所（支援母船）から小型潜水艇１０を的確に遠隔制御する上で有利となる。
また、第１～第７のアクチュエータ５２～６４は、操縦席３４０４に着座した操縦者による電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０の手動操作を妨げない箇所に着脱可能に設けられているため、第１～第７アクチュエータ５２～６４の着脱を容易に行なえ、第１～第７アクチュエータ５２～６４のメンテンナンス作業を効率的に行なう上で有利となる。

また、操作部材制御部７８Ａの遠隔操作モードは、サーボ制御部７６を介して第１～第７アクチュエータ５２～６４をそれぞれ操作することでなされ、手動操作モードは、サーボ制御部７６の制御動作を無効として第１～第７アクチュエータ５２～６４をサーボフリーとすることでなされるようにしたため、簡単な構成で遠隔操作モードと手動操作モードとを切り替える上で有利となる。

遠隔操作装置８０に、海図情報を記憶する海図データベース９４と、遠隔操作装置８０の位置を測位して装置測位情報を生成する衛星測位部９０と、音波により音響測位を行い、遠隔操作装置８０に対する小型潜水艇１０の相対位置を示す潜水艇測位情報を生成する音響測位部９２とを設け、表示部９６により、装置測位情報と潜水艇測位情報に基づいて海図データベース９４から読み出された海図情報上に小型潜水艇１０の位置を表示するため、小型潜水艇１０の現在位置を把握することができ、小型潜水艇１０から離れた場所（支援母船など）から小型潜水艇１０を的確に遠隔操作する上で有利となる。

本実施形態では遠隔操作装置８０を、小型潜水艇１０を潜航場所まで運搬する支援母船で用いており、小型潜水艇１０に、質問信号に対して応答信号を返信する音響トランスポンダ２６を設け、遠隔操作装置８０の衛星測位部９０は、支援母船の位置を測位して装置測位情報を生成し、音響測位部９２は、支援母船に設けられた送信器により小型潜水艇１０に向けて音波による質問信号を発信させて、支援母船に設けられた受信器により小型潜水艇１０から音波による質問信号に対する応答信号を受信させ、それら信号の往復時間から支援母船と小型潜水艇１０との距離を算出し、支援母船に対する小型潜水艇１０の相対位置を示す潜水艇側位情報を生成することができるため、簡易な構成により小型潜水艇１０の現在位置を把握することができる上で有利となる。

潜水艇側通信部７２および遠隔制御側通信部１００をケーブルにより接続して通信を行うため、画像情報や遠隔操作指令情報などの各種情報を迅速かつ確実に送受信することができ、小型潜水艇１０から離れた場所（支援母船）から小型潜水艇１０を的確に遠隔操作する上で有利となる。

また、複数の操作部材は、電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０を含み、第１～第７アクチュエータ５２～６４は、それら電源スイッチ３８、注水スイッチ４０、投光器スイッチ４２、操舵ハンドル４４、出力調整レバー４６、排水スイッチ４８、バラスト投下スイッチ５０に対応してそれぞれ設けられているため、小型潜水艇１０の遠隔制御を的確に行なう上で有利となる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、潜水艇側通信部７２と遠隔制御側通信部１００とはケーブルで接続され通信を行っていたのに対して、第２の実施の形態では、潜水艇側通信部７２と遠隔制御側通信部１００とがケーブルなどでは接続されておらず、音波による音響通信を行っている点が異なっている。
なお、以下の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同様な個所、部材に同一の符号を付してその説明を省略し、第１の実施の形態と異なった個所について重点的に説明する。

図３を流用して説明すると、遠隔制御側通信部１００は、潜水艇側通信部７２と音波による音響通信により通信可能に構成され、指令情報生成部９８Ａで生成された遠隔操作指令情報、モード切替指令情報を潜水艇側通信部７２に音波により送信し、潜水艇側通信部７２から音波により送信された画像情報を受信するものである。

図２を流用して説明すると、潜水艇側通信部７２は、遠隔制御側通信部１００と音波による音響通信により通信可能に構成され、遠隔操作装置８０から音波により送信された遠隔操作指令情報、モード切替指令情報を受信する。
また、潜水艇側通信部７２は、前方カメラ２０Ａ、後方カメラ２０Ｂ、左方カメラ２０Ｃ、右方カメラ２０Ｄで生成された画像情報を音波により遠隔操作装置８０に送信する。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、潜水艇側通信部７２および遠隔制御側通信部１００の接続に関する効果は第１の実施の形態と異なり以下の効果を奏する。
すなわち、潜水艇側通信部７２および遠隔制御側通信部１００を音波による音響通信を行うため、小型潜水艇１０が海中を潜航する際にケーブル等に引っかかったりすることがないため、小型潜水艇１０から離れた場所（支援母船）から小型潜水艇１０を容易に遠隔操作する上で有利となる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について図７（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、操舵ハンドル４４を操作する第４アクチュエータ５８Ａの構成が第１の実施の形態と異なっている。

図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第４アクチュエータ５８Ａは、２つの直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒ（直動式電気シリンダ）を含んで構成されている。
各直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒは、シリンダ本体５８１２と、シリンダ本体５８１２に組み込まれたモータ（不図示）と、シリンダ本体５８１２に組み込まれたピストンロッド５８１４とを備えている。
図７（Ａ）に示すように、操舵ハンドル４４の中立位置（転舵角が０度）に位置した状態で、ハンドル本体４４０２の上部に連結部４４１２が取り付けられている。
連結部４４１２には、ハンドルシャフト４４０４の中心軸と平行に延在するハンドル側支軸４４１４が小型潜水艇１０の後方に向けて突設されている。
また、操舵ハンドル４４を小型潜水艇１０の後方から見た状態で、小型潜水艇１０の幅方向で操舵ハンドル４４を挟む操作台３４０２の２箇所にハンドルシャフト４４０４の中心軸と平行に延在する小型潜水艇側支軸１０１０Ａ、１０１０Ｂがそれぞれ小型潜水艇１０の後方に向けて突設されており、それら２つの小型潜水艇側支軸１０１０Ａ、１０１０Ｂは、ハンドルシャフト４４０４の中心軸を対称点として点対称な位置に不図示のブラケットを介して設けられている。

２つの直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒのうち一方の直動式シリンダ５８Ｌは、そのシリンダ本体５８１２の基端が一方の小型潜水艇側支軸１０１０Ａを介して揺動可能に支持され、ピストンロッド５８１４の先端がハンドル側支軸４４１４に揺動可能に支持されている。
２つの直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒのうち他方の直動式シリンダ５８Ｒは、そのシリンダ本体５８１２の基端が他方の小型潜水艇側支軸１０１０Ｂを介して揺動可能に支持され、ピストンロッド５８１４の先端がハンドル側支軸４４１４に揺動可能に支持されている。
したがって、各直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒは、操縦席３４０４に着座した操縦者による操舵ハンドル４４の手動操作を妨げない箇所（操作台３４０２）に着脱可能に設けられている。

第３の実施の形態の制御系について図２を流用して説明すると、第４検出部７４Ｄは、第４アクチュエータ５８Ａを構成する２つの直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒのピストンロッド５８１４の移動量を操作量としてそれぞれ検出する。
サーボ制御部７６は、操作部材制御部７８Ａの制御により第４検出部７４Ｄでそれぞれ検出された操作量に基づいて第４アクチュエータ５８Ａ（直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒ）のサーボ制御をそれぞれ行なう。
具体的には、一方のピストンロッド５８１４が突出し、他方のピストンロッド５８１４が収縮することによって各直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒは小型潜水艇側支軸１０１０Ａ、１０１０Ｂを支点としてそれぞれ揺動しつつ、各ピストンロッド５８１４から操舵ハンドル側支軸４４１４、連結部４４１２を介して操舵ハンドル４４に対して回転方向への力が作用し、これにより操舵ハンドル４４が回転される。
遠隔操作モード時、潜水艇側制御装置７０によって各直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒのモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体５８１２に対してピストンロッド５８１４が出没し、操舵ハンドル４４が正逆回転されることで小型潜水艇１０の転舵角の調整がなされる。
手動操作モード時、潜水艇側制御装置７０によって各直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒのモータに供給される駆動信号がオフとされることで各直動式シリンダ５８Ｌ、５８Ｒはサーボフリーとなり、操縦席３４０４に着座した操縦者は、操舵ハンドル４４の手動操作が可能となっている。
このような第３の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。

１０ 小型潜水艇
１２Ａ 内殻
１２Ｂ 外殻
１４ 浮力材
１６ バラストタンク
１８ バッテリ
２０Ａ 前方カメラ
２０Ｂ 後方カメラ
２０Ｃ 左方カメラ
２０Ｄ 右方カメラ
２２Ａ 前方投光器
２２Ｂ 後方投光器
２２Ｃ 左方投光器
２２Ｄ 右方投光器
２４ バラスト
２６ 音響トランスポンダ
２８ 探知ソナー
３０ ロボットアーム
３２ 推進機
３２Ａ 転舵アクチュエータ
３４ 操縦室
３６ 潜航制御装置
３８ 電源スイッチ
４０ 注水スイッチ
４２ 投光器スイッチ
４４ 操舵ハンドル
４６ 出力調整レバー
４８ 排水スイッチ
５０ バラスト投下スイッチ
５２～６４ 第１～第７アクチュエータ
７０ 潜水艇側制御装置
７２ 潜水艇側通信部
７６ サーボ制御部
７８ 制御部
７８Ａ 操作部材制御部
８０ 遠隔操作装置
８２Ａ～８２Ｇ 第１～第７遠隔操作レバー
８４Ａ～８４Ｇ 第１～第７角度センサ
８６ モード切替スイッチ
８８ 操作入力部
９０ 衛星測位部
９２ 音響測位部
９４ 海図データベース
９６ 表示部
９８ 遠隔制御側制御部
９８Ａ 指令情報生成部
９８Ｂ 報知部
１００ 遠隔制御側通信部
３４０２ 操作台
３４０４ 操縦席

Claims (7)

1. 操縦者が乗船して海中を潜航して調査を行う小型潜水艇および遠隔操作装置を備えた小型潜水艇の遠隔制御システムであって、
   前記小型潜水艇は、
   前記小型潜水艇に乗船した前記操縦者により操作され調査を行うアームと、
   前記操縦者によって操作される前記小型潜水艇の操縦を行なうための複数の操作部材をそれぞれ操作する複数のアクチュエータと、
   前記小型潜水艇の周辺を撮像して画像情報を生成する画像情報生成部と、
   前記画像情報生成部で生成された前記画像情報を前記遠隔操作装置に送信し、前記遠隔操作装置から遠隔操作指令情報を受信する潜水艇側通信部と、
   前記潜水艇側通信部で受信された前記遠隔操作指令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ操作する操作部材制御部とを備え、
   前記複数のアクチュエータは、操縦席に着座した前記操縦者による前記操作部材の手動操作を妨げない箇所に着脱可能に設けられ、
   前記操作部材制御部は、前記遠隔操作指令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ制御して前記複数の操作部材をそれぞれ操作する遠隔操作モードと、前記複数の操作部材の前記操縦者による手動操作をそれぞれ可能とする手動操作モードとに選択可能に構成され、
   前記遠隔操作装置は、
   前記遠隔操作指令情報を生成する指令情報生成部と、
   前記小型潜水艇から前記画像情報を受信し、前記指令情報生成部で生成された前記遠隔操作指令情報を前記小型潜水艇に送信する遠隔制御側通信部と、
   前記遠隔制御側通信部で受信された前記画像情報を表示する表示部とを備え、
   前記小型潜水艇が海底付近まで潜航されると、前記遠隔操作モードに設定され前記小型潜水艇に乗船していない他の操縦者により前記小型潜水艇が操縦されている間に、前記操縦者により前記アームが操作され調査が行われる、
   ことを特徴とする小型潜水艇の遠隔制御システム。
2. 前記小型潜水艇は、
   前記複数のアクチュエータによる前記複数の操作部材の操作量をそれぞれ検出する複数の検出部と、
   前記複数の検出部でそれぞれ検出された前記複数の操作量に基づいて前記複数のアクチュエータのサーボ制御をそれぞれ行なうサーボ制御部とをさらに備え、
   前記操作部材制御部の前記遠隔操作モードは、前記サーボ制御部を介して前記複数のアクチュエータをそれぞれ操作することでなされ、
   前記操作部材制御部の前記手動操作モードは、前記サーボ制御部の制御動作を無効として前記複数のアクチュエータをサーボフリーとすることでなされる、
   ことを特徴とする請求項１記載の小型潜水艇の遠隔制御システム。
3. 前記遠隔操作装置は、
   海図情報を記憶する海図データベースと、
   前記遠隔操作装置の位置を測位して装置測位情報を生成する装置測位部と、
   音波により音響測位を行い、前記遠隔操作装置に対する前記小型潜水艇の相対位置を示す潜水艇測位情報を生成する音響測位部とをさらに備え、
   前記表示部は、前記装置測位情報と前記潜水艇測位情報に基づいて前記海図データベースから読み出された前記海図情報上に前記小型潜水艇の位置を表示する、
   ことを特徴とする請求項２記載の小型潜水艇の遠隔制御システム。
4. 前記遠隔操作装置は、前記小型潜水艇を潜航場所まで運搬する支援母船で用いられ、
   前記装置測位部は、前記支援母船の位置を測位して前記装置測位情報を生成し、
   前記音響測位部は、前記支援母船に設けられた送信器により前記小型潜水艇に向けて音波による質問信号を発信させて、前記支援母船に設けられた受信器により前記小型潜水艇から音波による前記質問信号に対する応答信号を受信させ、それら信号の往復時間から前記支援母船と前記小型潜水艇との距離を算出し、前記支援母船に対する前記小型潜水艇の相対位置を示す前記潜水艇測位情報を生成し、
   前記小型潜水艇は、
   前記送信器から送信された前記質問信号に対して前記応答信号を返信する音響トランスポンダをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項３記載の小型潜水艇の遠隔制御システム。
5. 前記潜水艇側通信部および前記遠隔制御側通信部は、ケーブルにより接続され通信を行うことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載の小型潜水艇の遠隔制御システム。
6. 前記潜水艇側通信部および前記遠隔制御側通信部は、音波による音響通信を行うことを特徴とする請求項１ ～ ４ のいずれか１項記載の小型潜水艇の遠隔制御システム。
7. 前記複数の操作部材は、前記小型潜水艇の電源の投入、切断を行う電源スイッチと、前記小型潜水艇の重量調整を行うバラストタンクに海水を注水するための注水スイッチと、前記小型潜水艇の周辺に光を照射する投光器の点灯、消灯を行う投光器スイッチと、前記小型潜水艇の操舵を行なうための操舵ハンドルと、前記小型潜水艇の推進機の出力調整を行うための出力調整レバーと、前記バラストタンクの海水を排水するための排水スイッチと、前記小型潜水艇の重量を増加させるバラストを海中に投下するためのバラスト投下スイッチとを含み、
   前記アクチュエータは、それら電源スイッチ、注水スイッチ、投光器スイッチ、操舵ハンドル、出力調整レバー、排水スイッチ、バラスト投下スイッチに対応してそれぞれ設けられている、
   ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項記載の小型潜水艇の遠隔制御システム。

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