JPH02503182A - 海底車輌 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 海底車輌 本発明は、海底車輌、およびそのような車輌を用いた、水中作業現場での作業方 法に関する。

現在、日常水中作業のいくつかは、遠隔操縦車輌によって実施されている。しか しながらそのような車輌は、ダイパーの柔軟な動きをまねることはできず、従っ てもっと高度かつ複雑な水中作業は、いまだにダイパーによって行なわれなけれ ばならない。

既知の車輌よりも柔軟性のある動きを行なう海底車輌を提供することが、本発明 の目的である。

本発明の第一の態様によれば、圧力容器、および前記圧力容器の動きを引起こす ための、この圧力容器によって支持された駆動手段を備える海底車輌であって、 前記圧力容器が実質的に無安定であるように配列され、かつ前記駆動手段が６自 由度に関する前記圧力容器の動きを可能にするように配列されている海底車輌が 提供される。

従って圧力容器は、３つの直交次元において決定されうる成分の並進方向に移動 可能である。さらに圧力容器はまた、１組の球座標によって決定されうる成分の 角度方向にも移動可能である。

圧力容器の６自由度能力によって、ピッチ、ロールまたは片揺れのどんな姿勢に おいても、圧力容器はどの方向へでも移動が可能になる。

この車輌は、完全な６自由度の動きを行なうことができるので、ダイパーを模倣 することができ、従りて先行技術の車輌よりも柔軟性がある。

ある実施態様においては、無安定圧力容器は。

しくほこの容器は３６０°にわたってロールする能力を有する。

好ましくは圧力容器は実質的に円筒状である。車輌の電気および電子系統が圧力 容器内に備えられていてもよい。

好ましくは駆動手段は、圧力容器によって支持された、かつ６自由度のその動き を与えるように配列された、複数の個別スラスタを備える。

スラスタを、とポット回転できるように、あるいは別々の方向へ移動できるよう に取り付けることも可能であるが、スラスタはすべて、６自由度すべてに関する 動きが確実に与えられるような配列で固定されるのが好ましい。

好ましい実施態様においては、少なくとも６つのスラスタが圧力容器上に支持さ れている。これらのスラスタのうち２つは、圧力容器の横軸上で、圧力容器の横 軸上で、圧力容器の末端表面に取り付けられている。好ましくはこれら２つの末 端スラスタは、後端部に右いて、容器の中央縦軸の両側で、等間隔があけられて いる。好ましくは各末端スラスタは、前記横軸に対して、例えば実質的に３０＠ の角度に傾斜している。

他の４つのスラスタは、圧力容器の円周に備えられている。好ましくはこれらの スラスタは、容器のただ１つの縦方向の位置において、圧力容器の円周に等間隔 があけられている。この実施態様に右いて、円周に取付けられたスラスタの各々 は、横軸に対して実質的に４５°で延びている容器の半径上に位置している。

これらのスラスタは１つおきに反対方向に向いている。

好ましい実施態様において、２つのグループの円周に配列された４つのスラスタ が備えられ、各グループは円筒状圧力容器の反対側の端部に位置している。この ようにして、全部で少なくとも１０個のスラスタが備えられている。

一般に２つの後部スラスタは、前後に縦方向のスラスタを与え、圧力容器にある 程度の片揺れ能力を与える０円周に取付けられたスラスタは、異なる組合わせで 、圧力容器のローリング右よびピッチングのため。

および圧力容器を横方向に、および第三軸に沿って並進させるために用いられる ことができる。この軸は一般に垂直であり、これは圧力容器の縦軸および横軸の どちらにも直交する。

好ましくは圧力容器は、１つまたはそれ以上のマニプレータを支持する。スラス タが圧力容器の後端部において支持されている場合、そのマニプレータまたは各 マニプレータが、圧力容器の前端部において支持されるのが特に好ましい。

マニプレータの数、型および制御方法は、必要に応じて選ばれてもよい、しかし ながら、互いに関して少なくともいくつかの次元において動（ことができるよう な、少なくとも２つのマニプレータが備えられるならば、特に有用であろう。

一般に圧力容器は、その車輌に必要な浮力および必要な浮力中心を与えるように 配列された浮力タンクを支持する。これらのタンクの位置および容積は、前記圧 力容器上に支持される装置の重量および位置によって選定される。好ましくは１ 対の一般にアーチ状の浮力タンクが、実質的に互いの反対側の圧力容器の円周に 配列される。さらにマニプレータおよびその他の装置は、圧力容器上に、その支 持フレームを形成する適切な浮力タンクによって支持されてもよい。

圧力容器に備えられた補助設備は、固定された既知のベースライン上に備えられ る、間隔があけられた２つのビデオカメラを備えてもよい０例えば２つのビデオ カメラは、その前端部において圧力容器の横軸上に取付けられていてもよい０例 えばマイクロプロセッサを組込んでいるコントローラが、これらのビデオカメラ のパン右よびティルト装置を駆動するために備えられていても良い、それらの位 置およびそれらの動きは、適切な組合わせの座標によって記載される。同様に、 同じ座標系によってマニプレータの位置および動きを示すこと、およびマニプレ ータのための制御装置をカメラコントローラと組合わせることも提案されている 。これによって、マニプレータの移動に合わせてビデオカメラを駆動することが 可能になる。さらに両方のカメラの焦点をただ１点に合わせることによって、こ の点の位置が正確に示されることができ、このようにして１つまたはそれ以上の マニプレータの一部のその点への移動が簡単に行なわれうる。好ましくはカメラ およびマニプレータの位置および動きは、　１組の直交座標によって決定される 。

本発明はまた、マニプレータの動きを制御し、かつマニプレータの位置に関する 情報を受取るためのマニプレータ制御手段、共通のベースライン上に位置する少 なくとも２つの視覚手段、視覚手段の配向を調節するための手段、および前記調 節手段を制御し、かつ視覚手段の配向に関する情報を受取るための制御手段を備 える、少なくとも１つのマニプレータのための制御装置であって、前記マニプレ ータ制御手段および視覚手段のための前記制御手段がつながるように配置されて いる制御装置にまで及ぶ、　好ましくは前記マニプレータ制御手段および視覚手 段のための制御手段は、マニプレータの位置に関する情報が視覚手段のための制 御手段へ送られることができるように、逆に言えば、視覚手段の配向に関する情 報が前記マニプレータ制御手段によって受取られることができるように組合わさ れている。　好ましくは前記のように、マニプレータに関する位置の情報および 視覚手段に関する配向の情報が、同じ直交座標系を用いて示される。前記のよう に、前記視覚手段は好ましくはビデオカメラである。　本発明のさらに別の態様 によれば、車輌の前端部を作業現場の方へ向けて、作業現場に関して直立姿勢で 車輌を作業現場に近くへ配向させ、ついで車輌の前端部に備えられた装置によっ て、作業現場での作業を実行することを含む、遠隔操縦の海底車輌を用いた、水 中作業現場で作業を行なう方法が提供される。

好ましくは車輌は、作業現場の配向とは無関係に作業現場に関する直立姿勢でそ れが配向されるように、６自由度に関しての動きが可能である。

好ましくは車輌には、車輌を直立姿勢で支持表面に接着させるための接着手段が 備えられている。この接着手段によって、車輌が、前記支持表面に関して並進お よび／またはロールされることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、１組の球座標によりて決定されうる成分の角 度方向への前記車輌の移動を可能にするように配列された駆動手段、および駆動 手段を制御するためのプロセッサ手段を有する海底車輌であって、前記車輌が車 輌の角度姿勢を決定するための検知手段も備え、前記プロセッサ手段が前記検知 手段に反応する海底車輌が提供される。

ある実施態様において、前記検知手段は、プロセッサ手段へ車輌のロール角度お よびピッチ角度を表わすデータを供給する。プロセッサ手段はまた、車輌の片揺 れ角度の変化率を表わすデータも与えられつる。

好、ましい実施態様において、深度センサが前記車輌に備λられ、前記プロセッ サ手段へ情報を供給するように配列されている。深度センサは、車輌のロール中 心の近くに備えられた圧力変換器である。

前記プロセッサ手段はまた、オペレータによってなされるデマンドに反応するよ うに配列される。

好ましくは前記のように、前記駆動手段は、前記プロセッサ手段によって制御さ れる複数の個別スラスタを備える。さらにこれもまた前記のように、車輌は好ま しくは実質的に無安定圧力容器からなり、この上には駆動手段が、６自由度に関 する前記圧力容器の動きを可能にするように支持されている。

本発明の実施態様は、以後添付図面を参照して記載される。これらの図面におい て： 第１図は、遠隔操縦海底車輌の透視図を図式的に示し： 第２図は、第１図の車輌の側面図を示し：第３図は、マニプレータが取り除かれ た、かつその他の装置が一部取り除かれた、第１図および第２図の車輌の端部正 面図を示す。

第４ａ図および４ｂ図は、第１図の車輌の後部端面図および側面図を各々示し、 車輌はアウトラインで示され、スラスタの位置が示されているだけである。

第５図は、゛水中構造を示し、様々な作業現場へ接近するために前記車輌によっ てとられる様々な配向を図式的に示す。

第６図は、海底車輌用の制御装置を図式的に示す。

第１図は、遠隔操縦されることになっている、海底検査車輌の透視図を図式的に 示す、この車輌は、海底構造物を清掃および検査するために、水中での使用のた めに特別に設計されている。この車輌の側面図を第２図に示す、一方策３図は、 わかりやすくするためにそのマニプレータが取り除かれ、かつ他の装置も一部取 り除かれた車輌の正面の図面を示す。

第１〜３図から、車輌は、例えばアルミニウム製の、実質的に円筒状の圧力容器 （１）を備えることがわかる。この圧力容器（１）は、前部ドーム型エンドキャ ップ（１１）が永久固定されており、かつ取り外し式ドーム型船尾エンドキャッ プ（１２）を有する管状体（ｌＯ）を有する。

管状体（１０）の縦方向のひろがりの実質的に中央部において、圧力容器（１） には、作業を提供するために、中央つなぎ鎖（１３）が接続されるように配列さ れたメインリフトポイント（９）が備えられている。その他の取付は部品が、圧 力容器（１）の外側に、補助部品、例えば水力バック（７）　、１対のビデオカ メラ　（２）、およびパルプパック（３）を支えるために備えられてもよい。

車輌のための（図示されていない）その他の装置も、圧力容器（１）の内部に備 えられている０例えばこの装置には、車輌用の変圧装置およびラック支持電気系 統が含まれてもよい、これらの内部構成部品は、わかりやすくするために図面に は示されていない。

１対の浮力タンク（８）が、圧力容器（１）の外側に備えられている。示された 実施態様において、これらの浮力タンク（８）の各々は、一般に形状がアーチ状 であり、バルブバック（３）および水力バック（７）が受入れられる２つの縦方 向に広がる空間を除いて、それらが実質的に管状体（ｌＯ）を取り囲むように互 いに向かい合って配列されている。このようにして、浮力タンク（８）およびバ ック（３）オよび（７）を備える車輌の周囲は、実質的に円筒状のままである。

圧力容器は円筒状であるので、これは一般に無安定であり、外部装置、例えば（ ３）および（７）、および浮力タンク（８）は、必要とされる無安定特徴を維持 するような配列方法でその上に支持されるのがよいであろう。

圧力容器（１）は、複数のスラスタ（１６）および（１８）の形態の駆動手段を 備える。これらは、無安定形状によって与えられる６自由度すべてに関する、容 器の動きを可能にするように配置されている。示された実施態様において、全部 で１０個のスラスタ（１６）および（１８）が、圧力容器上に支持されており、 ２つの後部スラスタ（１６）および２つのグループの円周に備えられた４つのス ラスタ（１８）として配列されている。

スラスタ（１６）および（１８）の相対的な配向は、第４ａおよび４ｂ図に最も 明確に見られ、これらは各々船尾立面図および車輌の側面図を示す、容器（１） は、点線でアウトラインが示され、一方スラスタ（１６）および（１８）のアウ トラインは実線で示されている。２つの後部スラスタ（１６）が、その横軸Ａ− Ａの、管状体（１０）の後端部の両側に備えられていることが第４ａ図から明ら かであろう、これら２つのスラスタ（１６）は、容器（１）の縦方向に延び、か つ収束している。その各々は横軸Ａ−Ａに関して３０°の角度にある。これら２ つのスラスタ（１６）は、容器を前後に、すなわち実質的にその縦軸Ｂ−Ｂの方 向に動かすように制御され、うる、さらに２つのスラスタ（１６）は、容器に片 揺れ能力を与えるように、すなわち縦軸Ｂ−Ｈに関して横平面の動きを与えるよ うに制御されうる。

スラスタ（１８）は、４つずつの２つのグループとして配列され、容器（１）の 管状体（ｌＯ）の前および後端部のまわりの円周に取付けられている。各縦方向 の位置において、４つの円周に取付けられたスラスタ（１８）は、円周で等間隔 があけられている。各スラスタ（１８）は、円筒状圧力体（ｌＯ）の接線に対し て実質的に平行に延び、かつ横軸Ａ−Ａに対して、従って容器（１）の第三直交 軸Ｃ−Ｃに対して４５°で延びているその半径上に位置するのがよいであろう、 各縦方向の位置において１つおきのスラスタは１反対方向に向き合りでいるのが よいであろう、８つのスラスタ（１８）の配列は、様々な組合わすのスラスタが 、縦軸Ｂ−Ｂのまわりの圧力容器のローリング、および垂直に延びているのが示 されている第三軸Ｃ−Ｃのまわりの容器のピッチングを引起こすために用いられ ることができるようなものである。さらにスラ各夕（１８）は、容器を第三軸Ｃ −Ｃに沿って、また横軸Ａ−Ａに沿って横断して並進させるために使用できる。

もちろんこれらの動き全部の組合わせを行なうこともできる。

スラスタ（１６）および（１８）の数、位置右よび相対的配向は、あらゆる特別 な車輌の特徴に適するために必要に応じて選ばれる。同様にスラスタまたはその 他のそれに代わる駆動手段は、水中での使用に適したあらゆる必要とされる設計 のものであってもよい。

好ましい実施態様において、スラスタ（１６）および（１８）は、ブラシレスＤ Ｃモータを組込んでいる。これは、そのようなモータが特にエネルギー効率がよ く、信頼しうるものであり、さらには、小さいパッケージからより大きなパワー を生じうるという利点があるからである。

多くのマニプレータアーム（１９）が、圧力容器（１）の前端部に備えられてい る。示されている実施態様においては、３つのマニプレータアーム（１９）が備 えられている。中央アームは、圧力容器（１）の前部エンドキャップ（１１）に よって、支持フレーム（１５）を経て支持されており、２つの外側マニプレータ アームが、各支持フレーム（１４）を経て、エンドキャップ（１１）上に支持さ れている。さらに、マニプレータおよびそのための制御手段の数、支持方法、型 などは必要に応じて選択されてもよい。

好ましくは示されているように、支持フレーム（１４）および（１５）は、浮力 タンクとして構成されている。これらは、マニプレータアーム（１９）および圧 力容器（１）上に支持されたその他の装置の重量および位置によって、適切な浮 力中心を容器（１）に与えるために、調整されることができる。

図面に示された３つのマニプレータ（１９）は、実質的に通常の多セグメントア ームであり、各セグメントは、次のセグメントにピボット状に連結され、各アー ムのピボット軸の少なくとも２つが、そのアームに最大限に自由な動きを与える ように実質的に直交的に延びている。さらにその自由端において、各マニプレー タ（１９）には、２７０°にわたって回転しつるツールまたはツールテーブル（ ２０）が備えられている。

示されている実施態様において、マニプレータアーム（１９）は、水力バック（ ７）から供給される水力によって、必要に応じて動かされ、パルプバック（３） の（図示されていない）ツレノドパルプによって制御される。

マニプレータアーム（１９）の動きは、中央つなぎ鎖（１３）によってパルプ（ ３）に連結された、地表に備えられた（図示されていない）マニプレータ制御装 置の管理下にある。マニプレータ（１９）のための適切な制御装置が備えられる のがよいであろうが、好ましくは制御装置は、マイクロプロセッサを組込んでい る。ある好ましい実施態様においては、制御装置はマスターアームを組込んでお り、各々が各個別マニプレータに対応する。これによって、地表にいるオペレー タは、マニプレータアームを操縦する時に、ある程度の「感覚」が得られる。

好ましくはマニプレータアームは、デカルトまたはその他の直交座標系を用いて 制御される。このようにして、マニプレータに備えられた各ツールのｘ、ｙおよ び２座標は、例えば各マニプレータのジヨイントのところのポテンシオメータに より、各ジヨイント角度を測定することによって、および各マニプレータアーム の形状に関する正確な情報を蓄えることによって計算されうる。このように、マ ニプレータのツールが欠陥部分で作業を行なっているならば、マニプレータツー ルの正確な位置が計算でき、これによってその欠陥の位置が決定できる。

正確さを保つために、各マニプレータは、マニプレータのための制御装置に再び 目盛り定めが行なわれるように、必要に応じてそれが戻されうる車輌上に、少な くとも１つの参考位置を有するものとする。これらの参考位置は、一般にマニプ レータの休止位置である。

マニプレータ制御装置のために直交座標系を用いると、オペレータは非常に正確 に作業を行なうことができる０例えば清掃または検査作業に取り掛かる前に、オ ペレータは、各マニプレータツールに、それが辿る必要がある経路に沿ったいく つかの地点に触れることによって、その経路を予め測定させることができる。

これらの地点は各々、直交座標において示され、マニプレータ制御装置のプロセ ッサを経て躬訳されて、単一な曲線を生じ、この線に沿ってマニプレータアーム はその後動きが調節される。必要であれば、垂直または水平オフセットが、例え ばマニプレータに備えられた器具への損傷を避けるために予め設けられることが でき、オペレータがこれらのオフセットを過度に行なわないように、限度が予め 設けられていてもよい０例えばキャビテーションジェットからの高圧水を用いて 構造物を清掃する時、この装置は、清掃される表面にあまりに密着しすぎるか、 これから離れ過ぎた位置にジェットを配置することによって生じる。清掃効率の ロスをなくすことができる。

マニプレータおよびそれらのツールの位置に関するデータは、連続的に地表へフ ィードバックされ、欠陥の位置および程度、および検査される構造物に関するそ の他の関係項目が決定されうる。このマニプレータ位置データは、車輌位置デー タと統合され、この後に記載されるように、車輌のロール、ピッチおよび向きを 知らせ、従ってマニプレータの１つのツールが触れたあらゆる地点の絶対位置も 、非常に正確に計算されうる。

地表にいるオペレータは、検査され、かつ作業が行なわれる構造物を「見る」必 要がある方がよい、この点に関して、マニプレータ（１９）のうちの１つまたは それ以上が、（２１）のようなビデオカメラを備えていてもよい、　（２２）の ような光源が、車輌の前端部に備えられ、必要であれば、マニプレータに備えら れていてもよい。

既に明確にされているように、圧力容器（１）の前端部は、その他に、間隔のあ いた１対のビデオカメラ（２）を備える。これらは好ましくはその横軸上の圧力 容器の円筒体の両側に備えられる。この軸は固定された共通のベースラインを決 定する。これらのビデオカメラ（２）の各々は、カメラの配向が選択的に調節さ れうるように、　（２３）で示されているようなパンおよびティルト装置を介し て備えられている。さらに、プロセッサ手段を組込んでいるパンおよびティルト 装置（２３）のための（図示されていない）制御装置が、好ましくは地表に備え られている。パンおよびティルト装置制御装置のプロセッサ手段は、マニプレー タ制御装置によって用いられているものと同じ座標系を使用し、２つの制御装置 はつながるように配列されている０、カメラ（２）用のパンおよびティルト装置 には、（図示されていない）位置フィードバックポテンシオメータが備えられ、 制御装置に、ビデオカメラ（２）の配向に関する情報を与える。

カメラ（２）　ｇよびマニプレータ（１９）のための制御装置がつながっている ので、マニプレータ制御装置のソフトウェアが、マニプレータツールの位置を決 定し、その後カメラのための制御装置がパンおよびティルト装置（２３）を経て 、マニプレータツールを見るための正しい位置へのカメラ（２）の動きを引き起 こすことが可能になる。

１対のカメラ（２）およびマニプレータ（１９）のためのつながっている制御装 置によって、ビデオカメラを使用することにより、点または対象の位置を決定す ることが可能になる。各カメラには、ボアサイト、例えばレンズ上のクロスへア ー、あるいは電子的に生じた十字線が備えられ、その後オペレータはカメラを目 標物にまっすぐ向けさせる、すなわち２つとも同じ点に整合するようにさせる。

車輌に関する各カメラのｘＪ３よびｙ角を計算することにより、かつ共通のベー スライン上の２つのカメラ（２）に対するこれらの角度を比較することによって 、カメラのための制御装置のソフトウェアは、目標物の位置を計算することがで きる。その後この情報がマニプレータ制御装置へ送られるならば、マニプレータ の１つは適切な位置に駆動されることができる。

第１〜４図に示された車輌はさらに、−ａに（２５）として示される、付属装置 が備えられている。一般にこの付属装置は、ボディメンバ（２７）内に滑動的に 受入れられる（図示されていない）管状メンバ上に各々ピボット状に取付けられ た、２つのプレート（２６）を備える。

管状メンバ、従ってプレート（２６）を、ボディメンバ（２７）に関して縦に前 進させる（図示されていない）手段が備えられている。前進手段は、ボディメン バ（２７）内に収容された（図示されていない）スラスタを備えると便利である 。さらに各プレート（２６）を、ボディメンバ（２７）に対して予め決定された 角度に配置するため、かつプレートを正しい位置に維持するために（図示されて いない）水力ラムが備えられている。各プレート（２６）が、それによって構造 メンバ、例えば示されている管状構造メンバ（３０）上の正しい位置に押し入れ られることができれば好ましい。

付属装置（２５）のプレー）　（２６）が、そのように構造メンバ（３０）へ押 付けられる時、車輌が構造メンバ（３０）から離れる動きが妨げられる。しかし ながら、各プレート（２６）と支持メンバ（３０）との間の接触は、好ましくは 、プレート（２６）の接触表面に備えられた１つまたはそれ以上の（図示されて いない）キャスタによる。

この手段によって、構造メンバに沿うおよび／またはメンバ（３０）のまわりの 車輌の動きが可能になる。

車輌が作業現場で正常に使用される方法が、第５図に図式的に示されている。こ の点に関して、第５図は、いくつかの相互連結された管状メンバ（３０）からで きている水中構造を示す０通常は、そのような構造物の溶接部を清掃しかつ検査 することが必要である。溶接は、管状メンバの２つが連結されている各部位に生 じる。

第５図でＡの印のある位置において、車輌は、圧力容器（１）がその縦軸Ｂ−Ｂ のまわりで、ゼロ度のロールおよびゼロ度のピッチを示すその直立位置に配列さ れている。車輌が付属装置（２５）を経て接着している管状メンバ（３０）は、 実質的に水平に延びている。車輌の位置Ａにおいて、清掃されかつ検査される結 合点Ｎは、実質的に車輌の真正面に位置しているのがわかる。

位置Ｂにおいて、容器（１）が依然としてゼロ度のロール角度であるのに、それ は４５°のピッチ角度にわたって移動させられている。さらにこの位置において 、作業現場はまた車輌の真正面に位置しているのがわかる。

位置Ｃにおいて、容器のピッチ角度はゼロ度であるが、それは１８０′″にわた ってロールさせられている。

位置りにおいて、ピッチ角度は一９０°であり、ロール角度はゼロである。

第５図に示された位置Ａ、Ｂ％ＣおよびＤの各々に右いて１作業現場は車輌の真 正面にあるのがよい、さらに、車輌が接着している支持メンバ（３０）は全長に わたって、依然接着している間に、車輌をそれにそって並進させて、簡単に検査 することができる。このことによって、比較的単純なマニプレータの配列の効果 的かつ効率的使用が可能になり、その結果信頼性も伴う、さらに、支持メンバが 延びる角度とは無関係に、かつてそこに付けられていた車輌は、管状メンバのま わりをロールすることができる。

前記のように、車輌はスラスタ（１６）　（ｔｓ）によって駆動される。これら は第６図の（５０）のような中央プロセッサ装置によって制御される。このプロ セッサ装置（５０）は、必要とされる姿勢をとるためには、各スラスタがどれく らいのスラストを適用するべきかを決定するために配列されている。この点に関 して、第６図に示されているように、プロセッサ装置（５０）は、スラスタに対 するパワーの配分を決定することができるように、下記の情報を用いる： １、ロール角度、 ２、ピッチ角度、 ３、片揺れ角度の変化率、 ４、深度、 ５．オペレータのデマンド、 さらに、最新の浮力中心および車輌の重心に関する情報が、手動の初期設定の時 にライン（６０）を経て、プロセッサ（５０）へ送られる。この初期設定プロセ スは、車輌のペイロードの変化を考慮に入れるために手動で実施される。ライン （６０）は、他のオペレータデマンドまたは情報がプロセッサ（５０）へインプ ットされることができるように、制御パネル（７６）へ連結されているのがわか る。

深度情報は、図面に（６２）として示されている深度センサによって得られる。

これは、好ましくはできるだけ圧力容器（１）の縦軸Ｂ−Ｂの近くの、その車輌 の前方に備えられた圧力変換器である。深度センサ（６２）のアウトプットは、 まず登録手段（５４）へ送られる。この手段はまた、ロールセンサ手段（６４） およびピッチ角度センサ手段（６６）からのデータを受取る。登録手段（５４） によって受取られた車輌のロール角度およびピッチ角度に関するデータは、当然 、車輌の姿勢を表わしている。計算は、適切なソフトウェアサブルーティンによ って、登録手段（５４）で実施され、姿勢データに従って深度情報を調節する。

この手段により、深度データは、その姿勢と無関係に車輌の下の深度を表わして いる。

ロールセンサ手段（６４）およびピッチ角度センサ手段（６６）は、（図示され ていない）垂直参考装置に組込まれている。これは車輌の浮力中心にある、また はその付近にある圧力容器（１）内にはめこまれている。これは一般に圧力容器 （１）の中心点のわずかに前方の位置にある０例えばセンサ手段（６４）および （６６）は、容器のピッチ角度およびロール角度を表わす信号を与えるように配 列された、標準的垂直参考装置のジャイロスコープからなっていてもよい、さら に、（６８）で示された片揺れ率ジャイロは、片揺れ角度の変化率に関する情報 を与えるように配列されている０片揺れ率ジャイロ（６８）も、圧力容器（１） 内に吸収されている。

登録手段（５４）からの調節された深度データアウトプット、および車輌のロー ル角度、ピッチ角度、および片揺れ角度に関するデータは、インテグレータ（５ ６）に送られ、ここで、検知されたデータの変化率が計算される。そのデータお よび変化率データは、データを直交座標に変換するコンバーク（５８）によって 、その後中央プロセッサ（５０）へ与えられる。

第６図はまた、自動コントローラ（７０）によって自動的に、あるいはオペレー タによってジョイスティック操作制御手段（７２）が用いられて、車輌に対して なされる姿勢および位置デマンドが、プロセッサ（５０）へ送られることをも示 す−これらのデマンドは、データを直交座標に変換するコンバーク（５８）によ ってプロセッサ（５０）へ送られる。プロセッサ（５０）が、自動的にあるいは オペレータを通して、なされたデンマンドを、センサから得られたデータと比較 し、これから、車輌のスラスタ（１６）　（１８）についてなされるデマンドを 決定するのがよいであろう、スラスタ形状のプレプログラムドデータベースおよ びスラスタのパワーシェアリングは、プロセッサ（５０）が、どのスラスタを活 動させ、かつ各スラスタからどれくらいのスラストが必要であるかを決定するこ とができるようにするための情報を与える。ついでプロセッサ（５０）は、スラ スタ制御装置（５２）へ適切な制御信号を送る。第６図に見られるように、１つ のスラスタ制御装置（５２）は各スラスタと組合わされており、スラスタ制御装 置（５２）は、中央プロセッサ（５０）へ、それらの組合されたスラスタのパワ ー供給および回転速度に関するデータを供給するように配列されている。

示された実施態様において、中央プロセッサ（５０）はまた、ビデオカメラ（２ ）のための制御手段を構成するように配列されている。この点に関して、プロセ ッサ（５０）は、カメラ（２）のパンおよびティルト装置（２３）のための制御 装置（７８）へ、適切な制御信号を送るように配列されている。パンおよびティ ルト装置からの、カメラ（２）の配向に関する情報も、プロセッサ（５０）へ送 られる。

プロセッサ（５０）へのその他のインプットおよびそれからのアウトプットが、 必要な時になされるのがよい０例えばプロセッサ（５０）は、マニプレータ（１ ９）のための制御手段を構成してもよく、それのための装置を駆動させるための 制御信号を送り、かつそれから情報を受取るように配列されていてもよい、これ は第６図では別のインターフェース（８０）によって示されている。

前記のように、車輌におけるバリエーションおよびそれに対する変更が、本発明 の枠内で行なわれるのも好ましい。

国際調査報告 栖−悄−浄呻−＾−＠ＭＩｌ＋−・ａｘ・　　ｂｒｖｌｅｅ　　ｏ。ｌｎｈｒｅ Ｏ国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）圧力容器、およびその動きを引き起こすための、圧力容器によって支持さ れた駆動手段を備える海底車輌であって、前記圧力容器が実質的に無安定である ように配列され、かつ前記駆動手段が、６自由度に関する前記圧力容器の動きを 可能にするように配列されている海底車輌。 （２）前記駆動手段は、３つの直交次元において決定されうる成分の並進方向へ の前記圧力容器の移動を可能にするように、かつ１組の球座標によって決定され うる成分の角度方向への圧力容器の動きを可能にするように配列されている、請 求項１による海底車輌。 （３）前記無安定圧力容器が、±１８０°にわたってロールできるように配列さ れている、請求項１または２による海底車輌。 （４）圧力容器が、±３６０°にわたってロールする能力を有する、請求項３に よる海底車輌。 （５）圧力容器が実質的に円筒状である、請求項１〜４のうちの１つによる海底 車輌。 （６）車輌の電気および電子系統が圧力容器内に備えられている、請求項１〜５ のうちの１つによる海底車輌。 （７）駆動手段が、圧力容器によって支持された、かつその６自由度の運動を与 えるように配列された複数の個別スラスタを備えている、請求項１〜６のうちの １つによる海底車輌。 （８）スラスタがすべて、固定された予め決定された配列で備えられている、請 求項７による海底車輌。 （９）少なくとも６つのスラスタが、圧力容器上に支持されている、請求項７ま たは８による海底車輌。 （１０）２つのスラスタが、圧力容器の横軸上の圧力容器の末端表面に備えられ ている、請求項７〜９のうちの１つによる海底車輌。 （１１）前記２つの末端スラスタは、後端部にある容器の中央縦軸の両側で等間 隔があけられている、請求項１０による海底車輌。 （１２）前記各末端スラスタが、前記横軸に対してある角度で傾斜している、請 求項１０または１１による海底車輌。 （１３）前記２つの末端スラスタが、各々前記横軸に対して実費的に３０°の角 度で傾斜している、請求項１２による海底車輌。 （１４）さらに圧力容器の円周に備えられた４つのスラスタを備え、前記円周に 備えられたスラスタは、容器の１つの縦方向の位置において、圧力容器の円周で 等間隔があけられている、請求項７〜１３のうちの１つによる海底車輌。 （１５）円周に備えられたスラスタの各々が、横軸に対して実質的に４５°で延 びている容器の半径上に位置している、請求１４による海底車輌。 （１６）前記円周に備えられたスラスタが、１つおきに反対方向に向いている、 請求項１４または１５による海底車輌。 （１７）２つのグループの４つずつの円周に配列されたスラスタが備えられ、各 クループが円筒状圧力容器の向かい側の端部に位置する、請求項７〜１６のうち の１つによる海底車輌。 （１８）圧力容器が、１つまたはそれ以上のマニブレータを支持している、請求 項７〜１７のうちの１つによる海底車輌。 （１９）圧力容器の後端部に支持されたスラスタを有し、かつそのマニブレータ または各マニブレータが、圧力容器の前端部に支持されている、請求項１８によ る海底車輌。 （２０）少なくとも２つのマニブレータが備えられ、これらは互いに関して、少 なくともいくつかの次元において動くことができる、請求項１８または１９によ る海底車輌。 （２１）圧力容器が、その車輌に必要な浮力および必要な浮力中心を与えるよう に配列された浮力タンクを支持している、請求項１〜２０のうちの１つによる海 底車輌。 （２２）１対の浮力タンクが、実質的に互いに向かい合った圧力容器の周辺に配 列されている、請求項２１による海底車輌。 （２３）前記圧力容器が実質的に円筒状であり、前記浮力タンクが一般にアーチ 状である、請求項２２による海底車輌。 （２４）マニブレータおよびその他の装置が、その支持フレームをなす浮力タン クによって圧力容器上に支持されている、請求項１〜２３のうちの１つによる海 底車輌。 （２５）圧力容器が、固定された既知のベースライン上に備えられた、２つの間 隔があけられたビデオカメラを備える、請求項１〜２４のうちの１つによる海底 車輌。 （２５）マニブレータの動きを制御し、かつマニブレータの位置に関する情報を 受取るためのマニブレータ制御手段、共通ベースライン上に位置する少なくとも ２つの視覚手段、視覚手段の配向を調節するための手段、および前記調節手段を 制御し、かつ視覚手段の配向に関する情報を受取るための制御手段を備える、少 なくとも１つのマニブレータのための制御装置であって、前記マニブレータ制御 手段、および視覚手段のための前記制御手段が、つながるように配列されている 制御装置。 （２７）前記マニブレータ制御手段、および視覚手段のための前記制御手段は、 マニブレータの位置に関する情報が、視覚手段のための制御手段ヘ送られること ができ、かつ逆にいえば、視覚手段の配向に関する情報が、前記マニブレータ制 御手段によって受取られることができるように組合わされている、請求項２６に よる制御装置。 （２８）マニブレータの位置および動き、および視覚手段に関する配向の情報は 、同じ系の直交座標を用いて示される、請求項２６または２７による制御装置。 （２９）前記視覚手段がビデオカメラである、請求項２６〜２８のうちの１つに よる制御装置。 （３０）海底車輌の横軸上に取付けられた２つのビデオカメラを備える、請求項 ２６〜２９のうちの１つによる制御装置であって、視覚手段のための前記制御手 段は、前記ビデオカメラの配向を調節するために配列されたバンおよびティルト 装置を駆動するように配列され、かつ１つまたはそれ以上のマニブレータが、前 記海底車輌によって支持されている制御装置。 （３１）前記海底車輌が、請求項１〜２５のうちの１つによるものである、請求 項３０による制御装置。 （３２）車輌の前端部を作業現場に向けて、作業現場に対して直立姿勢で作業現 場の近くに車輌を配向し、その後車輌の前端部に備えられた装置によって作業現 場で作業を実施することからなる、遠隔操縦海底車輌を用いる、水中作業現場で 作業を行なう方法。 （３３）前記車輌が、６自由度に関して動くことができ、従ってそれは作業現場 の配向と無関係に、作業現場に対して直立姿勢で配向されうる、請求項３２によ る方法。 （３４）前記車輌には、車輌を直立姿勢で支持表面に接着させる接着手段が備え られている、請求項３２または３３による方法。 （３５）接着手段は、車輌を前記支持表面に関して並進させることおよび／また はロールさせることができるように配列されている、請求項３４による方法。 （３６）１組の球座標によって決定されうる成分の角度方向への、前記車輌の動 きが可能にされるように配列された駆動手段、および駆動手段を制御するための プロセッサ手段を有する海底車輌であって、前記車輌には車輌の角度姿勢を決定 するための検知手段も備えられ、前記プロセッサ手段が前記探知手段に反応する 海底車輌。 （３７）前記検知手段は、プロセッサ手段へ車輌のロール角度およびピッチ角度 を表わすデータを供給するように配列されている、請求項３６による海底車輌。 （３８）さらに、車輌の片揺れ角度の変化率を表わすデータを前記プロセッサ手 段ヘ供給するための手段を備える、請求項３６または３７による海底車輌。 （３９）深度センサが、前記車輌に備えられ、かつ前記プロセッサ手段ヘ情報を 供給するように配列されている、請求項３６〜３８のうちの１つによる海底車輌 。 （４０）深度センサは、好ましくは車輌のロール中心の近くに備えられた圧力変 換器である、請求項３９による海底車輌。 （４１）前記プロセッサ手段が、オペレータによってなされるデンマンドに反応 するように配列されている、請求項３６〜４０のうちの１つによる海底車輌。 （４２）前記駆動手段が、前記プロセッサ手段によって制御される複数の個別ス ラスタを備える、請求項３５〜４１のうちの１うによる海底車輌。 （４３）前記車輌は、６自由度に関する前記圧力容器の動きを可能にするように 駆動手段が支持されている、実質的に無安定な圧力容器を備える、請求項３６〜 ４２のうちの１つによる海底車輌。