JPH1026661A - 水中ロボットの位置決め装置 - Google Patents

水中ロボットの位置決め装置

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JPH1026661A
JPH1026661A JP18286596A JP18286596A JPH1026661A JP H1026661 A JPH1026661 A JP H1026661A JP 18286596 A JP18286596 A JP 18286596A JP 18286596 A JP18286596 A JP 18286596A JP H1026661 A JPH1026661 A JP H1026661A
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JP
Japan
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sonar
sonars
underwater
robot
underwater robot
Prior art date
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Pending
Application number
JP18286596A
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English (en)
Inventor
Naoya Hirose
尚哉 廣瀬
Yuichi Miura
雄一 三浦
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標位置を測定しかつ水中ロボットの位置を
リアルタイムに測定する。 【解決手段】 ソナーA,B,Cを装備し水中で移動可
能な複数台のマグネット台車1,2,3と、水中で作業
を行う清掃ロボット5に備えられたソナーDと、マグネ
ット台車1,2,3の各ソナーA,B,Cを発信させ発
信したソナー以外のソナーで受信したデータを解析して
各ソナーA,B,Cの位置を定め、少なくても2つのソ
ナーの発信を清掃ロボット5のソナーDで受信したデー
タとこの2つのソナーの位置のデータより清掃ロボット
5の位置を算出する制御装置4と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水中で作業する水中
ロボットの位置決め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】船体の水面下の船側や船底の清掃、海洋
構造物などの建設や保守作業に水中ロボットが用いられ
ている。水中で作業するためには、先ず作業場所を定
め、そこに水中ロボットを移動させる必要がある。この
ため、従来は潜水服を着たロボット操作者が水中で作業
位置を確認し、そこえ水中ロボットを操作して移動させ
ていた。または、作業対象となる構造物に磁気テープ等
のマークを予め設置しておき、そのマークを水中ロボッ
トが感知して移動してゆく方法も用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、操作者が直接
水中ロボットを操作する方法は、人間が水中に潜るた
め、人間の潜れないような環境下では使用不可能であ
り、長時間の連続作業は不可能であった。また、予め磁
気マークを設置する方法は、このマークの設置を人間が
行うことになり、この作業が大きな負担となっていた。
またこの方法は磁気マークのない構造物には適用不可能
であった。
【0004】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、目標位置を測定しかつ水中ロボットの位置をリ
アルタイムに測定することの可能な水中ロボットの位置
決め装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1の発明では、ソナーを装備し水中で移動可能な
複数台の水中移動台車と、水中で作業を行う水中ロボッ
トに備えられたソナー受信器と、前記水中移動台車の各
ソナーを発信させ発信したソナー以外のソナーで受信し
たデータを解析して各ソナーの位置を定め、少なくても
2つのソナーの発信を前記水中ロボットのソナー受信器
で受信したデータとこの2つのソナーの位置のデータよ
り水中ロボットの位置を算出する制御装置と、を備え
る。
【0006】水中移動台車を作業対象の構造物の回りに
複数台配置し、各ソナーの発信を他のソナーで受信する
ことにより、各ソナーの相対位置を算出する。水中移動
台車を固定する際、少なくても2つのソナーの構造物に
対する位置を定めて置くことにより、他のソナーの構造
物に対する位置を算出することができる。例えば、構造
物の図面にこのソナーの位置を記載すると構造物の目標
位置とソナーの位置との関係がわかる。また、少なくて
も2つのソナーからの発信を水中ロボットのソナー受信
器で受信し、このデータを解析することにより水中ロボ
ットとこの2つのソナーとの関係位置が分かり、構造物
に対する水中ロボットの位置を算出できるので、水中ロ
ボットを目標位置に導くことができる。
【0007】請求項2の発明では、ソナーを装備し水中
で移動可能な複数台の水中移動台車と、水中で作業を行
う水中ロボットに備えられたソナー発信器と、前記水中
移動台車の各ソナーを発信させ発信したソナー以外のソ
ナーで受信したデータを解析して各ソナーの位置を定
め、前記水中ロボットのソナー発信器で発信し少なくと
も2つのソナーで受信したデータとこの2つのソナーの
位置のデータより水中ロボットの位置を算出する制御装
置と、を備える。
【0008】請求項1の発明では水中ロボットにソナー
受信器を設け、水中移動台車のソナーからの発信を受信
するようにしていたが、請求項2の発明では水中ロボッ
トにソナー発信器を設け、水中移動台車のソナーで受信
するようにしたものである。これにより、水中ロボット
のソナー発信器からの発信を少なくとも2つの水中移動
台車のソナーで受信し、その受信データとこの2つのソ
ナーの位置のデータから水中ロボットの位置を算出でき
るので、水中ロボットを目標位置に導くことができる。
【0009】請求項3の発明では、前記水中移動台車と
して船体の船側または船底を移動するマグネット台車を
用い、前記水中ロボットとして船側または船底を清掃す
る清掃ユニットを備えた清掃ロボットを用いる。
【0010】船側または船底に各マグネット台車を走ら
せ任意の位置で停止させ、各ソナーの発信を他のソナー
で受信し、これを制御装置で解析することにより各ソナ
ーの位置と船側または船底との関係が分かる。なお、こ
の場合2つのソナーの船側または船底上の位置を予め確
定しておく。少なくとも2つのソナーからの発信を清掃
ロボットのソナー受信器で受信し、または清掃ロボット
のソナー発信器からの発信を少なくとも2つのソナーで
受信し、制御装置で各ソナーと船側または船底との関係
のデータを用いて解析することにより、清掃ロボットを
ソナーの配置された回りの船側または船底の任意の位置
に導くことができ、そこの清掃をすることができる。ソ
ナーの位置を順次移動し、移動しない2つのソナーの位
置を基準として移動したソナーの位置を算出することに
より、任意の範囲の船側または船底に清掃ロボットを導
くことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】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。図1は本発明をタンカーに
適用した実施の形態を説明する図で、(a)はタンカー
の横断面図、(b)は船底外面図である。タンカーは上
甲板10、船側11、船底12より構成され、船側11
と船底12との接続部には揺れ止めのためのビルジキー
ル13が設けられている。本実施の形態は船底を清掃す
る場合について説明する。3台のマグネット台車1,
2,3に順にソナーA,B,Cを搭載するものとする。
2台のマグネット台車1,2を右舷船側を移動させて船
側下端で停止しソナーA,Bがビルジキール13より下
に位置するようにする。ソナーA,Bの船側上の位置は
予め定めておく。他のマグネット台車3を左舷船側を移
動させソナーCがビルジキール13より下に位置するよ
うにする。ソナーCの船側上の位置は定めておく必要は
ない。
【0012】船底12には清掃ロボット5を移動してお
く。清掃ロボット5には前部に清掃ユニット6が設けら
れ、背面にソナーDが設けられている。清掃ロボット5
はスラストファン7により水中の移動および壁面への吸
着ができるようになっている。上甲板10には制御装置
4が設けられ、各マグネット台車1,2,3およびそれ
らに搭載されたソナーA,B,C,清掃ロボット5とそ
れに搭載されたソナーDに接続されている。
【0013】図2は本実施の形態の制御系統図である。
制御装置4は各マグネット台車1,2,3および清掃ロ
ボット5の移動、停止を制御するとともに、それらに搭
載されたソナーA,B,C,Dの発信、受信を制御し、
受信データを解析してソナーA,B,C,Dの位置を算
出する。
【0014】次に本実施の形態の動作を説明する。図3
は本実施の形態の動作フロー図である。先ずソナーA,
B,Cを各マグネット台車1,2,3に固定する(S
1)。本実施の形態の場合、図1(a)に示すようにマ
グネット台車1,2,3を船側11の下端に固定し、ソ
ナーA,B,Cをビルジキール13を越えて下方へ突き
出すようにするので、これに合わせたソナーA,B,C
の固定をする。次にマグネット台車1,2,3を船底1
2の清掃対象エリアに対応した船側下端の位置に移動
し、図1(a)に示すようにソナーA,B,Cを設定す
る(S2)。この場合ソナーA,Bは船側11上の所定
の位置と対応した位置に設定し、ソナーCは任意の位置
でよい。
【0015】次に、各ソナーA,B,Cを順番に発信さ
せ、発信しないソナーで受信する(S3)。制御装置4
は各ソナーA,B,Cの発信と受信との時間差から、各
ソナーA,B,C間の距離を算出し、相対位置を求め、
ソナーA,Bの船側上の位置からソナーCの船側上の位
置を算出する(S4)。これによりソナーA,B,Cが
船側11または船底12のどこの位置にあるかが確定す
る。
【0016】次に、各ソナーA,B,Cより順次発信
し、清掃ロボット5のソナーDで受信する(S5)。こ
の場合、清掃ロボット5のソナーDより発信し、各ソナ
ーA,B,Cで受信してもよい。制御装置5は発信と受
信の時間差および発信または受信したソナーA,B,C
の位置のデータから清掃ロボット5の船底5上の位置を
算出する(S6)。
【0017】図4はソナーA,B,CとソナーDとの関
係を示す図である。ソナーA,B,Cより順次発信しソ
ナーDで受信し、各ソナーA,B,CとソナーDとの距
離を求め、ソナーA,B,Cの位置のデータを用いてソ
ナーDの位置を算出することができる。通常A,B,C
のソナーの内2台あればソナーDの位置を決めることが
できるが、3台でないとソナーDの位置を決められない
場合がある。例えば、AとCを用いて測定する場合、ソ
ナーDはDの位置かD’の位置にいるのかが不定とな
る。そのためBを用いてDかD’かを判断するため、
A,B,Cの3台のソナーが必要になる。この場合どう
してもAとCでソナーDの位置を測定するには、DがA
とCを結んだラインより右側または左側でしか作業しな
いという条件が必要になる。このようにある条件を付け
ると2台だけでソナーDの位置を決めることができる。
条件の他の例として1点鎖線Wを水面としソナーDは水
面下でのみ作業する場合、AとBを用いると理論的には
AとBを結ぶ線に対して対称な2つの位置が存在する
が、Dが下面しかこないのでその位置決めができる。な
お、ソナーDで発信しソナーA,B,Cで順次受信した
データを用いても同様にソナーDの位置を算出すること
ができる。
【0018】このようにして、対象エリアの清掃が終わ
るまでステップS5,S6を繰り返し(S7)、清掃が
終了したら終了する(S7)。
【0019】図5は作業対象エリアが複数ある場合のマ
グネット台車のソナーを移動する方法を説明する図であ
る。フェーズ1は本実施の形態で説明した状態で、ソナ
ーA,Bの船側11との位置を予め定めておき、ソナー
Cの位置を各ソナーA,B,Cが順次発信し発信しない
ソナーで受信することにより各ソナー間の距離を測定し
て決定する。フェーズ2は第1エリアでの清掃ロボット
5の作業が終わり、第2エリアの作業にかかる前にソナ
ーAを第2エリアに移動し、このソナーAの位置を位置
の分かっているソナーB,Cのデータから算出する場合
を示す。フェーズ3はソナーCを第2エリアに移動し、
位置の確定しているソナーB,Aのデータから位置を算
出する場合を示す。
【0020】次の第3エリアへのソナーB,Cの移動も
フェーズ2と3を繰り返すことにより行うことができ
る。このように、複数の作業エリアがある場合も、第1
エリアにおいて、2このソナー(上述の例ではソナー
A,Bとしたが、2こであればいずれでもよい)の位置
を定めれば、以降は各ソナーA,B,Cが移動しても各
ソナーの発信と受信のデータを用いて移動位置を算出す
ることができる。
【0021】なお、水中ロボットに補助的にテレビカメ
ラを設け、制御装置4にモニタテレビを設けることによ
り、水中ロボットの正確な誘導が容易となる。各水中移
動台車にもテレビカメラを設けてもよい。本実施の形態
では船底の清掃作業を説明したが、船側の作業も同様に
実施することができる。同様に他の水中構造物の作業も
実施することが出来る。
【0022】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、ソナーを搭載した複数台の水中移動台車と、水中ロ
ボットに搭載したソナーと、これらを制御する制御装置
により、作業エリアにソナーを設定し、その位置決めを
し、水中ロボットのソナーとの送信または受信により、
水中ロボットの位置をリアルタイムに算出することがで
きる。この際、人間が潜水する必要はなく、また予め対
象の構造物に磁気マーク等を設定する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明する図で、(a)は
タンカーの横断面図、(b)は船底外面図である。
【図2】本実施の形態の制御系統図である。
【図3】本実施の形態の動作フロー図である。
【図4】マグネット台車のソナーA,B,Cと清掃ロボ
ットのソナーDを示す図である。
【図5】作業対象エリアが複数ある場合のマグネット台
車のソナーを移動する方法を説明する図である。
【符号の説明】
1,2,3 マグネット台車(水中移動台車) 4 制御装置 5 清掃ロボット(水中ロボット) 6 清掃ユニット 7 スラストファン 10 上甲板 11 船側 12 船底 13 ビルジキール A,B,C,D ソナー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソナーを装備し水中で移動可能な複数台
    の水中移動台車と、水中で作業を行う水中ロボットに備
    えられたソナー受信器と、前記水中移動台車の各ソナー
    を発信させ発信したソナー以外のソナーで受信したデー
    タを解析して各ソナーの位置を定め、少なくても2つの
    ソナーの発信を前記水中ロボットのソナー受信器で受信
    したデータとこの2つのソナーの位置のデータより水中
    ロボットの位置を算出する制御装置と、を備えたことを
    特徴とする水中ロボットの位置決め装置。
  2. 【請求項2】 ソナーを装備し水中で移動可能な複数台
    の水中移動台車と、水中で作業を行う水中ロボットに備
    えられたソナー発信器と、前記水中移動台車の各ソナー
    を発信させ発信したソナー以外のソナーで受信したデー
    タを解析して各ソナーの位置を定め、前記水中ロボット
    のソナー発信器で発信し少なくとも2つのソナーで受信
    したデータとこの2つのソナーの位置のデータより水中
    ロボットの位置を算出する制御装置と、を備えたことを
    特徴とする水中ロボットの位置決め装置。
  3. 【請求項3】 前記水中移動台車として船体の船側また
    は船底を移動するマグネット台車を用い、前記水中ロボ
    ットとして船側または船底を清掃する清掃ユニットを備
    えた清掃ロボットを用いたことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の水中ロボットの位置決め装置。
JP18286596A 1996-07-12 1996-07-12 水中ロボットの位置決め装置 Pending JPH1026661A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100434915C (zh) * 2004-05-28 2008-11-19 哈尔滨工程大学 采用水下机器人对堤坝隐患的检测方法
US20100307545A1 (en) * 2008-02-14 2010-12-09 Yanmar Co., Ltd. Underwater cleaning robot and auxiliary cleaning work machine
KR101408211B1 (ko) * 2013-03-26 2014-06-16 박원철 수중로봇의 위치 측정장치
KR20240050551A (ko) 2022-10-11 2024-04-19 한국해양과학기술원 초음파 측위 신호를 이용한 선체 청소 로봇의 항법 시스템 및 그 방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US20100307545A1 (en) * 2008-02-14 2010-12-09 Yanmar Co., Ltd. Underwater cleaning robot and auxiliary cleaning work machine
KR101408211B1 (ko) * 2013-03-26 2014-06-16 박원철 수중로봇의 위치 측정장치
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