TW202116026A - 水中光無線通訊系統、水中光無線通訊方法以及水中移動體 - Google Patents

Abstract

本發明的水中光無線通訊系統包括能夠於水中進行移動的多個移動體。多個移動體包含光無線通訊部，於彼此為相反方向的多個方向上，藉由波長互不相同的通訊光進行多個移動體間的雙方向通訊。光無線通訊部構成為，藉由對於多個方向的各個方向波長彼此相同的通訊光，進行多個移動體間的雙方向通訊。

Description

水中光無線通訊系統、水中光無線通訊方法以及水中移動體

本發明是有關於一種水中光無線通訊系統、水中光無線通訊方法以及水中移動體，特別是有關於一種用於多個移動體間的雙方向通訊的水中光無線通訊系統、水中光無線通訊方法以及水中移動體。

先前，已知用於多個移動體間的雙方向通訊的水中光無線通訊系統、水中光無線通訊方法以及水中移動體。此種水中光無線通訊系統、水中光無線通訊方法以及水中移動體，例如揭示於日本專利特開第2018-061160號公報中。

於所述日本專利特開第2018-061160號公報中，揭示一種水中光無線通訊系統，包括：多個水中無人機，能夠於水中進行移動；以及通訊裝置，對多個水中無人機進行控制。又，於所述日本專利特開第2018-061160號公報中，揭示了通訊裝置藉由在水中無人機與其他水中無人機之間進行光無線通訊，而對多個水中無人機進行控制的結構。於所述日本專利特開第2018-061160號公報中，揭示了通訊裝置及多個水中無人機使用發出藍色光的發光二極體（Light Emitting Diode，LED），進行光無線通訊的結構。

此處，如於所述日本專利特開第2018-061160號公報中記載的先前的水中光無線通訊系統般，於使用多個水中無人機（移動體）進行光無線通訊的情況下，有時因海潮等外部干擾而移動體的位置被調換。又，有時為了將多個移動體配置成所期望的排列而欲調換移動體的位置。然而，於所述日本專利特開第2018-061160號公報中記載的先前的水中光無線通訊系統中，由於未設想多個移動體的位置被調換的情形，故於水中產生通訊光的干擾，而有時無法進行通訊。

所述發明是為了解決如上文所述的課題而完成，所述發明的目的之一在於提供一種即便在多個移動體的位置關係發生了變化的情況下，亦能夠抑制通訊光的干擾的水中光無線通訊系統、水中光無線通訊方法以及水中移動體。

為了達成所述目的，所述發明的第一態樣的水中光無線通訊系統於水中使用光進行無線通訊，包括能夠於水中進行移動的多個移動體，多個移動體包含光無線通訊部，於彼此為相反方向的多個方向上，藉由波長互不相同的通訊光進行多個移動體間的雙方向通訊，光無線通訊部構成為，於多個移動體間，藉由對於多個方向的各個方向波長彼此相同的通訊光，進行多個移動體間的雙方向通訊。

所述發明的第二態樣的水中光無線通訊方法於水中使用光進行無線通訊，包括：於彼此為相反方向的多個方向上，發出針對每一照射方向波長互不相同、且於多個移動體間對於多個方向的各個照射方向波長彼此相同的通訊光的步驟；以及接收針對每一入射方向波長互不相同、且於多個移動體間對於多個方向的各個入射方向波長彼此相同的通訊光的步驟。

所述發明的第三態樣的水中移動體於水中使用光進行無線通訊，包括：發光部，針對每一照射方向，發出波長互不相同的通訊光；以及受光部，針對通訊光的每一入射方向，接收波長互不相同的通訊光；且構成為能夠與其他移動體進行雙方向通訊。 [發明的效果]

根據所述第一態樣的水中光無線通訊系統，如上文所述般，多個移動體包含光無線通訊部，於彼此為相反方向的多個方向上，藉由波長互不相同的通訊光進行多個移動體間的雙方向通訊。又，光無線通訊部構成為，於多個移動體間，藉由對於多個方向的各個方向波長彼此相同的通訊光，進行多個移動體間的雙方向通訊。藉此，於各個移動體中，針對每一照射方向照射波長互不相同的通訊光，且接收與照射方向對應的波長的通訊光。因此，藉由所照射及所接收的通訊光的每一照射方向的波長的不同，而可抑制通訊光干擾。又，於多個移動體間，波長相對於照射方向的關係彼此相同。因此，即便在移動體的位置發生了變化的情況下，亦可防止通訊光的照射方向、與相對於照射方向的波長的關係發生變化。其結果為，即便在多個移動體的位置關係發生了變化的情況下，亦可抑制通訊光的干擾。再者，所謂「照射方向」，是自移動體照射的通訊光的方向，例如，於垂直方向或水平方向等的同一直線上，朝彼此為相反方向上照射的通訊光，為朝互不相同的照射方向上照射的通訊光。

又，於所述第二態樣的水中光無線通訊方法中，如上文所述般，於水中使用光進行無線通訊，包括：於彼此為相反方向的多個方向上，發出針對每一照射方向波長互不相同、且於多個移動體間對於多個方向的各個照射方向波長彼此相同的通訊光的步驟；以及接收針對每一入射方向波長互不相同、且於多個移動體間對於多個方向的各個入射方向波長彼此相同的通訊光的步驟。藉此，與所述第一態樣的水中光無線通訊系統同樣地，可提供一種即便在多個移動體的位置關係發生了變化的情況下，亦能夠抑制通訊光的干擾的水中光無線通訊方法。

又，於所述發明的第三態樣的水中移動體中，如上文所述般，包括：發光部，針對每一照射方向，發出波長互不相同的通訊光；以及受光部，針對通訊光的每一入射方向，接收波長互不相同的通訊光；且構成為能夠與其他移動體進行雙方向通訊。藉此，於使用多個水中移動體進行雙方向通訊的情況下，可將波長互不相同的通訊光的照射方向、與相對於照射方向的波長的關係，在多個水中移動體間設為相同。其結果為，與所述第一態樣的水中光無線通訊系統同樣地，可提供一種即便在多個移動體的位置關係發生了變化的情況下，亦能夠抑制通訊光的干擾的水中移動體。

以下，基於圖式對將本發明具體化的實施形態進行說明。

參照圖1～圖5，對本發明的一實施形態的水中光無線通訊系統100的結構進行說明。

（缺陷檢査裝置的結構） 水中光無線通訊系統100如圖1所示般，包括多個移動體1。多個移動體1構成為能夠於水中進行移動。本實施形態的水中光無線通訊系統100是於水中使用通訊光30進行無線通訊的系統。再者，移動體1是申請專利範圍的「水中移動體」的一例。

移動體1包括：光無線通訊部2、控制裝置3、儲存部4、以及推進機構5。移動體1構成為能夠於海中自主行駛。又，移動體1構成為能夠與其他移動體1進行雙方向通訊。移動體1為所謂的自主式水下載具（Autonomous Underwater Vehicle，AUV：自主型無人潛水機）。

光無線通訊部2構成為於彼此為相反方向的多個方向上，藉由波長互不相同的通訊光30進行多個移動體1間的雙方向通訊。光無線通訊部2包括發光部、以及受光部6。

發光部構成為針對通訊光30的每一照射方向，發出波長互不相同的通訊光30。於本實施形態中，發光部具有多個光源部7。多個光源部7構成為針對通訊光30的每一照射方向而設置，發出與通訊光30的照射方向對應的波長的通訊光30。光源部7例如包含雷射二極體（Laser diode）。光源部7構成為例如能夠發出藍色～綠色的波長的光作為通訊光30。具體而言，光源部7構成為能夠發出約450 nm～約570 nm的波長的光作為通訊光30。

受光部6構成為針對通訊光30的每一入射方向，接收波長互不相同的通訊光30。於本實施形態中，受光部6具有多個受光元件8。多個受光元件8構成為針對通訊光30的每一入射方向而設置，接收與通訊光30的入射方向對應的波長的通訊光30。多個受光元件8例如包含光電子倍增管等。

又，於本實施形態中，受光部6包括濾光器9，針對通訊光30的每一入射方向，使所對應的波長的通訊光30選擇性地透射。濾光器9例如包含以規定的波長為中心波長並使所述通訊光30選擇性地透射的帶通濾光器（bandpass filter）。

控制裝置3構成為藉由執行儲存於儲存部4的各種程式，而對移動體1進行控制。控制裝置3例如包含：中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）等處理器、隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）及唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）等記憶體。

儲存部4儲存控制裝置3所執行的程式。儲存部4例如包含硬碟機（Hard Disk Drive，HDD）、或非揮發性的記憶體等。

推進機構5構成為基於控制裝置3的控制，對移動體1提供推進力。推進機構5包含推進器（propeller）（未圖示）、以及對推進器進行驅動的驅動源（未圖示）。推進機構5可為藉由使推進器旋轉而撥動水而獲得推進力的所謂螺旋機構，亦可為藉由朝後方噴出高壓水流而獲得推進力的所謂噴水（water jet）推進機構。

（移動體的結構） 接著，參照圖2，對移動體1的結構進行說明。再者，於本說明書中，將移動體1的行進方向設為X1方向。又，將與X1方向為相反側的方向設為X2方向。又，將於與X方向正交的面內，相互正交的兩方向分別設為Z方向及Y方向。於圖2示出的示例中，將上下方向設為Z方向。將Z方向中的上方向設為Z1方向，將下方向設為Z2方向。又，於圖2示出的示例中，對於行進方向將左右方向設為Y方向，將右方向（朝向圖2的紙面的跟前側的方向）設為Y2方向，將左方向設為Y1方向（朝向圖2的紙面的深處的方向）。即，本說明書中的各方向是基於以移動體1的行進方向為基準的相對座標系而決定的方向。

於本實施形態中，光源部7於移動體1中，設置於Z1方向側、Z2方向側。因此，發光部構成為至少能夠朝Z1方向和與Z1方向為相反方向的Z2方向照射通訊光30。再者，Z1方向及Z2方向分別為專利申請範圍的「第一方向」及「第二方向」的一例。又，於本實施形態中，光源部7亦設置於X1方向側、及X2方向側。因此，發光部構成為能夠朝Z1方向、Z2方向、X1方向、及X2方向此四方向發出通訊光30。

於本實施形態中，設置於各個位置的光源部7構成為發出波長互不相同的通訊光30。具體而言，設置於Z2方向側的光源部7構成為發出第一通訊光30a。又，設置於Z1方向側的光源部7，構成為發出第二通訊光30b。又，設置於X2方向側的光源部7，構成為發出第三通訊光30c。又，設置於X1方向側的光源部7，構成為發出第四通訊光30d。

又，於本實施形態中，受光部6於移動體1中，設置於Z1方向側、及Z2方向側。因此，受光部6構成為至少能夠接收自Z1方向入射的通訊光30、及自Z2方向入射的通訊光30。又，受光部6亦設置於X1方向側、及X2方向側，構成為能夠接收自X1方向入射的通訊光30、及自X2方向入射的通訊光30。

第一通訊光30a～第四通訊光30d是於藍色～綠色的波長範圍中互不相同的波長的光。再者，關於各通訊光30，可無需利用肉眼辨識色的不同。各通訊光30只要針對對於受光部6的每一入射方向，波長以可由濾光器9去除的程度相異即可。再者，於圖2所示的示例中，藉由標註不同的陰影而示出各通訊光30的波長的不同。

又，各濾光器9分別構成為能夠使各通訊光30選擇性地透射。即，於移動體1中，設置於Z1方向側的濾光器9構成為使第二通訊光30b選擇性地透射。又，於移動體1中，設置於Z2方向側的濾光器9構成為使第一通訊光30a選擇性地透射。又，於移動體1中，設置於X1方向側的濾光器9構成為使第三通訊光30c選擇性地透射。又，於移動體1中，設置於X2方向側的濾光器9構成為使第四通訊光30d選擇性地透射。

（多個移動體的配置） 接著，參照圖3，對本實施形態的水中光無線通訊系統100的多個移動體1的配置進行說明。

如圖3所示般，多個移動體1以於水中成為規定的排列的方式配置。圖3所示的示例包含第一移動體1a、第二移動體1b、第三移動體1c、以及第四移動體1d作為多個移動體1。於圖3所示的示例中，以於Z方向上，排列有第一移動體1a及第二移動體1b的方式配置。又，以於X方向上，排列有第二移動體1b、第三移動體1c、及第四移動體1d的方式配置。再者，為了將識別容易化，而於各圖中，對第一移動體1a～第四移動體4d各者，標註「1」～「4」的標號。

（通訊光的照射方向及波長） 於圖3所示的示例中，第一移動體1a～第四移動體1d各者構成為能夠對Z1方向、Z2方向、X1方向、及X2方向分別照射第二通訊光30b、第一通訊光30a、第四通訊光30d、及第三通訊光30c。

又，於本實施形態中，光無線通訊部2構成為於多個移動體1間，藉由對於多個方向的各個方向波長彼此相同的通訊光30，進行多個移動體1間的雙方向通訊。具體而言，如圖3所示般，第二通訊光30b相對於Z1方向的波長，於多個移動體1間彼此相同。又，第一通訊光30a相對於Z2方向的波長，於多個移動體1間彼此相同。又，第四通訊光30d相對於X1方向的波長，於多個移動體1間彼此相同。又，第三通訊光30c相對於X2方向的波長，於多個移動體1間彼此相同。換言之，移動體1間的雙方向通訊藉由發送時的通訊光30的照射方向與波長的組合、及接收時的通訊光30的入射方向與波長的組合經預先決定的通訊光30而進行。

於本實施形態中，基於以移動體1的行進方向為基準的相對座標系而決定各方向。因此，控制裝置3構成為以各移動體1的方向成為相同的方式對移動體1進行控制。

（移動體間的通訊） 於本實施形態中，多個移動體1構成為於彼此相鄰的移動體1彼此間能夠直接通訊。具體而言，於第一移動體1a與第二移動體1b之間、第二移動體1b與第三移動體1c之間、及第三移動體1c與第四移動體1d之間，可使用通訊光30進行直接通訊。再者，所謂直接通訊，是指並非於其間經由其他移動體1而是自一個移動體1發出的通訊光30藉由直接入射至另一移動體1而進行的通訊。

又，多個移動體1構成為於彼此不相鄰的移動體1彼此間，能夠藉由以配置於中途的多個移動體1為中繼器而通訊的中繼方式進行通訊。例如，於第二移動體1b與第四移動體1d進行通訊時，構成為以第三移動體1c為中繼器，藉由中繼方式進行通訊。

於本實施形態中，控制裝置3構成為對多個移動體1進行控制。具體而言，控制裝置3設置於多個移動體1各者。設置於多個移動體1的各個控制裝置3構成為發送控制訊號31。控制裝置3構成為進行將所發送的控制訊號31於多個移動體1中藉由中繼方式予以發送的控制。控制裝置3構成為藉由利用光源部25發出第一通訊光30a而發送控制訊號31。

（移動體的位置被調換之後的移動體間的通訊） 接著，參照圖4～圖6，對於在移動體1的位置被調換之後，進行移動體1間的通訊的結構進行說明。具體而言，對於在移動體1的位置被調換之後，將設置於多個移動體1的任一者的控制裝置3所發送的控制訊號31，於多個移動體1間藉由中繼方式進行通訊的結構予以說明。

如圖4所示般，設想因海潮等外部干擾，而圖3所示的多個移動體1的配置中的第三移動體1c的位置與第四移動體1d的位置被調換的情形。

圖5所示的示例，是將自設置於第一移動體1a的控制裝置3發送的控制訊號31對其他移動體1進行通訊。第一移動體1a藉由對第二移動體1b照射第一通訊光30a，而對第二移動體1b發送控制訊號31。接收到控制訊號31的第二移動體1b對第四移動體1d照射第一通訊光30a。藉此，自第二移動體1b對第四移動體1d發送控制訊號31。即，控制裝置3構成為經由第一通訊光30a發送控制訊號31。

又，自第二移動體1b接收到控制訊號31的第四移動體1d對第三移動體1c照射第四通訊光30d。藉此，自第四移動體1d對第三移動體1c發送控制訊號31。

由於通訊光30相對於照射方向的波長彼此相同，故即便於第三移動體1c的位置與第四移動體1d的位置被調換的情況下，水中光無線通訊系統100亦可維持通訊。再者，所謂可維持通訊，是指即便於移動體1的移動過程中，通訊中斷，在移動結束後亦自動地確立通訊。

（資料發送處理） 接著，參照圖6，對自圖3所示的狀態至第三移動體1c與第四移動體1d被調換的狀態下，進行多個移動體1間的資料通訊的結構進行說明。具體而言，對藉由多個移動體1間的中繼方式的通訊，將第三移動體1c所取得的圖像資料32發送至第一移動體1a的結構進行說明。再者，所謂圖像資料32，是由設置於移動體1的攝影部（未圖示）取得的海中的動畫圖像等資料。

取得了圖像資料32的第三移動體1c藉由對第四移動體1d照射第三通訊光30c，而將圖像資料32發送至第四移動體1d。接收到圖像資料32的第四移動體1d藉由對第二移動體1b照射第三通訊光30c，而對第二移動體1b發送圖像資料32。

接收到圖像資料32的第二移動體1b藉由對第一移動體1a照射第二通訊光30b，而對第一移動體1a發送圖像資料32。藉此，自第三移動體1c對第一移動體1a發送圖像資料32。

接著，參照圖7，對於本實施形態的水中光無線通訊系統100的移動體1間的控制訊號通訊處理進行說明。

於步驟101中，藉由自光源部7發出第一通訊光30a，而自一個移動體1對其他移動體1發送控制訊號31。於本實施形態中，第一移動體1a對第二移動體1b發送控制訊號31。

於步驟102中，受光部6藉由接收第一通訊光30a，而接收控制訊號31。於本實施形態中，第二移動體1b接收控制訊號31。

於步驟103中，控制裝置3判定是否為對自身發送的控制訊號31。具體而言，對於各移動體1標註固有的識別編號，於控制訊號31中除了包含控制指令以外亦包含移動體1的識別編號。因此，各移動體1可基於控制訊號31所含的識別編號，判定是否為對自身發送的控制訊號31。當不是對自身發送的控制訊號31時，處理前進至步驟104。當是對自身發送的控制訊號31時，處理前進至步驟106。

於步驟104中，發光部藉由發出通訊光30，而進行發送控制訊號31的控制。具體而言，控制裝置3藉由控制光源部7，而發出通訊光30。控制裝置3藉由發出通訊光30，而進行發送控制訊號31的控制。

於步驟105中，受光部6藉由接收通訊光30，而進行接收控制訊號31的控制。具體而言，受光部6接收通訊光30。藉由接收通訊光30，而於多個移動體1間傳遞控制訊號31。其後，處理前進至步驟103。重覆步驟103～步驟105的處理，直至對控制對象即移動體1發送控制訊號31為止。

於步驟106中，控制裝置3基於控制訊號31所含的資訊，使移動體1執行規定的動作。例如，控制裝置3藉由控制推進機構5，而進行使移動體1移動的控制。此後，處理結束。

接著，參照圖8，對於水中光無線通訊系統100發送圖像資料32的處理進行說明。

於步驟200中，移動體1取得圖像資料32。再者，於本實施形態中，第三移動體1c取得圖像資料32。

於步驟201中，發光部於彼此為相反方向的多個方向上，發出針對每一照射方向波長互不相同、且於多個移動體1間對於多個方向的各個照射方向波長彼此相同的通訊光30。具體而言，控制裝置3藉由控制光源部7，而發出通訊光30。控制裝置3藉由發出通訊光30，而發送圖像資料32。

於步驟202中，受光部6接收針對每一入射方向波長互不相同、且於多個移動體1間對於多個方向的各個入射方向波長彼此相同的通訊光30。具體而言，受光部6藉由接收通訊光30，而取得圖像資料32。

於步驟203中，控制裝置3判定是否自其他移動體1接收到圖像資料32。當控制裝置3判定為未接收到圖像資料32時，處理前進至步驟201。當控制裝置3判定為接收到圖像資料32時，處理結束。即，重覆進行步驟201～步驟203的處理，直至藉由中繼方式自第三移動體1c對第一移動體1a發送圖像資料32為止。

[本實施形態的效果] 於本實施形態中，可獲得如以下所述的效果。

於本實施形態中，如上文所述般，水中光無線通訊系統100於水中使用光進行無線通訊，包括能夠於水中進行移動的多個移動體1，多個移動體1包含光無線通訊部2，於彼此為相反方向的多個方向上，藉由波長互不相同的通訊光30進行多個移動體1間的雙方向通訊，光無線通訊部2構成為於多個移動體1間，藉由對於多個方向的各個方向波長彼此相同的通訊光30，進行多個移動體1間的雙方向通訊。藉此，於移動體1各者間，針對每一照射方向照射波長互不相同的通訊光30，且接收與照射方向對應的波長的通訊光30。因此，藉由所照射及所接收的通訊光30的每一照射方向的波長的不同，而可抑制通訊光30干擾。又，於多個移動體1間，波長相對於照射方向的關係彼此相同。因此，即便在移動體1的位置發生了變化的情況下，亦可防止通訊光30的照射方向、與相對於照射方向的波長的關係發生變化。其結果為，即便在多個移動體1的位置關係發生了變化的情況下，亦可抑制通訊光30的干擾。

又，於本實施形態中，如上文所述般，光無線通訊部2包括：發光部，針對通訊光30的每一照射方向，發出波長互不相同的通訊光30；以及受光部6，針對通訊光30的每一入射方向，接收波長互不相同的通訊光30；且發光部構成為至少能夠將通訊光30朝第一方向和與第一方向為相反方向的第二方向照射，受光部6構成為能夠至少接收自第一方向入射的通訊光30、及自第二方向入射的通訊光30，通訊光30相對於第一方向的波長於多個移動體1間彼此相同，通訊光30相對於第二方向的波長於多個移動體1間彼此相同。藉此，即便於調換在第一方向或第二方向上相鄰的移動體1的位置的情況下，亦維持通訊光30相對於第一方向的波長的關係、與通訊光30相對於第二方向的的波長的關係。其結果為，即便於調換在第一方向或第二方向上相鄰的移動體1的位置的情況下，亦可抑制通訊光30干擾，且容易維持多個移動體1間的通訊。

又，於本實施形態中，如上文所述般，發光部具有多個光源部7，針對通訊光30的每一照射方向而設置，發出與通訊光30的照射方向對應的波長的通訊光30，受光部6具有多個受光元件8，針對通訊光30的每一入射方向而設置，接收與通訊光30的入射方向對應的波長的通訊光30。藉此，可於照射通訊光30的各個方向上，配置構成為能夠發出波長互不相同的通訊光30的光源部7。其結果為，例如，與一面變更自一個光源部7發出的通訊光30的波長及照射方向，一面朝多個方向照射通訊光30的結構相比，可抑制控制的複雜化。又，可於接收通訊光30的各個方向上，配置能夠接收波長互不相同的通訊光30的受光元件8。其結果為，例如，與針對入射至一個受光元件8的通訊光30的每一入射方向及波長而切換濾光器的結構相比，可抑制控制的複雜化。

又，於本實施形態中，如上文所述般，受光部6包括濾光器9，針對通訊光30的每一入射方向，使所對應的波長的通訊光30選擇性地透射。藉此，即便於不與通訊光30的入射方向對應的通訊光30入射至受光部6的情況下，亦可藉由濾光器9而容易地去除。其結果為，能夠抑制不與入射方向對應的通訊光30入射至受光元件8，故可容易抑制通訊光30干擾。

又，於本實施形態中，如上文所述般，多個移動體1構成為於彼此相鄰的移動體1彼此間能夠直接通訊，且構成為於彼此不相鄰的的移動體1彼此間，能夠藉由以配置於中途的多個移動體1為中繼器而通訊的中繼方式進行通訊。藉此，當於多個移動體1彼此間進行通訊時，可基於移動體1彼此的位置，直接進行通訊或藉由中繼方式進行通訊。其結果為，於將多個移動體1配置成所期望的排列時，可提高移動體1的配置的自由度。

又，於本實施形態中，如上文所述般，更包括對多個移動體1進行控制的控制裝置3，控制裝置3構成為發送控制訊號31，且進行將所發送的控制訊號31於多個移動體1中藉由中繼方式予以發送的控制。藉此，藉由在三個以上的多個移動體1中藉由中繼方式發送控制訊號31，而即便在例如配置於多個移動體1間之間的距離大、而通訊光30的強度衰減為能夠進行通訊的強度以下的位置的移動體1彼此間，亦可發送控制訊號31。其結果為，能夠提高移動體1的配置的自由度，從而提高使用者的便利性。

又，於本實施形態中，如上文所述般，水中光無線通訊方法於水中使用光進行無線通訊，包括：於彼此為相反方向的多個方向上，發出針對每一照射方向波長互不相同、且於多個移動體1間對於多個方向的各個照射方向波長彼此相同的通訊光30的步驟；以及接收針對每一入射方向波長互不相同、且於多個移動體1間對於多個方向的各個入射方向波長彼此相同的通訊光30的步驟。藉此，與所述水中光無線通訊系統100同樣地，可提供一種即便在多個移動體1的位置關係發生了變化的情況下，亦能夠抑制通訊光30干擾的水中光無線通訊方法。

又，於本實施形態中，如上文所述般，移動體1是於水中使用光進行無線通訊的水中移動體（移動體1），包括：發光部，針對每一照射方向，發出波長互不相同的通訊光30；以及受光部6，針對通訊光30的每一入射方向，接收波長互不相同的通訊光30；且構成為能夠與其他移動體1進行雙方向通訊。藉此，於使用多個水中移動體（移動體1）進行雙方向通訊的情況下，可於多個移動體1間將波長互不相同的通訊光30的照射方向、與波長相對於照射方向的關係設為相同。其結果為，與所述水中光無線通訊系統100同樣地，可提供一種即便在多個移動體1的位置關係發生了變化的情況下，亦能夠抑制通訊光30干擾的移動體1。

[變形例] 再者，應瞭解此次揭示的實施形態的全部內容均為例示，而非限制性內容。本發明的範圍由專利申請範圍示出而並非由所述的實施形態的說明示出，並進一步包含與專利申請範圍均等的含義及範圍內的所有變更（變形例）。

（第一變形例） 例如，於所述實施形態中，示出全部移動體1包含朝Z方向及X方向照射通訊光30的移動體1的結構，但本發明並非限定於此。例如，如圖9所示般，全部移動體1亦可並非構成為能夠朝相同方向照射通訊光30。具體而言，如圖9所示般，第一移動體1a可構成為能夠對Z1方向、及Z2方向分別照射第二通訊光30b及第一通訊光30a，且無法對X方向及Y方向照射通訊光30。又，第二移動體1b可構成為能夠對Z1方向、Z2方向、X1方向、及X2方向分別照射第二通訊光30b、第一通訊光30a、第四通訊光30d、及第三通訊光30c。又，第三移動體1c可構成為能夠對X1方向、及X2方向分別照射第四通訊光30d、及第三通訊光30c，且無法對Z方向及Y方向照射通訊光30。又，第四移動體1d可構成為能夠對Z1方向、Z2方向、X1方向、及X2方向分別照射第二通訊光30b、第一通訊光30a、第四通訊光30d、及第三通訊光30c。

（第二變形例） 又，於所述實施形態中，示出多個移動體1朝Z方向、及X方向照射通訊光30的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，如圖10所示般，移動體1亦可構成為能夠朝傾斜方向照射通訊光30。於圖10所示的示例中，移動體1構成為能夠朝傾斜方向照射第五通訊光30e及第六通訊光30f。根據此種結構，可調換朝傾斜方向照射通訊光30（第五通訊光30e及第六通訊光30f）的移動體1彼此的位置。其結果為，可進一步提高多個移動體1的配置的自由度。

（第三變形例） 又，於所述實施形態中，示出多個移動體1於Z方向及X方向上呈直線狀配置的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，如圖11所示般，作為多個移動體1可包含第一移動體1a、第二移動體1b、第三移動體1c、第四移動體1d、第五移動體1e、及第六移動體1f，於Z方向及X方向上呈矩陣狀配置。於將多個移動體1呈矩陣狀配置的情況下，於發送控制訊號31或圖像資料32時，存在多個路徑。因此，只要控制裝置3及控制裝置控制部21構成為對發送控制訊號31或圖像資料32的路徑進行預先設定，而藉由配置於規定的路徑的移動體1發送控制訊號31或圖像資料32即可。

（第四變形例） 又，於所述實施形態中，示出設置於多個移動體1中的任一移動體1的控制裝置3發送控制訊號31的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，如圖12所示的第四變形例般，可構成為設置於船舶20的控制裝置3對移動體1發送控制訊號31。再者，於圖12所示的示例中，設置於船舶20的控制裝置3對第一移動體1a發送控制訊號31，但亦可構成為自控制裝置3對多個移動體1發送控制訊號31。

（其他變形例） 又，於所述實施形態中，示出水中光無線通訊系統100包括控制裝置3的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，示出發光部包括多個光源部7，且受光部6包括多個受光元件8的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，發光部亦可為包括一個光源部7的結構。又，受光部6亦可為包括一個受光元件8的結構。於發光部包括一個光源部7的結構的情況下，只要針對照射通訊光30的每一方向變更通訊光30的波長即可。又，於受光部6包括一個受光元件8的結構的情況下，只要針對接收通訊光30的每一方向，將濾光器9所選擇性地透射的波長予以變更即可。

又，於所述實施形態中，示出包含第一移動體1a～第四移動體1d此四個移動體1作為多個移動體1的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，作為多個移動體1若為包含兩個以上的移動體1的結構，則不限移動體1的數目。

又，於所述實施形態中，示出移動體1對Z1方向、Z2方向、X1方向、及X2方向此四方向照射通訊光30的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，移動體1可構成為對Z1方向、Z2方向、X1方向、X2方向、Y1方向、及Y2方向此六方向照射通訊光30。

又，於所述實施形態中，藉由基於移動體1的行進方向的相對座標系，設定移動體1所照射及所接收的通訊光30的方向與波長的關係，但本發明並非限定於此。例如，亦可藉由絕對座標系設定移動體1所照射及所接收的通訊光30的方向與波長的關係。具體而言，可於以垂直方向為Z方向、且與Z方向正交的面內，將相互正交的兩方向設為X方向及Y方向。

在藉由絕對座標系設定移動體1所照射及所接收的通訊光30的方向與波長的關係的情況下，當移動體1的方向變化時，通訊光30的波長與照射方向的關係、及通訊光30的波長與受光方向的關係變化。因此，各移動體1只要構成為在方向發生了變化的情況下，根據照射方向變更自各發光部照射的通訊光30的波長即可。又，受光部6亦可構成為根據通訊光30的受光方向，使濾光器9所透射的波長變化，或者變更為適宜於通訊光30的受光方向的濾光器9。然而，於藉由絕對座標系設定移動體1所照射及所接收的通訊光30的方向與波長的關係的情況下，發光部及受光部6的控制會複雜化，故較佳的是藉由以移動體1的行進方向為基準的相對座標系設定通訊光30的方向與波長的關係。

又，於所述實施形態中，示出光源部7發出藍色～綠色的範圍的光（約450 nm～約570 nm的波長的光）作為通訊光30的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，光源部7亦可構成為能夠發出紅色的光（約650 nm的波長的光）、或紫色的光（約405 nm的波長的光）。只要能夠於水中進行無線通訊，則光源部7發出的通訊光可為任意色（任意波長）的光。

又，於所述實施形態中，示出第一移動體1a發送控制訊號31的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，亦可構成為第二移動體1b發送控制訊號31。各移動體1亦可構成為：各者構成為能夠自主性地進行移動，且各個移動體1對其他移動體1發送控制訊號31。

又，於所述實施形態中，示出濾光器9為帶通濾光器的示例，但本發明並非限定於此。若能夠針對通訊光30的每一入射方向，使所對應的波長的光選擇性地透射，則濾光器9可為任意結構。例如，濾光器9亦可為組合低通濾光器（low-pass filter）及高通濾光器（high-pass filter）而成的結構。

又，於所述實施形態中，水中光無線通訊系統100亦可不包括控制裝置3。於水中光無線通訊系統100不包括控制裝置3的情況下，只要構成為多個移動體1中的任一個移動體1控制其他移動體1即可。

又，於所述實施形態中，示出移動體1為AUV的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，移動體1亦可為有人潛水艇（Human Occupied Vehicle，HOV：載人潛水器）。又，移動體1還可為由人經由纜線進行操縱的遠距離操縱機器人（Remotely Operated Vehicle，ROV：遙控潛水器）。

又，於所述實施形態中，示出了光源部7為雷射二極體的結構的示例，但本發明並非限定於此。例如，光源部7亦可為LED光源。然而，使用LED光源的光通訊與使用雷射二極體的光通訊相比，通訊速度更小。因此，光源部7較佳為雷射二極體的結構。

[態樣] 本領域技術人員理解，上文所述的例示性的實施形態為以下態樣的具體例。

（項目1） 一種水中光無線通訊系統，於水中使用光進行無線通訊， 且包括能夠於水中進行移動的多個移動體， 所述多個移動體包含光無線通訊部，於彼此為相反方向的多個方向上，藉由波長互不相同的通訊光進行所述多個移動體間的雙方向通訊， 所述光無線通訊部構成為，於所述多個移動體間，藉由對於所述多個方向的各個方向波長彼此相同的所述通訊光，進行所述多個移動體間的雙方向通訊。

（項目2） 如項目1所述的水中光無線通訊系統，其中所述光無線通訊部包括：發光部，針對所述通訊光的每一照射方向，發出波長互不相同的所述通訊光；以及受光部，針對所述通訊光的每一入射方向，接收波長互不相同的所述通訊光， 所述發光部構成為能夠至少朝第一方向和與所述第一方向為相反方向的第二方向照射所述通訊光， 所述受光部構成為能夠至少接收自所述第一方向入射的所述通訊光、及自所述第二方向入射的所述通訊光， 所述通訊光相對於所述第一方向的波長於所述多個移動體間彼此相同， 所述通訊光相對於所述第二方向的波長於所述多個移動體間彼此相同。

（項目3） 如項目2所述的水中光無線通訊系統，其中所述發光部具有多個光源部，設置於所述通訊光的每一照射方向，發出與所述通訊光的照射方向對應的波長的所述通訊光， 所述受光部具有多個受光元件，設置於所述通訊光的每一入射方向，接收與所述通訊光的入射方向對應的波長的所述通訊光。

（項目4） 如項目2所述的水中光無線通訊系統，其中所述受光部包括濾光器，針對所述通訊光的每一入射方向，使所對應的波長的所述通訊光選擇性地透射。

（項目5） 如項目1所述的水中光無線通訊系統，其中所述多個移動體構成為於彼此相鄰的移動體彼此間能夠直接通訊，且構成為於彼此不相鄰的移動體彼此間，能夠藉由以配置於中途的所述多個移動體為中繼器而通訊的中繼方式進行通訊。

（項目6） 如項目5所述的水中光無線通訊系統，其中更包括控制裝置，對所述多個移動體進行控制， 所述控制裝置構成為發送控制訊號，且進行將所發送的所述控制訊號於所述多個移動體中藉由中繼方式予以發送的控制。

（項目7） 一種水中光無線通訊方法，於水中使用光進行無線通訊，包括： 於彼此為相反方向的多個方向上，發出針對每一照射方向波長互不相同、且於多個移動體間對於所述多個方向的各個照射方向波長彼此相同的通訊光的步驟；以及 接收針對每一入射方向波長互不相同、且於所述多個移動體間對於所述多個方向的各個入射方向波長彼此相同的所述通訊光的步驟。

（項目8） 一種水中移動體，於水中使用光進行無線通訊，包括： 發光部，針對每一照射方向，發出波長互不相同的通訊光；以及 受光部，針對所述通訊光的每一入射方向，接收互不相同的波長的所述通訊光；且 構成為能夠與其他移動體進行雙方向通訊。

1:移動體（水中移動體） 1a～1f:第一移動體～第六移動體 2:光無線通訊部 3:控制裝置 4:儲存部 5:推進機構 6:受光部 7:光源部 8:受光元件 9:濾光器 20:船舶 30:通訊光 30a～30f:第一通訊光～第六通訊光 31:控制訊號 32:圖像資料 100:水中光無線通訊系統 101～106:步驟 200～203:步驟 X、X1、X2、Y、Y1、Y2、Z、Z1、Z2:方向

圖1是用於說明一實施形態的控制裝置及移動體的結構的框圖。 圖2是用於說明一實施形態的移動體的結構的框圖。 圖3是表示一實施形態的水中光無線通訊系統的整體結構的示意圖。 圖4是第三移動體的位置與第四移動體的位置被調換之後的示意圖。 圖5是用於說明自控制裝置藉由中繼方式對第四移動體發送控制訊號的結構的示意圖。 圖6是用於說明自多個移動體對控制裝置發送圖像資料的結構的示意圖。 圖7是用於說明一實施形態的移動體位置調換處理的流程圖。 圖8是用於說明一實施形態的多個移動體間的資料發送處理的流程圖。 圖9是表示第一變形例的水中光無線通訊系統的結構的示意圖。 圖10是表示第二變形例的水中光無線通訊系統的結構的示意圖。 圖11是用於說明第三變形例的多個移動體的配置的示意圖。 圖12是表示第四變形例的水中光無線通訊系統的結構的示意圖。

1:移動體(水中移動體)

2:光無線通訊部

3:控制裝置

4:儲存部

5:推進機構

6:受光部

7:光源部

8:受光元件

9:濾光器

30:通訊光

30c:第三通訊光

30d:第四通訊光

100:水中光無線通訊系統

Claims (8)

1. 一種水中光無線通訊系統，於水中使用光進行無線通訊， 且包括能夠於水中進行移動的多個移動體， 所述多個移動體包含光無線通訊部，於彼此為相反方向的多個方向上，藉由波長互不相同的通訊光進行所述多個移動體間的雙方向通訊， 所述光無線通訊部構成為，於所述多個移動體間，藉由對於所述多個方向的各個方向波長彼此相同的所述通訊光，進行所述多個移動體間的雙方向通訊。
2. 如請求項1所述的水中光無線通訊系統，其中 所述光無線通訊部包括：發光部，針對所述通訊光的每一照射方向，發出波長互不相同的所述通訊光；以及受光部，針對所述通訊光的每一入射方向，接收波長互不相同的所述通訊光， 所述發光部構成為能夠至少朝第一方向和與所述第一方向為相反方向的第二方向照射所述通訊光， 所述受光部構成為能夠至少接收自所述第一方向入射的所述通訊光、及自所述第二方向入射的所述通訊光， 所述通訊光相對於所述第一方向的波長於所述多個移動體間彼此相同， 所述通訊光相對於所述第二方向的波長於所述多個移動體間彼此相同。
3. 如請求項2所述的水中光無線通訊系統，其中 所述發光部具有多個光源部，設置於所述通訊光的每一照射方向，發出與所述通訊光的照射方向對應的波長的所述通訊光， 所述受光部具有多個受光元件，設置於所述通訊光的每一入射方向，接收與所述通訊光的入射方向對應的波長的所述通訊光。
4. 如請求項2所述的水中光無線通訊系統，其中 所述受光部包括濾光器，針對所述通訊光的每一入射方向，使所對應的波長的所述通訊光選擇性地透射。
5. 如請求項1所述的水中光無線通訊系統，其中 所述多個移動體構成為於彼此相鄰的移動體彼此間能夠直接通訊，且構成為於彼此不相鄰的移動體彼此間，能夠藉由以配置於中途的所述多個移動體為中繼器而通訊的中繼方式進行通訊。
6. 如請求項5所述的水中光無線通訊系統，其中 更包括控制裝置，對所述多個移動體進行控制， 所述控制裝置構成為發送控制訊號，且進行將所發送的所述控制訊號於所述多個移動體中藉由中繼方式予以發送的控制。
7. 一種水中光無線通訊方法，於水中使用光進行無線通訊，包括： 於彼此為相反方向的多個方向上，發出針對每一照射方向波長互不相同、且於多個移動體間對於所述多個方向的各個照射方向波長彼此相同的通訊光的步驟；以及 接收針對每一入射方向波長互不相同、且於所述多個移動體間對於所述多個方向的各個入射方向波長彼此相同的所述通訊光的步驟。
8. 一種水中移動體，於水中使用光進行無線通訊，包括： 發光部，針對每一照射方向，發出波長互不相同的通訊光；以及 受光部，針對所述通訊光的每一入射方向，接收互不相同的波長的所述通訊光；且 構成為能夠與其他移動體進行雙方向通訊。

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