WO2016104031A1 - 移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラム - Google Patents

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moving body
disturbance
moving
control
target position
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和也 岸本
仁 前野
尚志 今坂
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Furuno Electric Co Ltd
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Furuno Electric Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
    • G—PHYSICS
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G01C21/203—Instruments for performing navigational calculations specially adapted for water-borne vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B63H2025/425—Propulsive elements, other than jets, substantially used for steering or dynamic anchoring only, with means for retracting, or otherwise moving to a rest position outside the water flow around the hull

Definitions

  • the present invention relates to a moving body control device, a moving body control method, and a moving body control program for moving a moving body.
  • the direction where the target position is located is the direction (disturbance direction) perpendicular to the direction of the bow.
  • the ship may not pass through the target position even if the rudder is turned to the maximum extent.
  • the ship cannot turn the heading in the direction of the disturbance at the starting position because the heading is inclined with respect to the direction of the disturbance.
  • a ship attaches a spanker that reduces the influence of wind (see Patent Document 1), or attaches a bow thruster to move it in a desired direction (for example, in the starboard direction of the hull) (patent). See reference 2.)
  • a 1-axis 1-steered ship with one rudder and only one propulsive force cannot move in a direction orthogonal to the bow-stern direction.
  • the present invention is to provide a moving body control apparatus, a moving body control method, and a moving body control program that allow a target position to pass.
  • a moving body control device including a propulsive force generating unit that propels a moving body in a specific direction and a moving direction adjusting unit that adjusts a moving direction by the propulsive force.
  • a disturbance direction estimating means for estimating a direction of disturbance for moving the moving body, a moving body direction detecting means for detecting a direction in which the moving body is directed, and a position detection for detecting the position of the moving body.
  • the driving unit When the propulsive force generating unit and the moving direction adjusting unit are controlled, and the moving body is caused to flow more than a predetermined distance from the target position set in the position setting means by the disturbance, the driving unit returns to the starting position and And a control means for the direction facing the said mobile to control the propelling force generation unit and the moving direction adjusting unit so as to face the direction of the disturbance in the starting position.
  • the position setting means changes the starting position based on the distance between the position detected by the position detecting means and the target position.
  • the moving body control device of the present invention causes the moving body to face the direction of the disturbance when the moving body is caused to flow by a disturbance (for example, tidal current or wind) so as to pass through the target position. Therefore, the moving body does not need to largely turn the rudder and can return to the starting position while passing through the target position.
  • a disturbance for example, tidal current or wind
  • the position setting means changes the starting position based on the distance between the position of the moving body and the target position when the moving body is being flown.
  • the distance includes the influence of the displacement of the moving body due to the control of making the direction in which the moving body is facing the direction of the disturbance.
  • the movement control device of the present invention performs control to change the starting position so as to cancel the influence of the deviation. Then, the mobile body can pass through the target position when it is swung from the changed starting position.
  • the moving body control device of the present invention can realize a drifting ship maneuvering that repeatedly passes the moving body to the target position even if it is a 1-axis 1 rudder ship.
  • the position setting means of the present invention changes the starting position based on a distance from the position of the moving body to the target position when the moving body that is flowed by the disturbance is closest to the target position. Also good.
  • the position setting means of the present invention provides an average distance from the position of the moving body to the target position calculated at a predetermined time including a timing at which the moving body that is caused to flow by the disturbance is closest to the target position.
  • the departure position may be changed based on the above.
  • the position setting means of the present invention can change the starting position based on the distance and a predetermined coefficient.
  • the predetermined coefficient is, for example, a value greater than 0 and less than or equal to 1.
  • the control means uses the distance obtained by multiplying the distance, which is the position shift of the moving body, by a predetermined coefficient as the change amount of the starting position, and converges to gradually eliminate the effect of the shift without correcting the influence of the shift suddenly.
  • the disturbance may be a wind and a tidal current that moves the moving body, and the control unit may make the direction in which the moving body faces face the wind.
  • the present invention is not limited to the device, and may be a moving body control method for controlling a moving body or a moving body control program executed by a moving body control device.
  • the target since the direction in which the moving body is directed toward the disturbance direction is changed and the starting position that is passed so as to pass through the target position is changed, the target is not attached to the moving body even if a device such as a spanker or a thruster is not attached.
  • the position can be passed repeatedly.
  • the hull control device estimates the disturbance direction and repeatedly passes the target position through the ship.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of the ship 1.
  • the ship 1 includes a hull control device 20, a power source 30, a propeller 31, and a rudder 40.
  • the hull control device 20 includes an antenna 21, a positioning unit 22, a sensor 23, a hull control unit 24, an operation unit 25, a power control unit 26, and a rudder control unit 27.
  • the hull control unit 24 includes a disturbance direction estimation unit 240 and a position setting unit 241.
  • the power source 30 and the propeller 31 correspond to the “propulsion generator” of the present invention.
  • the rudder 40 corresponds to the “movement direction adjusting unit” of the present invention.
  • the disturbance direction estimation unit 240 corresponds to “disturbance direction estimation means” of the present invention.
  • the positioning unit 22 corresponds to the “position detecting means” of the present invention.
  • the position setting unit 241 corresponds to the “position setting unit” of the present invention.
  • the hull control unit 24 corresponds to the “control unit” of the present invention.
  • Ship 1 is a 1-axis 1 rudder ship. That is, the direction of the propulsive force by the propeller 31 is the heading direction of the ship 1. Moreover, the ship 1 is provided with one rudder 40 as shown in FIG. Therefore, the ship 1 moves only in the heading direction of the ship 1.
  • the antenna 21 receives a GPS (; Global Positioning System) positioning signal and outputs it to the positioning unit 22.
  • the positioning unit 22 executes a positioning calculation using the GPS positioning signal and calculates the position of the ship 1. This positioning calculation is executed at every positioning timing set in advance.
  • the positioning unit 22 outputs the calculated position of the ship 1 to the hull control unit 24.
  • the sensor 23 includes, for example, necessary ones among a heading sensor that detects the heading, a wind direction sensor, a wind speed sensor, a tide meter, and the like.
  • the sensor 23 outputs the detected heading, wind direction, wind speed, and tidal current to the hull control unit 24 every predetermined time.
  • the sensor 23 may be attached as necessary, and is not an essential configuration of the present invention.
  • the hull control unit 24 can estimate the heading of the bow from a change in the current position when the sensor 23 is not provided with a heading sensor.
  • the operation unit 25 is a so-called user interface device, and outputs an operation input by the user to the hull control unit 24.
  • the position setting unit 241 stores a target position that the ship 1 should pass through. Further, the position setting unit 241 stores a starting position at which the ship 1 starts to flow and a target bow direction that is the heading direction when the ship 1 is flown. The target position is input from the user via the operation unit 25.
  • the disturbance azimuth estimating unit 240 estimates the azimuth of the disturbance with respect to the ship 1.
  • Disturbance mainly consists of tidal current and wind.
  • the hull control unit 24 sets control information for maintaining the heading of the ship 1 or moving the ship 1 to a predetermined position.
  • the control information includes, for example, power amount information and propulsion direction information.
  • Information on the amount of power is output to the power control unit 26.
  • Information on the propulsion direction is output to the rudder control unit 27.
  • the power control unit 26 drives and controls the power source 30 based on the information on the amount of power.
  • the power source 30 is composed of a diesel engine or a motor.
  • the power source 30 gives the propeller 31 the power generated based on the control of the power control unit 26.
  • the power source 30 may be a hybrid mechanism including both a diesel engine and a motor.
  • the rudder control unit 27 adjusts the rudder angle of the rudder 40 with respect to the heading direction based on the propulsion direction information output from the hull control unit 24.
  • the ship 1 moves toward the departure position by controlling the propulsion force of the propeller 31 and the rudder angle of the rudder 40, or passes through the target position while keeping the heading toward the target heading.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of estimating the disturbance direction.
  • the reference position Ppd is a reference position used for disturbance direction estimation processing.
  • the current position Ps is the current position of the ship 1.
  • the user inputs the position information of the reference position Pbd using the operation unit 25.
  • the input position information is output to the position setting unit 241 and stored.
  • the reference position Ppd may be a latitude and longitude, or may be set relatively to 10 m in the port direction.
  • the disturbance direction estimation unit 240 estimates the disturbance direction.
  • the disturbance direction as the initial value may be any direction, for example, a true south direction.
  • the hull control unit 24 outputs propulsion direction information so that the bow direction faces the estimated disturbance direction.
  • the disturbance azimuth estimation unit 240 obtains a distance XTE (; Cross Track Error) between the current position Ps and a disturbance facing line that passes through the reference position Ppd and is parallel to the estimated disturbance azimuth. .
  • XTE Cross Track Error
  • XTE becomes 0 when the estimated disturbance azimuth coincides with the bow azimuth and the ship 1 moves toward the reference position Ppd.
  • the disturbance azimuth estimation unit 240 obtains XTE every predetermined time, and calculates a new disturbance azimuth by subtracting the estimated disturbance azimuth and the correction value based on XTE as shown in the following formula 1. calculate.
  • the disturbance azimuth estimation unit 240 estimates the estimated disturbance so that XTE becomes 0 based on the proportional component of XTE (the term of the proportional correction gain in Equation 1) and the integral component of XTE (the term of ⁇ in Equation 1). Update the bearing.
  • the disturbance azimuth estimation unit 240 includes convergence (XTE becomes 0) by including a differential term of XTE (a term of the second integral correction gain of Equation 1) in the integral component of XTE (term of ⁇ in Equation 1).
  • the estimated disturbance direction can be brought close to the actual disturbance direction early and smoothly until convergence.
  • the hull control unit 24 outputs propulsion direction control information so that the bow direction faces the updated estimated disturbance direction.
  • the hull control unit 24 switches between the flow control and the movement control to the departure position while always performing the direction control.
  • direction control is control which makes a bow azimuth
  • the flow control is a control that is flowed by a disturbance from a starting position where the flow starts. Control toward the departure position is control for moving the ship 1 to the departure position.
  • the ship 1 (n) indicates the ship 1 at a predetermined position (n).
  • the heading ADb indicates the heading of the ship 1.
  • the disturbance vector Ddr is a vector indicating the direction and magnitude of the disturbance (consisting of wind and tidal current).
  • the wind vector Wnd is a vector indicating the wind direction and the wind speed.
  • the declination ⁇ is the declination between the heading ADb and the target heading ADd.
  • the declination ⁇ is a plus (+) angle if the heading ADb is clockwise with respect to the target heading ADd, and the heading ADb is counterclockwise with respect to the target heading ADd. If so, the angle is minus ( ⁇ ).
  • the hull control unit 24 sets the target bow direction ADd so as to face the direction of the wind vector Wnd obtained by the wind direction sensor provided in the sensor 23. Then, the hull control unit 24 outputs propulsion direction information so that the bow direction ADb becomes the target bow direction ADd.
  • the hull control unit 24 may set the target bow direction ADd so as to face the estimated direction of the disturbance vector Ddr.
  • the ship 1 (21) has an azimuth in which the bow azimuth ADb is counterclockwise with respect to the target bow azimuth ADd. That is, the deviation angle ⁇ between the target heading ADd and the heading ADb is a negative angle.
  • the hull control unit 24 provides information on the propulsion direction for turning the rudder 40 to the left when the absolute value of the negative declination ⁇ is equal to or greater than a predetermined threshold. Then, information on the amount of power for moving the ship 1 (21) backward is output. Then, the ship 1 moves backward as the adjustment channel 301 makes the negative deviation angle ⁇ approach 0 degree.
  • the deflection angle ⁇ approaches 0 degrees compared to the deflection angle ⁇ in the state of the ship 1 (21).
  • the hull control part 24 outputs the information of the propulsion direction which turns the rudder 40 to the right, and the information of the motive power which advances the ship 1 (22).
  • the ship 1 (22) moves forward while making the negative declination ⁇ closer to 0 degrees as in the adjustment channel 302.
  • the deflection angle ⁇ is almost zero. That is, the heading ADb matches the target heading ADd as shown in the ship 1 (23).
  • the hull control unit 24 moves the ship 1 backward and information on the propulsion direction to turn the rudder 40 to the right when the declination ⁇ is a positive angle and the absolute value of the declination ⁇ is equal to or greater than a predetermined threshold. Output power information. Next, the hull control unit 24 outputs information on the propulsion direction for turning the rudder 40 to the left and information on the amount of power for moving the ship 1 forward.
  • the hull control unit 24 performs the backward control first, but may perform the forward control.
  • the position setting unit 241 stores the target position Pp input from the user via the operation unit 25. Further, the position setting unit 241 stores the departure position Pf. The starting position Pf is set as the current position Ps of the ship 1 as an initial value.
  • the hull control unit 24 is flowed and starts control when a start instruction is input from the user via the operation unit 25.
  • the start instruction is input only once by the user, and the flow control executed thereafter is automatically started by the hull control unit 24.
  • the hull control unit 24 performs heading control even during flow control. Then, even during the flow control, the ship 1 is flowed by the disturbance Ddr while the heading ADb is opposed to the direction of the wind vector Wnd by the direction control. The fisherman can perform drift fishing because the ship 1 is swept with the heading ADb facing the wind direction.
  • the ship 1 can prevent the direction in which the target position Pp to pass from the end position Pe, which is the position where the flow has ended, from deviating from the heading ADb (for example, orthogonal).
  • the ship 1 when returning to the departure position Pf, the ship 1 does not need to largely turn the rudder 40 in order to pass through the target position Pp, and does not need to go through a useless route.
  • the bow direction ADb can be set as the target bow direction ADd at the departure position Pf.
  • the position setting unit 241 obtains the flow channel 101 shown in FIG. 3B during flow control. That is, the position setting unit 241 obtains the channel 101 by flowing from the history of the position Ps obtained every predetermined time while the ship 1 is made to flow from the start position Pf to the end position Pe.
  • the hull control unit 24 switches the flow control to movement control to the departure position while performing direction control.
  • the position setting unit 241 changes the departure position Pf [n] to a new departure position Pf [n + 1] when switching to the movement control to the departure position.
  • FIG. 4 (A) is a diagram showing the distance from the target position Pp to the route 101.
  • the position Ps (t) is the position of the ship 1 at time t.
  • the position Ps (t) is the closest position on the route 101 that is flowed at time t and is the closest position to the target position Pp.
  • the shortest distance from the position Ps (t) to the target position Pp is a distance L as shown in FIG.
  • the position setting unit 241 changes the starting position Pf [n] based on the error vector VecE that is a vector toward the target position Pp with the position Ps (t) as a reference.
  • the error vector VecE includes the influence of the displacement of the position Ps of the ship 1 that occurs because the ship 1 moves forward or backward to maintain the bow direction ADb at the target bow direction ADd.
  • the direction and magnitude of the disturbance on the sea can be regarded as being constant regardless of the position as long as it is within a predetermined range centered on the starting position Pf [n].
  • the position setting unit 241 changes the starting position Pf based on the deviation so as to offset the influence of the deviation of the position Ps caused by the control for maintaining the bow direction ADb.
  • the position setting unit 241 sets the position moved by the correction vector VecM from the starting position Pf [n] as a new starting position Pf [n + 1].
  • the correction vector VecM is parallel to the error vector VecE, and the magnitude is a predetermined coefficient ⁇ times.
  • the predetermined coefficient ⁇ is a value greater than 0 and less than or equal to 1. That is, the starting position Pf [n + 1] is calculated as follows.
  • the hull control unit 24 outputs control information that passes the target position Pp when a new departure position Pf [n + 1] is set.
  • the hull control unit 24 uses the end position Pe as a reference, the propulsion vector 1 from the end position Pe to the target position Pp, and the target position Pp as a reference, and a new departure position Pf [n + 1 from the target position Pp.
  • the control information is output so that the ship 1 moves with the combined propulsion vector obtained by weighted addition of the propulsion vector 2 toward the vehicle.
  • the hull control unit 24 changes the addition ratio based on the distance from the current position Ps to the target position Pp. For example, the hull control unit 24 adds so that the addition ratio of the propulsion vector 2 becomes higher as the distance from the current position Ps to the target position Pp is shorter. Further, the hull control unit 24 adds so that the addition ratio of the propulsion vector 1 becomes higher as the distance from the current position Ps to the target position Pp is longer.
  • the hull control unit 24 When the hull control unit 24 passes the target position Pp, the hull control unit 24 outputs control information such that the ship 1 moves with a combined propulsion vector obtained by weighting and adding the propulsion vector 2 and the propulsion vector 3.
  • the propulsion vector 3 is set so as to face the wind vector Wnd at the departure position Pf [n + 1] with the new departure position Pf [n + 1] as a reference. Also in this case, the hull control unit 24 adds so that the addition ratio of the propulsion vector 3 becomes higher as the distance from the current position Ps to the departure position Pf [n + 1] is shorter.
  • the hull control unit 24 adds so that the addition ratio of the propulsion vector 2 increases as the distance from the current position Ps to the departure position Pf [n + 1] increases. Note that the speed of the wind vector Wnd is obtained by an anemometer provided in the sensor 23.
  • the hull control unit 24 passes the target position Pp, and when the ship 1 reaches the departure position Pf [n + 1], the hull control unit 24 is flowed while maintaining the heading control. Return to control automatically.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the ship 1 is flown from the starting position Pf [n + 1] and is flown by control.
  • the ship 1 (14) is flowed from the starting position Pf [n + 1] and controlled, the ship 1 (14) is flowed to the end position Pe [n + 1] along the route 102.
  • the deviation between the target position Pp and the position Ps of the ship 1 is corrected when the departure position Pf [n + 1] is corrected so as to cancel the error vector VecE. Smaller than
  • the hull control unit 24 is made to flow along the disturbance and repeats the process of changing the departure position Pf when the hull control unit 24 is made to flow from the target position Pp to a predetermined distance. As a result, the ship 1 gradually flows along the route approaching the target position Pp.
  • the departure position Pf [n + 1] is changed so as to cancel out the displacement of the position of the ship 1 based on the shortest distance from the target position Pp to the route 101.
  • the change amount (distance) of the departure position Pf is minimized, the marine vessel 1 can travel the target position efficiently and repeatedly with a shorter navigation distance.
  • the change amount of the departure position Pf [n + 1] is calculated based on the distance from the target position Pp to the route 101 and a predetermined coefficient ⁇ .
  • the ship 1 converges so as to gradually eliminate the shift without correcting the shift suddenly.
  • the position setting unit 241 changes the departure position Pf based on the shortest distance from the route 101 to the target position Pp. It is also possible to change the position Pf.
  • the position setting unit 241 can obtain the error vector VecE by using the distance from the position of the ship 1 to the target position Pp calculated before and after the timing at which the shortest distance is detected in addition to the shortest distance.
  • the position setting unit 241 uses the average distance of the respective positions from the position Ps (t ⁇ 1), the position Ps (t), and the position Ps (t + 1) to the target position Pp shown in FIG. it can.
  • the time t is a time after a predetermined time (for example, 3 seconds) from the time t-1.
  • the time t + 1 is a time after a predetermined time (for example, 3 seconds) from the time t.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing flow of the hull control device 20.
  • FIG. 6A is a flowchart showing the azimuth control.
  • FIG. 6B is a flowchart showing switching between flow control and movement control to the starting position.
  • FIG. 6C is a flowchart showing the flow of the process of updating (changing) the starting position.
  • the disturbance direction estimating unit 240 estimates the disturbance direction (S1). Then, the position setting unit 241 sets the target bow direction ADd so as to face the disturbance direction estimated in step S1 (S2). Then, the hull control unit 24 starts the azimuth control so that the bow azimuth ADb becomes the target bow azimuth ADd (S3).
  • the ship 1 Regardless of the flow control and the movement control to the departure position, the ship 1 always performs steps S1 to S3 every predetermined time so that the heading ADb faces the disturbance direction.
  • the position setting unit 241 stores the departure position Pf as the current position Ps when receiving the flow start control instruction.
  • the position setting unit 241 also stores the target position Pp (S11). However, the target position Pp is input from the user via the operation unit 25.
  • the hull control unit 24 starts the control (S12).
  • the hull control unit 24 determines whether or not the ship 1 has reached the end position Pe that is a distance R away from the target position Pp based on the distance between the target position Pp and the current position Ps (S13). When the ship 1 reaches the end position Pe (S13: Yes), the hull control unit 24 proceeds to step S14. If the ship 1 has not reached the end position Pe (S13: No), the hull control unit 24 is flowed and continues control.
  • the hull control unit 24 updates the departure position Pf when proceeding to step S14.
  • the flow of the update process for the departure position Pf will be described with reference to FIG.
  • the position setting unit 241 reads the navigation route by flowing (S141). Then, the position setting unit 241 obtains the closest position Px that is flown and is closest to the target position Pp (S142).
  • the position setting unit 241 obtains an error vector VecE based on the closest position Px and the target position Pp (S143). Then, the position setting unit 241 obtains a correction vector VecM using the error vector VecE and a predetermined coefficient ⁇ (S144).
  • the position setting unit 241 updates the departure position Pf based on the correction vector VecM (S145).
  • the hull controller 24 stops the flow control and performs movement control to the updated departure position Pf (S15).
  • the hull control unit 24 determines whether or not the departure position Pf has been reached (S16). When the ship 1 reaches the departure position Pf (S16: Yes), the hull control unit 24 proceeds to step S17. If the ship 1 has not reached the departure position Pf (S16: No), the hull control unit 24 continues the movement control to the departure position Pf.
  • the ship hull control part 24 will stop the movement control to the departure position Pf, if it progresses to step S17. Then, the hull control unit 24 is flowed and returns to control (S17).
  • the hull control device 20 executes the flow control and the movement control to the departure position while performing the azimuth control.
  • each functional unit is an example of hardware.
  • the positioning unit 22, the hull control unit 24, the power control unit 26, and the rudder control unit 27 can be realized by software. That is, the above-described processing can be realized by programming the processing of these functional units and storing them in a storage medium, and reading out and executing the hull control program by a computing unit (computer or the like). .
  • a ship is shown as an example of a moving body.
  • the configuration and processing of can be applied.

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Abstract

【課題】この発明は、目標位置を通過させる移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラムを提供することにある。【解決手段】本発明の移動体制御装置は、目標位置を通過するように移動体が外乱（例えば潮流または風）によって流されているとき、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる。よって、移動体は、大きく舵を切る必要がなく、目標位置を通過しながら出発位置に戻ることができる。位置設定手段は、移動体が流されているとき、移動体の位置と目標位置との距離に基づいて、出発位置を変更する。当該距離は、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる制御に起因する移動体の位置のずれの影響を含んでいる。本発明の移動制御装置は、当該ずれの影響を相殺するように出発位置を変更する制御を行う。すると、移動体は、変更された出発位置から流されると、目標位置を通過できる。

Description

移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラム
　本発明は、移動体を移動させるための移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラムに関する。
　漁の効率の向上のために、漁師は、予め目的の魚が多く生息すると考えられる位置（例えば、魚礁または瀬）において漁を行う。漁師は、当該位置に目的の魚が存在するか否かを確認するために、当該位置を繰り返し通過するように船舶を操る（所謂流し釣りと言う。）。
　船舶は、海上において、風や潮流等による外乱を受けて流される。船舶の船首の方向は、図７（Ａ）に示すように、外乱の方向に沿って目標位置を通過するように流された場合、外乱の方向（特に風向き）と直交となるように変わる。
　すると、目標位置がある方向は、船首の方向と直交する方向（外乱の方向）となる。その結果、船舶は、図７（Ｂ）に示すように、最大限、舵を切っても目標位置を通過できないことがある。
　また、船舶は、図７（Ｂ）に示すように、船首方位が外乱方向に対し傾いたことから、出発位置において船首方位を外乱の方向に向けることができなくなる。
　このため、船舶は、風からの影響を減らすスパンカを取り付けたり（特許文献１を参照。）、所望通りの方向に（例えば船体の右左舷方向に）移動させるためにバウスラスタを取り付けたりする（特許文献２を参照。）。
特開２０１２－０１７０５７号公報 特開２０１１－２１８９５９号公報
　しかしながら、舵が１つで推進力が１軸のみである１軸１舵船は、船首尾方向に対して直交する方向に移動することができない。
　上述のようなスパンカやスラスタは、非常に大がかりな物であり、コストも高く、経済性を重視する１軸１舵船（漁船または小型船舶）には適さない。
　そこで、この発明は、目標位置を通過させる移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラムを提供することにある。
　この発明の移動体制御装置は、特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを前記移動体に備える移動体制御装置であって、前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定手段と、前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出手段と、前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、目標位置および出発位置を設定する位置設定手段と、前記移動体方向検出手段で検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定手段で推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御し、前記移動体が前記外乱によって前記位置設定手段に設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御手段と、を備える。
　そして、前記位置設定手段は、前記位置検出手段が検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更する。
　本発明の移動体制御装置は、目標位置を通過するように移動体が外乱（例えば潮流または風）によって流されているとき、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる。よって、移動体は、大きく舵を切る必要がなく、目標位置を通過しながら出発位置に戻ることができる。
　位置設定手段は、移動体が流されているとき、移動体の位置と目標位置との距離に基づいて、出発位置を変更する。当該距離は、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる制御に起因する移動体の位置のずれの影響を含んでいる。
　本発明の移動制御装置は、当該ずれの影響を相殺するように出発位置を変更する制御を行う。すると、移動体は、変更された出発位置から流されると、目標位置を通過できる。
　以上のように、本発明の移動体制御装置は、１軸１舵船であっても、移動体を目標位置に繰り返し通過させる流し操船を実現できる。
　本発明の位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が最も近くに目標位置に近づいたときの該移動体の位置から前記目標位置までの距離に基づいて、前記出発位置を変更してもよい。
　また、本発明の位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が最も近くに目標位置に近づいたタイミングを含む所定の時間に算出した前記移動体の位置から前記目標位置までの平均の距離に基づいて、前記出発位置を変更してもよい。
　さらに、本発明の位置設定手段は、前記距離および所定の係数に基づいて、前記出発位置を変更することも可能である。
　所定の係数は、たとえば０より大きく１以下の値である。制御手段は、移動体の位置のずれである距離に所定の係数を乗算した距離を出発位置の変更量として用い、急激にずれの影響を修正せず、徐々にずれの影響をなくすように収束させる。
　また、前記外乱が前記移動体を移動させる風及び潮流であり、制御手段が移動体の向いている方向を風の向きに対向させる態様であっても構わない。
　本発明は、装置に限らず、移動体を制御する移動体制御方法または移動体制御装置に実行される移動体制御プログラムであっても構わない。
　この発明によれば、外乱方向に移動体の向いている方向を向け、目標位置を通過するように流される出発位置を変更するので、スパンカまたはスラスタといった装置を取り付けなくても、移動体に目標位置を繰り返し通過させることができる。
船舶の主要構成を示すブロック図である。 外乱方位を推定する例を示す図である。 船首方位を外乱に対向させて流される例を示す図である。 出発位置を変更する例を示す図である。 新たな出発位置から流される例を示す図である。 本発明の実施形態に係る船舶の処理のフローチャートである。 従来の船舶の移動を説明する図である。
　本発明の実施形態に係る船体制御装置を備える船舶について、図を参照して説明する。
　本実施形態に係る船体制御装置は、外乱方位を推定し、船舶に目標の位置を繰り返し通過させるものである。
　図１は、船舶１の主要構成を示すブロック図である。
　船舶１は、船体制御装置２０、動力源３０、プロペラ３１、および舵４０を備える。船体制御装置２０は、アンテナ２１、測位部２２、センサ２３、船体制御部２４、操作部２５、動力制御部２６、および舵制御部２７を備える。
　船体制御部２４は、外乱方位推定部２４０および位置設定部２４１を備える。
　動力源３０及びプロペラ３１は、本発明の「推進力発生部」に相当する。舵４０は、本発明の「移動方向調整部」に相当する。外乱方位推定部２４０は、本発明の「外乱方向推定手段」に相当する。測位部２２は、本発明の「位置検出手段」に相当する。位置設定部２４１が、本発明の「位置設定手段」に相当する。船体制御部２４は、本発明の「制御手段」に相当する。
　船舶１は、１軸１舵船である。すなわち、プロペラ３１による推進力の方位は、船舶１の船首尾方位である。また、船舶１は、図１に示すように、１つの舵４０を備える。よって、船舶１は、船舶１の船首尾方位にのみ移動する。
　アンテナ２１は、ＧＰＳ（；Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）測位信号を受信し、測位部２２へ出力する。測位部２２は、ＧＰＳ測位信号を用いて測位演算を実行し、船舶１の位置を算出する。この測位演算は、予め設定した測位タイミング毎に実行される。測位部２２は、算出した船舶１の位置を、船体制御部２４へ出力する。
　センサ２３は、例えば、船首方位を検出するヘディングセンサ、風向センサ、風速センサ、潮流計等のうち、必要なものから構成される。センサ２３は、検出した船首方位、風向、風速、および潮流を、所定時間毎に船体制御部２４へ出力する。なお、センサ２３は、必要に応じて取り付ければよく、本発明の必須の構成ではない。例えば、船体制御部２４は、センサ２３にヘディングセンサが備えられない場合、現在位置の変化から船首の方位を推定することができる。
　操作部２５は、所謂ユーザインターフェース機器であり、ユーザによる操作入力を、船体制御部２４へ出力する。
　位置設定部２４１は、船舶１が通過すべき目標位置を記憶する。また、位置設定部２４１は、船舶１が流され始める出発位置および流される際の船首の方位である目標船首方位を記憶する。目標位置は、操作部２５を介してユーザから入力される。
　外乱方位推定部２４０は、船舶１に対する外乱の方位を推定する。外乱は、主に潮流および風からなる。
　船体制御部２４は、船舶１の船首方位を維持したり、船舶１を所定の位置に移動させたりするための制御情報を設定する。制御情報は、例えば、動力量の情報と推進方向の情報とからなる。動力量の情報は、動力制御部２６に出力される。推進方向の情報は、舵制御部２７に出力される。
　動力制御部２６は、動力量の情報に基づいて、動力源３０を駆動制御する。
　動力源３０は、ディーゼルエンジンまたはモータからなる。動力源３０は、動力制御部２６の制御に基づいて発生させた動力をプロペラ３１に与える。なお、動力源３０は、ディーゼルエンジンおよびモータの両方を備えるハイブリッド機構であっても構わない。
　舵制御部２７は、船体制御部２４から出力された推進方向の情報に基づいて、船首尾方位に対する舵４０の舵角を調整する。
　船舶１は、プロペラ３１の推進力と、舵４０の舵角を制御することにより、出発位置向かって移動したり、船首方位を目標船首方位に向けたまま目標位置を通過したりする。
　次に、本実施形態の船首方位を外乱方位に対向させる制御について、図２および図３を用いて説明する。
　まず、外乱方位の推定について説明する。図２は、外乱方位を推定する例を示す図である。図２において、基準位置Ｐｐｄは、外乱方位の推定処理に用いられる基準の位置である。現在位置Ｐｓは、船舶１の現在の位置である。
　外乱方位の推定処理のために、ユーザは、操作部２５を用いて基準位置Ｐｂｄの位置情報を入力する。入力された位置情報は、位置設定部２４１に出力されて記憶される。
　基準位置Ｐｐｄは、経緯度であっても、左舷方位に１０ｍと相対的に設定されてもよい。
　そして、外乱方位推定部２４０は、外乱方位を推定する。初期値としての外乱方位は、どの方位であってもよく、例えば真南方位であってもよい。そして、船体制御部２４は、推定した外乱方位に船首方位が対向するように推進方向の情報を出力する。
　次に、外乱方位推定部２４０は、図２に示すように、基準位置Ｐｐｄを通りかつ推定した外乱方位に平行な外乱対向ラインと、現在位置Ｐｓとの距離ＸＴＥ（；Ｃｒｏｓｓ　Ｔｒａｃｋ　Ｅｒｒｏｒ）を求める。
　ＸＴＥは、推定した外乱方位と船首方位とが一致し、かつ船舶１が基準位置Ｐｐｄに向かうと、０になる。
　そして、外乱方位推定部２４０は、所定時間毎にＸＴＥを求め、以下の数式１に示すように、推定した外乱方位と、ＸＴＥに基づく補正値と、を差分することにより、新たな外乱方位を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　すなわち、外乱方位推定部２４０は、ＸＴＥの比例成分（数式１の比例補正ゲインの項）およびＸＴＥの積分成分（数式１のΣの項）に基づいて、ＸＴＥが０になるように、推定外乱方位を更新する。
　外乱方位推定部２４０は、ＸＴＥの積分成分（数式１のΣの項）にＸＴＥの微分項（数式１の第２積分補正ゲインの項）を含めることにより、収束（ＸＴＥが０となる）を早め、かつ収束まで滑らかに推定外乱方位を実際の外乱方位に近づけることができる。
　ただし、数式１によって外乱方位を推定することは必須ではなく、他の方法で外乱方位を求めてもよい。
　そして、船体制御部２４は、更新した推定外乱方位に船首方位が対向するように推進方向の制御情報を出力する。
　　次に、船体制御部２４は、方位制御を常に行いつつ、流され制御と出発位置への移動制御とを切り替える。方位制御は、推定した外乱方位のうち風の向きに船首方位を対向させる制御である。流され制御は、流され始める位置である出発位置から外乱によって流される制御である。出発位置へ向かう制御は、出発位置に船舶１を移動させる制御である。
　まず、方位制御について、図３（Ａ）を用いて説明する。
　図３（Ａ）において、船舶１（ｎ）は、所定の位置（ｎ）における船舶１を示す。船首方位ＡＤｂは、船舶１の船首の方位を示す。外乱ベクトルＤｄｒは、外乱（風及び潮流からなる）の方位および大きさを示すベクトルである。風ベクトルＷｎｄは、風向き及び風速を示すベクトルである。偏角ψは、船首方位ＡＤｂと目標船首方位ＡＤｄとの偏角である。偏角ψは、目標船首方位ＡＤｄに対して船首方位ＡＤｂが時計回りとなる方位であれば、プラス（＋）の角度とし、目標船首方位ＡＤｄに対して船首方位ＡＤｂが反時計回りとなる方位であれば、マイナス（－）の角度とする。
　船体制御部２４は、センサ２３に備えられた風向センサによって得られた風ベクトルＷｎｄの方位に対向するように、目標船首方位ＡＤｄを設定する。そして、船体制御部２４は、船首方位ＡＤｂが目標船首方位ＡＤｄとなるように推進方向の情報を出力する。なお、船体制御部２４は、推定した外乱ベクトルＤｄｒの方位に対向するように目標船首方位ＡＤｄを設定してもよい。
　図３において、船舶１（２１）は、目標船首方位ＡＤｄに対して船首方位ＡＤｂが反時計回りとなる方位となっている。すなわち、目標船首方位ＡＤｄと船首方位ＡＤｂとの偏角ψは、マイナスの角度となっている。船体制御部２４は、図３（Ａ）の船舶１（２１）に示すように、マイナスの偏角ψの絶対値が所定の閾値以上となったとき、舵４０を左に切る推進方向の情報と、船舶１（２１）を後進させる動力量の情報を出力する。すると、船舶１は、調整航路３０１のように、マイナスの偏角ψが角度０度に近づくようにしながら後進する。その結果、偏角ψは、船舶１（２１）の状態の偏角ψに比べて角度０度に近づく。そして、船体制御部２４は、舵４０を右に切る推進方向の情報と、船舶１（２２）を前進させる動力量の情報とを出力する。すると、船舶１（２２）は、調整航路３０２のように、マイナスの偏角ψをさらに角度０度に近づけるようにしながら前進する。その結果、偏角ψは、ほぼ０となる。すなわち、船首方位ＡＤｂは、船舶１（２３）に示すように、目標船首方位ＡＤｄに一致する。
　なお、船体制御部２４は、偏角ψがプラスの角度であり、かつ偏角ψの絶対値が所定の閾値以上の場合、舵４０を右に切る推進方向の情報と、船舶１を後進させる動力量の情報とを出力する。次に、船体制御部２４は、舵４０を左に切る推進方向の情報と、船舶１を前進させる動力量の情報とを出力する。
　また、船体制御部２４は、図３（Ａ）に示す例では、後進する制御を先に行っているが、先に前進する制御を行っても構わない。
　次に、流され制御について説明する。
　位置設定部２４１は、操作部２５を介してユーザから入力された目標位置Ｐｐを記憶する。さらに、位置設定部２４１は、出発位置Ｐｆを記憶する。出発位置Ｐｆは、初期値として、船舶１の現在位置Ｐｓと設定される。
　そして、船体制御部２４は、操作部２５を介したユーザからの開始指示が入力されると、流され制御を開始する。なお、開始指示がユーザから入力されるのは１度だけであり、その後実行される流され制御は、船体制御部２４に自動的に開始される。
　船体制御部２４は、流され制御中も、方位制御を行う。すると、船舶１は、流され制御中も、方位制御によって船首方位ＡＤｂを風ベクトルＷｎｄの方位に対向させたまま、外乱Ｄｄｒによって流されていく。漁師は、船舶１が船首方位ＡＤｂを風向きに対向させたまま流されるため、流し釣りを行うことができる。
　また、船舶１は、流され終わった位置である終了位置Ｐｅから通過すべき目標位置Ｐｐのある方向が船首方位ＡＤｂとずれる（例えば直交してしまう）ことを防ぐことができる。その結果、船舶１は、出発位置Ｐｆに戻る際、目標位置Ｐｐを通過するために大きく舵４０を切る必要がなく、無駄な航路を通る必要がない。さらに、船舶１は、大きく舵４０を切る必要がないことから、出発位置Ｐｆにおいて船首方位ＡＤｂを目標船首方位ＡＤｄとすることができる。
　位置設定部２４１は、流され制御中、図３（Ｂ）に示す流され航路１０１を求める。すなわち、位置設定部２４１は、船舶１が出発位置Ｐｆから終了位置Ｐｅまで流される間、所定時間毎に求めた位置Ｐｓの履歴から流され航路１０１を求める。
　次に、出発位置への移動制御について、図３（Ｂ）を用いて説明する。
　船体制御部２４は、船舶１が目標位置Ｐｐから外乱の下流側に距離Ｒ離れた終了位置Ｐｅまで流されると、方位制御をしつつ、流され制御を出発位置への移動制御に切り替える。
　位置設定部２４１は、出発位置への移動制御に切り替えられる際、出発位置Ｐｆ［ｎ］を新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］に変更する。
　位置設定部２４１が出発位置Ｐｆ［ｎ］を変更する例について図４を用いて説明する。
　図４（Ａ）は、目標位置Ｐｐから流され航路１０１までの距離を示す図である。位置Ｐｓ（ｔ）は、時刻ｔの時の船舶１の位置である。
　位置Ｐｓ（ｔ）は、時刻ｔにおいて、流され航路１０１上であって、目標位置Ｐｐに最も近接した位置である最近接位置である。位置Ｐｓ（ｔ）から目標位置Ｐｐまでの最短距離は、図４（Ａ）に示すように、距離Ｌである。
　位置設定部２４１は、位置Ｐｓ（ｔ）を基準とし、目標位置Ｐｐに向かうベクトルである誤差ベクトルＶｅｃＥに基づいて、出発位置Ｐｆ［ｎ］を変更する。
　誤差ベクトルＶｅｃＥは、船舶１が船首方位ＡＤｂを目標船首方位ＡＤｄに維持するために前進または後進することから発生する船舶１の位置Ｐｓのずれの影響を含んでいる。
　ここで、海上における外乱の方位および大きさは、出発位置Ｐｆ［ｎ］を中心とした所定範囲内であれば、位置によらず一定であるとみなすことができる。
　そこで、位置設定部２４１は、船首方位ＡＤｂを維持するための制御に起因する位置Ｐｓのずれの影響を相殺するように、出発位置Ｐｆを当該ずれに基づいて変更するものである。
　位置設定部２４１は、図４（Ｂ）に示すように、出発位置Ｐｆ［ｎ］から修正ベクトルＶｅｃＭ移動した位置を新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］と設定する。
　修正ベクトルＶｅｃＭは、誤差ベクトルＶｅｃＥに平行であり、かつ大きさは所定の係数α倍である。所定の係数αは、０より大きく１以下の値である。すなわち、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］は、以下のように算出される。
　Ｐｆ［ｎ＋１］＝Ｐｆ［ｎ］＋α・ＶｅｃＥ
　船体制御部２４は、図４（Ｂ）に示すように、新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］が設定されると、目標位置Ｐｐを通過するような制御情報を出力する。
　具体的には、船体制御部２４は、終了位置Ｐｅを基準とし、終了位置Ｐｅから目標位置Ｐｐに向かう推進ベクトル１と、目標位置Ｐｐを基準とし、目標位置Ｐｐから新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］に向かう推進ベクトル２と、を重み付け加算した合成推進ベクトルで船舶１が移動するような制御情報を出力する。この場合、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから目標位置Ｐｐまでの距離に基づいて、加算比率を変更する。例えば、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから目標位置Ｐｐまでの距離が短ければ短いほど、推進ベクトル２の加算比率が高くなるように加算する。また、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから目標位置Ｐｐまでの距離が長ければ長いほど、推進ベクトル１の加算比率が高くなるように加算する。
　船体制御部２４は、目標位置Ｐｐを通過すると、推進ベクトル２と、推進ベクトル３と、を重み付加算した合成推進ベクトルで船舶１が移動するような制御情報を出力する。推進ベクトル３は、新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］を基準とし、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］において風ベクトルＷｎｄに対向するように設定される。この場合も、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］までの距離が短ければ短いほど、推進ベクトル３の加算比率が高くなるように加算する。船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］までの距離が長ければ長いほど、推進ベクトル２の加算比率が高くなるように加算する。なお、風ベクトルＷｎｄの速度は、センサ２３に備えられた風速計で求められる。
　船体制御部２４は、図４（Ｂ）の復帰航路２０１に示すように、目標位置Ｐｐを通過して、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］に船舶１が到達すると、方位制御を維持しつつ、流され制御に自動的に戻る。
　図５は、船舶１が出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］から流され制御で流された例を示す図である。船舶１（１４）は、図５に示すように、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］から流され制御を行うと、流され航路１０２に沿って終了位置Ｐｅ［ｎ＋１］まで流される。目標位置Ｐｐと船舶１の位置Ｐｓとのずれは、誤差ベクトルＶｅｃＥを相殺するように出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］が修正されるため、船舶１が出発位置Ｐｆ［ｎ］から流されたときのずれに比べて小さくなる。
　以上のようにして、船体制御部２４は、外乱に沿って流され、目標位置Ｐｐから所定の距離まで流されると、出発位置Ｐｆを変更する処理を繰り返す。その結果、船舶１は、徐々に目標位置Ｐｐに近づく航路で流されるようになる。
　また、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］は、目標位置Ｐｐから流され航路１０１までの最短距離に基づいて、船舶１の位置のずれを相殺するように変更される。その結果、船舶１は、出発位置Ｐｆの変更量（距離）が最小限に抑えられることから、航行距離が短くなり、効率よく繰り返し目標位置を通過することができる。
　さらに、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］の変更量は、目標位置Ｐｐから流され航路１０１までの距離および所定の係数αに基づいて算出される。その結果、船舶１は、急激にずれを修正せず、徐々にずれをなくすように収束させる。
　なお、上記の例では、位置設定部２４１は、流され航路１０１から目標位置Ｐｐまでの最短距離に基づいて、出発位置Ｐｆを変更したが、最短距離に限らず、例えば、以下のように出発位置Ｐｆを変更することも可能である。
　位置設定部２４１は、最短距離に加えて、最短距離を検出したタイミングの前後のタイミングにおいてそれぞれ算出した船舶１の位置から目標位置Ｐｐまでの距離も用いて誤差ベクトルＶｅｃＥを求めることができる。
　例えば、位置設定部２４１は、図４（Ａ）に示す位置Ｐｓ（ｔ－１）、位置Ｐｓ（ｔ）および位置Ｐｓ（ｔ＋１）から目標位置Ｐｐまでのそれぞれの距離の平均距離を用いることができる。時刻ｔは、時刻ｔ－１より所定の時間（例えば３秒）後の時刻である。時刻ｔ＋１は、時刻ｔより所定の時間（例えば３秒）後の時刻である。
　次に、図６は、船体制御装置２０の処理の流れを示すフローチャートである。図６（Ａ）は、方位制御を示すフローチャートである。図６（Ｂ）は、流され制御と出発位置への移動制御の切り替えを示すフローチャートである。図６（Ｃ）は、出発位置の更新（変更）の処理の流れを示すフローチャートである。
　図６（Ａ）に示すように、外乱方位推定部２４０は、外乱方位を推定する（Ｓ１）。そして、位置設定部２４１は、目標船首方位ＡＤｄを、ステップＳ１で推定した外乱方位に対向するように設定する（Ｓ２）。そして、船体制御部２４は、船首方位ＡＤｂが目標船首方位ＡＤｄになるように方位制御を開始する（Ｓ３）。
　船舶１は、流され制御及び出発位置への移動制御にかかわらず、常にステップＳ１～Ｓ３を所定時間毎に行い、船首方位ＡＤｂを外乱方位に対向させる。
　位置設定部２４１は、図６（Ｂ）に示すように、流され制御開始指示を受け付けると、出発位置Ｐｆを現在位置Ｐｓとして記憶する。位置設定部２４１は、目標位置Ｐｐも記憶する（Ｓ１１）。ただし、目標位置Ｐｐは、操作部２５を介してユーザから入力される。船体制御部２４は、出発位置Ｐｆおよび目標位置Ｐｐが記憶されると、流され制御を開始する（Ｓ１２）。
　船体制御部２４は、目標位置Ｐｐと現在位置Ｐｓとの距離に基づいて、船舶１が目標位置Ｐｐから距離Ｒ離れた終了位置Ｐｅに到達したか否かを判断する（Ｓ１３）。船体制御部２４は、船舶１が終了位置Ｐｅに到達すると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に進む。船体制御部２４は、船舶１が終了位置Ｐｅに到達していないと（Ｓ１３：Ｎｏ）、流され制御を続ける。
　船体制御部２４は、ステップＳ１４に進むと、出発位置Ｐｆを更新する。出発位置Ｐｆの更新処理の流れについて、図６（Ｃ）を用いて説明する。
　位置設定部２４１は、流され航路を読み出す（Ｓ１４１）。そして、位置設定部２４１は、流され航路上であって、目標位置Ｐｐから最も近接する最近接位置Ｐｘを求める（Ｓ１４２）。
　そして、位置設定部２４１は、最近接位置Ｐｘおよび目標位置Ｐｐに基づいて、誤差ベクトルＶｅｃＥを求める（Ｓ１４３）。そして、位置設定部２４１は、誤差ベクトルＶｅｃＥと、所定の係数αを用いて、修正ベクトルＶｅｃＭを求める（Ｓ１４４）。
　出発位置の更新処理の最後として、位置設定部２４１は、出発位置Ｐｆを、修正ベクトルＶｅｃＭに基づいて更新する（Ｓ１４５）。
　図６（Ｂ）に戻り、出発位置Ｐｆが更新されると（Ｓ１４）、船体制御部２４は、流され制御を停止して、更新した出発位置Ｐｆへの移動制御を行う（Ｓ１５）。
　船体制御部２４は、出発位置Ｐｆに到達したか否かを判断する（Ｓ１６）。船体制御部２４は、船舶１が出発位置Ｐｆに到達すると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７に進む。船体制御部２４は、船舶１が出発位置Ｐｆに到達していないと（Ｓ１６：Ｎｏ）、出発位置Ｐｆへの移動制御を続ける。
　船体制御部２４は、ステップＳ１７に進むと、出発位置Ｐｆへの移動制御を停止する。そして、船体制御部２４は、流され制御に戻る（Ｓ１７）。
　流され制御は、船舶１が終了位置Ｐｅに到達するまで行われる（Ｓ１３：Ｎｏ）。
　以上のように、船体制御装置２０は、方位制御を行いつつ、流され制御と出発位置への移動制御とを切り替えて実行する。
　なお、上述の説明では、各機能部は、ハードウェアである例を示したが、測位部２２、船体制御部２４、動力制御部２６、および舵制御部２７は、ソフトウェアでも実現可能である。すなわち、これら機能部の処理をプログラム化して記憶媒体に記憶しておき、演算器（コンピュータ等）で当該船体制御のプログラムを読み出して実行することで、上述の処理を実現することが可能である。
　また、上述の説明では、移動体として船舶を例に示したが、特定方位への推進力のみを備える水上もしくは水中を移動する移動体（例えば、水陸両用車、水上バイク等）にも、上述の構成および処理を適用することができる。
１…船舶
２０…船体制御装置
２１…アンテナ
２２…測位部
２３…センサ
２４…船体制御部
２５…操作部
２６…動力制御部
２７…舵制御部
３０…動力源
３１…プロペラ
４０…舵
２４０…外乱方位推定部
２４１…位置設定部

Claims (7)

  1. 　特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを前記移動体に備える移動体制御装置であって、
    　前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定手段と、
    　前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出手段と、
    　前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
    　目標位置および出発位置を設定する位置設定手段と、
    　前記移動体方向検出手段で検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定手段で推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御し、
    　前記移動体が前記外乱によって前記位置設定手段に設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御手段と、
    　を備え、
    　前記位置設定手段は、前記位置検出手段が検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更する
    　移動体制御装置。
  2. 　請求項１に記載の移動体制御装置であって、
    　前記位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が前記目標位置に最も近づいたときの該移動体の位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更する
    　移動体制御装置。
  3. 　請求項１に記載の移動体制御装置であって、
    　前記位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が前記目標位置に最も近づいたタイミングを含む所定の時間に算出した前記移動体の位置と前記目標位置との平均の距離に基づいて、前記出発位置を変更する
    　移動体制御装置。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の移動体制御装置であって、
    　前記位置設定手段は、前記距離および所定の係数に基づいて、前記出発位置を変更する
    　移動体制御装置。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の移動体制御装置であって、
    　前記外乱は、前記移動体を移動させる風及び潮流であり、
    　前記制御手段は、前記移動体方向検出手段で検出した移動体の向いている方向が風の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する
    　移動体制御装置。
  6. 　特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを備える前記移動体を制御する移動体制御方法であって、
    　前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定ステップと、
    　前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出ステップと、
    　前記移動体の位置を検出する位置検出ステップと、
    　前記移動体方向検出ステップで検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定ステップで推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御ステップと、
    　目標位置および出発位置を設定する位置設定ステップと、
    　からなり、
    　前記位置設定ステップは、前記位置検出ステップが検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更し、
    　前記制御ステップは、前記移動体が前記外乱によって前記位置設定ステップに設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する
    　移動体制御方法。
  7. 　特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを前記移動体に備える移動体制御装置に実行される移動体制御プログラムであって、
    　前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定ステップと、
    　前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出ステップと、
    　前記移動体の位置を検出する位置検出ステップと、
    　前記移動体方向検出ステップで検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定ステップで推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御ステップと、
    　目標位置および出発位置を設定する位置設定ステップと、
    　を実行し、
    　前記位置設定ステップは、前記位置検出ステップが検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更し、
    　前記制御ステップは、前記移動体が前記外乱によって前記位置設定ステップに設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する、
    　移動体制御プログラム。
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