WO2018110040A1 - 移動体システム - Google Patents

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WO2018110040A1
WO2018110040A1 PCT/JP2017/036007 JP2017036007W WO2018110040A1 WO 2018110040 A1 WO2018110040 A1 WO 2018110040A1 JP 2017036007 W JP2017036007 W JP 2017036007W WO 2018110040 A1 WO2018110040 A1 WO 2018110040A1
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WO
WIPO (PCT)
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line
survey line
point
swath data
measurement
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/036007
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩久 今井
黒澤　敦
悦秀 竹原
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by ヤマハ発動機株式会社 filed Critical ヤマハ発動機株式会社
Priority to JP2018556204A priority Critical patent/JP6966473B2/ja
Publication of WO2018110040A1 publication Critical patent/WO2018110040A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00—Arrangements of nautical instruments or navigational aids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C7/00—Tracing profiles
    • G01C7/02—Tracing profiles of land surfaces
    • G01C7/04—Tracing profiles of land surfaces involving a vehicle which moves along the profile to be traced
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523—Details of pulse systems
    • G01S7/526—Receivers
    • G01S7/53—Means for transforming coordinates or for evaluating data, e.g. using computers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots

Definitions

  • the present invention relates to a mobile system, and more particularly to a mobile system such as an unmanned boat system for collecting topographic data on a bottom of a lake or seabed.
  • Patent Document 1 An example of this type of prior art is disclosed in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 discloses an autonomous mobile body system including a mobile body and a route determination device.
  • the mobile body has a predetermined observation function
  • the route determination device includes a display unit, an operation unit, an observation region setting unit, and a route determination unit.
  • the display unit displays an observation region setting image for setting the observation region by the moving body on the screen, and points and straight lines are drawn on the observation region setting image by the operation of the operation unit by the user.
  • the observation area setting unit sets an observation area based on a function that represents a point drawn on the observation area setting image and a line that passes through both ends of the straight line. Determines the route to be moved.
  • the observation pitch is variably set so that the moving body can be observed efficiently and accurately without occurrence of the occurrence of the occurrence of the terrain, but in order to do so, topographic information such as water depth in the observation region is required in advance.
  • a main object of the present invention is to provide a mobile system capable of observing terrain efficiently and accurately without requiring terrain information in advance.
  • a moving body that can move along a survey line, a detection unit that detects swath data including a three-dimensional position of the terrain while the moving body is moving along the survey line, and a detection unit Based on the detected swath data, a setting unit that sets the next survey line for the moving body to move along, and a control unit that executes the detection of the swath data by the detection unit and the setting of the next survey line by the setting unit.
  • a mobile system is provided.
  • swath data including the three-dimensional position of the terrain is detected while the moving body is moving along the survey line, and the next survey line for the moving body to move is set based on the swath data.
  • the next survey line can be set after the mobile object has passed the survey line, it is not necessary to previously determine the next route that the mobile object should travel.
  • the next survey line can be set based on the acquired swath data, that is, considering the terrain data in the vicinity of the survey line where the moving body is moving, it is possible to appropriately set the survey line without preparing the terrain information in advance. .
  • the terrain data can be acquired without waste while maintaining a proper overlap without omission, and the terrain can be observed efficiently and accurately.
  • the three-dimensional position includes a two-dimensional position and a depth
  • the control unit repeatedly executes swath data detection by the detection unit and setting of the next survey line by the setting unit.
  • swath data including the two-dimensional position and depth of the terrain is detected while the moving body is moving along the survey line, and the next survey line for the moving body to move is set based on the swath data. Then, this process is repeated. In this way, since the next survey line can be set every time the moving body passes the survey line, it is not necessary to determine in advance the entire route along which the mobile object should travel.
  • next survey line can be set based on the acquired swath data, that is, taking into account the two-dimensional position and depth of the terrain near the survey line where the moving body is moving. Lines can be set appropriately. Thereby, even if the terrain includes a shallow place and a deep place, the terrain data can be acquired without waste while maintaining an appropriate overlap without omission, and the terrain can be observed efficiently and accurately.
  • the setting unit extracts a predetermined point between the nearest point and the farthest point with respect to the survey line from the two-dimensional position included in the swath data, and sets a line passing through the predetermined point as the next survey line.
  • the predetermined point may be a nearest point or a farthest point.
  • the setting unit sets a straight line passing through a predetermined point and parallel to the survey line as the next survey line.
  • a parallel straight line By setting such a parallel straight line as the next survey line, the next survey line can be easily set, and the terrain can be observed without omission.
  • the setting unit sets the number of break points, divides the survey line into line segments based on the number of break points, and the nearest point and the farthest point with respect to the survey line from the two-dimensional positions included in each swath data corresponding to the line segment.
  • a predetermined point between the two points is extracted, and a broken line obtained by connecting the extracted predetermined points is set as the next measurement line.
  • the setting unit offsets the next survey line in a direction toward or away from the survey line.
  • the terrain can be observed without waste while maintaining a proper overlap with no leakage.
  • the apparatus further includes a selection unit that selects either a parallel line mode in which the next survey line set by the setting unit is a parallel line parallel to the survey line or a polyline mode in which the next survey line is a polygonal line. In this case, terrain suitable for the situation can be observed.
  • the control unit terminates the movement of the moving body or issues a warning. In this case, good movement of the moving body can be ensured.
  • the control unit does not execute setting of the next survey line by the setting unit. In this case, it can be avoided in advance that the moving body contacts the ground.
  • the control unit terminates the movement of the moving body along the survey line, and when setting the next survey line by the setting unit, This is executed based on swath data detected until the movement of the moving body is completed in the survey line. In this case, it is possible to continue terrain observation while avoiding the moving body from contacting the ground.
  • the moving body moves on the water, and the detection unit detects swath data in the water.
  • the present invention is suitably used for collecting underwater terrain data.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a continuation of the operation of FIG. 7.
  • (A) is the schematic which shows a survey line
  • (b) is the schematic which shows the unmanned boat which is moving along a survey line
  • (c) shows the state where the unmanned boat is located in the end point of a survey line
  • (d) is a schematic diagram showing a state where the unmanned boat abandoned the survey line in the middle.
  • (a) shows the case where an unmanned boat moved to the end point of a survey line
  • (b) shows the case where an unmanned boat abandoned the survey on the way.
  • a mobile system 10 includes an unmanned boat 12 and a base station 14 that move on water.
  • front and rear, left and right, and top and bottom mean front and rear, left and right, and top and bottom with reference to the unmanned boat 12.
  • the unmanned boat 12 corresponds to a moving body.
  • the unmanned boat 12 includes a hull 16, a sonar measurement PC 18, a sonar 20, an automatic navigation controller 22, an outboard motor 24, a battery 26, a generator 28, a positioning device 30, and a radio.
  • LAN antennas 32a and 32b are included.
  • the hull 16 extends in the front-rear direction and has a main body 34 and a cover 36.
  • the main body 34 is formed so as to be recessed downward. Further, a substantially T-shaped hole 40 is formed slightly ahead of the center of the bottom portion 38 of the main body 34 in the front-rear direction.
  • the cover part 36 is attached above the main body part 34.
  • the sonar measurement PC 18 is provided slightly in front of the center of the cover portion 36 in the front-rear direction.
  • the sonar 20 has a head 42 and an onboard unit 44.
  • the head 42 is provided such that the lower portion of the head 42 is exposed from the hole 40 slightly in front of the center of the main body 34 in the front-rear direction. Referring also to FIG. 4, the head 42 emits a substantially fan-shaped multi-beam toward the bottom of the lake, and measures the distance to the bottom of the lake.
  • the onboard unit 44 is attached to the upper part of the GPS receiving unit 56 described later above the head 42.
  • the onboard unit 44 is electrically connected to the sonar measurement PC 18, the head 42, and the GPS receiving unit 56 so that the sonar measurement PC 18, the head 42, and the GPS receiving unit 56 can transmit and receive information to and from each other.
  • the automatic navigation controller 22 is stored in a control box 46 attached slightly behind the center of the main body 34 in the front-rear direction.
  • the outboard motor 24 has a main engine driver 48 and a steering servo driver 50 and is attached to the rear end of the main body 34.
  • the main engine driver 48 is positioned above the outboard motor 24 in order to rotate the screw 52 of the outboard motor 24.
  • As the main machine driver 48 for example, a motor is used.
  • the steering servo driver 50 is positioned below the main engine driver 48 in order to rotate the outboard motor 24 left and right.
  • the battery 26 is provided at the rear part of the main body 34.
  • the generator 28 is provided in the rear part of the cover part 36.
  • the positioning device 30 includes GPS antennas 54a and 54b, a GPS receiving unit 56, and an attitude sensor 58.
  • the GPS antenna 54 a is provided at the upper end portion of the support column 60 attached to the front portion of the cover portion 36
  • the GPS antenna 54 b is provided at the upper end portion of the support column 62 attached to the rear portion of the cover portion 36.
  • the GPS antennas 54a and 54b receive GPS signals from the GPS satellite 64 (see FIG. 5).
  • the GPS receiving unit 56 is mounted on a flat plate 66 provided above the head 42 slightly in front of the center of the main body 34 in the front-rear direction.
  • the GPS receiver 56 calculates the position and orientation of the unmanned boat 12 based on the GPS signals received by the GPS antennas 54a and 54b.
  • the attitude sensor 58 is attached to the main body 34 in front of the head 42 and detects the inclination of the unmanned boat 12.
  • the wireless LAN antenna 32a is attached to the support column 60 via the support member 68, and the wireless LAN antenna 32b is attached to the support column 62 via the support member 70.
  • the base station 14 includes a base station PC 74, a wireless LAN router 76, and a wireless LAN antenna 78, and is installed on land, for example.
  • the sonar measurement PC 18 has a function of setting a survey line for the unmanned boat 12 to move along.
  • a survey line is an imaginary line on the water surface that is the target of movement when the unmanned boat 12 moves while being measured by the sonar 20.
  • the sonar measurement PC 18 is connected to the sonar 20 (board unit 44), and based on the measurement data measured by the sonar 20 (head 42) and the position information of the unmanned boat 12 calculated by the positioning device 30. It has a function of calculating swath data including a three-dimensional position representing the topography. Further, the sonar measurement PC 18 has a function of setting a next survey line for the unmanned boat 12 to move along based on the calculated swath data.
  • the sonar measurement PC 18 is connected to the positioning device 30 via the sonar 20 (the onboard unit 44), and can acquire the position information of the unmanned boat 12. Further, the sonar measurement PC 18 is also connected to the positioning device 30 via the positioning system network hub 80, whereby the setting of the positioning device 30 can be changed.
  • the automatic navigation controller 22 is connected to the positioning device 30 via the positioning system network hub 80 and connected to the sonar measurement PC 18 via the unmanned boat network hub 82.
  • the automatic navigation controller 22 is based on the information on the position and orientation of the unmanned boat 12 obtained from the positioning device 30 and the information on the survey line for moving the unmanned boat 12 obtained from the sonar measurement PC 18. 12 is moved along the survey line.
  • the automatic navigation controller 22 is also connected to the main engine driver 48, the steering servo driver 50, and the battery 26.
  • the automatic navigation controller 22, the main engine driver 48, the steering servo driver 50, and the battery 26 are connected via, for example, a controller area network (CAN).
  • CAN controller area network
  • the automatic navigation controller 22 When moving the unmanned boat 12 along the survey line, the automatic navigation controller 22 operates the main engine driver 48 to rotate the screw 52 (see FIG. 1), thereby moving the unmanned boat 12 forward. Further, the automatic navigation controller 22 turns the unmanned boat 12 left and right by operating the steering servo driver 50. The automatic navigation controller 22 stops the main engine driver 48 and the steering servo driver 50 when ending the movement of the unmanned boat 12.
  • the base station PC 74, the sonar measurement PC 18, and the automatic navigation controller 22 can communicate with each other via the wireless LAN router 76 and the wireless LAN antenna 78, and the wireless LAN router 84 and the wireless LAN antennas 32a and 32b. Therefore, data can be transmitted and received between the base station PC 74 and the sonar measurement PC 18, and the sonar measurement PC 18 and the automatic navigation controller 22 can be remotely operated using the base station PC 74.
  • the sonar measurement PC 18, the sonar 20, and the positioning device 30 correspond to a detection unit.
  • the sonar measurement PC 18 corresponds to a setting unit, a control unit, and a selection unit.
  • a survey line for the unmanned boat 12 to move along the first is created (step S1).
  • a survey line for the unmanned boat 12 to move along the first is referred to as a reference survey line.
  • the reference survey line A1 when creating the reference survey line A1, the X and Y coordinates of the start point B and the X and Y coordinates of the end point C on the water surface are set, and the start point B and the end point are set.
  • a straight line connecting C can be used as the reference measurement line A1.
  • the traveling direction of the measurement work by the sonar 20 with respect to the reference survey line is set (step S3).
  • the traveling direction D of the measurement work with respect to the reference measurement line A1 is set.
  • the traveling direction D is also a direction for setting the next survey line.
  • a first threshold value indicating a depth serving as a reference for determining whether to end the measurement work is set (step S5).
  • a second threshold value indicating a depth serving as a reference for determining whether or not the unmanned boat 12 abandons the survey line that is currently moving is set (step S7).
  • “abandon the survey line in the middle” means that the movement of the unmanned boat 12 along the survey line is terminated before the unmanned boat 12 reaches the end point of the survey line.
  • the measurement work is not performed in the section from the position where the survey line is abandoned to the end point of the survey line.
  • the unmanned boat 12 detects the swath data E2 shallower than the second threshold while moving along the reference measurement line A1
  • the unmanned boat 12 moves along the reference measurement line A1.
  • the movement is terminated, that is, the reference line A1 is abandoned on the way.
  • no measurement work is performed for the section G from the position F where the reference measurement line A1 is abandoned to the end point C of the reference measurement line A1.
  • the user remotely operates the sonar measurement PC 18 by using the base station PC 74 to perform an operation for starting the measurement work.
  • a measurement work start button displayed on the screen of the sonar measurement PC 18 is clicked.
  • the sonar measurement PC 18 sets the variable M to 1 (step S9), and gives the automatic navigation controller 22 an instruction to start automatic navigation.
  • the automatic navigation controller 22 Upon receiving the instruction to start automatic navigation, the automatic navigation controller 22 operates the main engine driver 48 and the steering servo driver 50 to move the unmanned boat 12 along the survey line (step S11).
  • sonar 20 when unmanned boat 12 starts moving along the survey line, sonar 20 emits a multi-beam from head 42 toward the bottom of the lake (underwater) and starts measuring the distance to the bottom of the lake. To do.
  • the sonar measurement PC 18 detects swath data including a three-dimensional position representing the topography of the lake bottom based on the measurement data measured by the sonar 20 and the position information of the unmanned boat 12 calculated by the positioning device 30 (step). S13).
  • the three-dimensional position representing the topography of the lake bottom includes a two-dimensional position and a depth, the two-dimensional position is indicated by an X coordinate and a Y coordinate, and the depth is indicated by a Z coordinate.
  • the two-dimensional position refers to the coordinates of the universal transverse Mercator projection
  • the depth refers to the vertical distance from the water surface to the bottom of the lake.
  • the sonar measurement PC 18 determines that the unmanned boat 12 is at the end of the line based on the position information of the unmanned boat 12 calculated by the positioning device 30 and the information on the line along which the unmanned boat 12 is moving. It is determined whether it is located in (step S15). If the unmanned boat 12 is not located at the end of the survey line, the process proceeds to step S17. If the unmanned boat 12 is located at the end of the survey line, the process proceeds to step S19.
  • step S17 the sonar measurement PC 18 determines whether there is swath data shallower than the second threshold value among the swath data detected in step S13. If there is swath data shallower than the second threshold, the process proceeds to step S19, and if there is no swath data shallower than the second threshold, the process returns to step S13 to detect swath data. In this embodiment, when the process proceeds from step S17 to step S19, it indicates that the survey line has been abandoned.
  • step S19 the sonar measurement PC 18 gives the automatic navigation controller 22 an instruction to end automatic navigation (end of movement along the survey line), and the swath data detection ends.
  • the automatic navigation controller 22 stops the main engine driver 48 and the steering servo driver 50 and ends the movement of the unmanned boat 12.
  • the unmanned boat 12 is moved from the start point B to the end point C of the reference measurement line A1, and as shown in FIG. If swath data that is not located at the end point C of the survey line A1 and is shallower than the second threshold value is not detected, the swath data E is repeatedly detected while moving along the reference survey line A1. As shown in FIG. 13C, when the unmanned boat 12 reaches the end point C of the reference survey line A1, the movement along the reference survey line A1 and the detection of the swath data E are finished. As shown in FIG. 13D, when the swath data E2 shallower than the second threshold is detected, the reference measurement line A1 is abandoned, and the movement along the reference measurement line A1 and the detection of the swath data E are finished. .
  • the sonar measurement PC 18 determines whether there is swath data shallower than the first threshold among the swath data detected in step S13 (step S21). If there is swath data shallower than the first threshold, the setting of the next survey line is not executed and the measurement operation is terminated. If there is no swath data shallower than the first threshold value, the process proceeds to step S23. For example, as shown in FIG. 13C, when the swath data E1 shallower than the first threshold is detected, the measurement operation is terminated without setting the next survey line.
  • step S23 when the user remotely operates the sonar measurement PC 18 from the base station 14, the sonar measurement PC 18 sets the next measurement line to the parallel line mode parallel to the reference measurement line or to a broken line. Select whether to use line mode.
  • the sonar measurement PC 18 determines whether or not the mode selected in step S23 is the broken line mode (step S25). If the selected mode is not the broken line mode, the process proceeds to step S27. If the selected mode is the broken line mode, the process proceeds to step S29.
  • step S27 the line data calculation (step S27) in the parallel line mode will be described.
  • the sonar measurement PC 18 sets the variable Nmax to 1 (step S101), and selects all the swath data on the traveling direction side of the measurement work from the latest survey line among all the swath data detected in step S13 (step S103).
  • the swath data on the traveling direction side of the measurement work from the survey line is selected from the swath data detected until the survey line is abandoned.
  • the sonar measurement PC 18 sets the Z coordinate of the swath data selected in step S103 to 0 (on the water surface) (step S104).
  • the sonar measurement PC 18 extracts the farthest point from the survey line from the swath data in which the Z coordinate is set to 0 in step S104 (step S105).
  • the farthest point is the coordinate farthest from the most recent survey line that has moved along, in the direction perpendicular to the most recent survey line that has moved along.
  • the sonar measurement PC 18 calculates a straight line passing through the farthest point extracted in step S105 and parallel to the reference measurement line (step S107).
  • the sonar measurement PC 18 sets the point closest to the start point of the reference survey line as the point P0 and the point closest to the end point of the reference survey line as the point PNmax + 1 on the straight line calculated in step S107 (step S109).
  • the sonar measurement PC 18 determines whether or not the survey line has been abandoned (step S111). If the survey line has been abandoned, the process proceeds to step S113. If the survey line has not been abandoned, the process proceeds to step S115. . In this embodiment, if the process proceeds from step S17 to step S19, it is determined that the survey line has been abandoned. If the process proceeds from step S15 to step S19, it is determined that the survey line has not been abandoned.
  • the sonar measurement PC 18 sets the point closest to the position of the unmanned boat 12 when the survey line is abandoned on the straight line calculated in step S107 as a point PNmax (step S113).
  • the sonar measurement PC 18 sets the point PNmax to the point PNmax + 1 (step S115) and ends the process.
  • P0 may be used as P1.
  • P2 is used as P1.
  • P0 and P2 are calculated by the same method as in the case shown in FIG. Then, on the straight line A2, a point closest to the position F of the unmanned boat 12 when the reference measurement line A1 is abandoned is set as a point P1.
  • step S29 the calculation of the survey line data in the broken line mode
  • the sonar measurement PC 18 divides the reference survey line into the same number of sections as the number of break points (variable Nmax) based on the length of the reference survey line and the number of break points (variable Nmax) set in step S201. Minutes L1 to LNmax are calculated (step S205).
  • FIGS. 15 (a) and 15 (b) for example, as shown in FIG. 15 (a), when the unmanned boat 12 reaches the end point C of the reference survey line A1 and ends the automatic navigation,
  • the survey line A1 is divided into the same number of sections as the variable Nmax, and line segments L1 to LNmax for each section are calculated.
  • FIG. 15B even when the reference survey line A1 is abandoned and the automatic navigation is terminated, the line segments L1 to LNmax are calculated by the same method as in the case shown in FIG.
  • the sonar measurement PC 18 calculates break points P1 to PNmax corresponding to the line segments L1 to LNmax (step S207).
  • step S207 calculation of the break points P1 to PNmax.
  • the sonar measurement PC 18 selects the swath data on the traveling direction side of the measurement work from the survey line among all the swath data detected in step S13 (step S301).
  • the swath data on the traveling direction side of the measurement work from the survey line is selected from the swath data detected until the survey line is abandoned.
  • the sonar measurement PC 18 sets the variable N to 1 (step S303), and selects the swath data to be used for calculation in the section of the line segment LN from the swath data on the traveling direction side of the measurement work from the survey line (step S305). .
  • the sonar measurement PC 18 determines whether or not selectable swath data exists (step S307), and if it exists, the process proceeds to step S308. If the selectable swath data does not exist due to abandonment of the survey line, the process proceeds to step S311.
  • step S308 the sonar measurement PC 18 sets the Z coordinate of the swath data selected in step S305 to 0 (on the water surface).
  • step S309 the sonar measurement PC 18 extracts the farthest point from the line segment LN from the swath data in which the Z coordinate is set to 0 in step S308. Then, the sonar measurement PC 18 sets the extracted farthest point as the point PN and sets it as the Nth break point (step S313).
  • step S311 since the farthest point cannot be extracted as in step S309, the sonar measurement PC 18 temporarily sets the coordinate value of the point PN to the specified value set in step S203.
  • the sonar measurement PC 18 determines whether or not N is smaller than Nmax (step S315). If N is smaller than Nmax, 1 is added to N (step S317), and step S317 is performed. Returning to S305, calculation of the break point is repeated. If N is not smaller than Nmax, the process is terminated.
  • all swath data E3 on the direction D of the measurement operation from the reference measurement line A1 is selected.
  • the swath data E31 to be used for the calculation in the section of the line segment L1 is selected from the swath data E3, and the Z coordinate of the swath data E31 is set to zero.
  • the farthest point in the direction perpendicular to the line segment L1 is extracted from the swath data in which the Z coordinate is set to 0, and the extracted farthest point is set as a point P1 as the first break point.
  • the sonar measurement PC 18 replaces the point PN with any of the points P1 to PNmax that are not the specified value (step S209).
  • the sonar measurement PC 18 determines whether or not the point P1 is a specified value (step S401). If the point P1 is the specified value, the process proceeds to step S403. If the point P1 is not the specified value, the process proceeds to step S405.
  • the case where the point P1 is the specified value is a case where, for example, as shown in FIG.
  • the case where the point P1 is not the specified value is a case where, for example, the survey line is abandoned on the way as shown in FIG. 16B.
  • step S403 the variable N is set to Nmax, and it is determined whether or not the point PN is a specified value (step S407). If the point PN is not the specified value, the process proceeds to step S409. If the point PN is the specified value, the point PN is replaced with the point PN + 1 (step S411), and the process proceeds to step S409. In step S409, it is determined whether or not the variable N is 1. If the variable N is not 1, 1 is subtracted from the variable N (step S413), the process returns to step S407, and the process is repeated. If the variable N is 1, the process is terminated.
  • step S405 the variable N is set to 1, and it is determined whether or not the point PN is a specified value (step S415). If the point PN is not the specified value, the process proceeds to step S417. If the point PN is a specified value, the point PN is replaced with the point PN-1 (step S419), and the process proceeds to step S417. In step S417, it is determined whether or not the variable N is Nmax. If the variable N is not Nmax, 1 is added to the variable N, and the process returns to step S415. If the variable N is Nmax, the process ends.
  • a straight line passing through the point P1 and parallel to the reference survey line is calculated, and a point closest to the start point of the reference survey line on the straight line is set as a point P0 (step S211). Then, a straight line passing through the point PNmax and parallel to the reference survey line is calculated, and a point closest to the end point of the reference survey line on the straight line is set as a point PNmax + 1 (step S213).
  • a straight line A2 passing through the point P1 and parallel to the reference measurement line A1 is calculated, and the reference measurement line A1 on the straight line A2. Let the point closest to the starting point B of the point P0. Then, a straight line A3 passing through the point PNmax and parallel to the reference measurement line A1 is calculated, and a point closest to the end point C of the reference measurement line A1 on the straight line A3 is set as a point PNmax + 1. Also in the case shown in FIG. 15B, the point P0 is calculated by the same method.
  • step S31 when the calculation of the survey line data (P0 to PNmax + 1) is completed in the parallel line mode or the polygonal line mode, points P0 to PNmax + 1 are displayed on the base station PC74, and the user visually confirms this (step S31). ). Based on the result visually confirmed, the user inputs an offset value for offset processing of the points P0 to PNmax + 1 by remotely operating the sonar measurement PC 18 (step S33). If offset processing is not performed, 0 is input. The sonar measurement PC 18 offsets the points P0 to PNmax + 1 in the direction approaching or moving away from the survey line according to the input offset value (step S35).
  • the points P0 to PNmax + 1 are offset in parallel by a distance I1 in the direction approaching the reference measurement line A1.
  • the points P0 to PNmax + 1 are offset in parallel by a distance I2 in a direction away from the reference measurement line A1.
  • the sonar measurement PC 18 determines whether or not the variable M is an odd number (step S37). If the variable M is an odd number, a line connecting points P0 to PNmax + 1 in the reverse order is set as the next survey line (step S39). That is, the unmanned boat 12 moves from the point PNmax + 1 as the start point and the point P0 as the end point on the next survey line obtained in step S39. On the other hand, if the variable M is not an odd number, the line connected in the order of P0 to PNmax + 1 is set as the next survey line (step S41). That is, the unmanned boat 12 moves from the point P0 as the start point and the point PNmax + 1 as the end point on the next survey line obtained in step S41.
  • the sonar measurement PC 18 sets the next measurement line for the unmanned boat 12 to move along the swath data detected by the sonar measurement PC 18, the sonar 20, and the positioning device 30.
  • the sonar measurement PC 18 sets a straight line passing through the farthest point and parallel to the reference measurement line as the next measurement line.
  • the sonar measurement PC 18 uses the polygonal line obtained by connecting the farthest points as the next measurement line.
  • the sonar measurement PC 18 determines whether or not the survey line has been abandoned (step S43), and if not abandoned, adds 1 to the variable M (step S45) and returns to step S11.
  • the point P1 closest to the position of the unmanned boat 12 when the survey line is abandoned is the starting point of the next survey line, and the survey line data is calculated in the broken line mode.
  • the point PN closest to the position of the unmanned boat 12 when the survey line is abandoned is set as the start point of the next survey line (step S47). That is, when the survey line is abandoned, the start point of the next survey line is not the point P0 or the point PNmax + 1, but the point P1 in the parallel line mode and the point PN in the broken line mode.
  • the point P1 becomes the starting point of the next survey line, and the unmanned boat 12 moves toward the point P0.
  • the point P3 becomes the starting point of the next survey line, and the unmanned boat 12 moves in the order of the point P2, the point P1, and the point P0.
  • 1 is added to the variable M (step S45), and the process returns to step S11.
  • the sonar measurement PC 18 repeatedly executes swath data detection and setting of the next survey line.
  • swath data including the three-dimensional position of the terrain is detected while the unmanned boat 12 is moving along the survey line, and the unmanned boat 12 is moved to move based on the swath data.
  • Set the survey line since the next survey line can be set after the unmanned boat 12 passes the survey line, it is not necessary to determine in advance the next route for the unmanned boat 12 to travel.
  • the next survey line can be set based on the acquired swath data, that is, considering the terrain data near the survey line where the unmanned boat 12 is moving, the survey line can be set appropriately without preparing the terrain information in advance. it can. As a result, even if the terrain has unevenness, the terrain data can be acquired without waste while maintaining a proper overlap without omission, and the terrain can be observed efficiently and accurately.
  • the next survey line can be set every time the unmanned boat 12 passes the survey line, it is not necessary to determine in advance the entire route that the unmanned boat 12 should travel. Further, since the next survey line can be set based on the acquired swath data, that is, taking into consideration the two-dimensional position and depth of the terrain near the survey line where the unmanned boat 12 is moving, without preparing the terrain information in advance.
  • the survey line can be set appropriately. Thereby, even if the terrain includes a shallow place and a deep place, the terrain data can be acquired without waste while maintaining an appropriate overlap without omission, and the terrain can be observed efficiently and accurately.
  • the sonar measurement PC 18 extracts the farthest point for the survey line from the two-dimensional position included in the swath data, and sets the line passing through the farthest point as the next survey line. In this way, by setting the line passing through the farthest point where swath data is detected as the next measurement line, it is possible to observe the terrain without waste while maintaining a proper overlap without leakage.
  • the sonar measurement PC 18 uses the straight line passing through the farthest point and parallel to the reference measurement line as the next measurement line in the parallel line mode. By setting such a parallel straight line as the next survey line, the next survey line can be easily set, and the terrain can be observed without omission.
  • the sonar measurement PC 18 sets the number of broken points, divides the measured lines into line segments L1 to LNmax based on the number of broken points, and includes the two-dimensional position included in each swath data corresponding to the line segments L1 to LNmax.
  • the farthest point with respect to the survey line is extracted, and the polygonal line obtained by connecting the extracted farthest points is set as the next survey line.
  • the PC 18 for sonar measurement offsets the next survey line toward or away from the survey line, so that it is possible to observe the topography without waste while maintaining a proper overlap without leaking.
  • the sonar measurement PC 18 can select either the parallel line mode in which the next measurement line set by the sonar measurement PC 18 is a parallel line parallel to the measurement line or the polygonal line mode in which the next measurement line is a polygonal line. Can be observed.
  • the sonar measurement PC 18 When the sonar measurement PC 18 indicates that the swath data is shallower than the first threshold value regarding the depth, the sonar measurement PC 18 does not execute the setting of the next survey line, so that the unmanned boat 12 is prevented from contacting the ground in advance. can do.
  • the sonar measurement PC 18 When the sonar measurement PC 18 indicates that the swath data is shallower than the second threshold regarding depth, the sonar measurement PC 18 terminates the movement of the unmanned boat 12 along the survey line, and executes setting of the next survey line by the sonar measurement PC 18. Is executed based on swath data detected until the movement of the unmanned boat 12 in the survey line is completed, so that it is possible to continue to observe the terrain while avoiding the unmanned boat 12 from touching the ground.
  • the mobile system 10 is preferably used for collecting the underwater terrain data.
  • the sonar measurement PC 18, the sonar 20, and the positioning device 30 correspond to the detection unit.
  • the present invention is not limited to this, and for example, only the sonar measurement PC 18 and the sonar 20 or the sonar 20 It may correspond to a detection unit.
  • the base station PC 74 includes the setting unit, the control unit, and the selection unit. It may correspond to.
  • a point that is farthest from the latest survey line that has been moved in the direction perpendicular to the latest survey line that has been moved along is extracted.
  • the present invention is not limited to this.
  • a point that is farthest from the most recent survey line that has moved along the direction perpendicular to the survey line (reference survey line) set at the time of initial setting may be extracted.
  • the most recent point may be extracted from the most recent survey line that has moved along the direction perpendicular to. Further, a predetermined point between the nearest point and the farthest point may be extracted. It may be difficult to calculate a line passing through the point closest to the survey line. In this case, for example, a straight line passing through the farthest point H is offset as shown in FIG. A straight line passing through J can also be calculated.
  • the straight line parallel to the reference survey line is set as the next survey line.
  • the present invention is not limited to this.
  • a straight line parallel to the latest survey line may be used as the next survey line.
  • the sonar measurement PC 18 may have a function of smoothing the broken line calculated in the broken line mode. In this case, the unmanned boat 12 can be moved smoothly along the survey line.
  • the sonar measurement PC 18 may automatically perform processing instead of the user.
  • the sonar measurement PC 18 does not execute the setting of the next survey line by the sonar measurement PC 18 when the swath data indicates that it is shallower than the first threshold value regarding the depth has been described. Not.
  • the sonar measurement PC 18 may end the movement of the unmanned boat 12 or issue a warning when the swath data indicates that it is shallower than the first threshold regarding depth. In this case, good movement of the unmanned boat 12 can be ensured.
  • the present invention is not limited to this, and a helicopter or an aircraft that moves in the air is used as the moving body.
  • the swath data on land may be detected.
  • the three-dimensional position includes a two-dimensional position and a height. Height refers to the vertical distance from land to a helicopter or aircraft.

Landscapes

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Abstract

移動体システム１０は、無人艇１２とソナー計測用ＰＣ１８とソナー２０とを備える。ソナー計測用ＰＣ１８およびソナー２０はスワスデータを検出し、ソナー計測用ＰＣ１８は、検出されたスワスデータに基づいて次の測線を設定する。ソナー計測用ＰＣ１８およびソナー２０によるスワスデータの検出とソナー計測用ＰＣ１８による次の測線の設定とを繰り返し実行する。ソナー計測用ＰＣ１８は、次の測線を測線に平行な平行線にする平行線モードかもしくは折れ線にする折れ線モードかを選択し、平行線モードでは測線に対する最遠ポイントを通りかつ測線と平行な直線を次の測線とし、折れ線モードでは測線を区分した線分に対応する各最遠ポイントを結んだ折れ線を次の測線とする。

Description

移動体システム
　この発明は移動体システムに関し、より特定的には湖底または海底等の水底の地形データ収集用の無人艇システムなどの移動体システムに関する。
　この種の従来技術の一例が特許文献１において開示されている。
　特許文献１には、移動体および経路決定装置を含む自律移動体システムが開示されている。移動体は、所定の観測機能を有し、経路決定装置は、表示部、操作部、観測領域設定部および経路決定部を含む。表示部は、移動体による観測領域を設定するための観測領域設定画像を画面に表示し、使用者による操作部の操作により、観測領域設定画像上に点および直線が描画される。観測領域設定部は、観測領域設定画像上に描画された点および直線の両端部を通る線を表す関数に基づいて観測領域を設定し、経路決定部は、設定された観測領域内で移動体が移動すべき経路を決定する。
特許第５８８５７０７号公報
　このような特許文献１では、移動体が移動する前に、移動体が移動すべき経路を予め決定する必要があり、特許文献１の図７に示す実施形態では、観測領域内で観測されない範囲が発生することなく、移動体が効率的にかつ精度よく観測できるように、観測ピッチが可変的に設定されるが、そのためには予め観測領域における水深などの地形情報が必要であった。
　それゆえにこの発明の主たる目的は、予め地形情報を必要とすることなく効率的にかつ精度よく地形を観測可能な、移動体システムを提供することである。
　この発明の或る見地によれば、測線に沿って移動可能な移動体と、移動体が測線に沿って移動中に、地形の３次元位置を含むスワスデータを検出する検出部と、検出部によって検出されたスワスデータに基づいて、移動体が沿って移動するための次の測線を設定する設定部と、検出部によるスワスデータの検出と設定部による次の測線の設定とを実行させる制御部とを備える、移動体システムが提供される。
　この発明によれば、移動体が測線に沿って移動中に、地形の３次元位置を含むスワスデータを検出し、そのスワスデータに基づいて、移動体が移動するための次の測線を設定する。このように、移動体が測線を通過した後に次の測線を設定できるので、移動体の進むべき次の経路を予め決定しておく必要がない。また、取得したスワスデータに基づいて、すなわち移動体が移動している測線付近の地形データを考慮しながら、次の測線を設定できるので、地形情報を予め準備せずとも、測線を適切に設定できる。これにより、凹凸が混在する地形であっても、漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形データを取得でき、効率的にかつ精度よく地形を観測できる。
　好ましくは、３次元位置は、２次元位置および深さを含み、制御部は、検出部によるスワスデータの検出と設定部による次の測線の設定とを繰り返し実行する。この場合、移動体が測線に沿って移動中に、地形の２次元位置および深さを含むスワスデータを検出し、そのスワスデータに基づいて、移動体が移動するための次の測線を設定する。そして、この処理を繰り返す。このように、移動体が測線を通過する度に次の測線を設定できるので、移動体の進むべき経路全体を予め決定しておく必要がない。また、取得したスワスデータに基づいて、すなわち移動体が移動している測線付近の地形の２次元位置および深さを考慮しながら、次の測線を設定できるので、地形情報を予め準備せずとも、測線を適切に設定できる。これにより、浅い場所と深い場所とが混在する地形であっても、漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形データを取得でき、効率的にかつ精度よく地形を観測できる。
　また好ましくは、設定部は、スワスデータに含まれる２次元位置の中から測線に対する最近ポイントと最遠ポイントとの間の所定ポイントを抽出し、所定ポイントを通る線を次の測線とする。このようにスワスデータを検出した所定ポイントを通る線を次の測線とすることによって、さらに漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形を観測できる。ここで、所定ポイントは、最近ポイントまたは最遠ポイントであってもよい。
　さらに好ましくは、設定部は、所定ポイントを通りかつ測線に平行な直線を次の測線とする。このような平行な直線を次の測線とすることによって、次の測線を容易に設定でき、漏れなく地形を観測できる。
　好ましくは、設定部は、折れ点数を設定し、折れ点数に基づいて測線を線分に区分し、線分に対応するスワスデータ毎に含まれる２次元位置の中から測線に対する最近ポイントと最遠ポイントとの間の所定ポイントを抽出し、抽出された各所定ポイントを結んで得られる折れ線を次の測線とする。このような折れ線を次の測線とすることによって、さらに適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形を観測できる。
　さらに好ましくは、設定部は、次の測線を測線に近づける方向または遠ざける方向にオフセットする。この場合、さらに漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形を観測できる。
　好ましくは、設定部によって設定される次の測線を測線に平行な平行線にする平行線モードかそれとも折れ線にする折れ線モードかのいずれかを選択する選択部をさらに含む。この場合、状況に適した地形の観測が可能となる。
　また好ましくは、制御部は、スワスデータが深さに関する第１の閾値より浅いことを示すとき、移動体の移動を終了させるかまたは警告を発する。この場合、移動体の良好な移動を確保できる。
　さらに好ましくは、制御部は、スワスデータが深さに関する第１の閾値より浅いことを示すとき、設定部による次の測線の設定を実行しない。この場合、移動体が地面に接触することを事前に回避することができる。
　好ましくは、制御部は、スワスデータが深さに関する第２の閾値より浅いことを示すとき、測線に沿った移動体の移動を終了させ、設定部による次の測線の設定を実行する場合には、測線において移動体の移動が終了するまでに検出されたスワスデータに基づいて実行する。この場合、移動体が地面に接触することを回避しながら、地形の観測を継続することができる。
　また好ましくは、移動体は水上を移動し、検出部は水中のスワスデータを検出する。この発明は、水中の地形データの収集に好適に用いられる。
　この発明によれば、予め地形情報を必要とすることなく効率的にかつ精度よく地形を観測可能な、移動体システムが得られる。
この発明の一実施形態に係る移動体システムを示す斜視図である。 無人艇の内部構造を示す斜視図である。 無人艇を下方から見た斜視図である。 スワスデータ検出時の無人艇を示す概略図である。 図１の移動体システムを示すブロック部である。 移動体システムの初期設定の動作の一例を示すフロー図である。 無人艇の自動航行の動作の一例を示すフロー図である。 図７の動作の続きを示すフロー図である。 平行線モードでの測線データ算出の動作の一例を示すフロー図である。 折れ線モードでの測線データ算出の動作の一例を示すフロー図である。 折れ線モードでの測線データ算出における折れ点算出の動作の一例を示すフロー図である。 折れ線モードでの測線データ算出における折れ点置き換えの動作の一例を示すフロー図である。 （ａ）は測線を示す概略図であり、（ｂ）は測線に沿って移動中の無人艇を示す概略図であり、（ｃ）は無人艇が測線の終点に位置している状態を示す概略図であり、（ｄ）は無人艇が測線を途中で放棄した状態を示す概略図である。 平行線モードでの測線データ算出を示す概略図であり、（ａ）は無人艇が測線の終点まで移動した場合を示し、（ｂ）は無人艇が測線を途中で放棄した場合を示す。 折れ線モードでの測線データ算出を示す概略図であり、（ａ）は無人艇が測線の終点まで移動した場合を示し、（ｂ）は無人艇が測線を途中で放棄した場合を示す。 折れ線モードでの測線データ算出を示す概略図であり、（ａ）は復路において測線を放棄した場合を示し、（ｂ）は往路において測線を放棄した場合を示す。 （ａ）は平行線モードでの測線データ算出において次の測線をオフセットした場合を示し、（ｂ）は折れ線モードでの測線データ算出において次の測線をオフセットした場合を示す。
　以下、図面を参照してこの発明の好ましい実施形態について説明する。
　図１を参照して、この発明の一実施形態に係る移動体システム１０は、水上を移動する無人艇１２および基地局１４を含む。なお、この発明の実施形態における、前後、左右、上下とは、無人艇１２を基準とした前後、左右、上下を意味する。また、この発明の実施形態では、無人艇１２が移動体に相当する。
　図１～図３を参照して、無人艇１２は、艇体１６、ソナー計測用ＰＣ１８、ソナー２０、自動航行コントローラ２２、船外機２４、バッテリ２６、発電機２８、測位装置３０、および無線ＬＡＮアンテナ３２ａ，３２ｂを含む。
　艇体１６は、前後方向に延び、本体部３４およびカバー部３６を有する。本体部３４は、下方に向かって凹むように形成される。また、本体部３４の底部３８の前後方向の中央よりもやや前方には、略Ｔ字状の穴４０が形成される。カバー部３６は、本体部３４の上方に取り付けられる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、カバー部３６の前後方向の中央よりもやや前方に設けられる。
　ソナー２０は、ヘッド４２および船上ユニット４４を有する。ヘッド４２は、本体部３４の前後方向の中央よりもやや前方において、ヘッド４２の下部が穴４０から露出するように設けられる。図４をも参照して、ヘッド４２は、湖底に向かって略扇状のマルチビームを発射し、湖底までの距離等を計測する。船上ユニット４４は、ヘッド４２よりも上方において、後述するＧＰＳ受信部５６の上部に取り付けられる。船上ユニット４４は、ソナー計測用ＰＣ１８、ヘッド４２およびＧＰＳ受信部５６に電気的に接続され、ソナー計測用ＰＣ１８、ヘッド４２およびＧＰＳ受信部５６が、相互に情報の送受信を行えるようにする。
　自動航行コントローラ２２は、本体部３４の前後方向の中央よりもやや後方に取り付けられる制御箱４６内に格納される。
　船外機２４は、主機ドライバ４８および操舵サーボドライバ５０を有し、本体部３４の後端部に取り付けられる。主機ドライバ４８は、船外機２４のスクリュー５２を回転させるために船外機２４の上部に位置する。主機ドライバ４８としては、たとえば、モータが用いられる。操舵サーボドライバ５０は、船外機２４を左右に回動させるために主機ドライバ４８の下方に位置する。
　バッテリ２６は、本体部３４の後部に設けられる。
　発電機２８は、カバー部３６の後部に設けられる。
　測位装置３０は、ＧＰＳアンテナ５４ａ，５４ｂ、ＧＰＳ受信部５６および姿勢センサ５８を有する。ＧＰＳアンテナ５４ａは、カバー部３６の前部に取り付けられる支柱６０の上端部に設けられ、ＧＰＳアンテナ５４ｂは、カバー部３６の後部に取り付けられる支柱６２の上端部に設けられる。ＧＰＳアンテナ５４ａ，５４ｂは、ＧＰＳ衛星６４（図５参照）からのＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信部５６は、本体部３４の前後方向の中央よりもやや前方において、ヘッド４２の上方に設けられる平板６６上に取り付けられる。ＧＰＳ受信部５６は、ＧＰＳアンテナ５４ａ，５４ｂが受信したＧＰＳ信号に基づいて、無人艇１２の位置および向きを算出する。姿勢センサ５８は、ヘッド４２の前方において本体部３４に取り付けられ、無人艇１２の傾きを検出する。
　無線ＬＡＮアンテナ３２ａは、支持部材６８を介して支柱６０に取り付けられ、無線ＬＡＮアンテナ３２ｂは、支持部材７０を介して支柱６２に取り付けられる。
　基地局１４は、基地局ＰＣ７４、無線ＬＡＮルータ７６および無線ＬＡＮアンテナ７８を含み、たとえば、陸上に設置される。
　図５を参照して、移動体システム１０の電気的構成について説明する。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、無人艇１２が沿って移動するための測線を設定する機能を有する。測線とは、無人艇１２がソナー２０で計測しながら移動する際に、移動の目標とする水面上の仮想線である。また、ソナー計測用ＰＣ１８は、ソナー２０（船上ユニット４４）に接続され、ソナー２０（ヘッド４２）によって計測された計測データおよび測位装置３０によって算出された無人艇１２の位置情報に基づいて、湖底の地形を表す３次元位置を含むスワスデータを算出する機能を有する。さらに、ソナー計測用ＰＣ１８は、算出したスワスデータに基づいて、無人艇１２が沿って移動するための次の測線を設定する機能を有する。また、ソナー計測用ＰＣ１８は、ソナー２０（船上ユニット４４）を介して測位装置３０に接続されており、無人艇１２の位置情報を取得することができる。さらに、ソナー計測用ＰＣ１８は、測位系ネットワークハブ８０を介しても測位装置３０に接続されており、これによって測位装置３０の設定の変更等を行うことができる。
　自動航行コントローラ２２は、測位系ネットワークハブ８０を介して測位装置３０に接続され、無人艇ネットワークハブ８２を介してソナー計測用ＰＣ１８に接続される。自動航行コントローラ２２は、測位装置３０から得られる無人艇１２の位置および向きの情報と、ソナー計測用ＰＣ１８から得られる無人艇１２が沿って移動するための測線の情報とに基づいて、無人艇１２を測線に沿って移動させる。自動航行コントローラ２２は、主機ドライバ４８、操舵サーボドライバ５０およびバッテリ２６にも接続される。自動航行コントローラ２２、主機ドライバ４８、操舵サーボドライバ５０およびバッテリ２６は、たとえばコントローラエリアネットワーク（Controller Area Network：ＣＡＮ）を介して、接続される。自動航行コントローラ２２は、無人艇１２を測線に沿って移動させるとき、主機ドライバ４８を作動させることによってスクリュー５２（図１参照）を回転させ、無人艇１２を前進させる。また、自動航行コントローラ２２は、操舵サーボドライバ５０を作動させることによって無人艇１２を左右に旋回させる。自動航行コントローラ２２は、無人艇１２の移動を終了させるとき、主機ドライバ４８および操舵サーボドライバ５０を停止する。
　基地局ＰＣ７４とソナー計測用ＰＣ１８および自動航行コントローラ２２とは、無線ＬＡＮルータ７６および無線ＬＡＮアンテナ７８と、無線ＬＡＮルータ８４および無線ＬＡＮアンテナ３２ａ，３２ｂとを介して、相互に通信可能となる。したがって、基地局ＰＣ７４とソナー計測用ＰＣ１８との間でデータの送受信等を行える他、基地局ＰＣ７４を用いてソナー計測用ＰＣ１８および自動航行コントローラ２２を遠隔操作することができる。
　なお、この実施形態では、ソナー計測用ＰＣ１８とソナー２０と測位装置３０とが、検出部に相当する。また、ソナー計測用ＰＣ１８が、設定部、制御部および選択部に相当する。
　以下、移動体システム１０の動作について説明する。
　図５および図６を参照して、ソナー計測用ＰＣ１８を用いて移動体システム１０の初期設定を行う。このとき、ユーザーは、基地局ＰＣ７４を用いてソナー計測用ＰＣ１８を遠隔操作することによって、基地局１４に居ながら移動体システム１０の初期設定を行うことができる。まず、無人艇１２が最初に沿って移動するための測線を作成する（ステップＳ１）。この実施形態では、無人艇１２が最初に沿って移動するための測線を基準測線という。たとえば、図１３（ａ）を参照して、基準測線Ａ１を作成するときは、水面上における始点ＢのＸ座標とＹ座標、および終点ＣのＸ座標とＹ座標を設定し、始点Ｂと終点Ｃとを結んだ直線を基準測線Ａ１とすることができる。基準測線を作成した後は、基準測線に対するソナー２０による計測作業の進行方向を設定する（ステップＳ３）。たとえば、図１３（ａ）に示すように、基準測線Ａ１に対する計測作業の進行方向Ｄを設定する。進行方向Ｄは、次の測線を設定する方向でもある。計測作業の進行方向を設定した後は、計測作業を終了するか否かの判定の基準となる深さを示す第１閾値を設定する（ステップＳ５）。第１閾値を設定した後は、無人艇１２が現在沿って移動中の測線を途中で放棄するか否かの判定の基準となる深さを示す第２閾値を設定する（ステップＳ７）。ここで、「測線を途中で放棄する」とは、無人艇１２が測線の終点まで辿り着く前に、無人艇１２の測線に沿った移動を終了することをいう。測線を放棄した位置から測線の終点までの区間は、計測作業を行わない。たとえば、図１３（ｄ）を参照して、無人艇１２が、基準測線Ａ１に沿って移動中に第２閾値よりも浅いスワスデータＥ２を検出した場合、無人艇１２は、基準測線Ａ１に沿った移動を終了する、すなわち基準測線Ａ１を途中で放棄する。そして、基準測線Ａ１を放棄した位置Ｆから基準測線Ａ１の終点Ｃまでの区間Ｇについては計測作業を行わない。
　図５および図７を参照して、初期設定（ステップＳ１～Ｓ７）を行った後、ユーザーは、基地局ＰＣ７４を用いてソナー計測用ＰＣ１８を遠隔操作することによって、計測作業開始の操作を行う。たとえば、ソナー計測用ＰＣ１８の画面上に表示された計測作業開始のボタンをクリックする。計測作業開始の操作を行うと、ソナー計測用ＰＣ１８は、変数Ｍを１とし（ステップＳ９）、自動航行コントローラ２２に自動航行開始の指示を与える。
　自動航行開始の指示を受けた自動航行コントローラ２２は、主機ドライバ４８および操舵サーボドライバ５０を作動させ、無人艇１２を測線に沿って移動させる（ステップＳ１１）。
　図４をも参照して、無人艇１２が測線に沿って移動を開始すると、ソナー２０は、ヘッド４２から湖底（水中）に向かってマルチビームを照射し、湖底までの距離等の計測を開始する。そして、ソナー計測用ＰＣ１８は、ソナー２０によって計測された計測データおよび測位装置３０によって算出された無人艇１２の位置情報に基づいて、湖底の地形を表す３次元位置を含むスワスデータを検出する（ステップＳ１３）。湖底の地形を表す３次元位置とは、２次元位置および深さを含み、２次元位置はＸ座標およびＹ座標で示され、深さはＺ座標で示される。ここで、２次元位置とは、ユニバーサル横メルカトル図法の座標をいい、深さとは、水面から湖底までの鉛直方向の距離をいう。このように、この実施形態では、無人艇１２が測線に沿って移動中に、ソナー計測用ＰＣ１８とソナー２０と測位装置３０とによって、地形を表す３次元位置を含む水中のスワスデータを検出する。
　スワスデータを検出すると、ソナー計測用ＰＣ１８は、測位装置３０によって算出された無人艇１２の位置情報と、無人艇１２が沿って移動中の測線の情報とに基づいて、無人艇１２が測線の終点に位置しているか否かを判定する（ステップＳ１５）。無人艇１２が測線の終点に位置していなければステップＳ１７に進み、無人艇１２が測線の終点に位置していればステップＳ１９に進む。
　ステップＳ１７では、ソナー計測用ＰＣ１８が、ステップＳ１３で検出されたスワスデータのうち、第２閾値よりも浅いスワスデータがあるか否かを判定する。第２閾値よりも浅いスワスデータがあればステップＳ１９に進み、第２閾値よりも浅いスワスデータがなければステップＳ１３に戻ってスワスデータの検出を行う。なお、この実施形態では、ステップＳ１７からステップＳ１９に進んだ場合、測線を途中で放棄したことを示す。
　ステップＳ１９では、ソナー計測用ＰＣ１８が、自動航行コントローラ２２に自動航行終了（測線に沿った移動の終了）の指示を与え、スワスデータの検出を終了する。ソナー計測用ＰＣ１８から指示を受けた自動航行コントローラ２２は、主機ドライバ４８および操舵サーボドライバ５０を停止させ、無人艇１２の移動を終了させる。
　図１３（ｂ）～（ｄ）を参照して、たとえば、無人艇１２を基準測線Ａ１の始点Ｂから終点Ｃに向かって移動させ、図１３（ｂ）に示すように、無人艇１２が基準測線Ａ１の終点Ｃに位置しておらずかつ第２閾値よりも浅いスワスデータが検出されていない場合は、基準測線Ａ１に沿って移動しながらスワスデータＥの検出を繰り返し行う。図１３（ｃ）に示すように、無人艇１２が基準測線Ａ１の終点Ｃまで辿り着いた場合は、基準測線Ａ１に沿った移動およびスワスデータＥの検出を終了する。図１３（ｄ）に示すように、第２閾値よりも浅いスワスデータＥ２が検出された場合には、基準測線Ａ１を途中で放棄し、基準測線Ａ１に沿った移動およびスワスデータＥの検出を終了する。
　スワスデータの検出が終了すると、ソナー計測用ＰＣ１８が、ステップＳ１３で検出されたスワスデータのうち、第１閾値よりも浅いスワスデータがあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。第１閾値よりも浅いスワスデータがあれば、次の測線の設定を実行せず、計測作業を終了する。第１閾値よりも浅いスワスデータがなければ、ステップＳ２３に進む。たとえば、図１３（ｃ）に示すように、第１閾値よりも浅いスワスデータＥ１が検出されていた場合は、次の測線を設定することなく、計測作業を終了する。
　ステップＳ２３では、ユーザーが基地局１４からソナー計測用ＰＣ１８を遠隔操作することによって、ソナー計測用ＰＣ１８は、次の測線を、基準測線に平行な平行線にする平行線モードか、それとも折れ線にする折れ線モードかを選択する。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ２３で選択されたモードが折れ線モードか否かを判定する（ステップＳ２５）。選択されたモードが折れ線モードでなければ、ステップＳ２７に進み、選択されたモードが折れ線モードであれば、ステップＳ２９に進む。
　図５、図７および図９を参照して、平行線モードの測線データ算出（ステップＳ２７）について説明する。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、変数Ｎｍａｘを１とし（ステップＳ１０１）、ステップＳ１３で検出した全てのスワスデータのうち、直近の測線から計測作業の進行方向側にあるスワスデータを全て選択する（ステップＳ１０３）。ここで、直近の測線を途中で放棄した場合には、測線を放棄するまでに検出されたスワスデータのうち、測線から計測作業の進行方向側にあるスワスデータを選択する。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ１０３で選択されたスワスデータのＺ座標を０（水面上）に設定する（ステップＳ１０４）。ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ１０４でＺ座標が０に設定されたスワスデータのうち、測線からの最遠ポイントを抽出する（ステップＳ１０５）。この実施形態では、最遠ポイントは、沿って移動していた直近の測線に対して垂直な方向において、沿って移動していた直近の測線から最も遠い座標である。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ１０５で抽出された最遠ポイントを通り、基準測線に平行な直線を算出する（ステップＳ１０７）。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ１０７で算出された直線上で、基準測線の始点から最も近い点を点Ｐ０とし、基準測線の終点から最も近い点を点ＰＮｍａｘ＋１とする（ステップＳ１０９）。ここで、ステップＳ１０１において変数Ｎｍａｘ＝１としているので、ＰＮｍａｘ＋１＝Ｐ２となる。
　そして、ソナー計測用ＰＣ１８は、測線を途中で放棄したか否かを判定し（ステップＳ１１１）、測線を途中で放棄していればステップＳ１１３に進み、測線を放棄していなければステップＳ１１５に進む。この実施形態では、ステップＳ１７からステップＳ１９に進んでいれば測線を途中で放棄したと判定し、ステップＳ１５からステップＳ１９に進んでいれば測線を放棄していないと判定する。
　測線を途中で放棄している場合、ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ１０７で算出した直線上において、測線を放棄したときの無人艇１２の位置から最も近い点を点ＰＮｍａｘとして（ステップＳ１１３）、処理を終了する。ここで、変数Ｎｍａｘ＝１より、ＰＮｍａｘ＝Ｐ１となる。
　一方、測線を途中で放棄していない場合、ソナー計測用ＰＣ１８は、点ＰＮｍａｘを点ＰＮｍａｘ＋１として（ステップＳ１１５）、処理を終了する。ここで、変数Ｎｍａｘ＝１より、Ｐ１＝Ｐ２となる。すなわち、測線を途中で放棄していない場合、ステップＳ１１３で設定されたＰ１に相当する値は存在しないので、図８のステップＳ３９，Ｓ４１の処理を適切に実行できるように、Ｐ１としてＰ２を用いる。ここで、Ｐ１としてＰ０を用いてもよい。
　図１４（ａ）および（ｂ）を参照して、たとえば、図１４（ａ）に示すように、無人艇１２が基準測線Ａ１の終点Ｃまで辿り着いて自動航行を終了した場合には、基準測線Ａ１よりも計測作業の進行方向Ｄ側（右側）にあるスワスデータＥ３を全て選択する。そして、スワスデータＥ３の中から最遠ポイントＨを抽出し、最遠ポイントＨを通りかつ基準測線Ａ１に平行な直線Ａ２を算出する。直線Ａ２上で基準測線Ａ１の始点Ｂから最も近い点を点Ｐ０とし、直線Ａ２上で基準測線Ａ１の終点Ｃから最も近い点を点Ｐ２とする。最後にＰ１としてＰ２を用いる。図１４（ｂ）に示すように、基準測線Ａ１を途中で放棄して自動航行を終了した場合には、図１４（ａ）に示す場合と同様の方法でＰ０とＰ２とを算出する。そして、直線Ａ２上において、基準測線Ａ１を放棄したときの無人艇１２の位置Ｆから最も近い点を点Ｐ１とする。
　図５、図７および図１０を参照して、折れ線モードの測線データ算出（ステップＳ２９）について説明する。
　ユーザーは、基地局１４からソナー計測用ＰＣ１８を遠隔操作して、次の測線の折れ点数として変数Ｎｍａｘを設定する（ステップＳ２０１）。また、ユーザーは、後述する図１１に示すステップＳ３１１で使用する規定値を設定する（ステップＳ２０３）。規定値としては、水面上の任意のＸ座標およびＹ座標を設定すればよく、たとえば、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，０）とする。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、基準測線の長さと、ステップＳ２０１で設定された折れ点数（変数Ｎｍａｘ）とに基づいて、基準測線を折れ点数（変数Ｎｍａｘ）と同じ数の区間に分け、区間ごとの線分Ｌ１～ＬＮｍａｘを算出する（ステップＳ２０５）。
　図１５（ａ）および（ｂ）を参照して、たとえば、図１５（ａ）に示すように、無人艇１２が基準測線Ａ１の終点Ｃまで辿り着いて自動航行を終了した場合には、基準測線Ａ１を変数Ｎｍａｘと同じ数の区間に分け、区間ごとの線分Ｌ１～ＬＮｍａｘを算出する。図１５（ｂ）に示すように、基準測線Ａ１を途中で放棄して自動航行を終了した場合にも、図１５（ａ）に示す場合と同様の方法で線分Ｌ１～ＬＮｍａｘを算出する。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、線分Ｌ１～ＬＮｍａｘを算出すると、各線分Ｌ１～ＬＮｍａｘに対応する折れ点Ｐ１～ＰＮｍａｘを算出する（ステップＳ２０７）。
　図１１を参照して、折れ点Ｐ１～ＰＮｍａｘの算出（ステップＳ２０７）について説明する。ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ１３で検出した全てのスワスデータのうち、測線から計測作業の進行方向側にあるスワスデータを選択する（ステップＳ３０１）。ここで、測線を途中で放棄した場合には、測線を放棄するまでに検出されたスワスデータのうち、測線から計測作業の進行方向側にあるスワスデータを選択する。
　ついで、ソナー計測用ＰＣ１８は、変数Ｎを１とし（ステップＳ３０３）、測線から計測作業の進行方向側にあるスワスデータのうち、線分ＬＮの区間において計算に用いるべきスワスデータを選択する（ステップＳ３０５）。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、選択可能なスワスデータが存在するか否かを判定し（ステップＳ３０７）、存在する場合、ステップＳ３０８に進む。測線を途中で放棄したことによって、選択可能なスワスデータが存在しない場合、ステップＳ３１１に進む。
　ステップＳ３０８では、ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ３０５で選択されたスワスデータのＺ座標を０（水面上）に設定する。ステップＳ３０９では、ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ３０８でＺ座標が０に設定されたスワスデータのうち、線分ＬＮからの最遠ポイントを抽出する。そして、ソナー計測用ＰＣ１８は、抽出した最遠ポイントを点ＰＮとし、Ｎ番目の折れ点とする（ステップＳ３１３）。
　一方、ステップＳ３１１では、ステップＳ３０９のように最遠ポイントを抽出することができないので、ソナー計測用ＰＣ１８は、点ＰＮの座標値を一時的にステップＳ２０３で設定しておいた規定値とする。
　このようにして点ＰＮを算出すると、ソナー計測用ＰＣ１８は、ＮがＮｍａｘより小さいか否かを判定し（ステップＳ３１５）、ＮがＮｍａｘより小さければＮに１を加えて（ステップＳ３１７）、ステップＳ３０５に戻り、折れ点の算出を繰り返し行う。ＮがＮｍａｘより小さくなければ処理を終了する。
　図１５（ａ）および（ｂ）を参照して、たとえば、図１５（ａ）に示す場合には、基準測線Ａ１から計測作業の進行方向Ｄ側にあるスワスデータＥ３を全て選択する。そして、まず、スワスデータＥ３のうち線分Ｌ１の区間において計算に用いるべきスワスデータＥ３１を選択し、スワスデータＥ３１のＺ座標を０に設定する。ついで、Ｚ座標が０に設定されたスワスデータのうち、線分Ｌ１に対して垂直な方向における最遠ポイントを抽出し、抽出した最遠ポイントを点Ｐ１とし、１番目の折れ点とする。これを線分Ｌ２～ＬＮｍａｘの区間についても同様に行い、スワスデータＥ３２～Ｅ３Ｎｍａｘに基づいて点Ｐ２～ＰＮｍａｘをそれぞれ算出する。図１５（ｂ）に示す場合には、線分Ｌ１～Ｌ３の区間については、図１５（ａ）に示す場合と同様に処理を行う。線分Ｌ４～ＬＮｍａｘの区間Ｇについては、選択可能なスワスデータが存在せず、点Ｐ４～ＰＮｍａｘを算出できない。したがって、点Ｐ４～ＰＮｍａｘの座標値を、一時的に規定値とする。
　図１０に戻って、ソナー計測用ＰＣ１８は、ステップＳ２０７において一時的に規定値とされた点ＰＮがある場合、点ＰＮを規定値ではない点Ｐ１～ＰＮｍａｘのいずれかに置き換える（ステップＳ２０９）。
　図１２および図１６を参照して、点Ｐ１～ＰＮｍａｘへの置き換えについて説明する。
　まず、ソナー計測用ＰＣ１８は、点Ｐ１が規定値か否かを判定する（ステップＳ４０１）。点Ｐ１が規定値であれば、ステップＳ４０３に進む。点Ｐ１が規定値でなければ、ステップＳ４０５に進む。ここで、点Ｐ１が規定値の場合とは、たとえば図１６（ａ）に示すように、復路において測線を途中で放棄した場合である。点Ｐ１が規定値でない場合とは、たとえば図１６（ｂ）に示すように、往路において測線を途中で放棄した場合である。なお、点Ｐ０側から点ＰＮｍａｘ＋１側（始点Ｂ側から終点Ｃ側）に向かって移動する場合が往路であり、点ＰＮｍａｘ＋１側から点Ｐ０側に向かって移動する場合が復路である。
　ステップＳ４０３では、変数ＮをＮｍａｘとし、点ＰＮが規定値か否かを判定する（ステップＳ４０７）。点ＰＮが規定値でなければステップＳ４０９に進む。点ＰＮが規定値であれば、点ＰＮを点ＰＮ＋１に置き換えて（ステップＳ４１１）、ステップＳ４０９に進む。ステップＳ４０９では、変数Ｎが１か否かを判定し、変数Ｎが１でなければ変数Ｎから１を減じて（ステップＳ４１３）ステップＳ４０７に戻り、処理を繰り返し行う。変数Ｎが１であれば処理を終了する。
　図１６（ａ）に示すように、たとえば、復路において測線を途中で放棄し点Ｐ１～ＰＮｍａｘ－４が規定値とされている場合、点ＰＮｍａｘ～Ｐ１の順番に規定値か否かが判定される。点ＰＮｍａｘ～ＰＮｍａｘ－３は規定値ではないので、置き換えの処理は行われない。点ＰＮｍａｘ－４は規定値であるので、点ＰＮｍａｘ－３に置き換えられる。ついで、点ＰＮｍａｘ－５は規定値であるので、点ＰＮｍａｘ－４に置き換えられる。点ＰＮｍａｘ－４は点ＰＮｍａｘ－３に置き換えられているので、点ＰＮｍａｘ－５は点ＰＮｍａｘ－３に置き換えられたことになる。同様の処理を繰り返し行うことで、点Ｐ１～ＰＮｍａｘ－４は、点ＰＮｍａｘ－３に置き換えられる。
　一方、ステップＳ４０５では、変数Ｎを１とし、点ＰＮが規定値か否かを判定する（ステップＳ４１５）。点ＰＮが規定値でなければステップＳ４１７に進む。点ＰＮが規定値であれば、点ＰＮを点ＰＮ－１に置き換えて（ステップＳ４１９）、ステップＳ４１７に進む。ステップＳ４１７では、変数ＮがＮｍａｘか否かを判定し、変数ＮがＮｍａｘでなければ、変数Ｎに１を加えて、ステップＳ４１５に戻り、変数ＮがＮｍａｘであれば処理を終了する。
　図１６（ｂ）に示すように、たとえば、往路において測線を途中で放棄し点Ｐ４～ＰＮｍａｘが規定値とされている場合、点Ｐ１～ＰＮｍａｘの順番に規定値か否かが判定される。点Ｐ１～Ｐ３は規定値ではないので、置き換えの処理は行われない。点Ｐ４は規定値であるので、点Ｐ３に置き換えられる。ついで、点Ｐ５は規定値であるので、点Ｐ４に置き換えられる。点Ｐ４は点Ｐ３に置き換えられているので、点Ｐ５は点Ｐ３に置き換えられたことになる。同様の処理を繰り返し行うことで、点Ｐ４～ＰＮｍａｘは、点Ｐ３に置き換えられる。
　図１０に戻って、点Ｐ１を通り基準測線に平行な直線を算出し、その直線上で基準測線の始点に最も近い点を点Ｐ０とする（ステップＳ２１１）。そして、点ＰＮｍａｘを通り基準測線に平行な直線を算出し、その直線上で基準測線の終点に最も近い点を点ＰＮｍａｘ＋１とする（ステップＳ２１３）。
　図１５（ａ）および（ｂ）を参照して、たとえば、図１５（ａ）に示す場合には、点Ｐ１を通り基準測線Ａ１に平行な直線Ａ２を算出し、直線Ａ２上で基準測線Ａ１の始点Ｂに最も近い点を点Ｐ０とする。そして、点ＰＮｍａｘを通り基準測線Ａ１に平行な直線Ａ３を算出し、直線Ａ３上で基準測線Ａ１の終点Ｃに最も近い点を点ＰＮｍａｘ＋１とする。図１５（ｂ）に示す場合にも、同様の方法で点Ｐ０を算出する。そして、点ＰＮｍａｘが点Ｐ３に置き換えられているので、点Ｐ３を通り基準測線Ａ１に平行な直線Ａ３を算出し、直線Ａ３上で基準測線Ａ１の終点Ｃに最も近い点を点ＰＮｍａｘ＋１とする。
　図８を参照して、平行線モードまたは折れ線モードによって測線データ（Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１）の算出が終了すると、基地局ＰＣ７４に点Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１が表示され、ユーザーはこれを目視で確認する（ステップＳ３１）。ユーザーは、目視で確認した結果に基づいて、点Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１をオフセット処理するためのオフセット値を、ソナー計測用ＰＣ１８を遠隔操作して入力する（ステップＳ３３）。オフセット処理しない場合は、０を入力する。ソナー計測用ＰＣ１８は、入力されたオフセット値に応じて、点Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１を、測線に近づける方向または遠ざける方向にオフセットする（ステップＳ３５）。
　図１７（ａ）および（ｂ）を参照して、たとえば、図１７（ａ）に示す場合では、点Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１を基準測線Ａ１に近づける方向に距離Ｉ１だけ平行にオフセットしている。図１７（ｂ）に示す場合には、点Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１を基準測線Ａ１から遠ざける方向に距離Ｉ２だけ平行にオフセットしている。
　オフセット処理が終了すると、ソナー計測用ＰＣ１８は、変数Ｍが奇数か否かを判定する（ステップＳ３７）。変数Ｍが奇数であれば点Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１を逆の順に結んだ線を次の測線とする（ステップＳ３９）。すなわち、無人艇１２は、ステップＳ３９で得られた次の測線においては、点ＰＮｍａｘ＋１を始点とし、点Ｐ０を終点として移動していく。一方、変数Ｍが奇数でなければ、Ｐ０～ＰＮｍａｘ＋１の順に結んだ線を次の測線とする（ステップＳ４１）。すなわち、無人艇１２は、ステップＳ４１で得られた次の測線においては、点Ｐ０を始点とし、点ＰＮｍａｘ＋１を終点として移動していく。
　上述したように、ソナー計測用ＰＣ１８は、ソナー計測用ＰＣ１８とソナー２０と測位装置３０とによって検出されたスワスデータに基づいて、無人艇１２が沿って移動するための次の測線を設定する。ソナー計測用ＰＣ１８は、平行線モードが選択された場合には、最遠ポイントを通りかつ基準測線に平行な直線を次の測線とする。また、ソナー計測用ＰＣ１８は、折れ線モードが選択された場合には、最遠ポイントを結んで得られる折れ線を次の測線とする。
　最後に、ソナー計測用ＰＣ１８は、途中で測線を放棄したか否かを判定し（ステップＳ４３）、放棄していなければ変数Ｍに１を加えて（ステップＳ４５）、ステップＳ１１に戻る。測線を放棄した場合において、平行線モードで測線データ算出を行った場合は、測線を放棄したときの無人艇１２の位置から最も近い点Ｐ１を次の測線の始点とし、折れ線モードで測線データ算出を行った場合は、測線を放棄したときの無人艇１２の位置から最も近い点ＰＮを次の測線の始点とする（ステップＳ４７）。すなわち、測線を放棄した場合、次の測線の始点は、点Ｐ０または点ＰＮｍａｘ＋１ではなく、平行線モードでは点Ｐ１となり、折れ線モードでは点ＰＮとなる。
　たとえば、図１４（ｂ）に示す場合には、点Ｐ１が次の測線の始点となり、点Ｐ０に向かって無人艇１２が移動する。図１５（ｂ）に示す場合には、点Ｐ３が次の測線の始点となり、点Ｐ２、点Ｐ１および点Ｐ０の順番に無人艇１２が移動する。そして、変数Ｍに１を加えて（ステップＳ４５）、ステップＳ１１に戻る。
　上述したように、ソナー計測用ＰＣ１８は、第１閾値よりも浅いスワスデータが検出されなければ、スワスデータの検出と、次の測線の設定とを繰り返し実行する。
　このような移動体システム１０によれば、無人艇１２が測線に沿って移動中に、地形の３次元位置を含むスワスデータを検出し、そのスワスデータに基づいて、無人艇１２が移動するための次の測線を設定する。このように、無人艇１２が測線を通過した後に次の測線を設定できるので、無人艇１２の進むべき次の経路を予め決定しておく必要がない。また、取得したスワスデータに基づいて、すなわち無人艇１２が移動している測線付近の地形データを考慮しながら、次の測線を設定できるので、地形情報を予め準備せずとも、測線を適切に設定できる。これにより、凹凸が混在する地形であっても、漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形データを取得でき、効率的にかつ精度よく地形を観測できる。
　無人艇１２が測線に沿って移動中に、地形の２次元位置および深さを含むスワスデータを検出し、そのスワスデータに基づいて、無人艇１２が移動するための次の測線を設定する。そして、この処理を繰り返す。このように、無人艇１２が測線を通過する度に次の測線を設定できるので、無人艇１２の進むべき経路全体を予め決定しておく必要がない。また、取得したスワスデータに基づいて、すなわち無人艇１２が移動している測線付近の地形の２次元位置および深さを考慮しながら、次の測線を設定できるので、地形情報を予め準備せずとも、測線を適切に設定できる。これにより、浅い場所と深い場所とが混在する地形であっても、漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形データを取得でき、効率的にかつ精度よく地形を観測できる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、スワスデータに含まれる２次元位置の中から測線に対する最遠ポイントを抽出し、最遠ポイントを通る線を次の測線とする。このようにスワスデータを検出した最遠ポイントを通る線を次の測線とすることによって、さらに漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形を観測できる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、平行線モードでは、最遠ポイントを通りかつ基準測線に平行な直線を次の測線とする。このような平行な直線を次の測線とすることによって、次の測線を容易に設定でき、漏れなく地形を観測できる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、折れ線モードでは、折れ点数を設定し、折れ点数に基づいて測線を線分Ｌ１～ＬＮｍａｘに区分し、線分Ｌ１～ＬＮｍａｘに対応するスワスデータ毎に含まれる２次元位置の中から測線に対する最遠ポイントを抽出し、抽出された最遠ポイントを結んで得られる折れ線を次の測線とする。このような折れ線を次の測線とすることによって、さらに適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形を観測できる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、次の測線を測線に近づける方向または遠ざける方向にオフセットするので、さらに漏れなくかつ適度なオーバーラップを保ちながら無駄なく地形を観測できる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、ソナー計測用ＰＣ１８によって設定される次の測線を測線に平行な平行線にする平行線モードかそれとも折れ線にする折れ線モードかのいずれかを選択できるので、状況に適した地形の観測が可能となる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、スワスデータが深さに関する第１の閾値より浅いことを示すとき、ソナー計測用ＰＣ１８による次の測線の設定を実行しないので、無人艇１２が地面に接触することを事前に回避することができる。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、スワスデータが深さに関する第２の閾値より浅いことを示すとき、測線に沿った無人艇１２の移動を終了させ、ソナー計測用ＰＣ１８による次の測線の設定を実行する場合には、測線において無人艇１２の移動が終了するまでに検出されたスワスデータに基づいて実行するので、無人艇１２が地面に接触することを回避しながら、地形の観測を継続することができる。
　無人艇１２は水上を移動し、ソナー計測用ＰＣ１８およびソナー２０は水中のスワスデータを検出するので、移動体システム１０は、水中の地形データの収集に好適に用いられる。
　上述した実施形態では、ソナー計測用ＰＣ１８、ソナー２０および測位装置３０が検出部に相当する場合について説明したが、これに限定されず、たとえば、ソナー計測用ＰＣ１８およびソナー２０、またはソナー２０のみが検出部に相当してもよい。
　上述した実施形態では、ソナー計測用ＰＣ１８が、設定部、制御部および選択部に相当する場合について説明したが、これに限定されず、たとえば、基地局ＰＣ７４が、設定部、制御部および選択部に相当してもよい。
　上述した実施形態では、次の測線を設定するとき、沿って移動していた直近の測線に対して垂直な方向において、沿って移動していた直近の測線から最遠となるポイントを抽出する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、初期設定時に設定した測線（基準測線）に対して垂直な方向において、沿って移動していた直近の測線から最遠となるポイントを抽出してもよい。また、沿って移動していた直近の測線に対して垂直な方向において、沿って移動していた直近の測線から最近となるポイントを抽出してもよいし、初期設定時に設定した測線（基準測線）に対して垂直な方向において、沿って移動していた直近の測線から最近となるポイントを抽出してもよい。また、最近ポイントと最遠ポイントとの間の所定ポイントを抽出してもよい。なお、測線に対して最近となるポイントを通る線は算出しにくい場合があるが、この場合、たとえば、図１７（ａ）に示すように最遠ポイントＨを通る直線をオフセットして、最近ポイントＪを通る直線を算出することもできる。
　上述した実施形態では、平行線モードで次の測線を設定するとき、基準測線に平行な直線を次の測線とする場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、直近の測線に平行な直線を次の測線としてもよい。
　ソナー計測用ＰＣ１８は、折れ線モードによって算出された折れ線を、平滑にする機能を有していてもよい。この場合、無人艇１２を測線に沿って円滑に移動できる。
　上述した実施形態では、ユーザーによる操作が必要な場合について説明したが、これに限定されず、たとえば、ソナー計測用ＰＣ１８が、ユーザーの代わりに自動で処理するようにしてもよい。
　上述した実施形態では、ソナー計測用ＰＣ１８は、スワスデータが深さに関する第１閾値よりも浅いことを示すとき、ソナー計測用ＰＣ１８による次の測線の設定を実行しない場合について説明したが、これに限定されない。ソナー計測用ＰＣ１８は、スワスデータが深さに関する第１閾値よりも浅いことを示すとき、無人艇１２の移動を終了させるかまたは警告を発するようにしてもよい。この場合、無人艇１２の良好な移動を確保できる。
　上述した実施形態では、移動体として水上を移動する無人艇１２を用いて水中のスワスデータを検出する場合について説明したが、これに限定されず、移動体として空中を移動するヘリコプタや航空機等を用いて陸上のスワスデータを検出してもよい。この場合、３次元位置は、２次元位置および高さを含む。高さとは、陸上からヘリコプタや航空機等までの鉛直方向の距離をいう。
　以上、この発明の好ましい実施形態について説明されたが、この発明の範囲および精神を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であることは明らかである。この発明の範囲は、添付された請求の範囲のみによって限定される。
　１０　　　移動体システム
　１２　　　無人艇
　１４　　　基地局
　１６　　　艇体
　１８　　　ソナー計測用ＰＣ
　２０　　　ソナー
　２２　　　自動航行コントローラ
　２６　　　バッテリ
　３０　　　測位装置
　３２ａ，３２ｂ，７８　　　無線ＬＡＮアンテナ
　４８　　　主機ドライバ
　５０　　　操舵サーボドライバ
　７４　　　基地局ＰＣ
　７６，８４　　　無線ＬＡＮルータ
　８０　　　測位系ネットワークハブ
　８２　　　無人艇ネットワークハブ

Claims (11)

  1. 　測線に沿って移動可能な移動体と、
    　前記移動体が前記測線に沿って移動中に、地形の３次元位置を含むスワスデータを検出する検出部と、
    　前記検出部によって検出された前記スワスデータに基づいて、前記移動体が沿って移動するための次の測線を設定する設定部と、
    　前記検出部による前記スワスデータの検出と前記設定部による前記次の測線の設定とを実行させる制御部とを備える、移動体システム。
  2. 　前記３次元位置は、２次元位置および深さを含み、
    　前記制御部は、前記検出部による前記スワスデータの検出と前記設定部による前記次の測線の設定とを繰り返し実行する、請求項１に記載の移動体システム。
  3. 　前記設定部は、前記スワスデータに含まれる前記２次元位置の中から前記測線に対する最近ポイントと最遠ポイントとの間の所定ポイントを抽出し、前記所定ポイントを通る線を前記次の測線とする、請求項２に記載の移動体システム。
  4. 　前記設定部は、前記所定ポイントを通りかつ前記測線に平行な直線を前記次の測線とする、請求項３に記載の移動体システム。
  5. 　前記設定部は、折れ点数を設定し、前記折れ点数に基づいて前記測線を線分に区分し、前記線分に対応する前記スワスデータ毎に含まれる前記２次元位置の中から前記測線に対する最近ポイントと最遠ポイントとの間の所定ポイントを抽出し、抽出された前記各所定ポイントを結んで得られる折れ線を前記次の測線とする、請求項３に記載の移動体システム。
  6. 　前記設定部は、前記次の測線を前記測線に近づける方向または遠ざける方向にオフセットする、請求項１から５のいずれかに記載の移動体システム。
  7. 　前記設定部によって設定される前記次の測線を前記測線に平行な平行線にする平行線モードかそれとも折れ線にする折れ線モードかのいずれかを選択する選択部をさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の移動体システム。
  8. 　前記制御部は、前記スワスデータが深さに関する第１の閾値より浅いことを示すとき、前記移動体の移動を終了させるかまたは警告を発する、請求項２から７のいずれかに記載の移動体システム。
  9. 　前記制御部は、前記スワスデータが深さに関する第１の閾値より浅いことを示すとき、前記設定部による前記次の測線の設定を実行しない、請求項２から８のいずれかに記載の移動体システム。
  10. 　前記制御部は、前記スワスデータが深さに関する第２の閾値より浅いことを示すとき、前記測線に沿った前記移動体の移動を終了させ、前記設定部による前記次の測線の設定を実行する場合には、前記測線において前記移動体の移動が終了するまでに検出された前記スワスデータに基づいて実行する、請求項２から９のいずれかに記載の移動体システム。
  11. 　前記移動体は水上を移動し、前記検出部は水中のスワスデータを検出する、請求項１から１０のいずれかに記載の移動体システム。
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