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JP5453992B2 - Autonomous control method for underwater vehicle and autonomous underwater vehicle - Google Patents
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JP5453992B2 - Autonomous control method for underwater vehicle and autonomous underwater vehicle - Google Patents

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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本発明は、水中航走体をウェイポイント方式で自律制御するために用いる水中航走体の自律制御方法、及び、該自律制御方法の実施に用いる自律制御型水中航走体に関するものである。   The present invention relates to an underwater vehicle autonomous control method used for autonomously controlling an underwater vehicle using a waypoint method, and an autonomous control type underwater vehicle used to implement the autonomous control method.

従来、水中における各種の観測や採取作業等を行うための装置の1つとして、所謂ROV(remotely operated vehicle)と呼ばれる遠隔操作型の水中航走体が使用されている。又、上記ROVにはケーブルが繋がれていて動きが制限されてしまうことや、長いケーブルをさばくための装備が必要になる等の点を鑑みて、近年では、海や湖沼における比較的深い領域や広範な領域の水中調査作業を行うための装置として、所謂AUV(autonomous underwater vehicle)と呼ばれる自律航行型の水中航走体(自律型水中ロボット)が利用されるようになってきている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a remotely operated underwater vehicle called a so-called ROV (remotely operated vehicle) has been used as one of devices for performing various observations and collection operations in water. In recent years, in view of the fact that the ROV is connected to a cable and its movement is restricted, and equipment for handling a long cable is required, it has been a relatively deep region in the sea or lakes in recent years. In addition, an autonomous underwater vehicle (autonomous underwater robot) called a so-called AUV (autonomous underwater vehicle) has come to be used as a device for performing underwater investigation work in a wide area.

この種の自律航行型の水中航走体は、胴体の所要個所、たとえば、胴体の後端側に推進器と舵が設けてあり、且つ胴体内部に、電池の如き動力源と、該動力源より電力等の供給を受けて上記推進器を駆動する電動モータの如き動力装置と、上記動力源より電力等の供給を受けて動作する操舵装置を備えて、該操舵装置で上記舵を駆動することで、航走体自体の姿勢、航走方位、深度を変えることができるようにしてあり、更に、胴体内部に搭載した航走制御装置によって航走状態を管制制御することで、水中で自走できるようにした構成としてある(たとえば、特許文献1参照)。   This type of autonomous navigation type underwater vehicle includes a propulsion unit and a rudder at a required portion of the fuselage, for example, at the rear end side of the fuselage, and a power source such as a battery inside the fuselage. A power device such as an electric motor that receives the supply of electric power or the like to drive the propulsion device and a steering device that operates by receiving the supply of electric power or the like from the power source, and the steering device drives the rudder. This makes it possible to change the attitude, navigation direction and depth of the navigation body itself, and further, the navigation state is controlled by the navigation control device installed inside the fuselage, so It is configured to be able to run (see, for example, Patent Document 1).

ところで、海や湖沼等の調査や探索を行うために、海や湖沼等の所要の領域をある種のセンサで監視(観測)しようとする場合、センサ単体では検出可能な範囲、すなわち、センサの有効範囲に自ずから限界があるため、監視対象領域がセンサの有効範囲よりも広い場合は、該監視対象領域全体の監視を行うための手法としては、監視対象領域に、複数のセンサをその有効範囲が多少重なるように配列して設置することが考えられる。   By the way, in order to investigate and search the sea and lakes, etc., when you want to monitor (observe) a required area such as the sea and lakes with a certain type of sensor, Since the effective range naturally has a limit, when the monitoring target area is wider than the effective range of the sensor, a technique for monitoring the entire monitoring target area is to include a plurality of sensors in the monitoring target area. It is possible to arrange them so that they overlap each other.

しかし、監視対象領域がセンサの有効範囲に比して大幅に広い場合は、センサの数が多大になると共に、該センサの数に応じて信号処理を行う機器も多数必要になり、しかも、センサの設置や保守の手間が嵩むという問題が生じるため、実現するのは困難になる。   However, when the monitoring target area is significantly wider than the effective range of the sensor, the number of sensors becomes large, and a large number of devices that perform signal processing according to the number of sensors are required. This makes it difficult to achieve the problem because it requires a lot of labor for installation and maintenance.

そこで、少ないセンサで広い監視対象領域全体の監視を可能にする手法として、航走体にセンサを搭載し、この航走体を、監視対象領域内に予め設定(指定)したコースに従って航走させることで、監視対象領域全体を上記航走体に搭載した1つのセンサで走査(スキャン)して監視を行う手法が考えられてきている。なお、この際、上記航走体の航走コースをジグザグ(位置をずらしながらの往復移動)に設定すると共に、この際、上記航走体の航走に伴って該航走体に搭載したセンサの有効範囲が移動することで航走体の航走方向に連続する平面視帯状に形成される該センサによるデータ検出領域(走査領域)が、幅方向に所要量ずつ重なるように航走コースを設定すれば、上記航走体の動く経路が本来の設定コースから多少ずれても、領域全体の監視は達成できると考えられる。   Therefore, as a technique for enabling monitoring of the entire monitoring target area with a small number of sensors, a sensor is mounted on the traveling body, and the traveling body is made to travel according to a course set (specified) in the monitoring target area in advance. Thus, there has been considered a method of performing monitoring by scanning the entire region to be monitored with one sensor mounted on the traveling body. At this time, the traveling course of the traveling body is set to zigzag (reciprocating movement while shifting the position), and at this time, the sensor mounted on the traveling body as the traveling body travels. As the effective range moves, the data detection area (scanning area) by the sensor, which is formed in a planar view continuous in the traveling direction of the traveling body, overlaps the traveling course by the required amount in the width direction. If set, it is considered that monitoring of the entire area can be achieved even if the route along which the traveling body moves is slightly deviated from the original setting course.

上記のように航走体を所定のコースに従って自律的に航走させるための制御手法の1つとしては、ウェイポイント制御が知られている。   Waypoint control is known as one of the control methods for autonomously navigating a traveling body according to a predetermined course as described above.

上記ウェイポイント制御は、航走体の航走を望む領域に、該航走体を辿らせるべき経路に沿っていくつかの中間地点、たとえば、上記経路上にて航走体の進行方向を変えるべき場所等の中間地点ごとに、その場所と辿る順序とを定めたウェイポイントを設定して、航走体に各ウェイポイントの場所と辿る順序のデータを記憶させておく。そして、上記航走体が、各ウェイポイントに定められた辿る順序にしたがって、先ず、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定してその向きに移動するようにし、該ウェイポイントの場所に到達すると、次に辿る順序のウェイポイントの場所を目標地点に設定し直して、該新たに目標地点に設定されたウェイポイントの場所へ向けて移動するようにさせる。その後、上記と同様に、目標地点に設定された1つのウェイポイントの場所に向けて移動する航走体がその場所に到達すると、目標地点を次に辿るウェイポイントの場所に設定し直して、該新たに目標地点に設定された場所へ向けて移動するようにさせる動作(処理)を、最後に辿るウェイポイントの場所が目標地点に設定されて航走体がそこに到達するまで順次繰り返して行うようにしてあり、これにより、上記航走体を、上記各ウェイポイントの場所を該各ウェイポイントに設定されている辿る順序にしたがって順次経由して航走させることができるようにしてある(たとえば、非特許文献1参照)。   The waypoint control changes the traveling direction of the vehicle on several intermediate points, for example, on the route, along the route that the vehicle should follow to the area where the vehicle is desired to travel. For each intermediate point such as a power place, a waypoint that defines the place and the order of tracing is set, and the traveling body stores the data of the order of tracing the location of each waypoint. Then, according to the order in which the above-mentioned traveling body is set for each waypoint, first, the location of the first waypoint to be traced is set as a target location and moved in that direction. When the destination is reached, the location of the waypoint in the order to be traced next is set as the target location, and the location is moved toward the location of the waypoint newly set as the target location. Then, in the same way as above, when a vehicle that moves toward the location of one waypoint set as the target location reaches that location, it resets the target location to the location of the next waypoint, The operation (processing) to move toward the place set as the new target point is sequentially repeated until the location of the waypoint to be traced last is set as the target point and the vehicle arrives there. In this way, the vehicle can be made to travel sequentially through the place of each waypoint according to the order of tracing set for each waypoint ( For example, refer nonpatent literature 1).

上記ウェイポイント制御を行うには、位置を取得する手段が必要であり、一般的には、GPSによって位置を取得することが多い。これに対し、水中航走体が自らの位置を取得する手段としては、センサで加速度又は速度を取得し、積分する方法が知られている(たとえば、特許文献2参照)。   In order to perform the waypoint control, a means for acquiring a position is required, and in general, the position is often acquired by GPS. On the other hand, as a means for the underwater vehicle to acquire its own position, a method is known in which acceleration or velocity is acquired by a sensor and integrated (for example, see Patent Document 2).

なお、上記のような航走体のウェイポイント制御では、航走体に障害物の検出手段を備えるようにして、各ウェイポイントの場所同士をその辿る順序にしたがって順次繋ぐ航走体の移動予定経路上に障害物が検出(発見)された場合は、航走体を上記障害物の手前で一時停止させた後、緊急回避動作として、航走体を、その時点で目標位置に設定してあるウェイポイントの場所に向いた本来の移動方向より所要角度異なる方向へ移動させ、この本来の移動方向より所要角度異なる方向へ移動した航走体の位置と、上記目標位置に設定してあるウェイポイントの場所とを結ぶ線上から上記障害物が外れるようになると、障害物を回避できたと判断して、該時点で目標地点に設定されているウェイポイントの場所に向いて航走体の航走を再開させるようにすることが一般的に行われている。   In the waypoint control of the traveling body as described above, the traveling body is scheduled to be moved so that obstacles are provided in the traveling body, and the locations of the respective waypoints are sequentially connected in the order of tracing. If an obstacle is detected (discovered) on the route, stop the vehicle in front of the obstacle and set the vehicle to the target position at that time as an emergency avoidance operation. The vehicle is moved in a direction different from the original travel direction toward the location of a certain waypoint and moved in a direction different from the original travel direction in the required angle, and the way set to the above target position. When the obstacle comes off from the line connecting the point location, it is determined that the obstacle has been avoided, and the vehicle is moving toward the waypoint location set as the target point at that time. Resume It is common practice to so.

以上のような点に鑑みて、本発明者は、海や湖沼等の水面のみならず、水中、水底の所要の領域を監視対象領域として、該監視対象領域をある種のセンサで監視(観測)するための手法として、前記した自律航行型の水中航走体に所定のセンサを搭載し、この水中航走体について、監視対象領域内の水中あるいは水底付近の所要個所に設定した複数のウェイポイントの同じ場所を何度も巡るように、該複数のウェイポイントの同じ場所について辿る順序を繰り返し定めたウェイポイントを設定して、ウェイポイント制御を行うことで、上記監視対象領域内にて上記水中航走体を巡回させながら、該水中航走体に搭載した所定のセンサによる走査を繰り返し行って、該監視対象領域を所要期間継続的に監視できるようにすることを計画している。   In view of the above points, the present inventor monitors not only the surface of the water such as the sea and lakes but also the required area of the water and the bottom of the water, and monitors (observes) the monitoring target area with a certain sensor. ) A predetermined sensor is mounted on the above-mentioned autonomous navigation type underwater vehicle, and a plurality of ways set for the underwater vehicle or in the vicinity of the bottom of the water in the area to be monitored. By setting waypoints that repeatedly determine the order of tracing the same place of the plurality of waypoints so as to go around the same place of the points many times, and performing waypoint control, It is planned to repeat the scanning by a predetermined sensor mounted on the underwater vehicle while patroling the underwater vehicle so that the monitoring target area can be continuously monitored for a required period.

特開2001−180587号公報JP 2001-180587 A 特開平5−118799号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-118799

小松雅和、外3名,「自律型ソーラーロボット艇とそのナビゲーション」,Dynamics and Design Conference 2000 : 機械力学・計測制御講演CD−ROM論文集,2000年9月Masakazu Komatsu, 3 others, “Autonomous Solar Robot Boat and its Navigation”, Dynamics and Design Conference 2000: CD-ROM Proceedings of Mechanical Mechanics and Measurement Control, September 2000

ところが、監視対象領域にて水中航走体のウェイポイント制御として、たとえば、図10に示すように、A、B、C、Dの4つの場所について、それぞれの括弧内に示したような辿る順序が繰り返されるウェイポイントを設定してウェイポイント制御を行なうと、上記水中航走体1は、上記監視対象領域内にて、上記A、B、C、Dの4つの場所を、A(1)→B(2)→C(3)→D(4)→A(5)→B(6)→C(7)→D(8)→A(9)→・・・(なお、括弧内の数字は各場所を辿る順序を示す)のように巡回するようになるが、この際、上記航走体の巡回する経路上の所要個所、たとえば、図11に示すように、Dの場所よりAの場所を目標地点として繋いだ水中航走体1の移動予定経路上に、当初各ウェイポイントを設定するときに想定していなかった位置が変わらない障害物2が存在していたり、あるいは、障害物2が新たに発生してその位置が変わらないようなものであった場合は、監視対象領域内のA、B、C、Dの4つの場所を順次巡回する水中航走体1が、上記Dの場所より目標地点となるAの場所へ向けて航走する同じ経路上の同じ個所で、毎回上記障害物2を発見(検出)し、該障害物2の手前での一旦停止と緊急回避動作とを行うようになることから、緊急回避の回数が多くなるというのが実状である。しかも、上記緊急回避動作を行う際には、上記水中航走体1では推進器を駆動する動力装置や操舵装置や航走制御装置等で、通常の航走時に比して余分な動力を消費するようになることで、上記水中航走体1の持続可能な航走時間が短くなる可能性が懸念される。   However, as the waypoint control of the underwater vehicle in the monitoring target area, for example, as shown in FIG. 10, the order of following four parentheses A, B, C, and D as shown in parentheses. When the waypoint control is performed by setting a waypoint in which the above is repeated, the underwater vehicle 1 moves the four locations A, B, C, and D to A (1) within the monitored area. → B (2) → C (3) → D (4) → A (5) → B (6) → C (7) → D (8) → A (9) → ... (in parentheses) Numbers indicate the order in which each place is traced). At this time, a required part on the route traveled by the traveling body, for example, as shown in FIG. Each waypoint is initially set on the planned movement path of the underwater vehicle 1 connected to the target location If there is an obstacle 2 that does not change the position that was not supposed to be present, or if the obstacle 2 is newly generated and its position does not change, The underwater vehicle 1 that sequentially visits four locations A, B, C, and D travels from the location D to the location A, which is the target location, at the same location on the same route. Since the obstacle 2 is discovered (detected) and the temporary stop and the emergency avoidance operation are performed before the obstacle 2, the actual situation is that the number of times of emergency avoidance increases. In addition, when the emergency avoidance operation is performed, the underwater vehicle 1 consumes extra power compared to normal traveling by a power device, a steering device, a traveling control device, or the like that drives the propulsion device. As a result, there is a concern that the sustainable traveling time of the underwater vehicle 1 may be shortened.

そこで、本発明は、所要のセンサを搭載した水中航走体を監視対象領域内でウェイポイント制御により巡回させ、該水中航走体に搭載した所要のセンサにより監視対象領域の走査を繰り返し行うことで該監視対象領域を所要期間継続的に監視する際に、複数のウェイポイントの場所同士をその辿る順序にしたがって繋ぐ航走体の移動予定経路上に移動しない障害物が存在していても、水中航走体の緊急回避の回数を低減させることができて、水中航走体の持続可能な航走時間への影響を抑制することが可能な水中航走体の自律制御方法、及び、該方法の実施に用いる自律制御型水中航走体を提供しようとするものである。   In view of this, the present invention is to circulate an underwater vehicle equipped with a required sensor by waypoint control in the monitoring target area and repeatedly scan the monitoring target area with the required sensor mounted on the underwater vehicle. When the monitoring target area is continuously monitored for a required period of time, even if there are obstacles that do not move on the planned moving path of the navigation body that connects the locations of a plurality of waypoints according to the order of tracing, An autonomous control method for an underwater vehicle capable of reducing the number of times of emergency avoidance of the underwater vehicle and suppressing the influence of the underwater vehicle on the sustainable travel time, and the It is intended to provide an autonomously controlled underwater vehicle for use in the implementation of the method.

本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に対応して、水中航走体の巡回を望む所要の巡回経路に沿う複数の中間地点に、該各場所を繰り返して辿るよう順序を定めたウェイポイントを設定し、各ウェイポイントのうち、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定して水中航走体を航走させ、その後、該水中航走体が、目地点とされたウェイポイントの場所に到達すると、次に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定し直して、その目標地点へ向けて水中航走体を航走させることを順次繰り返してウェイポイント制御を行うときに、上記巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上に障害物が検出されると、該水中航走体に上記障害物の緊急回避動作を行わせ、且つ、上記障害物が移動しない障害物であった場合には、水中航走体の回避終了時の位置を、新たなウェイポイントとして追加して、上記巡回経路を次の周回以降で周回する際に上記新たにウェイポイントとして追加した位置を経由して次のウェイポイントに向かう経路で巡回させるようにする水中航走体の自律制御方法とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention, corresponding to claim 1, is arranged in such a manner that the respective locations are repeatedly traced to a plurality of intermediate points along a required patrol route where the underwater vehicle is desired to patrol. set the waypoint that defines, among the waypoint, first to set the location of the waypoint to the target point to follow is cruising the underwater vehicle, and then, the water in the ocean-going Hashikarada is, and the goal point When the location of the selected waypoint is reached, the location of the next waypoint to be traced is set as a target point, and the waypoint control is performed by sequentially repeating the underwater vehicle to the target point. Sometimes, when an obstacle is detected on a route that travels from the location of one waypoint on the patrol route to the location of the next waypoint as a target point, the underwater vehicle is urgently avoided. Do the action And, if the obstacle is an obstacle which does not move, the avoidance end position of underwater vehicle, in addition as a new waypoint, when circulating the patrol route in the next lap later The autonomous control method for the underwater vehicle allows the vehicle to circulate on the route toward the next waypoint via the position newly added as a waypoint.

更に、上記構成において、水中航走体に搭載した障害物検出手段により検出される移動経路上の障害物が、移動しない障害物であった場合で、その両側へ水中航走体が回避可能な障害物である場合に、上記障害物が検出された巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目に、水中航走体に上記障害物の両側への緊急回避動作を交互に行わせると共に、上記巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目における水中航走体の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降の奇数周目で周回するときに経由するよう順序が設定されたウェイポイントと、次の周回以降の偶数周目で周回するときに経由するよう順序が設定されたウェイポイントと、をそれぞれ追加するようにする。 Further, in the above configuration, when the obstacle on the moving path detected by the obstacle detecting means mounted on the underwater vehicle is an obstacle that does not move , the underwater vehicle can be avoided on both sides thereof. In the case of an obstacle, the underwater vehicle alternately performs emergency avoidance operations on both sides of the obstacle on the first odd-numbered lap and the first even-numbered lap of the patrol route where the obstacle is detected. At the same time, when traveling around the above-mentioned patrol route on the odd-numbered lap after the next lap, it will pass to the position at the end of avoidance of the underwater vehicle on the first odd-numbered lap and the first even-numbered lap. a waypoint order is set to the waypoint order is set so that through which the orbits in the next lap after the even-th revolution, the so add respectively.

又、請求項3に対応して、推進手段と方向転換手段と障害物検出手段と航走制御装置と位置取得手段を備え、且つ上記航走制御装置を、所要の巡回経路に沿う複数の中間地点に該各場所を繰り返して辿るよう順序を定めたウェイポイントを記憶して、各ウェイポイントのうち、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定して、該設定された目標地点へ向けて航走するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、目地点とされたウェイポイントの場所に到達すると、次に辿るウェイポイントの場所を目標地点に順次設定し直して、該設定された目標地点へ向けて航走するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上障害物が上記障害物検出手段により検出されると該障害物を緊急回避するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記障害物が移動しない障害物である場合には、上記障害物の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降で周回する際に経由するための新たなウェイポイントを追加する機能と、を備えてなる構成とすることを特徴とする自律制御型水中航走体とする。 Corresponding to claim 3, a propulsion means, a direction change means, an obstacle detection means, a travel control device, and a position acquisition means are provided, and the travel control device is provided with a plurality of intermediate points along a required patrol route. The waypoints determined in order to repeatedly follow each location to the location are stored, and the location of the first waypoint to be traced among each waypoint is set as the target location and directed to the set target location a function of controlling the propulsion means and turning means to cruising Te reaches the location of the waypoint, which is the goal point, then follows the location of the waypoint again sequentially sets the target location, the A function of controlling the propulsion means and the direction changing means so as to sail toward the set target point, and the destination way point from the place of one waypoint on the patrol route An obstacle on the path is detected by the obstacle detection means, a function of controlling the propulsion means and turning means so as to urgently avoid the obstacle, if the obstacle is an obstacle which does not move is characterized in that the avoidance end position of the obstacle, and the ability to add new waypoints to through which circulates the patrol route in the next lap later, and includes comprising configure An autonomously controlled underwater vehicle.

更に、上記構成において、航走制御装置に、巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上障害物が障害物検出手段により検出されると共に、上記障害物が移動しない障害物である場合で、その障害物が両側に回避可能な障害物であることが検出されると、上記障害物が検出された巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目に上記障害物の両側への緊急回避動作を交互に行わせるよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目における水中航走体の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降の奇数周目で周回するときに経由するための新たなウェイポイントと、次の周回以降の偶数周目で周回するときに経由するための別の新たなウェイポイントとを追加する機能と、を備えてなる構成とする。 Further, in the above configuration, the marine vessel running controlling device, the obstacle from one waypoint location on the path to run domestic locations next waypoint as the target point of the cyclic path is detected by the obstacle detection means When the obstacle is an obstacle that does not move and it is detected that the obstacle is an obstacle that can be avoided on both sides, A function for controlling the propulsion means and the direction changing means to alternately perform emergency avoidance operations on both sides of the obstacle on the first even lap, and the first odd lap and the first even lap of the patrol route. At the end of avoidance of the underwater vehicle at the end of avoidance, a new waypoint to go through the above-mentioned patrol route on the odd lap after the next lap and the lap on the even lap after the next lap When you go through To the ability to add and separate the new waypoint, and provided comprising configure.

本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
(1)水中航走体の巡回を望む所要の巡回経路に沿う複数の中間地点に、該各場所を繰り返して辿るよう順序を定めたウェイポイントを設定し、各ウェイポイントのうち、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定して水中航走体を航走させ、その後、該水中航走体が、目地点とされたウェイポイントの場所に到達すると、次に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定し直して、その目標地点へ向けて水中航走体を航走させることを順次繰り返してウェイポイント制御を行うときに、上記巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上に障害物が検出されると、該水中航走体に上記障害物の緊急回避動作を行わせ、且つ、上記障害物が移動しない障害物であった場合には、水中航走体の回避終了時の位置を、新たなウェイポイントとして追加して、上記巡回経路を次の周回以降で周回する際に上記新たにウェイポイントとして追加した位置を経由して次のウェイポイントに向かう経路で巡回させるようにする水中航走体の自律制御方法としてあるので、水中航走体の巡回経路上に障害物が発見された周回よりも後の周回では、水中航走体を、巡回経路上に障害物が発見された周回で緊急回避動作を行った後、上記障害物が移動しない障害物であった場合には、水中航走体の位置に追加された新たなウェイポイントを経由して航走させることができて、上記障害物が同じ場所にあっても、該障害物の場所に差し掛かることなく上記水中航走体をウェイポイント制御により巡回させることができるため、緊急回避の回数を大幅に低減させることができる。
(2)しかも、水中航走体の緊急回避の回数を低減させることで、水中航走体では、緊急回避のために通常の航走時に比して余分な動力を消費することが少なくなるため、水中航走体の持続可能な航走時間への影響を抑制することが可能となる。
(3)水中航走体に搭載した障害物検出手段により検出される移動経路上の障害物が、移動しない障害物であった場合で、その両側へ水中航走体が回避可能な障害物である場合に、上記障害物が検出された巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目に、水中航走体に上記障害物の両側への緊急回避動作を交互に行わせると共に、上記巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目における水中航走体の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降の奇数周目で周回するときに経由するよう順序が設定されたウェイポイントと、次の周回以降の偶数周目で周回するときに経由するよう順序が設定されたウェイポイントと、をそれぞれ追加するようにすることにより、巡回経路上に存在する障害物が左右両側へ回避可能な位置、大きさである場合は、該障害物が発見された最初の奇数周目と最初の偶数周目以降の周回では、水中航走体を上記障害物の両側に通すことができるようになる。
(4)よって、水中航走体にセンサを搭載して該センサによる水中航走体の航走軌跡に沿う走査を行う場合に、センサの走査領域が上記障害物に対する水中航走体の回避方向と反対側に届かなくなる虞を未然に防止できて、上記センサによる未走査の領域が形成される虞を解消することができる。
(5)推進手段と方向転換手段と障害物検出手段と航走制御装置と位置取得手段を備え、且つ上記航走制御装置を、所要の巡回経路に沿う複数の中間地点に該各場所を繰り返して辿るよう順序を定めたウェイポイントを記憶して、各ウェイポイントのうち、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定して、該設定された目標地点へ向けて航走するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、目地点とされたウェイポイントの場所に到達すると、次に辿るウェイポイントの場所を目標地点に順次設定し直して、該設定された目標地点へ向けて航走するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上障害物が上記障害物検出手段により検出されると該障害物を緊急回避するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記障害物が移動しない障害物である場合には、上記障害物の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降で周回する際に経由するための新たなウェイポイントを追加する機能と、を備えてなる構成とする自律制御型水中航走体とすることにより、上記(1)及び(2)の効果を得ることが可能な装置構成を容易に実現することができる。
(6)航走制御装置に、巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上障害物が障害物検出手段により検出されると共に、上記障害物が移動しない障害物である場合で、その障害物が両側に回避可能な障害物であることが検出されると、上記障害物が検出された巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目に上記障害物の両側への緊急回避動作を交互に行わせるよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目における水中航走体の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降の奇数周目で周回するときに経由するための新たなウェイポイントと、次の周回以降の偶数周目で周回するときに経由するための別の新たなウェイポイントとを追加する機能と、を備えてなる構成とすることにより、上記(3)及び(4)の効果を得ることが可能な装置構成を実現することができる。
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) At each of a plurality of intermediate points along the required patrol route where the underwater vehicle is desired to travel, a waypoint that determines the order to repeatedly follow each place is set, and the first one of the waypoints is traced. Sets the location of the waypoint to the target point by cruising the underwater vehicle and, then, the water in the ocean-going Hashikarada reaches the location of the waypoint, which is the goal point, then follow the location of the waypoint When the waypoint control is performed by sequentially setting the target point and moving the underwater vehicle to the target point in order, the next way is changed from the location of one waypoint on the above-mentioned patrol route. When an obstacle is detected on the route that travels with the point as the target point, the underwater vehicle performs an emergency avoidance operation of the obstacle , and the obstacle does not move. If The avoidance end position of underwater vehicle, in addition as a new waypoint, the next via the newly added waypoints position when circling the patrol route in the next lap later Because it is an autonomous control method for the underwater vehicle that makes it circulate on the route toward the waypoint, the underwater vehicle is not suitable for laps after an obstacle is found on the circuit route of the underwater vehicle. After the emergency avoidance operation on the circuit where the obstacle was found on the patrol route, if the obstacle is an obstacle that does not move, a new way added to the position of the underwater vehicle Because it is possible to navigate via the point, and even if the obstacle is in the same location, the underwater vehicle can be circulated by waypoint control without reaching the location of the obstacle. ,Emergency avoidance Number of times can be greatly reduced.
(2) In addition, by reducing the number of times of underwater vehicle emergency avoidance, underwater vehicles will consume less power than normal navigation for emergency avoidance. It is possible to suppress the influence of the underwater vehicle on the sustainable travel time.
(3) When the obstacle on the moving path detected by the obstacle detection means mounted on the underwater vehicle is an obstacle that does not move, it is an obstacle that the underwater vehicle can avoid on both sides. In some cases, the underwater vehicle alternately performs emergency avoidance operations on both sides of the obstacle on the first odd-numbered lap and the first even-numbered lap of the patrol path where the obstacle is detected, and The order is set so that the above route is routed on the odd number of laps after the next lap at the position at the end of avoidance of the underwater vehicle on the first odd number of laps and the first even number of laps. By adding the added waypoints and the waypoints that are ordered in order to go around in the even number of laps after the next lap, obstacles present on the patrol route can be added. Position and size that can be avoided on both sides If, in the first odd-th revolution and the first even circumferential subsequent laps the obstacle is found, consisting of underwater vehicles to be able to pass on both sides of the obstacle.
(4) Therefore, when a sensor is mounted on the underwater vehicle and scanning is performed along the traveling trajectory of the underwater vehicle by the sensor, the scanning area of the sensor is an avoidance direction of the underwater vehicle with respect to the obstacle. The possibility of not reaching the opposite side can be prevented in advance, and the possibility of forming an unscanned region by the sensor can be eliminated.
(5) A propulsion means, a direction change means, an obstacle detection means, a travel control device, and a position acquisition means are provided, and the travel control device is repeated at a plurality of intermediate points along a required patrol route. The waypoints determined in order to be traced are memorized, the location of the first waypoint to be traced is set as the target point, and the above-mentioned propulsion is carried out so as to sail toward the set target point. a function of controlling the unit and turning means, upon reaching the location of the waypoint, which is the goal point, then follows the location of the waypoint again sequentially sets the target location, towards the set target point a function of controlling the propulsion means and turning means to cruising Te, obstruction from one waypoint location on the path to run domestic locations next waypoint as the target point of the patrol route is When detected by serial obstacle detection unit, a function of controlling the propulsion means and turning means so as to urgently avoid the obstacle, if the obstacle is an obstacle which does not move, the obstacle avoided at the end position, the autonomous control type underwater vehicle to the patrol route and the ability to add new waypoints to through which circulates in the next lap later, and includes comprising configure Thus, the device configuration capable of obtaining the effects (1) and (2) can be easily realized.
(6) or running controller, the obstacle from one waypoint location on the path to run domestic locations next waypoint as the target point of the cyclic path is detected by the obstacle detection means, the fault If the obstacle is a non-moving obstacle, and it is detected that the obstacle is an obstacle that can be avoided on both sides, the first odd number of laps and the first even number of the patrol path where the obstacle is detected The function of controlling the propulsion means and the direction changing means to alternately perform emergency avoidance operations on both sides of the obstacle on the lap, and underwater navigation on the first odd lap and the first even lap of the patrol route At the end of avoidance of the runner, a new waypoint for passing through the above route on the odd lap after the next lap, and on the even lap after the next lap Another new way to go through And ability to add a point, by the provided comprising constituting, it is possible to realize the above-mentioned (3) and (4) effects capable device configured to obtain the.

本発明の水中航走体の自律制御方法の実施に用いる自律制御型水中航走体の実施の一形態を示す切断概略側面図である。It is a cutting | disconnection schematic side view which shows one Embodiment of the autonomous control type underwater vehicle used for implementation of the autonomous control method of the underwater vehicle of this invention. 図1の自律制御型水中航走体の航走制御装置におけるウェイポイント制御を行うための処理手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process sequence for performing waypoint control in the cruise control apparatus of the autonomous control type underwater vehicle of FIG. 図2の航走制御装置によるウェイポイント制御を行なう場合における自律制御型水中航走体の巡回経路上で障害物を発見した周回に行う自律制御型水中航走体の障害物の回避動作の概要を示す平面図である。Outline of the obstacle avoidance operation of the autonomously controlled underwater vehicle in the lap when the obstacle is found on the circuit route of the autonomously controlled underwater vehicle in the case of performing waypoint control by the cruise control device of FIG. FIG. 図2の航走制御装置によるウェイポイント制御を行なう場合における自律制御型水中航走体の巡回経路上で障害物を発見した周回よりも後の周回での自律制御型水中航走体の航走状態の概要を示す平面図である。Navigation of the autonomously controlled underwater vehicle in the lap after the lap where the obstacle was found on the patrol route of the autonomously controlled underwater vehicle in the case of performing waypoint control by the cruise control device of FIG. It is a top view which shows the outline | summary of a state. 本発明の実施の他の形態として、自律型水中航走体の航走制御装置におけるウェイポイント制御を行うための処理手順の応用例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the application example of the process sequence for performing waypoint control in the navigation control apparatus of an autonomous underwater vehicle as another form of implementation of this invention. 図5の航走制御装置により巡回経路に障害物がない場合にウェイポイント制御が行われる自律制御型水中航走体の航走状態の概要を示す平面図である。It is a top view which shows the outline | summary of the traveling state of the autonomous control type underwater vehicle by which waypoint control is performed when there is no obstruction on a patrol route by the traveling control apparatus of FIG. 図5の航走制御装置によるウェイポイント制御を行なう場合における自律制御型水中航走体の巡回経路上で障害物を発見した最初の奇数周目の周回で行う自律制御型水中航走体の障害物の回避動作の概要を示す平面図である。Autonomous underwater vehicle obstacles in the first odd number of laps when obstacles are found on the patrol route of autonomous underwater vehicles when waypoint control is performed by the cruise control device of FIG. It is a top view which shows the outline | summary of the avoidance operation | movement of an object. 図5の航走制御装置によるウェイポイント制御を行なう場合における自律制御型水中航走体の巡回経路上で障害物を発見した最初の偶数周目の周回で行う自律制御型水中航走体の障害物の回避動作の概要を示す平面図である。Autonomous underwater vehicle obstacles in the first even lap when an obstacle is found on the patrol route of the autonomous underwater vehicle in the case of performing waypoint control by the cruise control device of FIG. It is a top view which shows the outline | summary of the avoidance operation | movement of an object. 図5の航走制御装置によるウェイポイント制御を行なう場合における障害物が発見された最初の奇数周目と最初の偶数周目よりも後の周回での自律制御型水中航走体の航走状態の概要を示す平面図である。Navigation state of autonomously controlled underwater vehicle in the lap after the first odd lap and the first even lap where obstacles were found when waypoint control is performed by the navigation control device of FIG. It is a top view which shows the outline | summary. A、B、C、Dの4つの場所を巡回する水中航走体のウェイポイント制御の概要を示す平面図である。It is a top view which shows the outline | summary of the waypoint control of the underwater vehicle which patrolls four places of A, B, C, and D. FIG. A、B、C、Dの4つの場所を巡回する水中航走体のウェイポイント制御を行なうときに、水中航走体の巡回するコース上に障害物が存在している場合に水中航走体が取る緊急回避動作の概要を示す平面図である。When performing an underwater vehicle traveling around four locations A, B, C, and D, when an obstacle exists on the course of the underwater vehicle traveling, It is a top view which shows the outline | summary of the emergency avoidance operation | movement which takes.

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1乃至図4は本発明の水中航走体の自律制御方法及び自律制御型水中航走体の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。   1 to 4 show an embodiment of the autonomous control method and autonomous control type underwater vehicle of the present invention, which are as follows.

すなわち、本発明の水中航走体の自律制御方法の実施に用いる本発明の自律制御型水中航走体は、図1に符号3で示す如く、筒型の胴体4の後端側に推進手段としての推進用のスラスタ(推進器)5と方向転換手段としての垂直舵及び水平舵からなる舵(図では垂直舵のみ示してある)6が設けてあり、且つ上記胴体4の内部に、電池の如き動力源7と、該動力源7より電力等の供給を受けて上記スラスタ5を駆動する電動モータ等の動力装置8と、上記動力源7より電力等の供給を受けて動作する操舵装置9を備えて、該操舵装置9で上記各舵6を駆動することで、水中航走体自体の姿勢、航走方位、深度を自在に変更できるようにしてある。又、位置取得手段として、たとえば、加速度計とジャイロと積分器からなる位置取得装置14を備えて、自己の位置を取得できるようにしてある。なお、図示してないが、上記胴体4の所要個所に、監視対象領域内での監視が所望される所要の監視対象に応じたセンサを搭載してあるものとする。   That is, the autonomously controlled underwater vehicle of the present invention used for carrying out the autonomous control method of the underwater vehicle of the present invention has propulsion means on the rear end side of the cylindrical fuselage 4 as indicated by reference numeral 3 in FIG. A thruster (propulsion unit) 5 for propulsion and a rudder (only the vertical rudder is shown in the figure) 6 comprising a vertical rudder and a horizontal rudder as direction changing means are provided, and a battery is provided inside the fuselage 4. A power source 7 such as the above, a power device 8 such as an electric motor that receives the supply of electric power from the power source 7 and drives the thruster 5, and a steering device that operates by receiving the supply of electric power from the power source 7. 9, the steering device 9 drives each of the rudder 6 so that the posture, traveling azimuth, and depth of the underwater vehicle itself can be freely changed. In addition, as the position acquisition means, for example, a position acquisition device 14 including an accelerometer, a gyroscope, and an integrator is provided so as to acquire its own position. Although not shown in the figure, it is assumed that a sensor corresponding to a required monitoring target that is desired to be monitored in the monitoring target area is mounted at a required portion of the body 4.

更に、上記胴体4の前部に、障害物検出手段としての障害物検出用ソナー10を設け、更に、上記胴体4の中央部の内部に、コンピュータの如き航走制御装置11を備えて、該航走制御装置11に、上記障害物検出用ソナー10からの障害物検出信号を入力できるようにしてあると共に、該航走制御装置11により、上記動力装置8によるスラスタ5の駆動の制御と、上記操舵装置9による各舵6の駆動を制御することで、水中航走体の航走状態を管制制御できるようにした構成としてある。   Further, an obstacle detection sonar 10 as an obstacle detection means is provided at the front part of the fuselage 4, and further, a cruise control device 11 such as a computer is provided inside the fuselage 4, An obstacle detection signal from the obstacle detection sonar 10 can be input to the cruise control device 11, and the cruise control device 11 controls the driving of the thruster 5 by the power unit 8. By controlling the driving of each rudder 6 by the steering device 9, the traveling state of the underwater vehicle can be controlled.

更に又、上記航走制御装置11は、図2にフローを示す如き処理手順にしたがってウェイポイント制御を行なうものとしてある。   Furthermore, the navigation control apparatus 11 performs waypoint control according to the processing procedure as shown in the flow in FIG.

すなわち、予め、本発明の自律制御型水中航走体3を所要の監視対象領域内にて巡回するよう辿らせるべき巡回経路に沿う中間地点ごとに、その場所と辿る順序とを定めたウェイポイントを設定し、上記航走制御装置11に、該各ウェイポイントの場所と辿る順序のデータを記憶させておく(ステップ1:S1)。   That is, a waypoint that defines the location and the order of tracing for each intermediate point along the patrol route that should be traced so that the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention circulates within the required monitoring target area. Is set, and the navigation control device 11 stores the data of the order of tracing the location of each waypoint (step 1: S1).

上記ステップ1(S1)で各ウェイポイントの場所と辿る順序のデータが与えられると、上記航走制御装置11は、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定する(ステップ2:S2)。   When the data of the order of tracing with the location of each waypoint is given in step 1 (S1), the cruise control apparatus 11 sets the location of the waypoint to be traced first as a target point (step 2: S2).

次に、上記航走制御装置11は、上記障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力を常時監視して、本発明の自律制御型水中航走体3の現在地と、上記目標地点に設定されたウェイポイントの場所とを繋ぐ移動予定経路上に障害物があるか否かを判断し(ステップ3:S3)、移動予定経路上に障害物が発見(検出)されない場合は、上記動力装置8によるスラスタ5の駆動と、操舵装置9による各舵6の駆動の制御により(図1参照)、上記ステップ2(S2)で設定された目標地点、すなわち、最初に辿るウェイポイントの場所へ向けて、本発明の自律制御型水中航走体3を移動させる(ステップ4:S4)。   Next, the navigation controller 11 constantly monitors the input of the obstacle detection signal from the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1), and the present location of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention. And whether or not there is an obstacle on the planned movement route connecting the location of the waypoint set as the target point (step 3: S3), and an obstacle is found (detected) on the planned movement route If not, the target point set in step 2 (S2), that is, first, is controlled by controlling the driving of the thruster 5 by the power unit 8 and the driving of each rudder 6 by the steering unit 9 (see FIG. 1). The autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is moved toward the location of the waypoint to be traced (step 4: S4).

次いで、上記航走制御装置11は、たとえば、所要時間経過するか、あるいは、本発明の自律制御型水中航走体3が所要距離進行するごとに、該本発明の自律制御型水中航走体3が上記ステップ2(S2)で設定された目標地点に到達したか否かを判断し(ステップ5:S5)、目標地点に到達していない場合は、上記ステップ3(S3)へ戻って、障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力の監視により移動予定経路上に障害物があるか否かを再度判断した後、障害物が発見(検出)されない間は、上記ステップ4(S4)による本発明の自律制御型水中航走体の設定された目標地点へ向いた移動と、ステップ5(S5)による所要時間経過するか、あるいは、所要距離進行するごとの、本発明の自律制御型水中航走体3が上記目標地点に到達したか否かを判断する処理を順次繰り返して行うようにしてある。   Next, the cruise control device 11 is, for example, the autonomous control type underwater vehicle of the present invention every time the required time elapses or the autonomous control type underwater vehicle 3 of the present invention travels a required distance. 3 determines whether or not the target point set in Step 2 (S2) has been reached (Step 5: S5). If the target point has not been reached, the process returns to Step 3 (S3). While the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1) monitors the input of the obstacle detection signal to determine again whether there is an obstacle on the planned movement path, the obstacle is not detected (detected). Each time the autonomously controlled underwater vehicle of the present invention moves to the set target point in step 4 (S4) and the required time in step 5 (S5) elapses or the required distance travels. , Autonomously controlled underwater navigation of the present invention Body 3 are to perform sequentially repeating the process of determining whether or not reached the target point.

その後、上記ステップ5(S5)において、本発明の自律制御型水中航走体3が設定された目標地点に到達したと判断された場合は、該目標地点が、最後に辿るウェイポイントに応じて設定された目標地点であるか否かを判断し(ステップ6:S6)、最後のウェイポイントに応じて設定された目標地点でない場合は、次に辿る順序のウェイポイントの場所を新たな目標地点として設定し直すようにする(ステップ7:S7)。   Thereafter, in the above step 5 (S5), when it is determined that the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention has reached the set target point, the target point corresponds to the last waypoint to be traced. It is determined whether or not the target point has been set (step 6: S6). If it is not the target point set according to the last waypoint, the location of the waypoint in the order to be traced is determined as the new target point. Is set again (step 7: S7).

上記のようにしてステップ7(S7)で新たな目標地点が設定されると、上記航走制御装置11は、ステップ3(S3)へ戻って、障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力の監視により本発明の自律制御型水中航走体3の現在地と上記ステップ7(S7)で新たに目標地点に設定されたウェイポイントの場所とを繋ぐ移動予定経路上に障害物があるか否かを判断した後、障害物が発見(検出)されない間は、上記したと同様に、上記ステップ3(S3)と、ステップ4(S4)による本発明の自律制御型水中航走体3の上記ステップ7(S7)で新たに設定された目標地点に向いた移動と、ステップ5(S5)による所要時間経過又は所要距離進行するごとの、本発明の自律制御型水中航走体3が上記目標地点に到達したか否かを判断する処理とを、該ステップ5(S5)で本発明の自律制御型水中航走体3が上記ステップ7(S7)で新たに設定された目標地点に到達したと判断されるようになるまで順次繰り返して行う。   When a new target point is set in step 7 (S7) as described above, the cruise control apparatus 11 returns to step 3 (S3) and starts from the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1). On the planned movement path connecting the current location of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention and the location of the waypoint newly set as the target location in step 7 (S7) by monitoring the input of the obstacle detection signal After determining whether or not there is an obstacle, the autonomous control type of the present invention according to step 3 (S3) and step 4 (S4) is performed as described above while no obstacle is found (detected). The autonomously controlled water of the present invention every time the underwater vehicle 3 moves toward the target point newly set in step 7 (S7) and the required time elapses or the required distance advances in step 5 (S5). Medium cruiser 3 reaches the target point In step 5 (S5), it is determined that the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention has reached the target point newly set in step 7 (S7). Repeat sequentially until it becomes.

その後は、上記ステップ5(S5)において本発明の自律制御型水中航走体3が設定された目標地点に到達したと判断されるごとにステップ6(S6)へ進んで、該ステップ6(S6)で、設定されている目標地点が最後のウェイポイントに応じた目標地点であると判断されるようになるまでは、上記ステップ7(S7)による次に辿る順序のウェイポイントの場所を新たな目標地点に設定し直してから上記ステップ3(S3)に戻る処理を繰り返すことで、全ウェイポイントの場所が辿る順序にしたがってすべて目標位置に設定されるようになるまで、上記ステップ3(S3)よりステップ4(S4)とステップ5(S5)を経て上記ステップ3(S3)へ戻る処理と、上記ステップ5(S5)の後にステップ6(S6)とステップ7(S7)を経て上記ステップ3(S3)へ戻る処理とを繰り返すようにしてある。   Thereafter, whenever it is determined in step 5 (S5) that the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention has reached the set target point, the routine proceeds to step 6 (S6). ) Until it is determined that the set target point is the target point corresponding to the last waypoint, the location of the waypoint in the order followed in step 7 (S7) is newly set. By repeating the process of returning to step 3 (S3) after setting the target point again, step 3 (S3) is repeated until all the waypoints are set according to the order in which the locations of all waypoints follow. From step 4 (S4) and step 5 (S5), the process returns to step 3 (S3). After step 5 (S5), step 6 (S6) and step 7 (S ) Through the are to repeat the process returns to step 3 (S3) above.

しかる後、上記ステップ7(S7)で、最後に辿るウェイポイントの場所が目標地点に設定された後に行われるステップ3(S3)よりステップ4(S4)とステップ5(S5)を経て上記ステップ3(S3)へ戻る処理を繰り返す際、上記ステップ5(S5)で本発明の自律制御型水中航走体3が目標地点に到達したと判断されると、ステップ6(S6)へ進んだ時点で、目標地点が最後のウェイポイントに対応して設定されたものであると判断されるため、この場合は、ステップ8(S8)へ進んで処理を終了するようにする。   Thereafter, in step 7 (S7), step 3 (S3), which is performed after the location of the last waypoint to be traced, is set as the target point, step 4 (S4) and step 5 (S5) are followed by step 3 above. When the process of returning to (S3) is repeated, if it is determined in step 5 (S5) that the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention has reached the target point, the process proceeds to step 6 (S6). Since it is determined that the target point is set corresponding to the last waypoint, in this case, the process proceeds to step 8 (S8) to end the process.

更に、上記航走制御装置11では、所要の監視対象領域内に設定してある巡回経路に沿って本発明の自律制御型水中航走体3について上記のようなウェイポイント制御を行う際に、上記巡回経路上を本発明の自律制御型水中航走体3が航走している間の或る時点で、上記ステップ3(S3)において、障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力を基に、該時点での本発明の自律制御型水中航走体3の現在地と目標地点とを繋いだ本発明の自律制御型水中航走体3の移動予定経路上に障害物が発見(検出)された場合は、従来のウェイポイント制御と同様の本発明の自律制御型水中航走体3の一旦停止(図2のフローでは記載を省略してある。後述する図5、図6でも同様。)と、緊急回避動作(ステップ9:S9、ステップ10:S10)に加えて、該緊急回避動作終了時点で、緊急回避動作終了時における本発明の自律制御型水中航走体3の位置を、上記巡回経路に次の周回から経由するための新たなウェイポイントとして追加(挿入)する処理(ステップ11:S11)を行う機能を備えるようにしてある。   Furthermore, in the navigation control device 11, when performing the above waypoint control for the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention along the patrol route set in the required monitoring target area, At a certain point in time while the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is traveling on the patrol route, in step 3 (S3), the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1) Based on the input of the obstacle detection signal, on the planned movement path of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention connecting the current location of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention and the target point at that time If an obstacle is found (detected), the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is temporarily stopped (not shown in the flow of FIG. 2) as in the conventional waypoint control. The same applies to FIGS. 5 and 6) and emergency avoidance operation (step 9: S9, scan) 10: In addition to S10), at the end of the emergency avoidance operation, the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the end of the emergency avoidance operation is routed to the patrol route from the next lap. A function of performing a process of adding (inserting) as a new waypoint (step 11: S11) is provided.

詳述すると、たとえば、図3に示すように、A、B、C、Dの4つの場所について、それぞれの括弧内に示すように辿る順序が繰り返されるウェイポイントを設定して、本発明の自律制御型水中航走体3を、A(1)→B(2)→C(3)→D(4)→A(5)→B(6)→C(7)→D(8)→A(9)→B(10)→・・・(なお、括弧内の数字は各場所を辿る順序を示す)のように巡回させるための巡回経路が設定してある場合に、該巡回経路上における4番目に目標地点に設定されたDの場所に本発明の自律制御型水中航走体3が到達した後、次に辿るウェイポイントの場所であるAの場所を次の(5番目の)目標地点に設定し直して、該目標地点に向けて本発明の自律制御型水中航走体3が航走しているときに、図3に示すように、本発明の自律制御型水中航走体3の現在地と目標地点となるAの場所とを繋いだ本発明の自律制御型水中航走体3の移動予定経路上に障害物2が存在していると、障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力を基に、上記障害物2が発見(検出)されるため、上記航走制御装置11では、図2のステップ3(S3)で、移動予定経路上に障害物があると判断されて、本発明の自律制御型水中航走体3の航走を一旦停止させるようにしてある。   More specifically, for example, as shown in FIG. 3, for four locations A, B, C, and D, waypoints in which the order of tracing is repeated as shown in parentheses are set, and the autonomous The controlled underwater vehicle 3 is changed from A (1) → B (2) → C (3) → D (4) → A (5) → B (6) → C (7) → D (8) → A (9) → B (10) →... (Note that the numbers in parentheses indicate the order in which each place is traced.) After the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention reaches the place D set as the fourth target point, the next (fifth) target is designated as the place of the next waypoint to be followed. As shown in FIG. 3, when the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is traveling toward the target point, the point is set again. The obstacle 2 exists on the planned movement path of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention that connects the current location of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention and the location A as the target point. 2 is detected (detected) based on the input of the obstacle detection signal from the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1). In 3 (S3), it is determined that there is an obstacle on the planned travel route, and the traveling of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is temporarily stopped.

次いで、上記航走制御装置11は、緊急回避動作として、動力装置8によるスラスタ5の駆動と、操舵装置9による各舵6の駆動を制御(図1参照)して、本発明の自律制御型水中航走体3を、上記障害物検出用ソナー10で検出された障害物のない方向へ、たとえば、その時点で目標位置に設定してあるAの場所に向いた本来の移動方向より所要角度異なる方向(図では右側へ所要角度ずれた方向)へ移動を開始させ(ステップ9:S9)、この移動開始後、所要時間経過するか、あるいは、本発明の自律制御型水中航走体3が所要距離進行するごとに、その時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置と、上記目標地点であるAの場所とを結ぶ線上から上記障害物2が外れて回避が終了したか否かの判断を行い(ステップ10:S10)、該線上より上記障害物2が外れておらず、回避が終了していない場合は、上記ステップ9(S9)へ戻って上記本発明の自律制御型水中航走体3の本来の移動方向とは異なる方向への移動を継続して行う。   Next, the cruise control device 11 controls the driving of the thruster 5 by the power unit 8 and the driving of each rudder 6 by the steering device 9 (see FIG. 1) as an emergency avoidance operation, and the autonomous control type of the present invention. The required angle of the underwater vehicle 3 in the direction in which there is no obstacle detected by the obstacle detection sonar 10, for example, the original moving direction toward the location A set as the target position at that time The movement is started in a different direction (the direction shifted by the required angle to the right side in the figure) (step 9: S9). After the movement starts, the required time elapses or the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention Every time the required distance travels, the obstacle 2 is removed from the line connecting the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention and the location A as the target point, and the avoidance is completed. (Step 10: S1) ) If the obstacle 2 is not removed from the line and the avoidance has not been completed, the process returns to the step 9 (S9) and the original moving direction of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention. Continue moving in a different direction.

その後、上記本発明の自律制御型水中航走体3が、図3に二点鎖線で示す如き位置まで移動して、上記ステップ10(S10)にて本発明の自律制御型水中航走体3の位置と、上記目標地点であるAの場所とを結ぶ線上から上記障害物2が外れて回避終了と判断されるようになると、上記航走制御装置11は、図4に示すように、上記障害物2の回避終了時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置に対応したEの場所に、新たなウェイポイントを、巡回経路の次の周回以降にDの場所とAの場所の間の順序となるように順序を定めて追加(挿入)設定することで、上記巡回経路を航走する本発明の自律制御型水中航走体3が、該巡回経路を次の周回以降は上記Dの場所に到達すると、上記Eの場所のウェイポイントを目標地点に設定して航走し、該Eの場所のウェイポイントに到達すると、上記Aの場所のウェイポイントを目標地点に設定して航走するようにする(ステップ11:S11)。   Thereafter, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention moves to a position shown by a two-dot chain line in FIG. 3, and the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is in step 10 (S10). When the obstacle 2 comes off from the line connecting the position of A and the location of the target point A and it is determined that the avoidance has ended, the cruise control device 11 performs the above-described operation as shown in FIG. A new waypoint is placed at the location E corresponding to the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the end of avoidance of the obstacle 2, and the location of D and A The autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention, which travels on the above-mentioned patrol route by setting the order so as to be the order between the places, is set in the patrol route after the next lap. When it reaches the location D, the waypoint at the location E is set as the target location. And cruising, upon reaching the location waypoint of the E, so as to run Kou set a waypoint location of the A to the target point (step 11: S11).

上記のようにしてステップ9(S9)とステップ10(S10)による本発明の自律制御型水中航走体3の巡回経路上の障害物2の緊急回避動作が終了すると共に、ステップ11(S11)による新たなウェイポイントの追加処理が行なわれた後は、上記航走制御装置11は図2のステップ4(S4)へ進んで、その時点で目標地点に設定されているAの場所への本発明の自律制御型水中航走体3の移動を行わせるようにしてあり、その後、前述したと同様に、上記ステップ5(S5)からステップ3(S3)へ戻る処理、及び、上記ステップ5(S5)からステップ6(S6)へ進んだ後、ステップ7(S7)を経てステップ3(S3)へ戻る処理を適宜繰り返した後、上記ステップ6(S6)で、目標地点が最後に辿るウェイポイントに対応して設定されたものであると判断されると、ステップ8(S8)へ進んで処理を終了するようにしてある。   As described above, the emergency avoidance operation of the obstacle 2 on the patrol route of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention in step 9 (S9) and step 10 (S10) is completed, and step 11 (S11). After the new waypoint addition process is performed, the cruise control apparatus 11 proceeds to step 4 (S4) in FIG. 2, and the main location A is set as the target point at that time. The autonomously controlled underwater vehicle 3 of the invention is caused to move. Thereafter, as described above, the process of returning from step 5 (S5) to step 3 (S3), and step 5 ( After proceeding from step S5) to step 6 (S6), through step 7 (S7) and then returning to step 3 (S3) as appropriate, the waypoint that the target point traces last in step 6 (S6) above In If it is determined that the one set by response, are to be terminated willing to step 8 (S8).

以上の構成としてある本発明の自律制御型水中航走体3を使用して、監視対象領域内でウェイポイントにより設定してある巡回経路に沿って航走させながら、該本発明の自律制御型水中航走体3に搭載してある所要のセンサにより上記監視対象領域内の走査(スキャン)を行わせるようにするときに、図3に示すように、当初、A、B、C、Dの4つの場所について、それぞれ辿る順序が順次繰り返されるようにウェイポイントを設定した巡回経路上における途中位置であるDの場所とAの場所との間に、当初各ウェイポイントを設定するときに想定していなかった位置が変わらない障害物2が存在していたり、あるいは、障害物2が新たに発生してその位置が変わらないようなものであった場合は、上記Dの場所よりAの場所に向かう本発明の自律制御型水中航走体3が、搭載してある障害物検出用ソナー10により上記障害物2を最初に発見(検出)する周回では、該本発明の自律制御型水中航走体3は、上記障害物2の手前での一時停止と、緊急回避動作を行うようになるが、本発明の自律制御型水中航走体3の上記障害物2の回避動作が終了した時点で、図3に示す如く、該時点での本発明の自律制御型水中航走体3の回避終了位置に対応したEの場所に、巡回経路の次の周回時に本発明の自律制御型水中航走体3をDの場所とAの場所との間で経由させるための新たなウェイポイントが追加設定されて、航走制御装置11に記憶される。   Using the autonomous control type underwater vehicle 3 of the present invention having the above-described configuration, the autonomous control type of the present invention is used while sailing along a patrol route set by waypoints in the monitored region. As shown in FIG. 3, initially, as shown in FIG. 3, when A, B, C, and D are scanned by the required sensor mounted on the underwater vehicle 3. Assuming that each waypoint is initially set between a location D and a location A, which are halfway positions on the cyclic route where the waypoints are set so that the order of tracing is sequentially repeated for each of the four locations. If there is an obstacle 2 that does not change its position, or if the obstacle 2 is newly generated and its position does not change, it will be moved to the location A from the location D above. Heading When the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention first finds (detects) the obstacle 2 with the obstacle detection sonar 10 installed, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention The suspension before the obstacle 2 and the emergency avoidance operation are performed. When the avoidance operation of the obstacle 2 of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is completed, FIG. As shown in FIG. 2, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is placed at the position E corresponding to the avoidance end position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the time at the next round of the circuit route. A new waypoint for passing between the location D and the location A is additionally set and stored in the cruise control device 11.

したがって、上記本発明の自律制御型水中航走体3は、上記巡回経路を、A(1)→B(2)→C(3)→D(4)→A(5)→B(6)→C(7)→D(8)→E(9)→A(10)→・・・→D(13)→E(14)→A(15)→・・・(なお、括弧内の数字は各場所を辿る順序を示す)のように巡回するようになり、上記Dの場所よりAの場所に至る移動予定経路上に障害物2が発見された周回よりも後の周回では、本発明の自律制御型水中航走体3は、Dの場所よりEの場所を目標地点として航走した後、該Eの場所よりAの場所を目標地点として航走するようにウェイポイント制御されることで、上記Dの場所とAの場所を繋ぐ線上に存在している障害物2を自動的に回避した航走が行われるようになる。   Accordingly, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention moves the above-mentioned patrol route from A (1) → B (2) → C (3) → D (4) → A (5) → B (6). → C (7) → D (8) → E (9) → A (10) → ... → D (13) → E (14) → A (15) → ... (numbers in parentheses Indicates the order in which each place is traced), and in the lap after the lap in which the obstacle 2 is found on the planned movement route from the D place to the A place, the present invention The autonomously controlled underwater vehicle 3 is controlled by waypoints so that it travels from the location D to the location E and then travels from the location E to the location A. Thus, the navigation is automatically performed while avoiding the obstacle 2 existing on the line connecting the location D and the location A.

このように、本発明の水中航走体の自律制御方法及び自律制御型水中航走体によれば、本発明の自律制御型水中航走体3が巡回経路を航走する途中で移動予定経路上に障害物が存在していても、該障害物が発見されて緊急回避動作を行った周回よりも後の周回では、同じ場所に障害物2があっても、該障害物2の場所に差し掛かることなく本発明の自律制御型水中航走体3をウェイポイント制御により巡回させることができるため、緊急回避の回数を大幅に低減させることができる。   Thus, according to the autonomous control method and autonomous control type underwater vehicle of the present invention, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is scheduled to move while traveling on the patrol route. Even if there is an obstacle on the top, in the lap after the lap where the obstacle was discovered and the emergency avoidance operation was performed, even if there is an obstacle 2 in the same place, the obstacle 2 Since the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention can be circulated by waypoint control without approaching, the number of times of emergency avoidance can be greatly reduced.

しかも、水中航走体の緊急回避の回数を低減させることで、本発明の自律制御型水中航走体3ではスラスタ5を駆動する動力装置8や操舵装置9や航走制御装置11等で、緊急回避のために通常の航走時に比して余分な動力を消費することが少なくなるため、水中航走体の持続可能な航走時間への影響を抑制することが可能となる。   Moreover, by reducing the number of emergency avoidances of the underwater vehicle, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention can be used with the power unit 8, the steering device 9, the cruise control device 11, etc. that drive the thruster 5, Since it is less likely to consume extra power than during normal voyage for emergency avoidance, it is possible to suppress the influence of the underwater vehicle on the sustainable cruising time.

次に、図5乃至図9は本発明の実施の他の形態として、図1乃至図4の実施の形態の応用例を示すもので、図1に示したと同様の構成において、航走制御装置11を、図2にフローを示した如き処理手順でウェイポイント制御を行うものとした構成に代えて、図5に示す如き処理手順にしたがってウェイポイント制御を行う航走制御装置11としたものである。   Next, FIG. 5 to FIG. 9 show application examples of the embodiment of FIG. 1 to FIG. 4 as other embodiments of the present invention. In the same configuration as shown in FIG. 11 is a cruise control device 11 that performs waypoint control according to the processing procedure shown in FIG. 5, instead of the configuration that performs waypoint control according to the processing procedure shown in the flowchart of FIG. is there.

詳述すると、上記航走制御装置11は、図5に示す如く、図2に示したと同様のステップ1(S1)〜ステップ8(S8)を備えて、本発明の自律制御型水中航走体3の移動予定経路上に障害物が発見されない場合は、図2に示したと同様の手順で処理を行うようにしてある。   More specifically, as shown in FIG. 5, the navigation control apparatus 11 includes the same step 1 (S1) to step 8 (S8) as shown in FIG. 2, and the autonomously controlled underwater vehicle of the present invention. If an obstacle is not found on the planned movement route 3, the process is performed in the same procedure as shown in FIG.

又、本発明の自律制御型水中航走体3を巡回経路を航走させている或る時点で、ステップ3(S3)において、障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力を基に、該時点での本発明の自律制御型水中航走体3の現在地と目標地点とを繋いだ本発明の自律制御型水中航走体3の移動予定経路上に障害物が発見(検出)された場合は、上記航走制御装置11は、本発明の自律制御型水中航走体3を上記障害物の手前で一旦停止させた後、先ず、上記本発明の自律制御型水中航走体3の移動予定経路上に発見(検出)された障害物が、左右両側のいずれの方向にも回避することが可能か否かを判断するようにする(ステップ12:S12)。   In addition, at a certain point in time when the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is traveling on a patrol route, in step 3 (S3), obstacle detection from the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1). Based on the input of the signal, the obstacle on the planned movement path of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention connecting the current location of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention and the target point at that time. Is detected (detected), the cruise control device 11 first stops the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention in front of the obstacle, and then first, the autonomous control of the present invention. It is determined whether or not an obstacle found (detected) on the planned movement path of the underwater vehicle 3 can be avoided in either of the left and right sides (step 12: S12). .

上記ステップ12(S12)において、上記障害物の位置や大きさ等から、該障害物は左右両側のいずれの方向にも回避できるものではなく、左右いずれか片方のみに回避することが妥当と判断された場合は、上記航走制御装置11は、緊急回避動作として、図2のステップ9(S9)と同様の、本発明の自律制御型水中航走体3の上記障害物検出用ソナー10で検出された障害物のない方向へ移動させる処理と、図2のステップ10(S10)と同様の、所要時間経過、あるいは、本発明の自律制御型水中航走体3が所要距離進行するごとの時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置と、その時点で目標地点に設定してあるウェイポイントの場所とを結ぶ線上から上記障害物2が外れて回避が終了したか否かを判断する処理を、回避が終了するまで繰り返し行う。その後、上記ステップ10(S10)で本発明の自律制御型水中航走体3の障害物の回避が終了したと判断されると、図2のステップ11(S11)と同様に、上記障害物の回避終了時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置に対応した場所に、新たなウェイポイントを、巡回経路の次の周回以降に経由するよう順序を定めて追加(挿入)設定してから、ステップ4(S4)へ進むようにしてある。   In step 12 (S12), it is determined from the position, size, etc. of the obstacle that it is appropriate to avoid the obstacle in either the left or right direction, but not in the left or right direction. If it is, the navigation control device 11 uses the obstacle detection sonar 10 of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention as an emergency avoidance operation similar to step 9 (S9) of FIG. The process of moving in the direction without the detected obstacle, and the same time as in step 10 (S10) of FIG. 2, the required time elapses, or every time the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention travels the required distance. Whether or not the obstacle 2 is removed from the line connecting the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the time and the location of the waypoint set as the target point at that time, and the avoidance is finished Avoid the process of determining whether Repeatedly carried out until the end. Thereafter, when it is determined in step 10 (S10) that the obstacle avoidance of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention has been completed, as in step 11 (S11) of FIG. A new waypoint is added to the place corresponding to the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the time of avoidance, and added (inserted) in a predetermined order so as to pass after the next round of the circuit route. Then, the process proceeds to step 4 (S4).

更に、上記航走制御装置11では、上記ステップ12(S12)において、上記本発明の自律制御型水中航走体3の移動予定経路上に発見(検出)された障害物が、左右両側のいずれの方向にも回避可能と判断された場合は、ステップ13(S13)へ進んで、上記移動予定経路上に障害物が発見(検出)された周回が、本発明の自律制御型水中航走体3の巡回経路における周回数が奇数周目か偶数周目かを判断した後、奇数周目と偶数周目に応じて左右の異なる方向へ緊急回避動作を行うようにし(ステップ14:S14及びステップ15:S15、ステップ17:S17及びステップ18:S18)、それぞれの緊急回避動作終了時点で、緊急回避動作終了時における本発明の自律制御型水中航走体3の位置を、上記巡回経路の次の奇数周回と偶数周回のときに経由するための新たなウェイポイントとしてそれぞれ追加(挿入)する処理(ステップ16:S16、ステップ19:S19)を行う機能を備えるようにしてある。   Furthermore, in the navigation control apparatus 11, in step 12 (S12), obstacles found (detected) on the planned movement path of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention are detected on either of the left and right sides. If it is determined that it can be avoided in the direction of the vehicle, the process proceeds to step 13 (S13), and the lap when the obstacle is found (detected) on the planned movement route is the autonomously controlled underwater vehicle of the present invention. After determining whether the number of laps on the third route is an odd or even lap, an emergency avoidance operation is performed in different directions on the left and right according to the odd and even laps (step 14: S14 and step 14). 15: S15, Step 17: S17 and Step 18: S18), at the end of each emergency avoidance operation, the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the end of the emergency avoidance operation Odd number of Each added as a new waypoint to through which the times and the even circulation (insert) for processing (step 16: S16, step 19: S19) are as a function of performing.

詳述すると、たとえば、図6に示す如く、E、F、G、H、I、J、・・・の各場所に、該各場所を順次経由して巡回するようにするための順序でウェイポイントを設定して、本発明の自律制御型水中航走体3を巡回させるための巡回経路を設定し、これにより、該本発明の自律制御型水中航走体3に搭載した図示しない所要のセンサの有効範囲12が本発明の自律制御型水中航走体3の航走に伴って移動することで該航走方向に沿って連続した平面視帯状に形成される該センサによるデータ検出領域(走査領域)12aによって、図6に一点鎖線で示す如き所要の監視対象領域13を走査できるようにした状態において(なお、図示する便宜上、各ウェイポイントの場所に位置するときの本発明の自律制御型水中航走体3がいずれも実線で示してある。又、各ウェイポイントの場所に位置するときの本発明の自律制御型水中航走体3に搭載した上記センサの有効範囲12が破線で、上記データ検出領域12aが別の破線でそれぞれ示してある。後述する図7、図8、図9でも同様。)、上記巡回経路上におけるGの場所に本発明の自律制御型水中航走体3が到達した後、次に辿る順序のウェイポイントの場所であるHの場所を次の目標地点に設定し直して、該目標地点に向けて本発明の自律制御型水中航走体3が航走しているときに、図7に示すように、本発明の自律制御型水中航走体3の現在地と目標地点となるの場所とを繋いだ本発明の自律制御型水中航走体3の移動予定経路上に障害物2が存在していると、障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力を基に、上記障害物2が発見(検出)されるため、上記航走制御装置11では、図5のステップ3(S3)で、移動予定経路上に障害物2があると判断されて、ステップ12(S12)に進むようにしてある。 More specifically, for example, as shown in FIG. 6, each way of E, F, G, H, I, J,... A point is set, and a patrol route for patroling the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is set, whereby a required route (not shown) mounted on the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is set. The sensor's effective range 12 moves with the traveling of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention, so that the data detection region (see FIG. In a state in which the required monitoring target area 13 as shown by a one-dot chain line in FIG. 6 can be scanned by the scanning area 12a (for convenience of illustration, the autonomous control of the present invention when located at each waypoint location) Type underwater vehicle 3 are all solid lines In addition, the effective range 12 of the sensor mounted on the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the location of each waypoint is a broken line, and the data detection area 12a is another broken line. (The same applies to FIGS. 7, 8, and 9 to be described later.) After the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention arrives at the location G on the patrol route, When the location H of the waypoint location is set as the next target point and the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is traveling toward the target point, it is shown in FIG. As described above, there is an obstacle 2 on the planned movement path of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention that connects the current location of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention and the location H as the target point. The obstacle detection signal from the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1). Since the obstacle 2 is found (detected) based on the force, the navigation control apparatus 11 determines that the obstacle 2 is on the planned movement route in step 3 (S3) of FIG. The process proceeds to step 12 (S12).

更に、上記図5のステップ12(S12)で、障害物検出用ソナー10(図1参照)からの障害物検出信号の入力を基に、上記発見(検出)された障害物2が、その位置や大きさから左右両側に回避することが可能であると判断される場合は、上記航走制御装置11は、ステップ13(S13)へ進んで、上記巡回経路を巡回する本発明の自律制御型水中航走体3の現在の周回数が奇数周目か偶数周目かを判断する。   Further, in step 12 (S12) of FIG. 5, the obstacle 2 found (detected) is detected based on the input of the obstacle detection signal from the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1). If it is determined that it can be avoided from the right and left sides from the size, the cruise control device 11 proceeds to step 13 (S13) and travels around the patrol route according to the present invention. It is determined whether the current number of laps of the underwater vehicle 3 is an odd or even lap.

上記ステップ13(S13)において、本発明の自律制御型水中航走体3の巡回経路における周回数が奇数周目であると判断された場合は、上記航走制御装置11は、図7に示すように、移動予定経路上に発見(検出)された上記障害物2に対し本発明の自律制御型水中航走体3を右側へ回避させるための緊急回避動作として、本発明の自律制御型水中航走体3を、その時点で目標位置に設定してあるHの場所に向いた本来の移動方向より右側へ所要角度ずれた方向へ移動させ(ステップ14:S14)、この移動開始後、所要時間経過するか、あるいは、本発明の自律制御型水中航走体3が所要距離進行するごとに、その時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置と、上記目標地点であるHの場所とを結ぶ線上から上記障害物2が外れて回避が終了したか否かの判断を行い(ステップ15:S15)、該線上より上記障害物2が外れて回避が終了するまで、上記ステップ14(S14)とステップ15(S15)の処理を順次繰り返して行う。   If it is determined in step 13 (S13) that the number of laps in the patrol route of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is an odd number, the cruise control device 11 is shown in FIG. As described above, as an emergency avoidance operation for avoiding the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention to the right side with respect to the obstacle 2 discovered (detected) on the planned movement route, the autonomously controlled water of the present invention is used. The middle traveling body 3 is moved in the direction shifted to the right by the required angle from the original moving direction toward the location H set as the target position at that time (step 14: S14). Whenever time passes or the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention travels a required distance, the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at that time and the target point are The above obstacle 2 is outside from the line connecting the location of H It is then determined whether or not the avoidance has been completed (step 15: S15), and the processes in steps 14 (S14) and 15 (S15) are performed until the obstacle 2 is removed from the line and the avoidance is completed. Repeat sequentially.

その後、上記のようにして本発明の自律制御型水中航走体3の上記障害物2の右側への緊急回避動作が終了すると、上記航走制御装置11は、図2のステップ11(S11)と同様に、上記障害物2の回避終了時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置に対応した図7に二点鎖線で示す如きKの場所に、新たなウェイポイントを、巡回経路の次の奇数周目以降の奇数周回に、Gの場所とHの場所の間の順序となるように順序を定めて追加(挿入)設定する(ステップ16:S16)。これにより、上記巡回経路を航走する本発明の自律制御型水中航走体3が、該巡回経路を次の奇数周目以降の各奇数周回で上記Gの場所に到達すると、図7に二点鎖線で示すように、上記Kの場所のウェイポイントを目標地点に設定して航走し、該Kの場所のウェイポイントに到達すると、上記Hの場所のウェイポイントを目標地点に設定し直して航走するようにする。   Thereafter, when the emergency avoidance operation to the right side of the obstacle 2 of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is completed as described above, the navigation control device 11 performs step 11 (S11) in FIG. In the same manner as above, a new waypoint is placed at a location K as shown by a two-dot chain line in FIG. 7 corresponding to the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the end of avoiding the obstacle 2. The order is determined and added (inserted) to the odd-numbered turns after the next odd-numbered turn of the cyclic route so that the order is between the G and H places (step 16: S16). As a result, when the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention that travels on the patrol route reaches the location G in each odd lap after the next odd lap on the patrol route, FIG. As indicated by the dotted line, the vehicle is sailing with the waypoint at the K location set as the target point, and when it reaches the waypoint at the K location, the waypoint at the H location is reset to the target location. To sail.

上記ステップ16(S16)の後は、ステップ4(S4)へ進むようにしてある。   Step 16 (S16) is followed by step 4 (S4).

一方、上記ステップ13(S13)において、本発明の自律制御型水中航走体3の巡回経路における周回数が偶数周目であると判断された場合は、上記航走制御装置11は、図8に示すように、移動予定経路上に発見(検出)された上記障害物2に対し本発明の自律制御型水中航走体3を左側へ回避させるための緊急回避動作として、本発明の自律制御型水中航走体3を、その時点で目標位置に設定してあるHの場所に向いた本来の移動方向より左側へ所要角度ずれた方向へ移動させ(ステップ17:S17)、この移動開始後、所要時間経過するか、あるいは、本発明の自律制御型水中航走体3が所要距離進行するごとに、その時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置と、上記目標地点であるHの場所とを結ぶ線上から上記障害物2が外れて回避が終了したか否かの判断を行い(ステップ18:S18)、該線上より上記障害物2が外れて回避が終了するまで、上記ステップ17(S17)とステップ18(S18)の処理を順次繰り返して行う。   On the other hand, when it is determined in step 13 (S13) that the number of laps in the patrol route of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is an even number of laps, the cruising control device 11 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the autonomous control of the present invention is performed as an emergency avoidance operation for avoiding the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention to the left side with respect to the obstacle 2 found (detected) on the planned travel route. The type underwater vehicle 3 is moved in a direction shifted to the left by a required angle from the original moving direction toward the location H set as the target position at that time (step 17: S17). Each time the required time elapses or the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention travels a required distance, the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at that time and the target point The above obstacle from the line connecting the location of H It is determined whether or not avoidance is finished (step 18: S18), and the above steps 17 (S17) and 18 (S18) are continued until the obstacle 2 is removed from the line and the avoidance is finished. Repeat the process sequentially.

その後、上記のようにして本発明の自律制御型水中航走体3の上記障害物2の左側への緊急回避動作が終了すると、上記航走制御装置11は、図2のステップ11(S11)と同様に、上記障害物2の回避終了時点での本発明の自律制御型水中航走体3の位置に対応したLの場所に、新たなウェイポイントを、巡回経路の次の偶数周目以降の偶数周回に、Gの場所とHの場所の間の順序となるように順序を定めて追加(挿入)設定する(ステップ19:S19)。これにより、上記巡回経路を航走する本発明の自律制御型水中航走体3が、該巡回経路を次の偶数周目以降の各偶数周回で上記Gの場所に到達すると、図8に二点鎖線で示すように、上記Lの場所のウェイポイントを目標地点に設定して航走し、該Lの場所のウェイポイントに到達すると、上記Hの場所のウェイポイントを目標地点に設定し直して航走するようにする。   After that, when the emergency avoidance operation to the left side of the obstacle 2 of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is completed as described above, the cruise control device 11 performs step 11 (S11) in FIG. In the same manner as described above, a new waypoint is placed at a position L corresponding to the position of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention at the time when the avoidance of the obstacle 2 is ended, after the next even number of laps of the patrol route. The order is determined and added (inserted) to the even number of turns so as to be the order between the place of G and the place of H (step 19: S19). As a result, when the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention that travels on the patrol route reaches the location G in each of the even-numbered laps after the next even-numbered lap, FIG. As indicated by the dotted line, the vehicle is sailing with the waypoint at the location L set as the target point, and when the waypoint at the location L is reached, the waypoint at the location H is set as the target location again. To sail.

上記ステップ1(S1)の後は、ステップ4(S4)へ進むようにしてある。 After step 1 9 (S1 9 ), the process proceeds to step 4 (S4).

上記航走制御装置11におけるその他の処理手順は、図2に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。   Other processing procedures in the cruise control apparatus 11 are the same as those shown in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals.

以上の構成としてある本実施の形態の航走制御装置11を備えた本発明の自律制御型水中航走体3を使用すると、図6に示した如きE、F、G、H、、J、・・・の各場所を経由する巡回経路上のGの場所とHの場所との間に、当初各ウェイポイントを設定するときに想定していなかった位置が変わらない障害物が存在していたり、あるいは、障害物2が新たに発生してその位置が変わらないようなものであり、しかも、該障害物の位置や大きさ等から、該障害物を片側のみにしか回避できない場合は、図1乃至図4の実施の形態と同様に、本発明の自律制御型水中航走体3は、上記障害物が発見(検出)された周回では緊急回避動作を行うようになるが、巡回経路の次の周回以降は、上記Gの場所とHの場所との間に追加設定されたウェイポイントを経由して航走するようにウェイポイント制御されることで、上記Gの場所とHの場所を繋ぐ線上に存在している障害物を自動的に回避した航走が行われるようになる。

When the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention provided with the cruise control device 11 of the present embodiment having the above configuration is used, E, F, G, H, I , J as shown in FIG. There is an obstacle that does not change the position that was not originally assumed when setting each waypoint between the location of G and the location of H on the cyclic route that passes through each location of Or, if the obstacle 2 is newly generated and its position does not change, and the obstacle can be avoided only on one side due to the position and size of the obstacle, As in the embodiment of FIGS. 1 to 4, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention performs an emergency avoidance operation in the lap when the obstacle is found (detected). After the next lap of, an additional setting is made between the G and H locations. The waypoint is controlled so that it travels via the i-point, so that the navigation that automatically avoids obstacles that exist on the line connecting the G and H locations is performed. Become.

更に、図7及び図8に示すように、上記巡回経路上のGの場所とHの場所との間に存在する障害物2が、左右両側へ回避可能な位置、大きさのものである場合、巡回経路を巡回する本発明の自律制御型水中航走体3の奇数周目の周回上で、障害物検出用ソナー10(図1参照)により上記障害物2が検出されると、その周回では上記障害物2を右側へ回避する緊急回避動作が行われるようになると共に、その回避終了位置に対応するKの場所のウェイポイントが、以降の奇数周目の巡回用に追加され、次いで、巡回経路の次の周回となる偶数周目の周回では、上記障害物2を左側へ回避する緊急回避動作が行われるようになると共に、その回避終了位置に対応するLの場所のウェイポイントが、以降の偶数周目の巡回用に追加される。   Further, as shown in FIGS. 7 and 8, when the obstacle 2 existing between the location G and the location H on the patrol route has a position and size that can be avoided on both the left and right sides. When the obstacle 2 is detected by the obstacle detection sonar 10 (see FIG. 1) on the odd number of laps of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention that patrolls the patrol route, Then, an emergency avoidance operation for avoiding the obstacle 2 to the right side is performed, and a waypoint at a location K corresponding to the avoidance end position is added for the following odd-numbered rounds, and then In the even-numbered lap that is the next lap of the patrol route, an emergency avoidance operation for avoiding the obstacle 2 to the left side is performed, and the waypoint at the location L corresponding to the avoidance end position is It is added for the following even-numbered tours.

よって、その後は、奇数周目の周回では、図9に一点鎖線で示すように、本発明の自律制御型水中航走体3は、上記Gの場所のウェイポイントに到達すると、上記障害物2の右側に追加されたKの場所のウェイポイントを目標地点として航走し、該Kの場所に到達すると、次のウェイポイントであるHの場所に目標地点を設定しなおして航走するようになると共に、偶数周目の周回では、図9に二点鎖線で示すように、本発明の自律制御型水中航走体3は、上記Gの場所のウェイポイントに到達すると、上記障害物2の左側に追加されたLの場所のウェイポイントを目標地点として航走し、該Lの場所に到達すると、次のウェイポイントであるHの場所に目標地点を設定しなおして航走するようになる。   Therefore, after that, as shown by a one-dot chain line in FIG. 9, when the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention reaches the waypoint at the location G, the obstacle 2 The waypoint of the place of K added to the right side of the boat is sailed as a target point, and when the place of the K is reached, the target point is set again at the place of H as the next waypoint so that the ship will run At the same time, as shown by a two-dot chain line in FIG. 9, when the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention reaches the waypoint at the location G, the obstacle 2 It sails with the waypoint of the place of L added on the left side as the target point, and when it reaches the place of L, it sets the target point to the place of H which is the next waypoint and starts to sail. .

なお、上記巡回経路上のGの場所とHの場所との間に存在する左右両側へ回避可能な障害物2が、巡回経路を巡回する本発明の自律制御型水中航走体3の偶数周目の周回上で、最初に発見(検出)された場合であっても、その周回では上記障害物2を左側へ回避する緊急回避動作が行われると共に、その回避終了位置に対応するLの場所のウェイポイントが、以降の偶数周目の巡回用に追加され、次いで、巡回経路の次の周回となる奇数周目の周回では、上記障害物2を右側へ回避する緊急回避動作が行われるようになると共に、その回避終了位置に対応するKの場所のウェイポイントが、以降の奇数周目の巡回用に追加されるようになることから、その後は、巡回経路の周回数が偶数であるか又は奇数であるかに応じて、Gの場所よりLの場所又はKの場所を経由してHの場所に向かう航走が行われるようになる。   It should be noted that the obstacle 2 that can be avoided on both the left and right sides between the location G and the location H on the patrol route travels the patrol route evenly around the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention. Even if it is the first discovery (detection) on the lap of the eye, an emergency avoidance operation for avoiding the obstacle 2 to the left side is performed in the lap, and the location of L corresponding to the avoidance end position This waypoint is added for the subsequent round of the even number of laps, and then the emergency evasion operation for avoiding the obstacle 2 to the right side is performed on the lap of the odd number of laps that is the next lap of the cyclic route. Since the waypoint at the location of K corresponding to the avoidance end position is added for the subsequent round of odd-numbered rounds, is the number of rounds of the rounding route thereafter even? Or depending on whether it is an odd number, Via the location of Tokoro or K so Kou run toward the location of H is performed.

したがって、この場合にも、本発明の自律制御型水中航走体3が巡回経路を航走する途中のKの場所とHの場所との間の当初の移動予定経路上に障害物2が存在していても、該障害物2が発見されてから緊急回避動作を行う最初の奇数周目と最初の偶数周目以降の周回では、同じ場所に障害物2があっても、上記Gの場所とHの場所を繋ぐ線上に存在している障害物2を自動的に回避した航走が行われるようになる。   Therefore, also in this case, there is an obstacle 2 on the originally planned movement route between the K place and the H place while the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention travels on the patrol route. Even if there is an obstacle 2 at the same place on the first odd-numbered lap and the lap after the first even-numbered lap when the emergency avoidance operation is performed after the obstacle 2 is found, the place of G And the navigation that automatically avoids the obstacle 2 existing on the line connecting the locations of H and H will be performed.

したがって、本実施の形態によっても、図1乃至図4の実施の形態と同様に、巡回経路上に障害物2が存在していても緊急回避の回数を大幅に低減させることができる。   Therefore, also according to the present embodiment, the number of times of emergency avoidance can be greatly reduced even when the obstacle 2 exists on the patrol route, as in the embodiment of FIGS.

更に、巡回経路上に存在する障害物2が左右両側へ回避可能な位置、大きさである場合は、該障害物2が発見(検出)された最初の奇数周目と最初の偶数周目以降の周回では、本発明の自律制御型水中航走体3を、奇数周目と偶数周目に上記障害物2の右側と左側を交互に通すことができるようになるため、上記障害物2の回避のための経路変更に伴って本発明の自律制御型水中航走体3に搭載した図示しないセンサのデータ検出領域(走査領域)12aが上記障害物2に対する本発明の自律制御型水中航走体3の回避方向と反対側に届かなくなる虞を未然に防止できて、監視対象領域13に、上記センサによる未走査の領域が形成される虞を解消することができる。   Furthermore, when the obstacle 2 existing on the patrol route is at a position and size that can be avoided on both the left and right sides, the first odd-numbered round and the first even-numbered round after the obstacle 2 is found (detected) In the lap, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention can be alternately passed through the right side and the left side of the obstacle 2 on the odd and even laps. The data detection area (scanning area) 12a of the sensor (not shown) mounted on the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention in accordance with the route change for avoidance is the autonomously controlled underwater navigation of the present invention with respect to the obstacle 2. It is possible to prevent the possibility that the body 3 will not reach the opposite side of the avoidance direction, and to eliminate the possibility that an unscanned area by the sensor is formed in the monitoring target area 13.

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の自律制御型水中航走体3に搭載するセンサは監視対象領域の監視対象に応じていかなる形式のセンサを用いるようにしてもよい。又、複数のセンサを搭載するようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and any type of sensor may be used as the sensor mounted on the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention depending on the monitoring target in the monitoring target area. It may be. A plurality of sensors may be mounted.

本発明の自律制御型水中航走体3に搭載するセンサによる監視対象領域は、上下方向に広がりを持つ監視対象領域としてもよい。したがって、本発明の自律制御型水中航走体3の巡回経路は、上下方向へ移動する経路を含んでいてもよい。更に、巡回経路上の所要個所に障害物が発見(検出)された場合における本発明の自律制御型水中航走体3の緊急回避動作を上下方向に行わせるようにしてもよく、この場合、新たに追加するウェイポイントの位置を、当初設定されている他のウェイポイントの高さ位置と異なる高さ位置に設定するものとしてもよい。図5乃至図9の実施の形態では、本発明の自律制御型水中航走体3を、奇数周目と偶数周目に障害物2を右側と左側を交互に回避して航走させるものとして示したが、移動経路上に障害物2が水平方向に張り出して存在している場合には、本発明の自律制御型水中航走体3を、奇数周目と偶数周目に障害物2を上下に交互に回避して航走させるものとしてもよい。   The monitoring target area by the sensor mounted on the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention may be a monitoring target area that extends in the vertical direction. Therefore, the patrol route of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention may include a route that moves in the vertical direction. Furthermore, the emergency avoidance operation of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention when an obstacle is found (detected) at a required location on the patrol route may be performed in the vertical direction. The position of the newly added waypoint may be set to a height position different from the height positions of other waypoints that are initially set. In the embodiment shown in FIGS. 5 to 9, the autonomously controlled underwater vehicle 3 according to the present invention is made to travel while avoiding the obstacle 2 alternately on the right and left sides on the odd and even laps. As shown in the figure, when the obstacle 2 extends horizontally on the moving route, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention is connected to the obstacle 2 on the odd and even laps. It is good also as what is made to sail avoiding alternately up and down.

又、本発明の自律制御型水中航走体3は、巡回経路の外に、本発明の自律制御型水中航走体3の基地あるいは母船等から巡回経路へ往復するための経路を自律航走できるようにしてよい。   In addition, the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention autonomously travels the route for reciprocating from the base or mother ship of the autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention to the circular route in addition to the circular route. You can do it.

本発明の自律制御型水中航走体3は、姿勢、航走方位、深度を自在に変更でき、又、所望のセンサを搭載した状態で自律航走できるようにしてあれば、胴体4の形状やサイズ、スラスタ5の形状やサイズや取付位置、舵の形状やサイズや取付位置、胴体4内の動力装置8、動力源7、操舵装置9の配置や形状等は適宜変更してもよい。方向転換手段として、舵6の代わりに上下方向や左右方向のスラスタを備えてなる構成としてもよい。   The autonomously controlled underwater vehicle 3 of the present invention can be freely changed in posture, traveling direction and depth, and the shape of the fuselage 4 as long as it can autonomously travel with a desired sensor mounted. The size, the size and the mounting position of the thruster 5, the shape and the size and the mounting position of the rudder, the arrangement and the shape of the power unit 8, the power source 7, and the steering unit 9 in the body 4 may be appropriately changed. As a direction change means, it is good also as a structure provided with the thruster of an up-down direction or a left-right direction instead of the rudder 6. FIG.

障害物の検出のために用いる障害物検出用ソナー10を、胴体4の前部に加えて側部に設けるようにしてもよい。更に、障害物検出手段として、ソナーに代えてカメラ等の撮像装置を用いる構成としてもよい。   In addition to the front part of the trunk | drum 4, you may make it provide the obstacle detection sonar 10 used for an obstacle detection in the side part. Further, as the obstacle detection means, an imaging device such as a camera may be used instead of the sonar.

又、本発明の自律制御型水中航走体3の自己の位置を取得できるようにしてあれば、位置取得手段としては、撮像装置による海底の画像とあらかじめ記憶した海底地図との照合する形式、音響速度計測装置で自機の速度を取得して積分する形式、あるいは、母船や音響灯台を基準にした相対位置を取得する形式等、加速度計とジャイロと積分器からなる位置取得装置14以外の形式の位置取得手段を用いるようにしてもよく、更には、上記位置取得装置14と上記した各形式の位置取得手段のうちの複数のものを併用するようにしてもよい。   In addition, if the position of the autonomous control type underwater vehicle 3 of the present invention can be acquired, the position acquisition means can be configured to collate an image of the seabed with an image pickup device and a previously stored seabed map, Other than the position acquisition device 14 including an accelerometer, a gyroscope, and an integrator, such as a format that acquires and integrates the speed of its own device with an acoustic velocity measuring device, or a format that acquires a relative position based on a mother ship or an acoustic lighthouse. A form of position acquisition means may be used, and further, the position acquisition device 14 may be used in combination with a plurality of the above-described types of position acquisition means.

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。   Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

2 障害物
3 自律制御型水中航走体(水中航走体)
5 スラスタ(推進手段)
6 舵(方向転換手段)
10 障害物検出ソナー(障害物検出手段)
11 航走制御装置
14 位置取得装置(位置取得手段)
2 Obstacles 3 Autonomous underwater vehicle (underwater vehicle)
5 Thruster (propulsion means)
6 Rudder (direction change means)
10 Obstacle detection sonar (obstacle detection means)
11 navigation control device 14 position acquisition device (position acquisition means)

Claims (4)

水中航走体の巡回を望む所要の巡回経路に沿う複数の中間地点に、該各場所を繰り返して辿るよう順序を定めたウェイポイントを設定し、各ウェイポイントのうち、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定して水中航走体を航走させ、その後、該水中航走体が、目地点とされたウェイポイントの場所に到達すると、次に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定し直して、その目標地点へ向けて水中航走体を航走させることを順次繰り返してウェイポイント制御を行うときに、上記巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上に障害物が検出されると、該水中航走体に上記障害物の緊急回避動作を行わせ、且つ、上記障害物が移動しない障害物であった場合には、水中航走体の回避終了時の位置を、新たなウェイポイントとして追加して、上記巡回経路を次の周回以降で周回する際に上記新たにウェイポイントとして追加した位置を経由して次のウェイポイントに向かう経路で巡回させるようにすることを特徴とする水中航走体の自律制御方法。 Set waypoints in order to repeat each place at multiple intermediate points along the required patrol route where the underwater vehicle wants to patrol, and the first waypoint to follow among the waypoints location is cruising the underwater vehicle is set to the target point, and then, the water in the ocean-going Hashikarada reaches the location of the waypoint, which is the goal point, the target point then follow the location of the waypoint When the waypoint control is performed by sequentially repeating the underwater vehicle traveling toward the target point, the location of one waypoint from the location of the above-mentioned patrol route to the location of the next waypoint When an obstacle is detected on the route that travels with the target point as the target point, the underwater vehicle performs an emergency avoidance operation of the obstacle , and the obstacle is an obstacle that does not move. is, water The position at the end of avoidance of the vehicle is added as a new waypoint, and the next waypoint is routed through the position added as the new waypoint when the above route is circulated in the next or subsequent lap. A method for autonomous control of an underwater vehicle, characterized in that the vehicle travels along a route toward the water. 水中航走体に搭載した障害物検出手段により検出される移動経路上の障害物が、移動しない障害物であった場合で、その両側へ水中航走体が回避可能な障害物である場合に、上記障害物が検出された巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目に、水中航走体に上記障害物の両側への緊急回避動作を交互に行わせると共に、上記巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目における水中航走体の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降の奇数周目で周回するときに経由するよう順序が設定されたウェイポイントと、次の周回以降の偶数周目で周回するときに経由するよう順序が設定されたウェイポイントと、をそれぞれ追加するようにする請求項1記載の水中航走体の自律制御方法。 When the obstacle on the moving path detected by the obstacle detection means mounted on the underwater vehicle is an obstacle that does not move, and the underwater vehicle is an obstacle that can be avoided on both sides of the obstacle The underwater vehicle alternately performs emergency avoidance operations on both sides of the obstacle on the first odd-numbered lap and the first even-numbered lap of the patrol path where the obstacle is detected, and Ways in which the order is set so as to pass through the patrol route on the odd lap after the next lap at the position at the end of avoidance of the underwater vehicle on the first odd lap and the first even lap. The autonomous control method for an underwater vehicle according to claim 1, wherein a point and a waypoint set in order to pass when the vehicle circulates in even-numbered laps after the next lap are added. 推進手段と方向転換手段と障害物検出手段と航走制御装置と位置取得手段を備え、且つ上記航走制御装置を、所要の巡回経路に沿う複数の中間地点に該各場所を繰り返して辿るよう順序を定めたウェイポイントを記憶して、各ウェイポイントのうち、最初に辿るウェイポイントの場所を目標地点に設定して、該設定された目標地点へ向けて航走するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、目地点とされたウェイポイントの場所に到達すると、次に辿るウェイポイントの場所を目標地点に順次設定し直して、該設定された目標地点へ向けて航走するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上障害物が上記障害物検出手段により検出されると該障害物を緊急回避するよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記障害物が移動しない障害物である場合には、上記障害物の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降で周回する際に経由するための新たなウェイポイントを追加する機能と、を備えてなる構成とすることを特徴とする自律制御型水中航走体。 A propulsion means, a direction changing means, an obstacle detection means, a travel control device, and a position acquisition means, and the travel control device is configured to repeatedly follow each location to a plurality of intermediate points along a required patrol route. Memorize the waypoints in which the order is determined, set the location of the first waypoint to be traced among the respective waypoints as the target point, and proceed with the propulsion means and the direction so as to travel toward the set target point. a function of controlling the conversion means, upon reaching the location of the waypoint, which is the goal point, then follows the location of the waypoint again sequentially sets the target location, cruising toward the set target point a function of controlling the propulsion means and turning means so as to, obstruction from one waypoint location on the path to run domestic locations next waypoint as the target point of the patrol route is impaired above When detected by the object detection unit, a function of controlling the propulsion means and turning means so as to urgently avoid the obstacle, if the obstacle is an obstacle which does not move, avoiding the end of the obstacle the position of the time, characterized by the patrol route and the ability to add new waypoints to through which circulates in the next lap later, and includes comprising constituting the autonomous controlled underwater run body. 航走制御装置に、巡回経路の1つのウェイポイントの場所から次のウェイポイントの場所を目標地点として航走する経路上障害物が障害物検出手段により検出されると共に、上記障害物が移動しない障害物である場合で、その障害物が両側に回避可能な障害物であることが検出されると、上記障害物が検出された巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目に上記障害物の両側への緊急回避動作を交互に行わせるよう上記推進手段と方向転換手段を制御する機能と、上記巡回経路の最初の奇数周目と最初の偶数周目における水中航走体の回避終了時の位置に、上記巡回経路を次の周回以降の奇数周目で周回するときに経由するための新たなウェイポイントと、次の周回以降の偶数周目で周回するときに経由するための別の新たなウェイポイントとを追加する機能と、を備えてなる構成とした請求項3記載の自律制御型水中航走体。 An obstacle is detected by the obstacle detection means on the route that travels from the location of one waypoint on the patrol route to the location of the next waypoint as a target point, and the obstacle moves. If it is detected that the obstacle is an obstacle that can be avoided on both sides, the obstacle is detected on the first odd number of laps and the first even number of laps where the obstacle is detected. The function of controlling the propulsion means and the direction changing means to alternately perform emergency avoidance operations on both sides of the obstacle, and the underwater vehicle on the first odd lap and the first even lap of the patrol route A new waypoint for passing through the above-mentioned patrol route at the odd-numbered lap after the next lap and a route at the even-numbered lap after the next lap at the position at the end of avoidance Another new waypoi Autonomous controlled underwater vehicle according to claim 3, wherein the ability to add and bets, and provided comprising configure the.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105607646A (en) * 2016-02-05 2016-05-25 哈尔滨工程大学 UUV route planning method with necessary points under obstacle environment
CN106995047A (en) * 2017-01-09 2017-08-01 西北工业大学 A kind of multifunctional intellectual underwater robot
US12115987B2 (en) 2021-10-01 2024-10-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Travel control device, vehicle, travel control method, and program

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5062310B2 (en) * 2010-08-26 2012-10-31 村田機械株式会社 Traveling car
CN103616821A (en) * 2013-12-09 2014-03-05 天津工业大学 Design method of robust controller for vehicle with six degrees of freedom
JP6345417B2 (en) * 2013-12-18 2018-06-20 三菱重工業株式会社 Underwater vehicle control method and underwater vehicle
JP2015203938A (en) * 2014-04-14 2015-11-16 株式会社Ihi Control method for returning to autonomous vehicle at the time of abnormality, and autonomous vehicle to be used for implementing the control method for returning at the time of abnormality
CN107526087A (en) * 2016-06-21 2017-12-29 北京臻迪科技股份有限公司 A kind of method and system for obtaining underwater 3D faultage images
JP2018055362A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 セコム株式会社 Monitoring system
KR101921084B1 (en) * 2017-11-15 2019-02-13 농업회사법인(주)유프레시 Method of Setting Routes for Pest Control of Unmanned Vehicle by waypoint that is easy to move and System thereof
CN108278994A (en) * 2017-12-07 2018-07-13 北京臻迪科技股份有限公司 A kind of underwater mapping method of miniature self-service ship and equipment
JP7116987B2 (en) * 2018-03-30 2022-08-12 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 Post-collision response method for underwater vehicle, post-collision response device, and post-collision response program
CN109542116B (en) * 2018-11-23 2022-02-11 重庆交通大学 Three-dimensional cruise method and system for bridge inspection
CN111906779B (en) 2020-06-30 2022-05-10 珠海一微半导体股份有限公司 Obstacle crossing end judgment method, obstacle crossing control method, chip and robot
CN112904350A (en) * 2021-01-27 2021-06-04 天津蓝鳍海洋工程有限公司 Method for autonomous obstacle avoidance in three-dimensional navigation of underwater vehicle
JP7514216B2 (en) * 2021-09-15 2024-07-10 Kddi株式会社 Operation support device, operation support system, and program
CN114179093B (en) * 2021-12-31 2024-06-11 信通院车联网创新中心(成都)有限公司 A substation inspection robot system and obstacle avoidance method thereof
CN118707951B (en) * 2024-06-03 2025-01-28 常州智感科技有限公司 An intelligent underwater path planning system and method based on machine vision

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05118799A (en) * 1991-10-25 1993-05-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Position deviation correction method for underwater vehicle
JP2001180587A (en) * 1999-12-28 2001-07-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Underwater vehicle defense device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105607646A (en) * 2016-02-05 2016-05-25 哈尔滨工程大学 UUV route planning method with necessary points under obstacle environment
CN105607646B (en) * 2016-02-05 2018-06-26 哈尔滨工程大学 There are the UUV Route planners of necessary point under a kind of obstacle environment
CN106995047A (en) * 2017-01-09 2017-08-01 西北工业大学 A kind of multifunctional intellectual underwater robot
US12115987B2 (en) 2021-10-01 2024-10-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Travel control device, vehicle, travel control method, and program

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