JPS6142676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は海洋観測用の無人移動ステーシヨン
として用いられる無人帆走艇の制御方式に関する
ものである。

最近、観測対象海域に１隻以上の無人帆走艇を
配置し、この無人帆走艇を所定の航路に沿つて帆
走させ、その帆走途中において海洋に関する情
報、例えば気温、気圧、水温、海流の方向および
流速、平均波高などを観測し、この観測によつて
得られた情報を直接あるいは人工衛星等を介して
地上基地へ伝送し、地上基地においてこれらの観
測情報に基づき観測対象海域における海洋の状態
あるいは気象状態を把握する海洋情報収集システ
ムが検討されている。

従つて、この場合の無人帆走艇は、上記各種の
海洋に関する情報を観測するためのセンサ群と、
地上基地から直接あるいは人工衛星等を介して指
示される目標方位距離等に関する情報を受信する
受信機と、上記センサ群によつて観測された海洋
観測情報等を送信する送信機と、指示された目標
方位または位置へ向つて帆走するように帆および
舵を操縦する自動操縦機構とを備えている。

この無人帆走艇と地上基地との交信は、多くて
も１日数回程度で、しかも同時双方向の交信は行
なわれないのが通常である。そして、無人帆走艇
は地上基地に対し各種海洋情報を送信するのと併
せて位置測定用信号を発信する。一方、地上基地
では無人帆走艇からの位置測定用信号を受信し、
該信号を演算処置することによつて当該無人帆走
艇の位置を検出し、さらにその位置における風向
や目標方位に対する航路等により当該無人帆走艇
が進むべき帆走針路を設定し、この帆走針路を表
わす情報を当該無人帆走艇に送信しその帆走針路
を指示する。これによつて、当該無人帆走艇は帆
走針路を表わす情報に基づき自動操縦機構を作動
させ、指示された方位に従つて帆走する。帆走の
結果、新たに移動した位置は次の交信時に地上基
地において検出される。

ところが、無人帆走艇が帆走する海洋は、一般
に風力、風向、波浪などの変動が激しく、艇が常
に正常な状態で帆走できるとは限らない。例え
ば、風力、波浪の作用により艇の傾斜が45゜以上
で帆走している状態もあり得るし、極端な場合に
は転覆している状態もある。従つて、このような
状態においても正常状態と同様にして各種の海洋
観測を行うと、この場合の観測結果は正常帆走時
の観測結果に比べ大きな誤差を含むものとなる。
そして、この誤差を含んだ観測結果に基づいて艇
の自動操縦を行うと、その操縦内容は自己の状態
と矛盾するものとなつたり、あるいは自己の状態
を益々悪化させるものとなつたりする。このた
め、帆、舵などの操作エネルギーをいたずらに浪
費したり、場合によつては帆、舵などを損傷して
しまう恐れがある。

本発明は上述したような事情に鑑みなされたも
ので、その目的は艇が自己の状態に機敏に対応す
ることによつて動力の浪費や艇の損傷を防止でき
るようにした無人帆走艇の制御方式を提供するこ
とにある。

このような目的を達成するための海洋情報観測
機構および自動操縦機構を備えた本発明の海洋観
測用の無人帆走艇は、艇の傾斜及び艇速等を複数
のセンサで検出し、この複数のセンサの検出値か
ら艇が正常帆走状態にあるか荒天時帆走状態にあ
るか又は転覆状態にあるかを判断してこれ等各状
態に対応する制御モードを選択して正常帆走状態
信号又は荒天時帆走状態信号又は転覆状態信号を
制御モード選択装置から正常帆走制御回路、荒天
時帆走制御回路、転覆復旧制御回路に各々出力
し、正常帆走制御回路にあつては前記正常帆走状
態信号を入力して前記海洋情報観測機構に対して
は前記正常帆走状態に対応した補正演算を行なう
ための補正情報を出力し前記自動操縦機構に対し
ては操縦内容を前記正常帆走状態に対応したもの
とするように指示する信号を出力し、荒天時帆走
制御回路にあつては前記荒天時帆走状態信号を入
力して前記海洋情報観測機構に対しては前記荒天
時帆走状態に対応した補正演算を行なうための補
正情報を出力し前記自動操縦機構に対しては操縦
内容を前記荒天時帆走状態に対応したものとする
ように指示する信号を出力し、転覆復旧制御回路
にあつては前記転覆状態信号を入力して前記海洋
情報観測機構に対しては海洋観測結果を外部に送
信することを停止して艇が転覆状態にあることを
出力するように指示する信号を出力し前記自動操
縦機構に対しては艇を正常状態に復旧するような
操縦内容にすべきこと或は艇が復旧するまで操縦
動作を停止するようなこと等を指示する信号を出
力するようにしたものである。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明を適用した艇の制御系の一実施
例を示す図である。

第１図において、１は制御モード選択装置であ
る。この制御モード選択装置１は艇の傾斜および
艇速等を複数のセンサ、更に具体的にいえば傾斜
情報を得る傾斜センサ２と艇速情報を得る艇速セ
ンサ３から得られる情報に基づき、現在艇が正常
帆走状態或は荒天時帆走状態にあるのか、又は転
覆状態にあるのかを判断し、これ等艇状態に対応
する制御モード、即ち、正常帆走状態信号又は荒
天時帆走状態信号又は転覆状態信号を選択して海
洋情報観測機構７と自動操縦機構８とが接続され
る制御回路に出力する。制御回路は正常帆走制御
回路４と荒天時帆走制御回路５と転覆復旧制御回
路６とから成り、入力された夫々の制御モードに
基づいて、海洋情報観測機構７と自動操縦機構８
に対して最適な制御信号を出力する。以下にこれ
等正常帆走制御回路４、荒天時帆走制御回路５、
転覆復旧制御回路６と海洋情報観測機構７、自動
操縦機構８との関係を更に詳細に第１図に沿つて
説明する。

正常帆走制御回路４は、正常帆走状態信号が与
えられると、海洋情報観測機構７において得られ
る海洋観測結果に対し正常帆走状態に対応した補
正演算を行うための補正情報を出力すると共に、
自動操縦機構８に対しその操縦内容を正常帆走状
態に対応したものとするように指示する。具体的
には操縦機構のゲイン、操作力等を変更する内容
も含む。

荒天時帆走制御回路５は、荒天時帆走状態信号
が与えられると、海洋情報観測機構７において得
られる海洋観測結果に対し荒天時帆走状態に対応
した補正演算を行うための補正情報を出力すると
共に、自動操縦機構８に対しその操縦内容を荒天
時帆走状態に対応したものとするように指示す
る。

転覆復旧制御回路６は、転覆状態信号が与えら
れると、例えば海洋情報観測機構７において得ら
れる海洋観測結果の地上基地への送信を停止し、
代りに転覆状態であることを知らせる信号を送信
するように指示すると共に、自動操縦機構８に対
し、その操縦内容を艇が正常状態へ復旧するよう
な操縦内容にすべきこと、あるいは、艇が復旧す
るまで動作を停止すること等を指示する。

ところで、ここでいう艇の各状態を艇の傾斜の
みについて記すと、例えば第２図に示すように定
める。つまり、正常帆走状態とは第２図に記号Ｘ
で示すように艇の傾料が30゜〜45゜未満の場合を
指し、荒天時帆走状態とは第２図に記号Ｙで示す
ように艇の傾斜が「30゜〜45゜」〜「70゜〜90
゜」未満の場合を指し、転覆状態とは艇の傾斜が
90゜以上の場合を指している。実際には、艇の各
状態は、艇の傾斜、艇速、帆の状態、舵の状態な
どの各要素の組合せで定義づけられるものであ
る。従つて、この実施例では上記３つの状態に対
応して３つの制御モードが設けられていることに
なる。

以上のような構成において、制御モード選択装
置１は傾斜センサ２および艇速センサ３からそれ
ぞれ与えられる傾斜情報および艇速情報に基づ
き、常に艇の状態を判断し、その判断結果に応じ
て３つの制御モードのうち現在の状態に対応した
制御モードで海洋情報観測機構７および自動操縦
機構８の動作が実行されるべきことを指示する。
これによつて、海洋観測結果は艇の状態に対応し
た補正情報で補正されて地上基地へ送信される。
同時に、自動操縦機構８においても艇の状態に対
応した操縦内容が実行される。従つて、このよう
な制御が実行されることによつて得られる海洋観
測結果は誤差が少くなると共に、自動操縦内容も
自己の状態に適応したものとなり、その結果、
帆、舵などの操作エネルギーを無駄に消費した
り、帆、舵そのものを損傷したりするおそれが少
くなる。

以上のことから明らかなように本発明によれ
ば、舵が自己の状態に対応して海洋観測結果およ
び操縦内容に対する補正を行つているため、地上
基地においては誤差の少ない海洋観測結果が得ら
れると共に、艇自身の損傷を防止することができ
るなど極めて有効な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した艇の制御系の一実施
例を示す図、第２図は艇の各状態の定め方の一例
を示す図である。 １……制御モード選択装置、２……傾斜セン
サ、３……艇速センサ、４……正常帆走制御回
路、５……荒天時帆走制御回路、６……転覆復旧
制御回路、７……海洋情報観測機構、８……自動
操縦機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 海洋情報観測機構および自動操縦機構を備え
   た海洋観測用の無人帆走艇において、艇の傾斜及
   び艇速等を検出する複数のセンサと、該複数のセ
   ンサの検出値から艇が正常帆走状態にあるか荒天
   時帆走状態にあるか又は転覆状態にあるかを判断
   してこれ等各状態に対応する制御モードを選択し
   て正常帆走状態信号又は荒天時帆走状態信号又は
   転覆状態信号を出力する制御モード選択装置と、
   前記正常帆走状態信号を入力して前記海洋情報観
   測機構に対しては前記正常帆走状態に対応した補
   正演算を行なうための補正情報を出力し前記自動
   操縦機構に対しては操縦内容を前記正常帆走状態
   に対応したものとするように指示する信号を出力
   する正常帆走制御回路と、前記荒天時帆走状態信
   号を入力して前記海洋情報観測機構に対しては前
   記荒天時帆走状態に対応した補正演算を行なうた
   めの補正情報を出力し前記自動操縦機構に対して
   は操縦内容を前記荒天時帆走状態に対応したもの
   とするように指示する信号を出力する荒天時帆走
   制御回路と、前記転覆状態信号を入力して前記海
   洋情報観測機構に対しては海洋観測結果を外部に
   送信することを停止して艇が転覆状態にあること
   を出力するように指示する信号を出力し前記自動
   操縦機構に対しては艇を正常状態に復旧するよう
   な操縦内容にすべきこと或は艇が復旧するまで操
   縦動作を停止するようなこと等を指示する信号を
   出力する転覆復旧制御回路とを具備したことを特
   徴とする無人帆走艇。