JP5453992B2

JP5453992B2 - 水中航走体の自律制御方法及び自律制御型水中航走体

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Publication number: JP5453992B2
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Inventors: 陽小林
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Publication date: 2014-03-26
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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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

特開２００１−１８０５８７号公報特開平５−１１８７９９号公報

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」，ＤｙｎａｍｉｃｓａｎｄＤｅｓｉｇｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ２０００ : 機械力学・計測制御講演ＣＤ−ＲＯＭ論文集，２０００年９月

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。

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。

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、目標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。

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。

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、目標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に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。

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に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。

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、目標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、目標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に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に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。

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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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Ｈ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

上記ステップ１９（Ｓ１９）の後は、ステップ４（Ｓ４）へ進むようにしてある。

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。

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、Ｉ、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

Claims

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、目標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。
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。
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、目標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に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。
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に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。