JPH06107279A - Ｒｏｖの制御方法及び装置 - Google Patents
Ｒｏｖの制御方法及び装置Info
- Publication number
- JPH06107279A JPH06107279A JP27767092A JP27767092A JPH06107279A JP H06107279 A JPH06107279 A JP H06107279A JP 27767092 A JP27767092 A JP 27767092A JP 27767092 A JP27767092 A JP 27767092A JP H06107279 A JPH06107279 A JP H06107279A
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- JP
- Japan
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- rov
- target value
- controller
- movement
- neural network
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オペレータによって行っていたＲＯＶの変化
する動きを自動的に行わせるようにする。 【構成】 ニューラルネットワークで構築したコントロ
ーラ４をＲＯＶ１に接続する。コントローラ４からの指
令信号Ｂを入力してＲＯＶの動きを予測するニューラル
ネットワークで構築されたＲＯＶ出力予測部５を備え
る。該ＲＯＶ出力予測部で予測されたＲＯＶの動きが目
標値７に近付いているか否かの評価をする評価部６を設
ける。ＲＯＶの予測された動きが目標値に近付いていな
いと、コントローラで学習させて指令信号Ｂを修正させ
る。
する動きを自動的に行わせるようにする。 【構成】 ニューラルネットワークで構築したコントロ
ーラ４をＲＯＶ１に接続する。コントローラ４からの指
令信号Ｂを入力してＲＯＶの動きを予測するニューラル
ネットワークで構築されたＲＯＶ出力予測部５を備え
る。該ＲＯＶ出力予測部で予測されたＲＯＶの動きが目
標値７に近付いているか否かの評価をする評価部６を設
ける。ＲＯＶの予測された動きが目標値に近付いていな
いと、コントローラで学習させて指令信号Ｂを修正させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＲＯＶに自律的な運動を
行わせるようにする制御方法及び装置に関するものであ
る。
行わせるようにする制御方法及び装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】洋上からの遠隔操縦によって水中を航行
させられる無人潜水機（ＲＯＶ：Remotely Operater Ve
hicle ）は、従来より各種用途別に開発されているが、
その一例を示すと、図４及び図５に示す如く、水平方向
と上下方向に３個宛のスラスタ２を備え、洋上の船舶等
の海洋構造物とケーブル３で接続された構成のＲＯＶ１
がある。
させられる無人潜水機（ＲＯＶ：Remotely Operater Ve
hicle ）は、従来より各種用途別に開発されているが、
その一例を示すと、図４及び図５に示す如く、水平方向
と上下方向に３個宛のスラスタ２を備え、洋上の船舶等
の海洋構造物とケーブル３で接続された構成のＲＯＶ１
がある。
【０００３】かかる構成のＲＯＶ１の動きを制御させる
従来の一般的な制御方法は、図６に示す如く、ＲＯＶ１
のコントローラ４に制御目標値Ｚを入力し、この制御目
標値Ｚが零になるようにＲＯＶ１のスラスタを制御させ
る、いわゆる定値制御（レギュレータ問題）であるが、
このレギュレータ問題は、フィードバック制御において
制御目標値が固定されているものであるため、ＲＯＶ１
は予め決められた動きしかできない。たとえば、海底面
から一定高度で航行するよう制御目標値をコントローラ
４に入力すると、ＲＯＶ１は海底面からの高度を一定に
保って航行することができるが、海底面からの高度を変
更するような動きをさせることはできない。
従来の一般的な制御方法は、図６に示す如く、ＲＯＶ１
のコントローラ４に制御目標値Ｚを入力し、この制御目
標値Ｚが零になるようにＲＯＶ１のスラスタを制御させ
る、いわゆる定値制御（レギュレータ問題）であるが、
このレギュレータ問題は、フィードバック制御において
制御目標値が固定されているものであるため、ＲＯＶ１
は予め決められた動きしかできない。たとえば、海底面
から一定高度で航行するよう制御目標値をコントローラ
４に入力すると、ＲＯＶ１は海底面からの高度を一定に
保って航行することができるが、海底面からの高度を変
更するような動きをさせることはできない。
【０００４】一方、人間の動作等を読みとり自分で学習
して覚える機能を有するニューラルネットワーク（neur
al net work ）を一般のコントローラに適用すること自
体は、たとえば、ＯＣＲ（光学文字読取り装置）に見ら
れるように公知である。
して覚える機能を有するニューラルネットワーク（neur
al net work ）を一般のコントローラに適用すること自
体は、たとえば、ＯＣＲ（光学文字読取り装置）に見ら
れるように公知である。
【０００５】上記ニューラルネットワークをＲＯＶ１の
コントローラ４に適用した例は従来ない。これは、ニュ
ーラルネットワークをそのままＲＯＶ１の制御に適用し
ても、一旦システムを組んでしまうと（たとえば、海底
面から常に１ｍの高さで動きなさいという信号を入れる
と）、レギュレータ問題の制御であるためその動きしか
できず、ＲＯＶ１を制御目標値による動き以外の動きを
させることができないからである。そのため、従来で
は、ＲＯＶの制御において、スラスタの故障発生の如き
予期せぬ外乱や運動特性の未知な対象に対し適応させる
動きはオペレータの手作業によっているのが実情であ
る。
コントローラ４に適用した例は従来ない。これは、ニュ
ーラルネットワークをそのままＲＯＶ１の制御に適用し
ても、一旦システムを組んでしまうと（たとえば、海底
面から常に１ｍの高さで動きなさいという信号を入れる
と）、レギュレータ問題の制御であるためその動きしか
できず、ＲＯＶ１を制御目標値による動き以外の動きを
させることができないからである。そのため、従来で
は、ＲＯＶの制御において、スラスタの故障発生の如き
予期せぬ外乱や運動特性の未知な対象に対し適応させる
動きはオペレータの手作業によっているのが実情であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＲＯＶの制
御において、上記予期しない外乱に対して適応させた
り、あるいは、未知な運動対象に対し適応させるための
動きをオペレータの手作業で行わせることは、エペレー
タの疲労が増大するおそれがあり、又、かかるＲＯＶの
制御にニューラルネットワークを適用した場合、オペレ
ータの手作業による動きを覚えて自動的にその動きをす
ることになるが、オペレータによる手作業は或る値に見
当をつけて操作するものであり、目標値からは離れたも
のとなっているため、この値をコントローラに制御目標
値として入力してＲＯＶを制御させても、ＲＯＶはニュ
ーラルネットワークが覚えた動きしかできない。
御において、上記予期しない外乱に対して適応させた
り、あるいは、未知な運動対象に対し適応させるための
動きをオペレータの手作業で行わせることは、エペレー
タの疲労が増大するおそれがあり、又、かかるＲＯＶの
制御にニューラルネットワークを適用した場合、オペレ
ータの手作業による動きを覚えて自動的にその動きをす
ることになるが、オペレータによる手作業は或る値に見
当をつけて操作するものであり、目標値からは離れたも
のとなっているため、この値をコントローラに制御目標
値として入力してＲＯＶを制御させても、ＲＯＶはニュ
ーラルネットワークが覚えた動きしかできない。
【０００７】そこで、本発明は、ＲＯＶに与えられる一
定の指令による動きとは別の動きをニューラルネットワ
ークで学習させて自動的に行わせるようにしてオペレー
タの疲労を軽減するようにしようとするものである。
定の指令による動きとは別の動きをニューラルネットワ
ークで学習させて自動的に行わせるようにしてオペレー
タの疲労を軽減するようにしようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ニューラルネットワークで構築したコン
トローラに、一定の目標値と変化する目標値を制御目標
値として入力し、上記一定の目標値が変化する目標値に
なるように指令するコントローラからの信号でＲＯＶを
制御させる方法とし、又、ＲＯＶに指令を与えるコント
ローラからの指令を入力してＲＯＶの動きを予測する予
測部と、予測したＲＯＶの動きが目標値に対してどれだ
け近付いているかの評価をし且つ目標値に近付くように
上記コントローラのパラメータを調整させるようにする
評価部とを備えた構成とする。
決するために、ニューラルネットワークで構築したコン
トローラに、一定の目標値と変化する目標値を制御目標
値として入力し、上記一定の目標値が変化する目標値に
なるように指令するコントローラからの信号でＲＯＶを
制御させる方法とし、又、ＲＯＶに指令を与えるコント
ローラからの指令を入力してＲＯＶの動きを予測する予
測部と、予測したＲＯＶの動きが目標値に対してどれだ
け近付いているかの評価をし且つ目標値に近付くように
上記コントローラのパラメータを調整させるようにする
評価部とを備えた構成とする。
【０００９】
【作用】ＲＯＶのコントローラに、ＲＯＶに一定の動き
をさせる目標値のほかに、刻々と変化する目標値を制御
目標値として入力すると、コントローラからの指令でＲ
ＯＶが動作させられる。このＲＯＶの動きが目標値に対
してどけだけ近付いているかを評価して、目標値に近付
くように、上記一定の動きをさせる目標値を刻々変化さ
せるように調整することにより、これまでオペレータが
手作業で行っていた動きを自動的に行わせることができ
るようになる。
をさせる目標値のほかに、刻々と変化する目標値を制御
目標値として入力すると、コントローラからの指令でＲ
ＯＶが動作させられる。このＲＯＶの動きが目標値に対
してどけだけ近付いているかを評価して、目標値に近付
くように、上記一定の動きをさせる目標値を刻々変化さ
せるように調整することにより、これまでオペレータが
手作業で行っていた動きを自動的に行わせることができ
るようになる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１１】図１は本発明の制御装置の概要を示すもの
で、１は制御対象となるＲＯＶ、４は制御目標値Ａが入
力されると自ら学習して所定の指令信号Ｂを出力するよ
うにニューラルネットワークで構築されているコントロ
ーラで、該コントローラ４からの指令信号Ｂに基づきＲ
ＯＶ１が動作させられる。５は指令信号Ｂを入力して該
指令信号Ｂに基づくＲＯＶ１の出力（動き）を予測する
ようにニューラルネットワークで構築されたＲＯＶ出力
予測部、６は目標値７に対してＲＯＶの出力予測値がど
れだけ近付いているかを評価し且つＲＯＶの出力予測値
が目標値に近付くようにコントローラ４のパラメータを
調整させて学習させるように評価結果をコントローラ４
に送るようにする評価部である。
で、１は制御対象となるＲＯＶ、４は制御目標値Ａが入
力されると自ら学習して所定の指令信号Ｂを出力するよ
うにニューラルネットワークで構築されているコントロ
ーラで、該コントローラ４からの指令信号Ｂに基づきＲ
ＯＶ１が動作させられる。５は指令信号Ｂを入力して該
指令信号Ｂに基づくＲＯＶ１の出力（動き）を予測する
ようにニューラルネットワークで構築されたＲＯＶ出力
予測部、６は目標値７に対してＲＯＶの出力予測値がど
れだけ近付いているかを評価し且つＲＯＶの出力予測値
が目標値に近付くようにコントローラ４のパラメータを
調整させて学習させるように評価結果をコントローラ４
に送るようにする評価部である。
【００１２】ＲＯＶ１の制御に際して、コントローラ４
に、制御目標値Ａとして、従来のレギュレータ問題の場
合と同様な一定の目標値Ｚのほかに、刻々変化するサー
ボ問題としての目標値Ｚ0 を入れてＺ−Ｚ0 として入力
し、この制御目標値Ｚ−Ｚ0が零となるように、すなわ
ち、ＺがＺ0 となるようにＲＯＶ１を動作させるための
指令信号Ｂをコントローラ４から出力し、ＲＯＶ１に入
力させる。たとえば、上記一定の目標値Ｚを、海底から
一定の高さで動くように指令する。目標値とし、Ｚ0 を
時間とともに刻々高度を変化するよう指令する目標値と
すると、ＲＯＶ１はＺがＺ0 となるような指令信号Ｂに
より刻々と高度を変化させて行く動作をする。上記変化
する目標値Ｚ0 を水平方向に変化するようにする目標値
にすると、ＲＯＶ１は左右方向へ刻々変化しながら航行
することになり、たとえば、海底に敷設させたケーブル
位置を見付ける作業に適用すれば、ケーブルの位置を容
易に検出できることになる。
に、制御目標値Ａとして、従来のレギュレータ問題の場
合と同様な一定の目標値Ｚのほかに、刻々変化するサー
ボ問題としての目標値Ｚ0 を入れてＺ−Ｚ0 として入力
し、この制御目標値Ｚ−Ｚ0が零となるように、すなわ
ち、ＺがＺ0 となるようにＲＯＶ１を動作させるための
指令信号Ｂをコントローラ４から出力し、ＲＯＶ１に入
力させる。たとえば、上記一定の目標値Ｚを、海底から
一定の高さで動くように指令する。目標値とし、Ｚ0 を
時間とともに刻々高度を変化するよう指令する目標値と
すると、ＲＯＶ１はＺがＺ0 となるような指令信号Ｂに
より刻々と高度を変化させて行く動作をする。上記変化
する目標値Ｚ0 を水平方向に変化するようにする目標値
にすると、ＲＯＶ１は左右方向へ刻々変化しながら航行
することになり、たとえば、海底に敷設させたケーブル
位置を見付ける作業に適用すれば、ケーブルの位置を容
易に検出できることになる。
【００１３】上記コントローラ４からＲＯＶ１に与えら
れた指令信号Ｂは、同時にニューラルネットワークで構
築されているＲＯＶ出力予測部５に入力され、ここから
ＲＯＶ１の動きと同じ動きが出力され、この予測された
ＲＯＶの動きが目標値７に近付いているか否かについて
の評価が評価部６でなされ、ＲＯＶ１の動きが目標値に
近付いていないときは、コントローラ４に対し目標値に
近付くようパラメータを調整させ、学習させるようにす
る。この操作を適宜繰り返すことによりコントローラ４
で目標値に合った値に修正された指令信号が出力され、
ＲＯＶ１は自動的に目標値に沿った動きをすることにな
る。
れた指令信号Ｂは、同時にニューラルネットワークで構
築されているＲＯＶ出力予測部５に入力され、ここから
ＲＯＶ１の動きと同じ動きが出力され、この予測された
ＲＯＶの動きが目標値７に近付いているか否かについて
の評価が評価部６でなされ、ＲＯＶ１の動きが目標値に
近付いていないときは、コントローラ４に対し目標値に
近付くようパラメータを調整させ、学習させるようにす
る。この操作を適宜繰り返すことによりコントローラ４
で目標値に合った値に修正された指令信号が出力され、
ＲＯＶ１は自動的に目標値に沿った動きをすることにな
る。
【００１４】因に、刻々変化する目標値Ｚ0 を、図２に
示す如く、たとえば、深度が４０秒ごとに０．８と１．
０の間で変化するように定めた場合、オペレータが手動
でＺ0 の動きをさせると、ニューラルネットワークは、
このＺ0 の動きを覚えてその動作を自動的に行わせるこ
とが可能となる。しかし、上記オペレータが手動でＺ0
の動きをさせるのは一応の見当をつけて行うものである
ため、図２に示す如く曲線の位置の如く、目標値の深度
０．８と１．０から離れたものとなっている。したがっ
て、このＺ0 をコントローラ４に入力させてコントロー
ラ４からの指令信号ＢでＲＯＶ１を動作させたのでは、
ＲＯＶ１は図２に示す曲線の如き動きしかできないこと
になる。
示す如く、たとえば、深度が４０秒ごとに０．８と１．
０の間で変化するように定めた場合、オペレータが手動
でＺ0 の動きをさせると、ニューラルネットワークは、
このＺ0 の動きを覚えてその動作を自動的に行わせるこ
とが可能となる。しかし、上記オペレータが手動でＺ0
の動きをさせるのは一応の見当をつけて行うものである
ため、図２に示す如く曲線の位置の如く、目標値の深度
０．８と１．０から離れたものとなっている。したがっ
て、このＺ0 をコントローラ４に入力させてコントロー
ラ４からの指令信号ＢでＲＯＶ１を動作させたのでは、
ＲＯＶ１は図２に示す曲線の如き動きしかできないこと
になる。
【００１５】この点、コントローラ４のパラメータを調
整させて何回も学習させることにより、図３に示す目標
値の線上で動きをさせることができることになる。
整させて何回も学習させることにより、図３に示す目標
値の線上で動きをさせることができることになる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のＲＯＶの制御
方法及び装置によれば、ＲＯＶに一定の動きをさせるた
めの目標値のほかに、変化する動きをさせるための目標
値を制御目標値として、ニューラルネットワークで構築
されているコントローラに入力させ、該コントローラで
制御目標値が零となるようにＲＯＶを動作させるための
指令を求め、このコントローラからの指令信号でＲＯＶ
を動作させるようにするので、ＲＯＶをレギュレータ問
題の一定の動きしか自動的に行わせることができなかっ
た従来においてオペレータが手作業でＲＯＶに未知な動
作をさせていたことを自動的に行わせることができて、
オペレータの疲労を軽減することができるような自律的
制御を行わせることができると共に、オペレータがスラ
スタの故障等の予期しない外乱に遭遇した場合でも自律
的に適応させることができる、等の優れた効果を奏し得
る。
方法及び装置によれば、ＲＯＶに一定の動きをさせるた
めの目標値のほかに、変化する動きをさせるための目標
値を制御目標値として、ニューラルネットワークで構築
されているコントローラに入力させ、該コントローラで
制御目標値が零となるようにＲＯＶを動作させるための
指令を求め、このコントローラからの指令信号でＲＯＶ
を動作させるようにするので、ＲＯＶをレギュレータ問
題の一定の動きしか自動的に行わせることができなかっ
た従来においてオペレータが手作業でＲＯＶに未知な動
作をさせていたことを自動的に行わせることができて、
オペレータの疲労を軽減することができるような自律的
制御を行わせることができると共に、オペレータがスラ
スタの故障等の予期しない外乱に遭遇した場合でも自律
的に適応させることができる、等の優れた効果を奏し得
る。
【図１】本発明の実施例を示す概要図である。
【図２】学習しないときの目標値と動きの位置関係を示
す図である。
す図である。
【図３】学習したときの目標値と動きの位置関係を示す
図である。
図である。
【図４】ＲＯＶの一例を示す側面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】従来のＲＯＶ制御方式の概略図である。
１ ＲＯＶ ４ コントローラ ５ ＲＯＶ出力予測部 ６ 評価部 ７ 目標値 Ａ 制御目標値 Ｂ 指令信号
Claims (2)
- 【請求項１】 ニューラルネットワークで構築したコン
トローラに、変化しない一定の目標値と変化する目標値
を制御目標値として入力し、該コントローラで上記一定
の目標値が上記変化する目標値となるようにＲＯＶを動
作させる指令信号を出力させ、この指令信号によりＲＯ
Ｖを動作させることを特徴とするＲＯＶの制御方法。 - 【請求項２】 ニューラルネットワークで構築したコン
トローラと、該コントローラからの指令信号により動作
させられるＲＯＶと、ニューラルネットワークで構築さ
れて上記コントローラからの指令信号を入力しＲＯＶの
動きを予測するＲＯＶ出力予測部と、該ＲＯＶ出力予測
部で予測されたＲＯＶの動きが目標値にどれだけ近付い
ているかを評価してその結果を上記コントローラに送る
ようにする評価部とからなることを特徴とするＲＯＶの
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27767092A JPH06107279A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Ｒｏｖの制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27767092A JPH06107279A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Ｒｏｖの制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06107279A true JPH06107279A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17586668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27767092A Pending JPH06107279A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Ｒｏｖの制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06107279A (ja) |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP27767092A patent/JPH06107279A/ja active Pending
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