JP4585367B2 - 親子式自律型潜水機システム及び自律型潜水機の接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、自律型潜水機に関し、特に親子式自律型潜水機及び自律型潜水機の接続方法に関する。

海洋調査等を行うため、無索無人の潜水機である自律型潜水機（ＡＵＶ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が利用されている。ＡＵＶは、動力源を自身で持ち、自身が持つ航行や調査等に関わるプログラムを実行することにより潜航浮上する、自律航行及び自律観測可能な潜水機である。ＡＵＶは、事前に設定されたシナリオ（プログラム）に基づいて、航行し各種ミッションを実行する。すなわち、ＡＵＶは、海底に滞留してＡＵＶ周辺海域の温度、圧力、塩分濃度、上昇流等の海流あるいはＡＵＶ周辺の地形、生存する生物の観測、または設置されている海底ケーブルの追跡等のミッションを実行する。又、ＡＵＶは、各種センサによって海底の地形や水流等の状態を検知し、自律的に障害等を回避することができる。

近年、地球温暖化の原因究明のため、北極海の海洋データの取得・解析が重要視されている。北極海のような過酷な環境では、人による海洋調査は困難であるため、ＡＵＶによる海洋観測が望まれている。海洋調査をするＡＵＶにとって、その航続距離は、調査効率を左右する重要な要素であり、又、氷海下の調査のような特殊環境においては十分な航続距離を有することが必須条件となる。一方、海底の調査を考えると大潜航深度が必要となる。しかし、長航続距離と大潜航深度の両立させる場合、ＡＵＶの機体の重量や大きさの増大を招くことになる。

尚、従来技術として、以下の技術が知られている。

洋上の母船から制御される有索の親潜水機と、子潜水機とを具備する技術が特開平０７−２２３５８８号公報、実開昭６１−１２８９６号公報、特開平０７−２２３５８９号公報に開示されている。

特開平０７−２２３５８８号公報には、洋上の母船の制御を受ける有索の親水中作業機と、親水中作業機の制御を受ける有索の子水中作業機とを具備する母船支援型の親子式水中作業船が開示されている（特許文献１参照）。

実開昭６１−１２８９６号公報には、洋上の支援母船の制御を受ける有索潜水探航走体から分離し、無索潜水探査航走体として自走する無人潜水探査装置が開示されている（特許文献２参照）。

特開平０７−２２３５８９号公報には、洋上の母船とケーブルを介して接続され、遠隔操作により移動する有索無人機によって無人無索水中潜水体へ充電する充電システムが開示されている（特許文献３参照）。

又、特開２０００−２７２５８３号公報に、母船からの支援を要することなく水中でエネルギー補給やデータ交換が行える自律型無人潜水機の水中ドッキング装置とその方法が開示されている（特許文献４参照）。更に、特開平０５−１７０１７８号公報に、無人潜水機を搭載した潜水船に関する技術が開示されている（特許文献５参照）。
特開平０７−２２３５８８号公報 実開昭６１−１２８９６号公報 特開平０７−２２３５８９号公報 特開２０００−２７２５８３号公報 特開平０５−１７０１７８号公報

本発明の目的は、長航続距離、大潜航深度で航走可能な親子式自律型無人潜水機を提供することにある。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。この番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による親子式自律型潜水機システムは、親結合部（１１）を有し、水中を自律航行する親潜水機（１）と、子結合部（２１）を有し、親潜水機（１）から分離して水中を自律航行する子潜水機（２）とを具備する。親潜水機（１）は、子潜水機（２）から送信される接続準備信号に応答して、所定の速度、方位、深度で航行する。子潜水機（２）は、接続準備信号を親潜水機（１）に送信し、所定の速度、方位、深度で航行する親潜水機（１）の親結合部（１１）に対し、子結合部（２１）を押し付けて、子結合部（２１）と親結合部（１１）とを着脱可能に接続する。

親潜水機（１）から分離した子潜水機（２）は、親潜水機（１）に対し自身の位置を示す子位置情報を送信する。親潜水機（１）はこの子位置情報に基づき子潜水機（２）の位置を把握し子潜水機（２）を追尾する。親潜水機（１）が子潜水機（２）を追尾することで、子潜水機（２）の位置や状態を監視し、子潜水機（２）から各種観測データを取得できる。

親潜水機（１）は、親充電用接続部（１２）を更に備える。又、子潜水機（２）は、子充電用接続部（２２）を更に備える。子充電用接続部（２２）は、子結合部（２１）と親結合部（１１）とが接続するとき、親充電用接続部（１２）に当接する位置に設けられ、親潜水機（１）は、当接する親充電用接続部（１２）と子充電用接続部（２２）とを介して、子潜水機（１）に対し電力を供給する。

親結合部（１１）は、親潜水機（１）の底部に設けられ、子結合部（２１）は、子潜水機（２２）の上部に設けられる。親潜水機（１）は、自身の位置を示す親位置情報を子潜水機（２）に対し出力し、子潜水機（２）は、この親位置情報に基づき親潜水機（２）の後下方の所定の位置にホーミングする。所定の位置に着くと子潜水機（２）は、上昇して子結合部（２１）を親結合部（１１）に押し付け、子結合部（２１）と親結合部（１１）と着脱可能に嵌合させる。

親結合部（１１）は、誘導コーン（１１６）と雌型嵌合部（１１５）とを有し、
子結合部（２１）は、誘導コーン（１１６）の内側面に沿って親結合部（１１）に押し付けられて雌型嵌合部（１１５）に嵌め込まれる。

以上のように、本発明による親子式自律型潜水機システムは、自律航行する親潜水機（１）と子潜水機（２）が着脱可能にドッキングでき、親潜水機（１）から子潜水機（２）に対しエネルギー補給ができる。

本発明による親子式自律型無人潜水機によれば、長航続距離、大潜航深度で航走することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明による親子式自律型無人潜水機の実施の形態が説明される。本発明による親子式自律型無人潜水機（親子式ＡＵＶ）は、好適には海洋（水中）観測に用いられ、特に過酷な環境下における海洋（水中）探査に用いられることが好ましい。

（構成）
図１は、本発明による親子式自律型無人潜水機のドッキング状態における構成図である。図１を参照して、親機ＡＵＶ１は、親結合部１１と、親充電用接続部１２と、親音響信号伝送装置１３と、親音響トランスポンダ１４と、ガイド１５と、推進器１６とを具備する。又、親機ＡＵＶ１は、図２に示されるような制御システム１０を具備し、自律航行、海洋観測、子機ＡＵＶ２とのドッキング及び子機ＡＵＶ２への充電処理を実行する。

図６（ａ）の上図は、親結合合部１１の本実施の形態による構成図である。図６（ａ）を参照して、親結合部１１は、子機ＡＵＶ２とドッキングするため、親機ＡＵＶ１の底部に設けられた雌型嵌合部であり、子機ＡＵＶ２の持つ子結合部２１の雄型嵌合部２１６と嵌合する嵌合座スライダ１１５と、誘導コーン１１６とを備える。嵌合座スライダ１１５は、誘導コーン１１６の狭口側（親機ＡＵＶ１の本体側）に設けられ、親機ＡＵＶ１の進行（後進）方向にスライドして、子結合部２１の雄型嵌合部２１６を挟み込んで雄型嵌合部２１６と嵌合する溝を有する。溝の大きさ及び形状は、嵌合座スライダ１１５が閉じた時に雄型嵌合部２１６が嵌合する大きさ、形状である。誘導コーン１１６は、水中側及び嵌合座スライダ１１５側に開口した錘形の雌型嵌合部である。誘導コーン１１６は、雄型嵌合部２１６が嵌合座スライダ１１５側に誘導されるように水中側（親機ＡＵＶ１本体の反対側）が幅広に開口され、嵌合座スライダ１１５側が狭くなるように設けられる。この際、嵌合座スライダ１１５側の誘導コーン１１６は、雄型嵌合部２１６が挿入可能な大きさに開口される。

親充電用接続部１２は、親結合部１１と子結合部２１とが接続した時、子充電用接続部２２と当接可能な位置に設けられ、好ましくは子充電用接続部２２と着脱可能に嵌合する凹状又は凸状の形状である。本実施の形態における親充電用接続部１２は充電用コイルを有し、誘導電界によって親機ＡＵＶ１から子機ＡＵＶ２への充電を行う。充電用コイルは、水中に露出しないよう樹脂等で覆われて保護される。

図２は、親機ＡＵＶ１に搭載される制御システム１０の構成図である。図２を参照して、制御システム１０は、ＣＰＵ１００、記憶装置１０１、電源部１０２、航海装置制御回路１０３、推進装置制御回路１０４、親音響信号伝送装置１３、親音響トランスポンダ１４、推進器１６を具備する。ＣＰＵ１００は、記憶装置１０１内の親機ＡＵＶプログラム１１０を実行し、制御システム１０内の各装置を制御する。記憶装置１０１は、親機ＡＵＶ１の航行のための実行指示を行うミッションスクリプト（実行指示書、シナリオ）、及び親機ＡＵＶ１の航行、子機ＡＵＶ２の監視・追跡等に関わる親機ＡＵＶプログラム１１０を格納する。又、子機ＡＵＶ２のミッションスクリプトの一部又は全てを格納してもよい。

図３は、記憶装置１０１に格納される親機ＡＵＶプログラム１１０の構成図である。図３を参照して、親機ＡＵＶプログラム１１０は、ＣＰＵ１００によって実行されるプログラムであり、航海制御部１１１、推進制御部１１２、監視・追跡部１１３、電源制御部１１４とを備える。航海制御部１１１は、航海装置制御回路１０３を制御して、親音響トランスポンダ１４から子機ＡＵＶ２に対し音響信号を送信させる。又、図示しない慣性航法装置、傾斜計、深度計、ＧＰＳ測位装置等の各種センサから親機ＡＵＶ１の位置や姿勢に関わる各種情報を取得し、推進制御部１１２に送信する。推進制御部１１２は、航海制御部１１１から送信された各種情報やミッションスクリプトに基づき推進装置制御回路１０４を制御して、推進器１６を稼動させ、親機ＡＵＶ１の速度・方位（方向）・姿勢を制御する。監視・追跡部１１３は、親音響信号伝送装置１３を制御して子機ＡＵＶ２から送信される各種音響信号を取得し、子機ＡＵＶ２のエネルギーの残量、ミッションの進捗状況等を把握する。又、図示しない音響ホーミングソーナで受信される子音響トランスポンダ２４からの信号を解析し、子機ＡＵＶ２の位置情報を取得する。

電源部１０２は、親機ＡＵＶ１の航行に使用する蓄電池と、電源制御回路とを備える。電源制御部１１４は、親充電用接続部１２と子充電用接続部２２とが接続したことを検知すると、電源部１０２の電源制御回路を制御して、電源部１０２の蓄電池から子機ＡＵＶ２内の蓄電池に充電する。この際、例えば、親結合部１１又は親充電用接続部１２に、子結合部２１又は子充電用接続部２２との接続を検知するセンサを設け、電源制御部１１４は、このセンサからの接続検知信号に基づいて充電する。

航海装置制御回路１０３は親音響トランスポンダ１４に接続され、ＣＰＵ１００の制御を受けて親音響トランスポンダ１４における音響信号の送信を制御する。推進装置制御回路１０４は、ＣＰＵ１００の制御を受けて推進器１６を稼動させる。推進器１６は、前後スラスタ及び図示しない垂直スラスタ、水平スラスタ等を備え、親機ＡＵＶ１の航行及び姿勢を制御する。親音響信号伝送装置１３は、子機ＡＵＶ２との間における各種音響信号の送受信を実行する。音響信号は、慣性航法装置等による親機ＡＵＶ１の位置情報（座標情報）、親機ＡＵＶ１及び子機ＡＵＶ２の速度・方位・姿勢・深度等の状態情報、子機ＡＵＶ２のミッションに関する各種観測データ、ミッションの進捗情報、及びエネルギー残量を示す残量情報を含む。

親機ＡＵＶ１は、船底に子機ＡＵＶ２のドッキングの際における位置決めに使用するガイド１５を具備する。ガイド１５は、例えば２本の棒部材によって子機ＡＵＶ２の本体を挟み込むように親結合部１１と子結合部２１の位置が一致するように誘導する。又、ガイド１５は接触センサを備え、ガイド１５に接触した子機ＡＵＶ２の接触情報を航海制御部１１１に送信してもよい。航海制御部１１１は、この接触情報を親音響信号伝送装置１３によって子機ＡＵＶ２へ送信する。

図１を参照して、子機ＡＵＶ２は、子結合部２１と、子充電用接続部２２と、子音響信号伝送装置２３と、子音響トランスポンダ２４と、音響ホーミングソーナ２５と、垂直スラスタ２６と、前後スラスタ２７とを具備する。又、子機ＡＵＶ２は、図４に示されるような制御システム２０を具備し、自律航行、海洋観測、親機ＡＵＶ１とのドッキング及び親機ＡＵＶ１からのエネルギー補給（充電）を実行する。

図６（ａ）の下図は、子結合部２１の本実施の形態による構成図である。図６（ａ）を参照して、子結合部２１は、親機ＡＵＶ１とドッキングするため、子機ＡＵＶ２の上部に設けられた雄型嵌合部２１６であり、親機ＡＵＶ１の持つ親結合部１１の閉じられた嵌合座スライダ１１５に嵌合する雄型嵌合部２１６と、雄型嵌合部２１６が親結合部１１と嵌合する際、嵌合する雄型嵌合部２１６が嵌合座スライダ１１５から抜けなくなるように嵌合座スライダ１１５に引っ掛かる支持爪２１７と、雄型嵌合部２１６と子機ＡＵＶ２本体とを接続するジンバル支持部２１８とを備える。雄型嵌合部２１６の先端は、先細りの錘形状であり、先端付近に支持爪２１７が設けられる。支持爪２１７は、スプリングバック構造で、支持爪２１７の上方からの荷重により引き込まれ、荷重がなくなるとスプリングの力で飛び出る構造である。ジンバル支持部２１８は、雄型嵌合部２１６を子機ＡＵＶ２の進行方向に約±１５度の角度で傾倒するように設けられるのが好ましい。このジンバル支持部２１８が傾倒するため、子機ＡＵＶ２と親機ＡＵＶ１が接続して航走しても子結合部２１は柔軟性を保持し、破損することがない。又、親機ＡＵＶ１とドッキングする際、子結合部２１が親結合部１１に過度な力で押し付けられても力を分散することができるため、子結合部２１が破損するのを防ぐことができる。

子充電用接続部２２は、子結合部２１と親結合部１１とが接合した時、親充電用接続部１２と当接可能な位置に設けられ、好ましくは親充電用接続部１２と着脱可能に嵌合する凸状又は凹状の形状である。本実施の形態における子充電用接続部２２は充電用コイルを有し、誘導電界によって親機ＡＵＶ１から子機ＡＵＶ２への充電が行われる。充電用コイルは、水中に露出しないよう樹脂等で覆われて保護される。

図４は、子機ＡＵＶ２に搭載される制御システム２０の構成図である。図４を参照して、制御システム２０は、ＣＰＵ２００、記憶装置２０１、観測装置２０２、電源部２０３、航海装置制御回路２０４、推進装置制御回路２０５、子音響信号伝送装置２３、子音響トランスポンダ２４、音響ホーミングソーナ２５、垂直スラスタ２６、前後スラスタ２７を具備する。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１内の子機ＡＵＶプログラムを実行し、制御システム２０内の各装置を制御する。記憶装置２０１は、子機ＡＵＶ２の航行のための実行指示を行うミッションスクリプト（実行指示書、シナリオ）、及び子機ＡＵＶ２の航行、親機ＡＵＶ１からの充電処理等に関わる子機ＡＵＶプログラム２１０を格納する。

図５は、記憶装置２０１に格納される子機ＡＵＶプログラム２１０の構成図である。図５を参照して、子機ＡＵＶプログラム２１０は、ＣＰＵ２００によって実行されるプログラムであり、航海制御部２１１、推進制御部２１２、観測装置制御部２１３、電源制御部２１４、子機情報送信部２１５とを備える。航海制御部２１１は、航海装置制御回路２０４を制御して、子音響トランスポンダ２４から音響信号を出力させる。又、音響ホーミングソーナ２５によって受信される親音響トランスポンダ１４からの音響信号を取得、解析して、親機ＡＵＶ１の位置を把握し位置情報として推進制御部２１２及び子機情報送信部２１５に送信する。更に、図示しない慣性航法装置、傾斜計、深度計等、の各種センサから子機ＡＵＶ２自身の位置、速度、姿勢、深度に関わる各種情報を取得し、推進制御部２１２及び子機情報送信部２１５に送信する。推進制御部２１２は、航海制御部２１１から送信された親機ＡＵＶ１の位置情報や自身の位置や姿勢に関わる各種情報、あるいはミッションスクリプトに関するプログラム等に基づき推進装置制御回路２０５を制御して、垂直スラスタ２６と前後スラスタ２７を稼動させ、子機ＡＵＶ２の速度・方位（方向）・姿勢を制御する。観測装置制御部２１３は、海洋調査のための観測装置２０２を制御して各種観測を実行し、観測装置２０２から各種観測結果を取得する。観測装置制御部２１３は、取得した各種観測結果情報を子機情報送信部２１５に送信する。

電源部２０３は、子機ＡＵＶ２の航行に使用する蓄電池を備える。電源制御部２１４は、電源部２０３を監視し、蓄電池の蓄電量をエネルギー残量として取得し、子機情報送信部２１５に送信する。又、電源部２０３は、子充電用接続部２２に接続され、親充電用接続部１２及び子充電用接続部２２を介して親機ＡＵＶ１の電源部１０２から充電される。

子機情報送信部２１５は、子音響信号伝送装置２３を制御して、航海制御部２１１から送信される子機ＡＵＶ２の位置や姿勢に関わる情報（子機状態情報）、電源制御部２１４から送信されるエネルギー残量、観測装置制御部２１３から送信される各種観測結果情報、ミッションの進捗情報等を音響信号として親機ＡＵＶ１に送信させる。

（動作）
図面を参照して、本発明による親子式自律型潜水機システムの実施の形態における動作が説明される。

図７は、本発明による親子式自律型潜水機システムの海洋観測の概念図である。本発明による親子式自律型潜水機は、洋上の母船から切り離され、図１に示されるようなドッキングした状態で氷下を観測地点まで潜航する。この際、図６（ｂ）を参照して、親結合部１１と子結合部２１は、嵌合座スライダ１１５が閉じた状態にできた溝（穴）に雄型嵌合部２１６が嵌合し、支持爪２１７によって嵌合座スライダ１１５に支持されている状態（ドッキング状態）である。

図７を参照して、観測地点の上方まで航行した親機ＡＵＶ１は、嵌合座スライダ１１５を開き、子結合部２１を開放する。子機ＡＵＶ２は、垂直スラスタ２６により下降して親機ＡＵＶ１から離脱する（ステップＳ１）。子機ＡＵＶ２が離脱すると親機ＡＵＶ１は、嵌合座スライダ１１５を閉じる（子機ＡＵＶ２のドッキングに備える）。

子機ＡＵＶ２は、垂直スラスタ２６及び前後スラスタ２７によって海底の観測地点まで下降する（ステップＳ２）。親機ＡＵＶ１は、子音響トランスポンダ２４からの信号を解析し、子機ＡＵＶ２の位置を把握して子機ＡＵＶ２を監視し、推進器１６を制御して子機ＡＵＶ２を追尾する。この際、子音響信号伝送装置２３と親音響信号伝送装置１３は、定期的に音響信号（接続確認信号）の送受信を行って回線の接続を維持する。

子機ＡＵＶ２は、観測地点の海域に到達後、記憶装置２０１に設定されたミッションスクリプトに従い、海底調査を実施する（ステップＳ３）。観測結果情報やミッションの進捗情報は、子音響信号伝送装置２３から音響信号として親機ＡＵＶ１に送信される。観測の間、親機ＡＵＶ１は、親音響信号伝送装置１３で観測情報や進捗情報を取得するとともに、子音響トランスポンダ２４からの信号を受信して子機ＡＵＶ２を監視する。この際、子音響トランスポンダ２４からの信号が途切れないように、推進器１６を制御して子機ＡＵＶ２を追尾する（ステップＳ４）。尚、親機ＡＵＶ１は子機ＡＵＶ２のミッションの内容や進捗を考慮して移動・追尾してもよい。子機ＡＵＶ２は、海洋調査のミッションを終了すると、子音響信号伝送装置２３からミッション終了を示す終了信号とともにドッキングのための接続準備信号を親機ＡＵＶ１に送信する。あるいは、ミッションが終了する前に子機ＡＵＶ２のエネルギー残量が、ある閾値に達した場合、接続準備信号を親機ＡＵＶ１に送信する。親機ＡＵＶ１は接続準備信号を受信すると応答信号を子ＡＵＶ２に送信し、親音響トランスポンダ１４から信号を送信しつつ、一定の速力（低速）、方位、深度で航走を維持する。子機ＡＵＶ２は、親機ＡＵＶ１からの応答信号を受信すると上昇を開始し、親音響トランスポンダ１４からの信号に基づき親機ＡＵＶ１の位置を把握し、垂直スラスタ２６及び前後スラスタ２７を制御してホーミングする（ステップＳ５）。尚、子機ＡＵＶ２は、接続準備信号を送信すると応答信号を待たずに上昇を開始してもよい。

子機ＡＵＶ２は、親音響トランスポンダ１４からの信号をホーミングし、親音響トランスポンダ１４の後方所定の位置（例えば、親音響トランスポンダ１４の３０ｍ後方、５ｍ下方の位置）につき、親機ＡＵＶ１と方位をあわせる。所定の位置及び方位についた子機ＡＵＶ２は、親音響トランスポンダ１４に対して一定の迎角（例えば迎角５度）でホーミングする。親機ＡＵＶ１のガイド１５に接触し、所定の位置に到達すると子機ＡＵＶ２は垂直スラスタ２６によって上昇推力をかけ、子結合部２１を親結合部１１に押し付ける。この際、ガイド１５に設けられた接触センサからの情報が親機ＡＵＶ１から音響信号を通じて子機ＡＵＶ２に伝達され、子機ＡＵＶ２は位置を検知してもよい。親結合部１１に押し付けられた雄型嵌合部２１６は誘導コーン１１６の内側面に沿って、嵌合座スライダ１１５に形成された雌型嵌合部に嵌め込まれ、支持爪２１７によって嵌合座スライダ１１５に支持されて接合される（ステップＳ６）。子結合部２１はジンバル支持部２１８により、ある程度の角度に傾倒するため、誘導コーン１１６の内側面に雄型嵌合部２１６の先端があたれば、ある程度の位置ずれが生じてもドッキングすることができる。

子結合部２１と親結合部１１がドッキングすると、子充電用接続部２２と親充電用接続部１２とは当接する。このとき、子充電用接続部２２と親充電用接続部１２とは接合するのが好ましい。ドッキングを検知した親機ＡＵＶ１の電源部１０２は、子機ＡＵＶ２の電源部２０３に対し充電を開始する。充電の間、もしくは充電終了後、親子式自律型潜水機はドッキングしたままの状態で次の海洋観測の地点まで航行する。充電が完了し、観測地点の上方に到達すると子機ＡＵＶ２は、親機ＡＵＶ１から離脱して次のミッションを開始する（ステップＳ１）。

親機ＡＵＶ１と子機ＡＵＶ２のドッキングが失敗した場合、例えば、子機ＡＵＶ２が親音響トランスポンダ１４からの信号を受信できなくなった場合、子機ＡＵＶ２は、親音響トランスポンダ１４からの信号を受信可能な位置まで下降して再度ドッキング動作を行う。

以上のように、本発明による親子式自律型潜水機システムは、自律型の親潜水機によって氷下の観測地点上方まで長航行距離を移動し、潜水に必要なエネルギーが小さい自律型子潜水機によって大潜水深度まで潜水して観測することができる。更に、子潜水機は、上方で待機している親潜水機からエネルギー補給されるため、何度も潜航して観測することができる。このように、本発明は、氷下のような過酷な環境の海洋調査のような人による観測調査が困難で、且つ長航行距離、大潜水深度の海洋調査に好適に利用することができる。又、長航行距離、大潜水深度を得るために巨大な潜水機を製造する必要がない。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。

図１は、本発明による親子式自律型潜水機システムの実施の形態における構成図である。 図２は、本発明に係る親機ＡＵＶに搭載される制御システムの実施の形態における構成図である。 図３は、本発明に係る親機ＡＵＶの記憶装置に格納される親機ＡＵＶプログラムの実施の形態における構成図である。 図４は、本発明に係る子機ＡＵＶに搭載される制御システムの実施の形態における構成図である。 図５は、本発明に係る子機ＡＵＶの記憶装置に格納される子機ＡＵＶプログラムの実施の形態における構成図である。 図６（ａ）は、本発明に係る親結合部と子結合部の実施の形態における構成図である。 図６（ｂ）は、本発明に係る親結合部と子結合部との実施の形態における接合（ドッキング）時の概念図である。 図７は、本発明による親子式自律型潜水機システムの海洋観測の概念図である。

符号の説明

１：親機ＡＵＶ
２：子機ＡＵＶ
１１：親結合部
１２：親充電用接続部
１３：親音響信号伝送装置
１４：親音響トランスポンダ
１５：ガイド
１６：推進器
２１：子結合部
２２：子充電用接続部
２３：子音響信号伝送装置
２４：子音響トランスポンダ
２５：音響ホーミングソーナ
２６：垂直スラスタ
２７：前後スラスタ

Claims (8)

1. 親結合部を有し、水中を自律航行する親潜水機と、
   子結合部を有し、前記親潜水機から分離して水中を自律航行する子潜水機とを具備し、
   前記親潜水機は、前記子潜水機から送信される接続準備信号に応答して、親音響トランスポンダから信号を送信しつつ所定の速度、方位、深度で航行し、
   前記子潜水機は、前記親音響トランスポンダからの信号をホーミングすることで、前記所定の速度、方位、深度で航行する前記親潜水機の後方から、前記方位と同一方向に航走して前記親潜水機に接近し、前記親潜水機に設けられたガイドによって前記親結合部と前記子結合部の位置が一致するように誘導され、前記親結合部に対し、前記子結合部を押し付けて、前記子結合部と前記親結合部とを着脱可能に接続し、
   前記親潜水機は、前記ガイドに設けられた接触センサで検出した接触情報を前記子潜水機に通知し、
   前記子潜水機は、前記接触情報に基づいて前記親潜水機との相対位置を検出する
   親子式自律型潜水機システム。
2. 請求項１に記載の親子式自律型潜水機システムにおいて、
   前記親潜水機から分離した子潜水機は、前記親潜水機に対し自身の位置を示す子位置情報を送信し、
   前記親潜水機は前記子位置情報に基づき前記子潜水機を追尾する
   親子式自律型潜水機システム。
3. 請求項１又は２に記載の親子式自律型潜水機システムにおいて、
   前記親潜水機は、親充電用接続部を更に備え、
   前記子潜水機は、子充電用接続部を更に備え、
   前記子充電用接続部は、前記子結合部と前記親結合部とが接続するとき、前記親充電用接続部に当接する位置に設けられ、
   前記親潜水機は、前記当接する前記親充電用接続部と前記子充電用接続部とを介して、前記子潜水機に対し電力を供給する
   親子式自律型潜水機システム。
4. 請求項１から３いずれか１項に記載の親子式自律型潜水機システムにおいて、
   前記親結合部は、前記親潜水機の底部に設けられ、
   前記子結合部は、前記子潜水機の上部に設けられ、
   前記子潜水機は上昇して、前記子結合部を前記親結合部に押し付け、前記子結合部と前記親結合部とを嵌合させる
   親子式自律型潜水機システム。
5. 請求項４に記載の親子式自律型潜水機システムにおいて、
   前記親潜水機は、自身の位置を示す親位置情報を前記子潜水機に対し出力し、
   前記子潜水機は、前記親位置情報に応答して、所定の位置にホーミングし、前記所定の位置から上昇して、前記子結合部を前記親結合部に押し付け、前記子結合部と前記親結合部とを嵌合させる
   親子式自律型潜水機システム。
6. 請求項１から５いずれか１項に記載の親子式自律型潜水機システムにおいて、
   前記親結合部は、誘導コーンと雌型嵌合部とを有し、
   前記子結合部は、前記誘導コーンの内側面に沿って前記親結合部に押し付けられて前記雌型嵌合部に嵌め込まれる
   親子式自律型潜水機システム。
7. 子潜水機が、自律航行する親潜水機から離脱して水中を自律航行するステップと、
   前記親潜水機が前記子潜水機の位置を監視するステップと、
   前記親潜水機が前記子潜水機を追尾するステップと、
   前記子潜水機が前記親潜水機に対し、接続準備信号を送信するステップと、
   前記親潜水機が前記接続準備信号に応答して、親音響トランスポンダから信号を送信しつつ所定の速度、方位、深度で航行するステップと、
   前記子潜水機が、前記親音響トランスポンダからの信号をホーミングすることで、前記所定の速度、方位、深度で航行する前記親潜水機の後方から、前記方位と同一方向に航走して前記親潜水機に接近するステップと、
   前記子潜水機が、前記親潜水機に設けられたガイドによって前記親結合部と前記子結合部の位置が一致するように誘導され、前記親結合部に対し、前記子結合部を押し付けて、前記子結合部と前記親結合部とを着脱可能に接続するステップと
   を具備し、
   前記接続するステップは、前記ガイドに設けられた接触センサで検出した接触情報を前記子潜水機に通知するステップと、
   前記子潜水機が、前記接触情報に基づいて前記親潜水機との相対位置を検出するステップと
   を備える
   自律型潜水機の接続方法。
8. 請求項７に記載の自律型潜水機の接続方法において、
   前記子結合部と前記親結合部とを介して前記親潜水機が前記子潜水機に対し電力を供給するステップを更に具備する
   自律型潜水機の接続方法。

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