JPH10316095A - 無人遠隔航行船の制御システム - Google Patents
無人遠隔航行船の制御システムInfo
- Publication number
- JPH10316095A JPH10316095A JP9128864A JP12886497A JPH10316095A JP H10316095 A JPH10316095 A JP H10316095A JP 9128864 A JP9128864 A JP 9128864A JP 12886497 A JP12886497 A JP 12886497A JP H10316095 A JPH10316095 A JP H10316095A
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- JP
- Japan
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- ship
- control
- remote navigation
- unmanned remote
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は風や水流のために船が流されるよう
な環境下でも船の位置制御や姿勢制御をすることができ
る無人遠隔航行船の制御システムを提供することを目的
とする。 【解決手段】 本発明に係るシステムは無人遠隔航行船
（１００）において、（Ａ）船底に前進・後進用の推進
機（１）を２機と左進・右進用推進機（１）を２機具備
するとともに、（Ｂ）船内に船（１００）の現在位置を
計測する位置計測装置（２）と、船（１００）の姿勢を
計測する姿勢計測装置（３）と、これらの計測装置
（２，３）により検出される船の位置及び姿勢と移動目
標との制御偏差を算出し、制御信号を前記推進機（１）
に出力する制御用計算機（４）と、前記推進機（１）及
び計測装置（２，３）用の発電機（１０４）を有するこ
とを特徴とする。
な環境下でも船の位置制御や姿勢制御をすることができ
る無人遠隔航行船の制御システムを提供することを目的
とする。 【解決手段】 本発明に係るシステムは無人遠隔航行船
（１００）において、（Ａ）船底に前進・後進用の推進
機（１）を２機と左進・右進用推進機（１）を２機具備
するとともに、（Ｂ）船内に船（１００）の現在位置を
計測する位置計測装置（２）と、船（１００）の姿勢を
計測する姿勢計測装置（３）と、これらの計測装置
（２，３）により検出される船の位置及び姿勢と移動目
標との制御偏差を算出し、制御信号を前記推進機（１）
に出力する制御用計算機（４）と、前記推進機（１）及
び計測装置（２，３）用の発電機（１０４）を有するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は海底埋め立てや、
（海底）火山噴火時の状況観察等の各種３Ｋ（危険、汚
い、きつい）作業に使用する無人遠隔航行船の制御シス
テムに関するものである。
（海底）火山噴火時の状況観察等の各種３Ｋ（危険、汚
い、きつい）作業に使用する無人遠隔航行船の制御シス
テムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の無人遠隔航行船システムの例を、
図６に示す。船上の監視カメラ１０１を使い目視にて移
動目標との相対的位置の偏差を人間が判断し、従来の無
人遠隔航行システムの船底に設置してある推進機１０２
にジョイ・スティック１０３等を使い、マニュアルで各
推進機１０２毎に速度指令を出力して、従来の無人遠隔
航行船を移動目標まで移動させていた。
図６に示す。船上の監視カメラ１０１を使い目視にて移
動目標との相対的位置の偏差を人間が判断し、従来の無
人遠隔航行システムの船底に設置してある推進機１０２
にジョイ・スティック１０３等を使い、マニュアルで各
推進機１０２毎に速度指令を出力して、従来の無人遠隔
航行船を移動目標まで移動させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置には、以下
のような問題が有る。 （１）風や水の流れ等の影響で船が流される様な環境下
では、人間が監視カメラを使い、目視にて移動目標との
相対位置を人間が認識して無人遠隔航行船システムを操
作する為、目標位置での位置保持ができない。 （２）従来の無人遠隔航行船では、操作者が監視カメラ
の映像情報にて船を操作する為、船の向きを絶えず移動
目標に向けて移動する必要が有り、船の向きを制御する
姿勢制御ができないという問題がある。 （３）移動目標位置にターゲット用の目印が無い場合
や、夜間操船をするときのように、目印が見えにくい状
況下で従来の無人遠隔航行船を操船する場合、移動目標
への正確な位置決め及び姿勢制御ができないという問題
が有る。
のような問題が有る。 （１）風や水の流れ等の影響で船が流される様な環境下
では、人間が監視カメラを使い、目視にて移動目標との
相対位置を人間が認識して無人遠隔航行船システムを操
作する為、目標位置での位置保持ができない。 （２）従来の無人遠隔航行船では、操作者が監視カメラ
の映像情報にて船を操作する為、船の向きを絶えず移動
目標に向けて移動する必要が有り、船の向きを制御する
姿勢制御ができないという問題がある。 （３）移動目標位置にターゲット用の目印が無い場合
や、夜間操船をするときのように、目印が見えにくい状
況下で従来の無人遠隔航行船を操船する場合、移動目標
への正確な位置決め及び姿勢制御ができないという問題
が有る。
【０００４】本発明は、上記の問題を解決するために、
風や水流等の外乱の有る環境下でも使用でき、移動目標
の目印が無い場合や、夜間など監視カメラにて目視しに
くい状況下でも、正確な位置決め制御や、姿勢制御を具
現化し得る制御システムを提供することを目的とする。
風や水流等の外乱の有る環境下でも使用でき、移動目標
の目印が無い場合や、夜間など監視カメラにて目視しに
くい状況下でも、正確な位置決め制御や、姿勢制御を具
現化し得る制御システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る無人遠隔航
行船の制御システムは、無人遠隔航行船において、
（Ａ）船底に、前進・後進用の推進機１を２機と左進・
右進用推進機を２機具備するとともに、（Ｂ）船内に、
船の現在位置をリアルタイムで計測する位置計測装置
と、船の姿勢をリアルタイムで計測する姿勢計測装置
と、これらの計測装置により検出される船の位置及び姿
勢と移動目標との制御偏差を算出し、制御信号を前記推
進機に出力する制御用計算機と、前記推進機及び計測装
置用の発電機を有することを特徴とする。
行船の制御システムは、無人遠隔航行船において、
（Ａ）船底に、前進・後進用の推進機１を２機と左進・
右進用推進機を２機具備するとともに、（Ｂ）船内に、
船の現在位置をリアルタイムで計測する位置計測装置
と、船の姿勢をリアルタイムで計測する姿勢計測装置
と、これらの計測装置により検出される船の位置及び姿
勢と移動目標との制御偏差を算出し、制御信号を前記推
進機に出力する制御用計算機と、前記推進機及び計測装
置用の発電機を有することを特徴とする。
【０００６】したがって、次のように作用する。 （１）風・水流等の外乱の影響で船が流されても、位置
計測装置により船が流がされた移動距離を計測できる
為、この外乱により生じた位置偏差を“零”にするよう
に制御用計算機が船底に設置した４機の推進機を制御す
ることにより、目標位置での位置保持を具現化すること
ができる。 （２）無人遠隔航行船の船内に、船の位置・姿勢をリア
ルタイムで計測する位置計測装置及び姿勢計測装置を設
置し、これら２つの計測機より検出される制御信号によ
り位置及び姿勢の目標値と現在値との制御偏差が“零”
になるように４機の推進機への指令値を制御用計算機が
制御演算することにより船の姿勢制御を具現化すること
ができる。 （３）移動目標位置にターゲット用の目印が無い場合、
或いは夜間での操船の為目印が見えなくても、船内に設
置した位置計測装置、姿勢計測装置、制御用計算機によ
り無人遠隔航行船の位置制御のみならず、姿勢制御を具
現化することができる。
計測装置により船が流がされた移動距離を計測できる
為、この外乱により生じた位置偏差を“零”にするよう
に制御用計算機が船底に設置した４機の推進機を制御す
ることにより、目標位置での位置保持を具現化すること
ができる。 （２）無人遠隔航行船の船内に、船の位置・姿勢をリア
ルタイムで計測する位置計測装置及び姿勢計測装置を設
置し、これら２つの計測機より検出される制御信号によ
り位置及び姿勢の目標値と現在値との制御偏差が“零”
になるように４機の推進機への指令値を制御用計算機が
制御演算することにより船の姿勢制御を具現化すること
ができる。 （３）移動目標位置にターゲット用の目印が無い場合、
或いは夜間での操船の為目印が見えなくても、船内に設
置した位置計測装置、姿勢計測装置、制御用計算機によ
り無人遠隔航行船の位置制御のみならず、姿勢制御を具
現化することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜図５
に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る
無人遠隔航行船の側面図。図２は、本発明の実施の形態
に係る無人遠隔航行船の平面図。
に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る
無人遠隔航行船の側面図。図２は、本発明の実施の形態
に係る無人遠隔航行船の平面図。
【０００８】図３は、本発明の制御システムのメインル
ーチンのフローチャート。図４は、本発明の制御モード
（制御領域）の説明図。図５は、台船の推進・旋回の移
動量と出力値の相関関係図である。
ーチンのフローチャート。図４は、本発明の制御モード
（制御領域）の説明図。図５は、台船の推進・旋回の移
動量と出力値の相関関係図である。
【０００９】本発明の無人遠隔航行船においては、図１
〜図５に示すように、無人遠隔航行船の船底に、前進・
後進用の推進機を２機と、左進・右進用推進機を２機
の、合計４機の推進機１を設置する事により、無人遠隔
航行船の位置制御のみならず姿勢制御をも行う。
〜図５に示すように、無人遠隔航行船の船底に、前進・
後進用の推進機を２機と、左進・右進用推進機を２機
の、合計４機の推進機１を設置する事により、無人遠隔
航行船の位置制御のみならず姿勢制御をも行う。
【００１０】また、このような機器構成を有する無人遠
隔航行船の位置及び姿勢を制御する為、船内に無人遠隔
航行船の現在位置をリアルタイムで計測する位置計測装
置２と、船の姿勢をリアルタイムで計測する姿勢計測装
置３を設置し、これら計測装置により検出される船の位
置及び姿勢と移動目標との制御偏差を制御用計算機４で
算出し前述の４機の推進機への動作指令値を制御演算す
る。
隔航行船の位置及び姿勢を制御する為、船内に無人遠隔
航行船の現在位置をリアルタイムで計測する位置計測装
置２と、船の姿勢をリアルタイムで計測する姿勢計測装
置３を設置し、これら計測装置により検出される船の位
置及び姿勢と移動目標との制御偏差を制御用計算機４で
算出し前述の４機の推進機への動作指令値を制御演算す
る。
【００１１】前記推進機１と計測装置２，３と計算機４
を動かすための発電機１０４は船内に設ける。発電機１
０４の設置位置は、船内のどこであってもよい。
を動かすための発電機１０４は船内に設ける。発電機１
０４の設置位置は、船内のどこであってもよい。
【００１２】図３は、本発明の制御システムのメインル
ーチンのフローチャートを示す。無人遠隔航行船が移動
目標に接近した場合には、図４に示すように、移動目標
と船との相対距離により制御モードを変更する。 （１）まず、船が減速領域に入った場合、制御用計算機
４は船の移動速度を減速する。 （２）更に船が移動目標に接近し推進機不感領域に入る
と、制御用計算機４は減速モードから位置・姿勢制御モ
ードに変更する。
ーチンのフローチャートを示す。無人遠隔航行船が移動
目標に接近した場合には、図４に示すように、移動目標
と船との相対距離により制御モードを変更する。 （１）まず、船が減速領域に入った場合、制御用計算機
４は船の移動速度を減速する。 （２）更に船が移動目標に接近し推進機不感領域に入る
と、制御用計算機４は減速モードから位置・姿勢制御モ
ードに変更する。
【００１３】この、位置・姿勢制御モードは、船を移動
目標へ近づけながら、船の姿勢が一定に成るように位置
・姿勢制御を行う。 （３）更に、船が移動目標に接近した場合、ホバリング
不感領域に入る。この場合制御用計算機４は船の姿勢制
御のみを行う。
目標へ近づけながら、船の姿勢が一定に成るように位置
・姿勢制御を行う。 （３）更に、船が移動目標に接近した場合、ホバリング
不感領域に入る。この場合制御用計算機４は船の姿勢制
御のみを行う。
【００１４】このように、船と移動目標との相対距離に
より船の制御モードを変更することにより、慣性の大き
な制御対象の位置・姿勢制御を実現することができる。
次に、船の制御アルゴリズムを図３に基づいて説明す
る。 （ｓｕｂ．１）図３に示す船の制御アルゴリズムに於
て、まずｓｕｂ．１で船の現在位置及び現在姿勢を読み
込んだ後、推進・旋回の移動量を算出する。
より船の制御モードを変更することにより、慣性の大き
な制御対象の位置・姿勢制御を実現することができる。
次に、船の制御アルゴリズムを図３に基づいて説明す
る。 （ｓｕｂ．１）図３に示す船の制御アルゴリズムに於
て、まずｓｕｂ．１で船の現在位置及び現在姿勢を読み
込んだ後、推進・旋回の移動量を算出する。
【００１５】この推進・旋回の移動量と、図５に示す移
動量と、出力値の相関関係図から各推進機１への速度指
令値を算出する。ここで、制御目標角度と現在角度との
差が不感角度以内にある場合、ｓｕｂ２に制御を移行す
る。 （ｓｕｂ．２）次にｓｕｂ２では各推進機の出力を
“零”に設定し、旋回制御時間と推進制御時間により規
定された時間（推進機保護の目的で１秒以上）（以下単
に、規定時間と略す）、速度指令値を出力した後、制御
をｓｕｂ３に移行する。 （ｓｕｂ．３）ｓｕｂ３にて旋回制御を開始後、制御を
ｓｕｂ４に移行する。 （ｓｕｂ．４）ｓｕｂ４では現在の角度が不感角度内に
入るまで、旋回制御を継続する。
動量と、出力値の相関関係図から各推進機１への速度指
令値を算出する。ここで、制御目標角度と現在角度との
差が不感角度以内にある場合、ｓｕｂ２に制御を移行す
る。 （ｓｕｂ．２）次にｓｕｂ２では各推進機の出力を
“零”に設定し、旋回制御時間と推進制御時間により規
定された時間（推進機保護の目的で１秒以上）（以下単
に、規定時間と略す）、速度指令値を出力した後、制御
をｓｕｂ３に移行する。 （ｓｕｂ．３）ｓｕｂ３にて旋回制御を開始後、制御を
ｓｕｂ４に移行する。 （ｓｕｂ．４）ｓｕｂ４では現在の角度が不感角度内に
入るまで、旋回制御を継続する。
【００１６】現在の角度が不感角度に入った後、制御を
ｓｕｂ５に移行する。 （ｓｕｂ．５）ｓｕｂ５では、各推進機出力を“零”に
設定し、規定時間速度指令値を出力した後、制御をｓｕ
ｂ．ｌに移行する。
ｓｕｂ５に移行する。 （ｓｕｂ．５）ｓｕｂ５では、各推進機出力を“零”に
設定し、規定時間速度指令値を出力した後、制御をｓｕ
ｂ．ｌに移行する。
【００１７】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明に係る無人遠隔航行船システムによれば、
風や水流などの外乱の影響が存在する環境下でも船の位
置を制御することができる。 （２）船の姿勢制御も実現することができるので、海上
或いは湖面上での埋め立てや観測サンプル採取等の種々
の作業を実施することができる。 （３）更に、位置計測装置、姿勢計測装置、及び推進機
用の発電機を船内に設置している為、２４時間作動も可
能で、全天候型の無人遠隔航行を具現化することができ
る。そのため汎用性が有り、投資効果が良い。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明に係る無人遠隔航行船システムによれば、
風や水流などの外乱の影響が存在する環境下でも船の位
置を制御することができる。 （２）船の姿勢制御も実現することができるので、海上
或いは湖面上での埋め立てや観測サンプル採取等の種々
の作業を実施することができる。 （３）更に、位置計測装置、姿勢計測装置、及び推進機
用の発電機を船内に設置している為、２４時間作動も可
能で、全天候型の無人遠隔航行を具現化することができ
る。そのため汎用性が有り、投資効果が良い。
【図１】本発明の実施の形態に係る無人遠隔航行船シス
テムの側面図。
テムの側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る無人遠隔航行船シス
テムの平面図。
テムの平面図。
【図３】本発明の制御システムのメインルーチンのフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図４】本発明の制御モード（制御領域）の説明図。
【図５】台船の推進・旋回の移動量と出力値の相関関係
図。
図。
【図６】従来の無人遠隔航行船システムを示す構成図。
１…推進機、 ２…位置計測装置、 ３…姿勢計測装置、 ４…制御用計算機、 １００…無人遠隔航行船、 １０１…監視カメラ、 １０２…従来の無人遠隔航行船の推進機、 １０３…ジョイ・スティック、 １０４…発電機。
フロントページの続き (72)発明者 寺薗 勝二 東京都千代田区麹町２−14−２ 麹町ＮＫ ビル 財団法人ダム水源地環境整備センタ ー内 (72)発明者 常脇 寛 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 後藤 哲郎 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 横田 富男 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 谷内 宏 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 無人遠隔航行船（１００）において、
（Ａ）船底に、前進・後進用の推進機（１）を２機と左
進・右進用推進機（１）を２機具備するとともに、
（Ｂ）船内に、船の現在位置をリアルタイムで計測する
位置計測装置（２）と、船の姿勢をリアルタイムで計測
する姿勢計測装置（３）と、これらの計測装置（２，
３）により検出される船の位置及び姿勢と移動目標との
制御偏差を算出し制御信号を前記推進機（１）に出力す
る制御用計算機（４）と、前記推進機（１）及び計測装
置（２，３）用の発電機（１０４）を有することを特徴
とする無人遠隔航行船の制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9128864A JPH10316095A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 無人遠隔航行船の制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9128864A JPH10316095A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 無人遠隔航行船の制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10316095A true JPH10316095A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14995261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9128864A Pending JPH10316095A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 無人遠隔航行船の制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10316095A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003004352A1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-01-16 | Seiko Epson Corporation | Airship system |
| CN102190081A (zh) * | 2010-03-04 | 2011-09-21 | 南京航空航天大学 | 基于视觉的飞艇定点鲁棒控制方法 |
| CN115324844A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-11-11 | 哈尔滨工程大学 | 无人艇小型风力发电机性能测量装置 |
| JP2024024301A (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-22 | 日本無線株式会社 | 遠隔操船システムおよび遠隔操船プログラム |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP9128864A patent/JPH10316095A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003004352A1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-01-16 | Seiko Epson Corporation | Airship system |
| CN102190081A (zh) * | 2010-03-04 | 2011-09-21 | 南京航空航天大学 | 基于视觉的飞艇定点鲁棒控制方法 |
| JP2024024301A (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-22 | 日本無線株式会社 | 遠隔操船システムおよび遠隔操船プログラム |
| CN115324844A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-11-11 | 哈尔滨工程大学 | 无人艇小型风力发电机性能测量装置 |
| CN115324844B (zh) * | 2022-09-22 | 2024-05-10 | 哈尔滨工程大学 | 无人艇小型风力发电机性能测量装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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