JP-2026076926-A - 制御システム、制御方法およびプログラム

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Abstract

【課題】本発明によれば、複数の移動体を用いた対象エリアの探索作業をより適切またはより効率的に行うことができる。【解決手段】本発明は、探索対象物を検出可能な計測センサを搭載した複数の移動体の動作を制御して、前記探索対象物の探索を行う制御システムにおいて、前記探索の目標に関する探索目標情報を取得する探索目標値取得部と、前記探索の条件に関する探索条件情報と、前記探索の実績値または予測値に関する探索状態情報の少なくともいずれかを含む探索関連情報を取得する探索関連情報取得部と、前記探索目標情報と前記探索関連情報に基づいて、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかの決定、または変更の決定を行う探索方法決定部を備える、制御システムである。【選択図】図１

Inventors

坂本康輔
前田孝雄
井上智之
茂渡修平
小畑実昭
本田拓馬

Assignees

株式会社Oceanic Constellations

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20250328

Claims (20)

探索対象物を検出可能な計測センサを搭載した複数の移動体の動作を制御して、前記探索対象物の探索を行う制御システムにおいて、前記探索の目標に関する探索目標情報を取得する探索目標値取得部と、前記探索の条件に関する探索条件情報と、前記探索の実績値または予測値に関する探索状態情報の少なくともいずれかを含む探索関連情報を取得する探索関連情報取得部と、前記探索目標情報と前記探索関連情報に基づいて、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかの決定、または変更の決定を行う探索方法決定部を備える、制御システム。
請求項１に記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索条件情報には、前記探索の対象エリアの位置又は範囲、前記探索の実行時間、前記移動体の配置、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間、前記探索対象物、前記計測センサ、前記対象エリアに前記探索対象物が存在する想定確率、前記探索対象物の想定速度、前記探索対象物の想定進路の少なくともいずれかに関する情報を含む、制御システム。
請求項１に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索目標情報と、前記探索関連情報に含まれる前記探索条件情報に基づいて、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかを、前記探索の開始前に決定する、制御システム。
請求項１に記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索状態情報には、二次元または三次元の前記探索の対象エリアに対する前記移動体による移動済又は計測済のエリアの割合を示す探索率、前記移動体が前記探索対象物を検出する確率を示す検出確率の少なくともいずれかの情報を含む、制御システム。
請求項４に記載の制御システムにおいて、前記探索率、前記検出確率の少なくともいずれかは、前記探索の対象エリアにおける環境情報に応じて算出される、制御システム。
請求項１に記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索状態情報には、二次元または三次元の前記探索の対象エリアに対する前記移動体が将来移動又は将来計測すると予想されるエリアの割合を示す予測探索率、前記移動体が前記探索対象物を将来検出する確率を示す予測検出確率、の少なくともいずれかの情報を含む、制御システム。
請求項６に記載の制御システムにおいて、前記予測探索率、前記予測検出確率の少なくともいずれかは、前記対象エリアにおける現在または将来の環境情報に応じて算出される、制御システム。
請求項５又は７に記載の制御システムにおいて、前記環境情報は、太陽高度、霧、雨、雪、光量、波高、波しぶき、その他の光学映像による前記探索対象物の検出に影響する光学計測外乱情報、霧、雨、雪、波高、波しぶき、その他のレーザーセンサによる前記探索対象物の検出に影響するレーザー計測外乱情報、海水濃度、海水温度、海水透明度、その他の音響センサによる海中に存在する前記探索対象物の検出に影響する音響計測外乱情報、落雷、雨、霧、波高、波しぶき、その他の電波センサによる前記探索対象物の検出に影響する電波計測外乱情報、の少なくともいずれかを含む、制御システム。
請求項７に記載の制御システムにおいて、前記環境情報は、海流、潮流、波高、流れ速度、風速、その他前記移動体の動力性能に影響する移動体抵抗外乱情報、海藻、流氷、漂流物、船舶、その他前記移動体の移動の障害物となる海上障害物情報、水温、気温、日射量、その他前記移動体の温度に影響する温度外乱情報、の少なくともいずれかを含む、制御システム。
請求項１に記載の制御システムにおいて、前記探索目標情報には、前記探索の対象エリアの全体に対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合の目標値を示す目標全体探索率、前記探索の対象エリアの一部の局所エリアに対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合の目標値を示す目標局所探索率、前記移動体が前記探索対象物を検出する確率も目標値を示す目標検出確率、の少なくともいずれかに関する目標情報を含む、制御システム。
請求項１に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索目標情報と前記探索状態情報を比較して、前記探索状態情報に含まれる前記探索の実績値または予測値が、前記探索目標情報に含まれる前記探索の目標値に対して未達であると判定した場合に、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかを変更する決定を行う、制御システム。
請求項１１に記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索状態情報には、前記探索の対象エリアの全体に対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す全体探索率、前記探索の対象エリアの一部の局所エリアに対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す局所探索率、の少なくともいずれかの情報を含む、制御システム。
請求項１２に記載の制御システムにおいて、前記全体探索率は、所定期間内に前記移動体が移動又は計測したエリアの、前記対象エリアの全体に対する割合を示す、制御システム。
請求項１２に記載の制御システムにおいて、前記局所探索率は、所定期間内に前記移動体が移動又は計測したエリアの、前記対象エリアの一部の局所エリアに対する割合を示す、制御システム。
請求項１２に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記全体探索率の目標値と、前記全体探索率の実績値若しくは予測値を比較して、前記全体探索率の実績値若しくは予測値が前記全体探索率の目標値よりも低い場合に、前記探索の目標未達と判定する、制御システム。
請求項１２に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記局所探索率が所定値以下となる局所エリアの数、面積、密集度、形状の少なくともいずれかが、所定未達条件に一致する場合に、前記探索の目標未達と判定する、制御システム。
請求項１１に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、ユーザから前記探索の目標未達を示すユーザ入力情報を受け付けた場合に、前記探索の目標未達と判定する、制御システム。
請求項１１に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索状態情報に含まれる前記探索の実績値または予測値が、前記探索目標情報に含まれる前記探索の目標値に対して未達であると判定した場合に、前記探索の対象エリアの一部の局所エリアに対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す局所探索率が所定値よりも低い、若しくは前記局所探索率が相対的に低い前記局所エリアに進入若しくは前記局所エリアを通過するように、または前記局所エリアを計測可能な位置に進入または前記位置を通過するように、前記移動体の探索移動経路を変更する、制御システム。
請求項１１に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索状態情報に含まれる前記探索の実績値または予測値が、前記探索目標情報に含まれる前記探索の目標値に対して未達であると判定した場合に、前記探索の対象エリアの一部の局所エリアに対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す局所探索率が所定値よりも低い、若しくは前記局所探索率が相対的に低い前記局所エリアの前記局所探索率が増加するように、または前記探索の対象エリアの全体に対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す全体探索率が増加するように、前記移動体の探索移動経路を変更する、制御システム。
請求項１に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、外部取得情報、ユーザ入力情報、または前記探索対象物の検出情報に応じて判定されるエリア毎の警戒レベル情報に応じて、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかの決定、または変更の決定を行う、制御システム。

Description

本発明は、制御システム、制御方法およびプログラムに関する。特許文献１には、カメラ等を備えた複数の移動体を用いて監視対象領域の監視を行うための移動体の制御方法が開示されており、特に、監視対象領域に対する移動体が監視し得る監視領域の比率である被覆率を向上させるように移動体の移動制御を行う技術が開示されている。特開２０１８－９２２５６号公報本発明の一実施形態に係る制御システム１の全体構成図である。制御システム１を実空間に実装する場合の実装イメージの一例を示す図である。制御システム１に関するステークホルダーを示す図である。複数の無人艇により構成される無人艇システム1000を示す構成図である。海上に展開された無人艇システム1000が探索対象物7000を探索する様子を示す概念図である。小隊を構成する複数の無人艇1010の位置関係を示す図である。複数小隊を構成する複数の無人艇1010の位置関係を示す図である。無人艇1010の機能構成を示す機能ブロック図である。音波センサを利用して水中の物体を検知する様子を示す概念図である。統括制御システム2000の機能構成を示す機能ブロック図である。事前情報取得部2100において取得する各種情報の一例を示す図である。対象物検出判定部2300により判定される判定内容の一例を示す図である。外乱影響補正部2530の補正演算に用いる環境外乱情報の一例を示す図である。制御システム１の処理フローを示すフローチャート図である。制御システム１内のシステム間の信号のやり取りを示すシーケンス図である。探索計画決定部2200による探索計画の決定処理フローの一例を示すフローチャート図である。探索計画決定部2200による探索計画の決定処理における出力項目の算出結果の一例を示す図である。警戒レベル判定部2400による警戒レベルの判定処理フローの一例を示すフローチャート図である。探索対象物7000の検出結果に応じた警戒レベルの判定方法の一例を示す図である。探索状態取得部2500による探索状態の判定処理フローの一例を示すフローチャート図である。探索状態取得部2500による探索状態の判定結果の一例を示す図である。対応動作決定部2600による無人艇システム1000の対応動作の決定処理フローの一例を示すフローチャート図である。対応動作指令の提案表示と実行処理フローの一例を示すフローチャート図である。表示部2710等に提案表示される表示情報の一例を示す図である。表示部2710等に提案表示される表示情報の他の一例を示す図である。統括制御システム2000のハードウェア構成図である。本発明の実施形態の内容を以下に列記して説明する。本発明は、以下のような構成を備える。［項目１］探索対象物を検出可能な計測センサを搭載した複数の移動体の動作を制御して、前記探索対象物の探索を行う制御システムにおいて、前記探索の目標に関する探索目標情報を取得する探索目標値取得部と、前記探索の条件に関する探索条件情報と、前記探索の実績値または予測値に関する探索状態情報の少なくともいずれかを含む探索関連情報を取得する探索関連情報取得部と、前記探索目標情報と前記探索関連情報に基づいて、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかの決定、または変更の決定を行う探索方法決定部を備える、制御システム。［項目２］項目１に記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索条件情報には、前記探索の対象エリアの位置又は範囲、前記探索の実行時間、前記移動体の配置、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間、前記探索対象物、前記計測センサ、前記対象エリアに前記探索対象物が存在する想定確率、前記探索対象物の想定速度、前記探索対象物の想定進路の少なくともいずれかに関する情報を含む、制御システム。［項目３］項目１又は２に記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索目標情報と、前記探索関連情報に含まれる前記探索条件情報に基づいて、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかを、前記探索の開始前に決定する、制御システム。［項目４］項目１乃至３のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索状態情報には、二次元または三次元の前記探索の対象エリアに対する前記移動体による移動済又は計測済のエリアの割合を示す探索率、前記移動体が前記探索対象物を検出する確率を示す検出確率の少なくともいずれかの情報を含む、制御システム。［項目５］項目１乃至４のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索率、前記検出確率の少なくともいずれかは、前記探索の対象エリアにおける環境情報に応じて算出される、制御システム。［項目６］項目１乃至５のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索状態情報には、二次元または三次元の前記探索の対象エリアに対する前記移動体が将来移動又は将来計測すると予想されるエリアの割合を示す予測探索率、前記移動体が前記探索対象物を将来検出する確率を示す予測検出確率、の少なくともいずれかの情報を含む、制御システム。［項目７］項目１乃至６のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記予測探索率、前記予測検出確率の少なくともいずれかは、前記対象エリアにおける現在または将来の環境情報に応じて算出される、制御システム。［項目８］項目１乃至７のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記環境情報は、太陽高度、霧、雨、雪、光量、波高、波しぶき、その他の光学映像による前記探索対象物の検出に影響する光学計測外乱情報、霧、雨、雪、波高、波しぶき、その他のレーザーセンサによる前記探索対象物の検出に影響するレーザー計測外乱情報、海水濃度、海水温度、海水透明度、その他の音響センサによる海中に存在する前記探索対象物の検出に影響する音響計測外乱情報、落雷、雨、霧、波高、波しぶき、その他の電波センサによる前記探索対象物の検出に影響する電波計測外乱情報、の少なくともいずれかを含む、制御システム。［項目９］項目１乃至８のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記環境情報は、海流、潮流、波高、流れ速度、風速、その他前記移動体の動力性能に影響する移動体抵抗外乱情報、海藻、流氷、漂流物、船舶、その他前記移動体の移動の障害物となる海上障害物情報、水温、気温、日射量、その他前記移動体の温度に影響する温度外乱情報、の少なくともいずれかを含む、制御システム。［項目１０］項目１乃至９のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索目標情報には、前記探索の対象エリアの全体に対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合の目標値を示す目標全体探索率、前記探索の対象エリアの一部の局所エリアに対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合の目標値を示す目標局所探索率、前記移動体が前記探索対象物を検出する確率も目標値を示す目標検出確率、の少なくともいずれかに関する目標情報を含む、制御システム。［項目１１］項目１乃至１０のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索目標情報と前記探索状態情報を比較して、前記探索状態情報に含まれる前記探索の実績値または予測値が、前記探索目標情報に含まれる前記探索の目標値に対して未達であると判定した場合に、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかを変更する決定を行う、制御システム。［項目１２］項目１乃至１１のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索関連情報取得部の取得する前記探索状態情報には、前記探索の対象エリアの全体に対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す全体探索率、前記探索の対象エリアの一部の局所エリアに対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す局所探索率、の少なくともいずれかの情報を含む、制御システム。［項目１３］項目１乃至１２のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記全体探索率は、所定期間内に前記移動体が移動又は計測したエリアの、前記対象エリアの全体に対する割合を示す、制御システム。［項目１４］項目１乃至１３のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記局所探索率は、所定期間内に前記移動体が移動又は計測したエリアの、前記対象エリアの一部の局所エリアに対する割合を示す、制御システム。［項目１５］項目１乃至１４のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記全体探索率の目標値と、前記全体探索率の実績値若しくは予測値を比較して、前記全体探索率の実績値若しくは予測値が前記全体探索率の目標値よりも低い場合に、前記探索の目標未達と判定する、制御システム。［項目１６］項目１乃至１５のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記局所探索率が所定値以下となる局所エリアの数、面積、密集度、形状の少なくともいずれかが、所定未達条件に一致する場合に、前記探索の目標未達と判定する、制御システム。［項目１７］項目１乃至１６のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、ユーザから前記探索の目標未達を示すユーザ入力情報を受け付けた場合に、前記探索の目標未達と判定する、制御システム。［項目１８］項目１乃至１７のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索状態情報に含まれる前記探索の実績値または予測値が、前記探索目標情報に含まれる前記探索の目標値に対して未達であると判定した場合に、前記局所探索率が所定値よりも低い、若しくは前記局所探索率が相対的に低い前記局所エリアに進入若しくは前記局所エリアを通過するように、または前記局所エリアを計測可能な位置に進入または前記位置を通過するように、前記移動体の探索移動経路を変更する、制御システム。［項目１９］項目１乃至１８のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、前記探索状態情報に含まれる前記探索の実績値または予測値が、前記探索目標情報に含まれる前記探索の目標値に対して未達であると判定した場合に、前記局所探索率が所定値よりも低い、若しくは前記局所探索率が相対的に低い前記局所エリアの前記局所探索率が増加するように、または前記対象エリアの全体に対する前記移動体の移動済又は計測済のエリアの割合を示す全体探索率が増加するように、前記移動体の探索移動経路を変更する、制御システム。［項目２０］項目１乃至１９のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記探索方法決定部は、外部取得情報、ユーザ入力情報、または前記探索対象物の検出情報に応じて判定されるエリア毎の警戒レベル情報に応じて、前記探索に利用する複数の前記移動体の機体数、配置分布、隊形、探索移動速度、探索旋回速度、探索移動経路、探索移動方向、探索直進時間の少なくともいずれかの決定、または変更の決定を行う、制御システム。［項目２１］項目１乃至２０のいずれかに記載の制御システムにおいて、探索関連情報取得部により取得された前記探索の実績値または予測値に関する探索状態情報、二次元または三次元の前記