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JP7688369B1 - Control system, control method, and program - Google Patents

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JP7688369B1 JP2024106207A JP2024106207A JP7688369B1 JP 7688369 B1 JP7688369 B1 JP 7688369B1 JP 2024106207 A JP2024106207 A JP 2024106207A JP 2024106207 A JP2024106207 A JP 2024106207A JP 7688369 B1 JP7688369 B1 JP 7688369B1
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実昭 小畑
拓馬 本田
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

【課題】本発明によれば、複数の無人機を利用した海洋エリア等を移動する移動体の監視や追跡の性能を向上させることができる。
【解決手段】本発明は、水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、を備え、前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定する、制御システムである。
【選択図】図1

According to the present invention, it is possible to improve the performance of monitoring and tracking moving objects moving in marine areas, etc., using multiple unmanned aerial vehicles.
[Solution] The present invention is a system for detecting objects using multiple unmanned boats capable of navigating on or above the water surface, and comprises a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the multiple unmanned boats, an object detection and determination unit that processes the measurement data to detect the objects, an object analysis and determination unit that determines at least one of the type, operating state and dynamic performance of the detected objects, and an unmanned boat operation management unit that issues operation commands to the multiple unmanned boats, and the unmanned boat operation management unit is a control system that determines the content of the operation commands to the multiple unmanned boats depending on the determination result by the object analysis and determination unit.
[Selected Figure] Figure 1

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。 The present invention relates to a control system, a control method, and a program.

特許文献1には、無人機群を構成する各機が自律的に行動選択を行いながら、無人機群全体の行動を最適化するために、他機の状態に関する情報を取得する他機情報取得手段と、他機情報取得手段から他機の状態に関する情報を取得するとともに、自機の状態に関する情報を含むセンサ信号を取得し、取得した自機および他機の情報を用いて自機が取るべき複数種類の行動に対して比較値を算出する行動比較手段と、行動比較手段が算出した複数種類の行動の比較値に基づいて自機が取るべき行動を選択する行動選択手段と、行動選択手段が選択した行動の情報と、他機情報取得手段から得られる他機の状態に関する情報とを用いて自機の動作量を算出する動作量算出手段と、動作量算出手段の算出結果を用いて自機を動作させるアクチュエータの動作設定値を設定する動作設定手段とを備える制御装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a control device that includes an other-machine information acquisition means for acquiring information about the state of other machines in order to optimize the behavior of the entire drone group while each machine in the drone group autonomously selects its behavior; an action comparison means for acquiring information about the state of other machines from the other-machine information acquisition means and acquiring a sensor signal including information about the state of the drone itself, and calculating a comparison value for multiple types of actions to be taken by the drone itself using the acquired information about the drone itself and the other machines; an action selection means for selecting an action to be taken by the drone itself based on the comparison value of the multiple types of actions calculated by the action comparison means; an operation amount calculation means for calculating an operation amount of the drone itself using information about the action selected by the action selection means and information about the state of the other machines obtained from the other-machine information acquisition means; and an operation setting means for setting an operation setting value of an actuator that operates the drone itself using the calculation result of the operation amount calculation means.

再表2018-105599号公報Re-table No. 2018-105599

海を航行する不審船などによる迷惑行為や密漁などを防ぐ目的、あるいは海洋生物の生態調査の目的で、数隻程度の有人の監視艇や調査船による海洋監視が従来から実施されてきた。しかし、数隻の有人監視艇では、多数の船舶による追跡引継ぎ、先回り、包囲、足止め、連携追跡などの多数連携動作を行うことができないという問題があった。また、多数の有人監視艇を展開する場合であっても多数の有人船舶を素早く統制しかつ制御することは容易ではなかった。またこのような統制や制御の技能を備えた人員を育成することは容易ではなかった。近年、自律的に海上を航行することが可能な無人船舶などの利活用が検討されており、上記した不審船の監視や生態調査に活用することが期待されている。 Ocean surveillance has traditionally been carried out using a few manned surveillance boats and research vessels to prevent nuisances and illegal fishing caused by suspicious ships sailing at sea, or to conduct ecological research on marine life. However, there is a problem in that a few manned surveillance boats are unable to carry out coordinated operations with multiple ships, such as taking over tracking, getting ahead of the enemy, surrounding them, holding them back, and coordinated tracking. Even when many manned surveillance boats are deployed, it is not easy to quickly control and manage a large number of manned ships. It is also not easy to train personnel with the skills to control and manage them. In recent years, the use of unmanned ships that can navigate the sea autonomously has been considered, and it is expected that they will be used for the above-mentioned monitoring of suspicious ships and ecological research.

一方で、不審船などは、高速での逃走、無人機の少ない方向へ逃走、急加減速、急旋回などを行うことで、無人機による監視や追跡から逃れる逃走行動を行うことが予想される。また、クジラやイルカなどの海洋生物も同様に調査船から逃走行動することが予想される。 On the other hand, suspicious ships and the like are expected to flee at high speeds, flee in a direction where there are fewer drones, accelerate or decelerate suddenly, make sharp turns, and so on, in order to escape surveillance and pursuit by drones. Marine life such as whales and dolphins are also expected to flee from research vessels in a similar manner.

特許文献1では、不審船を発見した場合に、当該不審船の近くに位置する無人機に不審船を追跡させ、それ以外の無人機には無人船の探索を継続させる無人機群の制御方法が開示されている。しかし、このような制御方法では、上記したような不審船が高速で逃走する場合、あるいは不審船が無人機の少ないまたは配置されていない方向へ逃走する場合、あるいは海洋生物が調査船から逃走行動をとる場合などには、無人機による追跡から逃れられ、または不審船の証拠画像データや海洋生物の調査データなどを取得できないといった問題が残されていた。 Patent Document 1 discloses a method for controlling a group of drones in which, when a suspicious ship is discovered, a drone located near the suspicious ship is made to track the suspicious ship while the other drones continue searching for the unmanned ship. However, this control method has problems remaining in cases where the suspicious ship flees at high speed as described above, or flees in a direction where there are fewer or no drones, or where marine life escapes from the research ship, such as the suspicious ship escaping from pursuit by the drone, or it is not possible to obtain evidential image data of the suspicious ship or research data of the marine life.

そこで、本発明は、上記の少なくともいずれかの問題を考慮してなされたものであり、複数の無人機を利用した海洋エリア等を移動する移動体の監視や追跡の性能を向上させることができるシステムまたは制御方法等を提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in consideration of at least one of the above problems, and has as its object to provide a system or control method that can improve the performance of monitoring and tracking moving objects moving in marine areas, etc., using multiple unmanned aircraft.

本発明によれば、水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、を備え、前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定する、制御システムが得られる。 According to the present invention, a system for detecting objects using a plurality of unmanned boats capable of navigating on or above the water surface is obtained, comprising a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned boats, an object detection determination unit that processes the measurement data to detect the objects, an object analysis determination unit that determines at least one of the type, operating state, and dynamic performance of the detected objects, and an unmanned boat operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned boats, and the unmanned boat operation management unit determines the command content of the operation command to the plurality of unmanned boats depending on the determination result by the object analysis determination unit.

本発明によれば、複数の無人機を利用した海洋エリア等を移動する移動体の監視や追跡の性能を向上させることができる。 The present invention makes it possible to improve the performance of monitoring and tracking moving objects moving through marine areas, etc., using multiple unmanned aerial vehicles.

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。1 is an overall configuration diagram of a control system 1 according to an embodiment of the present invention. 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。FIG. 2 is a diagram showing an example of an implementation image when the control system 1 is implemented in a real space. 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。FIG. 2 is a diagram showing stakeholders related to the control system 1. 無人艇1000により構成される小隊1010を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a platoon 1010 made up of unmanned boats 1000. FIG. 海上に展開された無人艇1000が不審船7000を監視又は追跡する様子を示す概念図である。1 is a conceptual diagram showing an unmanned boat 1000 deployed on the sea monitoring or tracking a suspicious ship 7000. 無人艇1000の機能構成を示す機能ブロック図である。2 is a functional block diagram showing the functional configuration of the unmanned boat 1000. FIG. 無人艇1000の判定部1500の機能構成を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing the functional configuration of a determination unit 1500 of the unmanned boat 1000. FIG. 対象物検出判定部1510により実行される判定処理の判定項目を示す図である。13 is a diagram showing determination items of the determination process executed by the object detection determination unit 1510. FIG. 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。FIG. 2 is a functional block diagram showing the functional configuration of an overall control system 2000. 航行パターン判定部2250により判定される不審船の速度及び加減速のパターンに関する速度等ステータスを示す状態遷移図である。13 is a state transition diagram showing the speed status etc. relating to the speed and acceleration/deceleration pattern of the suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250. FIG. 航行パターン判定部2250により判定される不審船の進路のパターンに関する進路軌跡ステータスを示す状態遷移図である。13 is a state transition diagram showing the course trajectory status regarding the course pattern of the suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250. FIG. 航行パターン判定部2250により判定される不審船の追跡錯乱を意図した航行パターンに関するかく乱航行ステータスを示す状態遷移図である。13 is a state transition diagram showing a disruptive navigation status regarding a navigation pattern intended to confuse tracking of a suspicious ship, as determined by the navigation pattern determination unit 2250. FIG. 行動ステータス判定部2260により判定される不審船の逃走行動のパターンに関する逃走行動ステータスを示す状態遷移図である。13 is a state transition diagram showing an escape behavior status relating to the escape behavior pattern of a suspicious ship determined by the behavior status determination unit 2260. FIG. 追跡状態判定部2330により判定される追跡状態を示す状態遷移図である。13 is a state transition diagram showing the tracking state determined by the tracking state determination unit 2330. FIG. 進路予測状態判定部2340により判定される進路予測の予測状態を示す状態遷移図である。2 is a state transition diagram showing the prediction state of the course prediction determined by the course prediction state determination unit 2340. FIG. 全体動作決定部2410により決定される全体動作指令の状態を示す状態遷移図である。13 is a state transition diagram showing the state of an overall operation command determined by an overall operation determination unit 2410. FIG. 追跡動作決定部2430により決定される追跡隊形指令の状態を示す状態遷移図である。FIG. 13 is a state transition diagram showing the state of a tracking formation command determined by the tracking operation determination unit 2430. 追跡動作決定部2430により決定される相対距離制御指令の状態を示す状態遷移図である。13 is a state transition diagram showing the state of a relative distance control command determined by a tracking operation determination unit 2430. FIG. 統括制御システム2000のハードウェア構成図である。FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the overall control system 2000. 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。FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of the control system 1. 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。2 is a sequence diagram showing signal exchange between systems in the control system 1. FIG. 対象物分析判定部2200により実行される対象物の分析判定処理の処理フローを示すフローチャート図である。FIG. 13 is a flowchart showing the process flow of the object analysis and determination process executed by the object analysis and determination unit 2200. システム状態判定部2300により実行される無人艇1000の状態または相対的な動作状態の判定処理フローを示すフローチャート図である。11 is a flowchart showing the flow of a process for determining the state or relative operating state of the unmanned watercraft 1000 executed by a system state determination unit 2300. FIG. 動作マネジメント部2400により決定される無人艇1000に対する動作指令を決定する処理フローを示すフローチャート図である。13 is a flowchart showing a processing flow for determining an operation command for the unmanned watercraft 1000, which is determined by the operation management unit 2400. FIG. 追跡振切対応アクション決定部2440により実行される振切り時等における無人艇1000の動作指令を決定する処理フローを示すフローチャート図である。13 is a flowchart showing a processing flow for determining an operation command for the unmanned watercraft 1000 when shaking off, etc., executed by the tracking shake-off response action determination unit 2440. FIG. 小隊1010を複数の無人艇1000の位置関係と通信接続関係を示す図である。1 is a diagram showing the relative positions and communication connections of a platoon 1010 of multiple unmanned boats 1000. FIG. 複数の小隊1010の配置関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of multiple platoons 1010. 複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t1とt2における位置制御の様子を示す図である。1A and 1B are diagrams showing position control at times t1 and t2 when a target object is tracked by a plurality of unmanned watercraft 1000. 複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t3とt4における位置制御の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of position control at times t3 and t4 when a target object is tracked by multiple unmanned watercraft 1000. 複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t5とt6における位置制御の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of position control at times t5 and t6 when a target object is tracked by multiple unmanned watercraft 1000. 複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t7とt8における位置制御の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of position control at times t7 and t8 when a target object is tracked by a plurality of unmanned watercraft 1000. 追跡の引継ぎ制御を行う際の時系列の引継ぎの様子を示す図である。11A and 11B are diagrams illustrating a time series takeover state when performing tracking takeover control. 複数の無人艇1000により対象物を第一の包囲動作で包囲する際の時刻t20とt21における位置制御の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of position control at times t20 and t21 when a target is surrounded by a plurality of unmanned watercraft 1000 performing a first surrounding operation. 複数の無人艇1000により対象物を第一の包囲動作で包囲する際の時刻t22における位置制御の様子を示す図である。13 is a diagram showing the state of position control at time t22 when a target object is surrounded by multiple unmanned watercraft 1000 in a first surrounding operation. FIG. 複数の無人艇1000により対象物を第二の包囲動作で包囲する際の時刻t30とt31における位置制御の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of position control at times t30 and t31 when a target is surrounded by a plurality of unmanned watercraft 1000 in a second surrounding operation. 複数の無人艇1000により対象物を第二の包囲動作で包囲する際の時刻t32における位置制御の様子を示す図である。13 is a diagram showing the state of position control at time t32 when a target is surrounded by multiple unmanned watercraft 1000 in a second surrounding operation. FIG. 動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t40とt41の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of times t40 and t41 when the action allocation determination unit 2420 allocates action roles to a plurality of unmanned watercraft. 動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t42とt43の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of times t42 and t43 when the action allocation determination unit 2420 allocates action roles to a plurality of unmanned watercraft. 動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t44とt45の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state at times t44 and t45 when the action allocation determination unit 2420 allocates action roles to a plurality of unmanned watercraft. 動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t46とt47の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of times t46 and t47 when the action allocation determination unit 2420 allocates action roles to a plurality of unmanned watercraft. 追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t50とt51の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of times t50 and t51 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances between a plurality of unmanned watercraft. 追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t52とt53の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state of times t52 and t53 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances between a plurality of unmanned watercraft. 追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t54とt55の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state at times t54 and t55 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances between a plurality of unmanned watercraft. 追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t56とt57の様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state at times t56 and t57 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances between a plurality of unmanned watercraft.

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]
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定する、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、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記複数の無人艇の各々に対する動作役割の割当てを決定し、前記複数の無人艇に対して割当てられた前記動作役割を遂行する前記動作指令を行う、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、
前記無人艇動作マネジメント部により前記複数の無人艇に対して割当てられる前記動作役割には、前記対象物に対する追跡動作の役割、前記対象物に対する追跡の引継ぎ動作の役割、前記対象物の移動先への先回り動作の役割、前記対象物に対する包囲動作の役割、前記複数の無人艇の間の通信中継を行う役割、前記計測データの蓄積を行う役割、前記計測データの分析処理を行う役割、の少なくともいずれかが含まれる、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、
前記対象物分析判定部の判定する前記対象物の動作状態または動的性能には、
前記対象物の過去の移動軌跡、現在の進行方向、現在の機首方向、現在の移動速度、現在の加速度、現在の減速度の少なくともいずれかを含む過去又は現在の移動状態、
または前記対象物の将来の予測進路、将来時刻における予測位置、将来時刻における予測速度、将来時刻における予測進行方向の少なくともいずれかを含む将来の予測移動状態、
または前記対象物の最高移動速度、最高回頭速度、最高加速度、最高減速度、移動可能距離の少ないともいずれかを含む動的性能、が含まれる、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、
前記対象物分析判定部により判定された前記対象物の種別が所定種別に該当する場合、または前記対象物の現在の移動速度が所定値以下である場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物が前記複数の無人艇の隊形の内側に入るように前記無人艇を移動させる包囲動作の動作指令を、前記複数の無人艇の少なくともいずれかに指令する、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、
前記無人艇動作マネジメント部により前記対象物の移動先への先回り動作の移動指令を行う場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記複数の無人艇の少なくとも一部に対して、
前記対象物分析判定部により判定された、前記対象物の過去の移動軌跡の延長線上若しくは前記延長線上の周辺エリア、前記対象物の現在の進行方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の現在の機首方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の将来の予測経路上若しくは前記予測経路上の周辺エリア、前記対象物の将来時刻における予測位置若しくは前記予測位置の周辺エリアの少なくともいずれかの位置又はエリアへ前記無人艇を移動させる前記動作指令を行う、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、
前記対象物は、水面上、水中、または上空を移動する物体を含み、
前記対象物分析判定部は、前記対象物が停止または略停止している停止、前記対象物の定常速度範囲内の航行、前記定常速度範囲よりも高速な航行、前記定常速度範囲よりも低速な航行、加速航行、減速航行、加減速繰り返し、ジグザグ状の経路を航行するジグザグ航行、旋回を行って進路変更を行う旋回進路変更、Uターン航行、8の字状の経路を航行する8の字航行の少なくともいずれかを含む前記対象物の航行パターンを判定する、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、
前記対象物分析判定部は、追跡の振り切り行動、追跡付きまといの回避行動、接近する無人艇から離れる行動、進路予測の防止行動、先回り無人艇の回避行動、包囲されることの回避行動、の少なくともいずれかの行動を含む前記対象物の逃走行動状態を判定する、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、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令を決定する、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、
前記システム状態判定部は、前記複数の無人艇の位置、機体数、移動方向、移動速度、移動可能距離、エネルギー残量、前記無人艇の活動エリアの外部環境下における前記無人艇の移動速度または移動可能距離を含む移動能力の推定値、の少なくともいずれかを判定する、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、
前記システム状態判定部は、前記対象物を前記無人艇が追跡している追跡状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られる兆候がある振切兆候状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られた振切発生状態、前記無人艇による前記対象物の位置捕捉がロストした位置捕捉ロスト状態の少なくともいずれかを含む相対動作状態を判定する、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、
前記システム状態判定部は、追跡を行う前記無人艇が振り切られる振切予測位置と振切予測時刻の少なくともいずれかを予測する振切予測判定を行う、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、
前記システム状態判定部は、追跡を行う前記無人艇と前記対象物の相対距離が所定距離以上となった場合に、前記振切発生状態に該当すると判定する、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、
前記システム状態判定部は、追跡を行う前記無人艇の移動速度が前記対象物の移動速度よりも遅い場合、または追跡を行う前記無人艇と前記対象物の相対距離が時間経過とともに延びている場合、または追跡を行う前記無人艇の移動可能距離が前記対象物の移動可能距離よりも短い場合、または追跡を行う前記無人艇のエネルギー残量が前記対象物のエネルギー残量よりも少ない場合に、前記振切兆候状態に該当する判定する、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、
前記システム状態判定部は、前記振切予測判定を行う場合に、追跡を行う前記無人艇の移動速度と移動方向と位置の少なくともいずれかを含む前記無人艇に関する状態情報と、前記対象物の移動速度と移動方向と位置の少なくともいずれかを含む前記対象物に関する状態情報に応じて、追跡を行う前記無人艇が振り切られる前記振切予測位置と前記振切予測時刻の少なくともいずれかを判定する、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、
前記システム状態判定部により前記振切兆候状態または前記振切発生状態または位置捕捉ロスト状態に該当すると判定した場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、追跡を行う前記無人艇とは異なる他の前記無人艇に追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てるか否かを決定する、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、
前記無人艇動作マネジメント部により、追跡を行う前記無人艇とは異なる他の前記無人艇に追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てる場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物の追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てる前記無人艇の選定、前記無人艇を前記振切予測位置へ移動させる前記動作指令、前記無人艇を前記振切予測位置へ前記振切予測時刻までに移動させる前記動作指令、の少なくともいずれかを前記無人艇に対して行う、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、
前記システム状態判定部により、前記振切兆候状態または前記振切発生状態に該当すると判定し、
前記対象物分析判定部により、前記対象物の過去の移動軌跡、現在の進行方向、現在の機首方向、将来の予測進路、将来の予測位置の少なくともいずれかを判定した場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記複数の無人艇の少なくとも一部に対して、
前記対象物分析判定部により判定された前記対象物の過去の移動軌跡の延長線上若しくは前記延長線上の周辺エリア、前記対象物の現在の進行方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の現在の機首方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の将来の予測経路上若しくは前記予測経路上の周辺エリア、前記対象物の将来時刻における予測位置若しくは前記予測位置の周辺エリアの少なくともいずれかの位置又はエリアへ前記無人艇を移動させる先回り動作の前記動作指令を行う、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、
前記システム状態判定部により、前記振切兆候状態に該当すると判定された場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記無人艇に、前記対象物に対して塗料付着、発信機付着の少なくともいずれかの動作を含む前記動作指令を行う、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、
前記システム状態判定部により、前記振切発生状態または前記位置捕捉ロスト状態に該当すると判定された場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記振切発生状態または位置捕捉ロスト状態となった前記無人艇に対して、前記対象物の追跡の引継ぎ動作の役割、前記対象物の移動先への先回り動作の役割、前記対象物に対する包囲動作の役割、前記複数の無人艇の間の通信中継を行う役割、前記計測データの蓄積を行う役割、前記計測データの分析処理を行う役割、の少なくともいずれかを含む動作役割の割り当てを行う前記動作指令を行う、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、
前記システム状態判定部は、前記対象物の逃走行為により前記複数の無人艇が前記対象物の位置捕捉をロストする捕捉ロストの発生有無、将来の前記捕捉ロストの発生有無、前記捕捉ロストが発生するロスト予測位置、前記対象物の位置捕捉が可能なエリア、前記捕捉ロストが発生するロスト予測時刻、前記対象物の位置捕捉が可能な時間の少なくともいずれかを判定する、制御システム。
[項目22]
項目1乃至21のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記システム状態判定部により、前記捕捉ロストの発生を判定、または将来の前記捕捉ロストの発生を予測判定した場合に、
前記捕捉ロストの発生情報、前記ロスト予測位置、前記ロスト予測時刻、前記対象物に関する情報の少なくともいずれかを含む情報を、外部システムへ出力する情報出力部を備える、制御システム。
[項目23]
項目1乃至22のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記対象物分析判定部により、前記対象物の将来の予測進路または将来時刻における予測位置を判定し、
前記対象物分析判定部により、前記対象物が停止または略停止している停止、前記対象物の定常速度範囲内の航行、前記定常速度範囲よりも高速な航行、前記定常速度範囲よりも低速な航行、加速航行、減速航行、加減速繰り返し、ジグザグ状の経路を航行するジグザグ航行、旋回を行って進路変更を行う旋回進路変更、Uターン航行、8の字状の経路を航行する8の字航行の少なくともいずれかを含む前記対象物の航行パターン、または追跡の振り切り行動、先回り無人艇の回避行動、進路予測のかく乱行動、包囲されることの回避行動、接近する無人艇から離れる行動、の少なくともいずれかの行動を含む前記対象物の逃走行動状態を判定する場合に、
前記システム状態判定部は、前記航行パターンまたは前記逃走行動状態に応じて、判定された将来の前記予測経路または将来時刻における前記予測位置の妥当性を判定する、制御システム。
[項目24]
項目1乃至23のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により、前記対象物に対する追跡動作の動作指令を行う場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物の進行方向の後方からの追跡、前記対象物の進行方向に対して左右の2方向からの追跡、前記対象物の進行方向に対して左右及び後方の3方向からの追跡、前記対象物の進行方向に対して前後左右の4方向からの追跡、前記対象物の進行方向の前方からの追跡、の少なくともいずれかを含む前記複数の無人艇の追跡隊形に関する情報を含む前記動作指令を行う、制御システム。
[項目25]
項目1乃至24のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により、前記対象物に対する追跡動作の動作指令を行う場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物に対する追跡動作を行う複数の前記無人艇同士の衝突防止動作、前記対象物と前記無人艇の衝突防止動作、前記無人艇と前記対象物の距離を短くする動作、前記無人艇と前記対象物の距離を長くする動作、の少なくともいずれかの追跡時動作に関する情報を含む前記動作指令を行う、制御システム。
[項目26]
項目1乃至25のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により生成される前記動作指令の候補情報を表示し、ユーザから前記動作指令に対するユーザ入力情報を受けるユーザインターフェース部を備え、
前記ユーザインターフェース部により前記ユーザ入力情報を受け付けた場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記ユーザ入力情報に応じて前記動作指令を決定する、情報システム。
[項目27]
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムの制御方法であって、
コンピュータが、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測ステップと、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出ステップと、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析ステップと、
前記対象物分析ステップによる判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定する指令決定ステップと、
前記複数の無人艇に対して前記動作指令に基づく指令を行う動作指令ステップと、
を備える、制御方法。
[項目28]
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムを制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測指令と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出指令と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析指令と、
前記対象物分析指令に基づいて判定された判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定する指令決定指令と、
前記複数の無人艇に対して前記動作指令に基づく指令を行う動作実行指令と、
を実行させるプログラム。
The present invention will be described below with reference to the preferred embodiments thereof.
[Item 1]
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
Equipped with
The unmanned boat operation management unit determines the content of the operation commands to be given to the plurality of unmanned boats in accordance with the determination result by the object analysis and determination unit, in a control system.
[Item 2]
In the control system according to item 1,
The unmanned craft operation management unit determines an assignment of an operation role to each of the plurality of unmanned crafts, and issues the operation command to the plurality of unmanned crafts to perform the assigned operation role.
[Item 3]
In the control system according to item 1 or 2,
A control system in which the operational roles assigned to the multiple unmanned boats by the unmanned boat operation management unit include at least one of the following: a role of tracking the object, a role of taking over tracking of the object, a role of anticipating the object's destination, a role of surrounding the object, a role of relaying communications between the multiple unmanned boats, a role of storing the measurement data, and a role of performing analytical processing of the measurement data.
[Item 4]
In the control system according to any one of items 1 to 3,
The operating state or dynamic performance of the object determined by the object analysis and determination unit includes:
past or current moving states of the object, including at least one of a past moving trajectory, a current traveling direction, a current heading direction, a current moving speed, a current acceleration, and a current deceleration;
or a future predicted moving state including at least one of a future predicted path, a predicted position at a future time, a predicted speed at a future time, and a predicted moving direction at a future time of the object;
or dynamic performance including at least one of a maximum moving speed, a maximum turning speed, a maximum acceleration, a maximum deceleration, and a movable distance of the object.
[Item 5]
In the control system according to any one of items 1 to 4,
When the type of the object determined by the object analysis and determination unit corresponds to a predetermined type, or when the current moving speed of the object is equal to or less than a predetermined value,
The unmanned boat operation management unit issues an operation command to at least one of the multiple unmanned boats for an encirclement operation that moves the unmanned boat so that the target object is inside the formation of the multiple unmanned boats, a control system.
[Item 6]
In the control system according to any one of items 1 to 5,
When the unmanned watercraft operation management unit issues a movement command for a preemptive operation to a destination of the object,
The unmanned watercraft operation management unit, for at least a portion of the plurality of unmanned watercraft,
A control system that issues the operational command to move the unmanned boat to at least one of the positions or areas determined by the object analysis and determination unit, including an extension of the object's past movement trajectory or the surrounding area on that extension, forward in the object's current direction of travel or the surrounding area, forward in the object's current nose direction or the surrounding area, on the object's future predicted path or the surrounding area on that predicted path, or the predicted position of the object at a future time or the surrounding area of the predicted position.
[Item 7]
In the control system according to any one of items 1 to 6,
The object includes an object moving on the water surface, underwater, or in the air;
The object analysis and determination unit determines the navigation pattern of the object including at least any of the following: stopping, where the object is stopped or almost stopped; navigation within the object's steady speed range; navigation faster than the steady speed range; navigation slower than the steady speed range; accelerating navigation; decelerating navigation; repeated acceleration and deceleration; zigzag navigation, where the object navigates a zigzag path; turning course change, where the object changes course by making a turn; U-turn navigation; and figure-of-eight navigation, where the object navigates a figure-of-eight path.
[Item 8]
In the control system according to any one of items 1 to 7,
The object analysis and determination unit determines the escape behavior state of the object, which includes at least one of the following behaviors: behavior of shaking off pursuit, behavior of avoiding being followed, behavior of moving away from an approaching unmanned vessel, behavior of preventing a course prediction, behavior of avoiding an unmanned vessel that has already arrived in advance, and behavior of avoiding being surrounded.
[Item 9]
In the control system according to any one of items 1 to 8,
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
The unmanned boat operation management unit determines the operation commands for the multiple unmanned boats in accordance with the determination result by the system state determination unit.
[Item 10]
In the control system according to any one of items 1 to 9,
A control system in which the system state determination unit determines at least one of the positions of the multiple unmanned boats, the number of aircraft, the direction of movement, the movement speed, the possible movement distance, the remaining energy, and an estimated value of the movement capability including the movement speed or the possible movement distance of the unmanned boat in the external environment of the activity area of the unmanned boat.
[Item 11]
In the control system according to any one of items 1 to 10,
The system state determination unit determines a relative operating state including at least one of a tracking state in which the unmanned boat is tracking the object, a shake-off indication state in which the unmanned boat being tracked shows signs of being shaken off due to the object's fleeing behavior, a shake-off occurrence state in which the unmanned boat being tracked has been shaken off due to the object's fleeing behavior, and a position capture lost state in which the unmanned boat has lost track of the object's position.
[Item 12]
In the control system according to any one of items 1 to 11,
The system state determination unit performs a run-off prediction determination to predict at least one of a predicted run-off position and a predicted run-off time at which the unmanned boat being tracked will be run-off.
[Item 13]
In the control system according to any one of items 1 to 12,
The system state determination unit determines that the run-out state has occurred when a relative distance between the unmanned boat being tracked and the target object becomes equal to or greater than a predetermined distance.
[Item 14]
In the control system according to any one of items 1 to 13,
The system state determination unit determines that the state corresponds to a symptom of run-out when the speed of the unmanned vessel being tracked is slower than the speed of the object, or when the relative distance between the unmanned vessel being tracked and the object is increasing over time, or when the travelable distance of the unmanned vessel being tracked is shorter than the travelable distance of the object, or when the remaining energy of the unmanned vessel being tracked is less than the remaining energy of the object.
[Item 15]
In the control system according to any one of items 1 to 14,
A control system in which, when making the run-off prediction judgment, the system state judgment unit judges at least one of the predicted run-off position and the predicted run-off time at which the unmanned boat being tracked will be run-off based on status information regarding the unmanned boat being tracked, including at least one of the movement speed, movement direction, and position of the unmanned boat being tracked, and status information regarding the target object, including at least one of the movement speed, movement direction, and position of the target object.
[Item 16]
In the control system according to any one of items 1 to 15,
When the system state determination unit determines that the system state corresponds to the swing-out symptom state, the swing-out occurrence state, or the position capture lost state,
The unmanned vessel operation management unit determines whether to assign a role of taking over the tracking operation to another unmanned vessel different from the unmanned vessel performing the tracking, the control system.
[Item 17]
In the control system according to any one of items 1 to 16,
When the unmanned vessel operation management unit assigns a role of taking over tracking to another unmanned vessel different from the unmanned vessel performing tracking,
The unmanned boat operation management unit is a control system that performs at least one of the following for the unmanned boat: selection of the unmanned boat to be assigned the role of taking over the tracking of the target object; operation command to move the unmanned boat to the predicted run-out position; and operation command to move the unmanned boat to the predicted run-out position by the predicted run-out time.
[Item 18]
In the control system according to any one of items 1 to 17,
The system state determination unit determines that the state corresponds to the runout symptom state or the runout occurrence state,
When the object analysis and determination unit determines at least one of the past movement trajectory, the current traveling direction, the current heading direction, the future predicted course, and the future predicted position of the object,
The unmanned watercraft operation management unit, for at least a portion of the plurality of unmanned watercraft,
A control system that issues the operation command for a proactive operation to move the unmanned boat to at least one of the positions or areas on an extension line of the past movement trajectory of the object determined by the object analysis and determination unit or the surrounding area on that extension line, forward in the current direction of travel of the object or the surrounding area, forward in the current nose direction of the object or the surrounding area, on the future predicted path of the object or the surrounding area on the predicted path, or the predicted position of the object at a future time or the surrounding area of the predicted position.
[Item 19]
In the control system according to any one of items 1 to 18,
When the system state determination unit determines that the state corresponds to the runout indication state,
The unmanned boat operation management unit is a control system that issues the operation command to the unmanned boat, the operation command including at least one of attaching paint to the object and attaching a transmitter to the object.
[Item 20]
In the control system according to any one of items 1 to 19,
When the system state determination unit determines that the system is in the swing-out state or the position capture lost state,
The unmanned boat operation management unit issues the operation command to the unmanned boat that has entered the run-out state or position capture lost state to assign an operational role to the unmanned boat that includes at least one of the following: taking over tracking of the target object, anticipating the target's destination, surrounding the target object, relaying communications between the multiple unmanned boats, storing the measurement data, and analyzing the measurement data.
[Item 21]
In the control system according to any one of items 1 to 20,
The system state determination unit determines at least any of the following: whether or not a capture loss has occurred in which the multiple unmanned boats lose capture of the target object due to the target object's fleeing action, whether or not such a capture loss will occur in the future, a predicted lost position where the capture loss will occur, an area where the target object can be captured, a predicted lost time where the capture loss will occur, and a time when the target object can be captured.
[Item 22]
In the control system according to any one of items 1 to 21,
When the system state determination unit determines that the capture loss has occurred or predicts that the capture loss will occur in the future,
A control system comprising an information output unit that outputs information including at least one of information on the occurrence of capture loss, the predicted lost position, the predicted lost time, and information on the target object to an external system.
[Item 23]
In the control system according to any one of items 1 to 22,
The object analysis and determination unit determines a predicted future course or a predicted position at a future time of the object;
When the object analysis and determination unit determines a navigation pattern of the object including at least one of the following: stopping where the object is stopped or nearly stopped, navigation within the steady speed range of the object, navigation faster than the steady speed range, navigation slower than the steady speed range, accelerating navigation, decelerating navigation, repeated acceleration and deceleration, zigzag navigation traveling a zigzag route, turning course change where a course is changed by turning, U-turn navigation, and figure-of-eight navigation, or an escape behavior state of the object including at least one of the following behaviors: shaking off pursuit, avoidance behavior of a leading unmanned vessel, disruption of course prediction, avoidance behavior from being surrounded, and behavior moving away from an approaching unmanned vessel,
The system state determination unit determines the validity of the determined future predicted route or the predicted position at a future time according to the navigation pattern or the escape behavior state.
[Item 24]
In the control system according to any one of items 1 to 23,
When the unmanned watercraft operation management unit issues an operation command for a tracking operation on the target object,
The unmanned boat operation management unit issues the operation commands including information regarding the tracking formation of the multiple unmanned boats, including at least one of the following: tracking from behind the object's direction of travel, tracking from two directions, left and right, relative to the object's direction of travel, tracking from three directions, left and right and rear, relative to the object's direction of travel, tracking from four directions, front, back, left and right, relative to the object's direction of travel, and tracking from ahead of the object's direction of travel.
[Item 25]
25. The control system according to any one of claims 1 to 24,
When the unmanned watercraft operation management unit issues an operation command for a tracking operation on the target object,
The unmanned boat operation management unit issues the operation command including information regarding at least one of the tracking operations: an operation to prevent collision between multiple unmanned boats performing tracking operations on the target object, an operation to prevent collision between the target object and the unmanned boat, an operation to shorten the distance between the unmanned boat and the target object, and an operation to increase the distance between the unmanned boat and the target object.
[Item 26]
In the control system according to any one of items 1 to 25,
a user interface unit that displays candidate information for the operation command generated by the unmanned watercraft operation management unit and receives user input information for the operation command from a user;
When the user input information is received by the user interface unit,
The unmanned boat operation management unit determines the operation command in response to the user input information.
[Item 27]
A method for controlling a system that detects an object using a plurality of unmanned watercraft that can navigate on or above the water surface, comprising the steps of:
The computer
a measurement step of acquiring measurement data by measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection step of processing the measurement data to detect the object;
an object analysis step of determining at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
a command determination step of determining command contents of operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a result of the determination step;
an operation command step of issuing commands to the plurality of unmanned watercraft based on the operation command;
A control method comprising:
[Item 28]
A program for controlling a system that detects objects using a plurality of unmanned watercraft that can navigate on or above the water surface,
On the computer,
a measurement command for acquiring measurement data by measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection command for processing the measurement data to detect the object;
an object analysis command for determining at least one of a type, a motion state, and a dynamic performance of the detected object;
a command determination command for determining command contents of operation commands for the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result determined based on the object analysis command;
an operation execution command for issuing a command based on the operation command to the plurality of unmanned watercraft;
A program that executes the following.

<A.第1の実施形態>
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、例を表すに過ぎず、その用途、目的又は規模等に応じて、他の既知の要素や代替手段を採用可能である。
<A. First embodiment>
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification and the drawings, components having substantially the same functional configurations are denoted by the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted. In addition, the embodiments shown below are merely examples, and other known elements or alternative means can be adopted depending on the application, purpose, scale, etc.

[A-1.構成]
(A-1-1.システム構成)
まず、図1と図2を用いて、本発明の一実施形態に係る制御システム1のシステム構成について説明する。
[A-1. composition]
(A-1-1. System Configuration)
First, the system configuration of a control system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

(A-1-1-1.システム構成の概要)
図1は、本発明の一実施形態に係る制御システム1(以下「システム1」ともいう。)の全体構成図である。図1に示されるように、制御システム1は、無人艇1000と統括制御システム2000を備えている。また、統括制御システム2000は、外部の協調システム5000や外部システム6000とインターネット回線等を介して通信可能に構成されており、情報の入出力を行うことができる。統括制御システム2000は、地上基地局4000と通信衛星3000を介して、海上に展開する無人艇1000に対して制御指令を送信することができ、また、無人艇1000の動作ステータスや計測データを受信することができる。
(A-1-1-1. Overview of system configuration)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control system 1 (hereinafter also referred to as "system 1") according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the control system 1 includes an unmanned boat 1000 and a general control system 2000. The general control system 2000 is also configured to be capable of communicating with an external collaborative system 5000 and an external system 6000 via an Internet line or the like, and can input and output information. The general control system 2000 can transmit control commands to the unmanned boat 1000 deployed on the sea via a terrestrial base station 4000 and a communication satellite 3000, and can also receive the operation status and measurement data of the unmanned boat 1000.

無人艇1000は、通信衛星3000と通信可能な親機1001と、親機1001と直接または間接的に通信可能な子機1002を備えており、複数の子機1002と親機1001の間で通信ネットワークを構築する。また、複数の子機1002と親機1001は、自機に搭載された計測センサ(光学カメラ、IRカメラ、LiDARやミリ波センサ等のレーザーセンサ、ソナー等の音響センサなど)により海上を航行する不審船や海を移動する他の移動体を検出し、計測を行う機能を有する。 The unmanned boat 1000 is equipped with a parent unit 1001 capable of communicating with a communication satellite 3000, and a child unit 1002 capable of communicating directly or indirectly with the parent unit 1001, and a communication network is constructed between the parent unit 1001 and the multiple child units 1002. In addition, the multiple child units 1002 and the parent unit 1001 have the function of detecting and measuring suspicious ships sailing on the sea and other moving objects moving on the sea using measurement sensors (optical cameras, IR cameras, laser sensors such as LiDAR and millimeter wave sensors, acoustic sensors such as sonar, etc.) mounted on the boat.

無人艇1000により検出された対象物の検出情報や計測データ、更には無人艇1000の動作ステータスの各種情報は、通信衛星3000と地上基地局4000を介して、統括制御システム2000に伝送される。統括制御システム2000は、無人艇1000や外部システム6000からの取得情報に基づいて、検出された不審船7000等の対象物に関する分析、無人艇1000に関する分析を行い、無人艇1000に対する動作指令を生成する。生成された動作指令などの情報は、協調システム5000に送信され、協調システムから外部ユーザ入力情報を取得することもできる。 Detection information and measurement data of objects detected by the unmanned boat 1000, as well as various information on the operating status of the unmanned boat 1000, are transmitted to the overall control system 2000 via the communication satellite 3000 and the terrestrial base station 4000. Based on information obtained from the unmanned boat 1000 and the external system 6000, the overall control system 2000 analyzes detected objects such as suspicious ships 7000 and the unmanned boat 1000, and generates operating commands for the unmanned boat 1000. Information such as the generated operating commands is transmitted to the collaborative system 5000, and external user input information can also be obtained from the collaborative system.

(A-1-1-2.制御システム1の実空間への実装例)
図2は、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。図2に示す例では、図面右上に示す地上側に、地上基地局4000と、統括制御システム2000が設けられている。また、地上側には、監視団体施設などの協調システム5000が設けられ、更に、海洋上を航行する船舶に関する情報を管理するAIS(Automatic Identification System)コントロールセンターやAIS基地局などの外部システム6000が設けられている。
(A-1-1-2. Example of implementation of control system 1 in real space)
Fig. 2 is a diagram showing an example of an implementation image when the control system 1 is implemented in real space. In the example shown in Fig. 2, a ground base station 4000 and a general control system 2000 are provided on the ground side shown in the upper right of the drawing. Also provided on the ground side is a cooperative system 5000 such as a monitoring organization facility, and further, an external system 6000 such as an AIS (Automatic Identification System) control center and an AIS base station that manage information on ships navigating on the ocean are provided.

他方、図面左に示す海洋側には、無人艇1000と、不審船7000などの監視や追跡の対象物と、外部協調監視団体が運航する監視艇などの協調システム5000の一部が展開している。また、複数の無人艇1000(親機1001および子機1002)は複数の小隊1010(1010a、1010b、1010c)を構成し、各小隊はそれぞれ直接または通信衛星3000を介して通信を行うことができる。また、無人艇1000は、直接または通信衛星3000を介して、監視艇と通信を行うことができ、例えば、不審船7000に関する検出情報を無人艇1000から監視艇へ通知することができる。また、無人艇1000は、AIS基地局と通信可能に接続され、AIS情報を取得するようにしても良い。 On the other hand, on the ocean side shown on the left side of the drawing, there are deployed an unmanned boat 1000, objects to be monitored and tracked such as a suspicious ship 7000, and part of a cooperative system 5000 such as a surveillance boat operated by an external cooperative surveillance organization. In addition, multiple unmanned boats 1000 (parent unit 1001 and child unit 1002) form multiple squadrons 1010 (1010a, 1010b, 1010c), and each squadron can communicate directly or via a communication satellite 3000. In addition, the unmanned boat 1000 can communicate with a surveillance boat directly or via a communication satellite 3000, and for example, the unmanned boat 1000 can notify the surveillance boat of detection information regarding the suspicious ship 7000. In addition, the unmanned boat 1000 may be connected to an AIS base station so as to be able to communicate with it and acquire AIS information.

図2に示す例では、統括制御システム2000は、地上側の施設に実装される例を示しているが、これに限られず、本実施形態に示す統括制御システム2000に実装された機能の全部または一部の機能は、地上側の他の沿岸現場拠点や、海上側の有人船などに搭載し、沿岸現場拠点や有人船において無人艇1000の運用を行うことも可能である。 In the example shown in FIG. 2, the overall control system 2000 is implemented in a facility on land, but this is not limited to the above. All or part of the functions implemented in the overall control system 2000 shown in this embodiment can also be installed in other coastal field bases on land or manned ships at sea, and the unmanned boat 1000 can be operated at the coastal field bases or manned ships.

(A-1-2.制御システム1に関するステークホルダー)
図3は、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。図3に示す通り、制御システム1には、統括制御システム2000のユーザインターフェース部2500を介して情報の入出力を行うことで無人艇1000の運用を行うオペレーターが存在する。なお、本実施形態に示す統括制御システム2000に実装された機能の全部または一部の機能が地上側の沿岸現場拠点や海上側の有人船に実装される場合には、前記オペレーターは沿岸現場拠点や有人船において無人艇1000の運用を行うことができる。
(A-1-2. Stakeholders regarding Control System 1)
Fig. 3 is a diagram showing stakeholders related to the control system 1. As shown in Fig. 3, the control system 1 has an operator who operates the unmanned boat 1000 by inputting and outputting information via a user interface unit 2500 of the overall control system 2000. When all or a part of the functions implemented in the overall control system 2000 shown in this embodiment are implemented in a coastal field base on land or a manned ship on the sea, the operator can operate the unmanned boat 1000 at the coastal field base or the manned ship.

また、協調システム5000の外部協調監視団体施設には監視責任者、監視艇には監視員が存在し、互いに連携して海上での迷惑行為等の監視や海洋生物の調査などを行っている。また、外部システム6000のAISコントロールセンターには、AIS情報を生成・運用・管理する担当者が存在する。 In addition, the external cooperative monitoring organization facilities of the cooperative system 5000 have a monitoring manager, and monitors are stationed on the monitoring boats, and they work together to monitor for nuisances at sea and investigate marine life. In addition, the AIS control center of the external system 6000 has a person in charge of generating, operating, and managing AIS information.

また、制御システム1や協調システム5000による監視対象である不審船7000には乗組員が存在し、迷惑行為を行う。情報制御システム1は、協調システム5000や外部システム6000と通信を行い連携することにより、不審船7000の監視及び追跡をより効率的に実施することができる。 In addition, the suspicious ship 7000 that is the subject of monitoring by the control system 1 and the collaboration system 5000 has crew members who are engaging in nuisance activities. The information control system 1 can more efficiently monitor and track the suspicious ship 7000 by communicating and coordinating with the collaboration system 5000 and the external system 6000.

(A-1-3.無人艇1000の構成)
図4は、無人艇1000により構成される小隊1010を示す構成図である。図4に示す通り、無人艇1000は、1つまたは複数の小隊1010(1010a、1010b)により構成される。各小隊1010は、少なくとも1台の親機1001と複数の子機1002を備えている。親機1001は、通信衛星3000と通信接続し、複数の子機1002から収集した情報を集約して衛星通信に3000に送信すると共に、通信衛星3000から取得した動作指令に関する情報や自ら生成した情報を各子機1002へ直接または間接的に伝送する機能を有する。
(A-1-3. Configuration of the unmanned boat 1000)
4 is a configuration diagram showing a platoon 1010 composed of unmanned boats 1000. As shown in FIG. 4, the unmanned boat 1000 is composed of one or more platoons 1010 (1010a, 1010b). Each platoon 1010 has at least one master unit 1001 and multiple slave units 1002. The master unit 1001 has a communication connection with a communication satellite 3000, and has the function of aggregating information collected from the multiple slave units 1002 and transmitting the information to the satellite communication 3000, as well as transmitting information related to operation commands obtained from the communication satellite 3000 and information generated by the master unit 1001 directly or indirectly to each slave unit 1002.

図4に示す小隊1010aは、親機1001と通信接続する一次接続子機10021と、一次接続子機10021と通信接続する二次接続子機10022と、二次接続子機10022と通信接続する三次接続子機1023を備えている。各子機(一次接続子機10021、二次接続子機10022、三次接続子機1023)は、それぞれ他の親機1001または子機1002から受信した情報を他の親機1001や子機1002に中継する機能を有することで、親機1001及び複数の子機1002の間で通信ネットワークを構成している。 The squad 1010a shown in FIG. 4 includes a primary connection child device 10021 that is connected for communication with the parent device 1001, a secondary connection child device 10022 that is connected for communication with the primary connection child device 10021, and a tertiary connection child device 1023 that is connected for communication with the secondary connection child device 10022. Each child device (primary connection child device 10021, secondary connection child device 10022, tertiary connection child device 1023) has a function of relaying information received from other parent devices 1001 or child devices 1002 to the other parent devices 1001 or child devices 1002, thereby forming a communication network between the parent device 1001 and multiple child devices 1002.

図5は、海上に展開された無人艇1000が不審船7000を監視又は追跡する様子を示す概念図である。図5に示す通り、海上に複数の無人艇(親機1001、子機10021、1022、1023)が展開し、各無人艇に搭載された計測センサ1110により計測可能範囲内に存在する不審船7000を発見することができる。発見した不審船7000の計測情報などは、無人艇間の通信ネットワークを介して親機1001に集約され、親機1001から通信衛星3000に送信され、地上基地局4000やインターネット回線を介して統括制御システム2000に送信される。また、各無人艇には任意の方向に無人艇を航行可能な航行部1300が設けられており、統括制御システム2000または親機1001により生成された動作指令などに基づいて、不審船7000の発見後に不審船7000を追跡することも可能である。 Figure 5 is a conceptual diagram showing how an unmanned boat 1000 deployed on the sea monitors or tracks a suspicious ship 7000. As shown in Figure 5, multiple unmanned boats (parent unit 1001, child units 10021, 1022, 1023) are deployed on the sea, and the measurement sensor 1110 mounted on each unmanned boat can detect the suspicious ship 7000 that exists within the measurement range. Measurement information of the detected suspicious ship 7000 is collected in the parent unit 1001 via a communication network between the unmanned boats, transmitted from the parent unit 1001 to the communication satellite 3000, and transmitted to the general control system 2000 via a terrestrial base station 4000 or an Internet line. In addition, each unmanned boat is provided with a navigation unit 1300 that can navigate the unmanned boat in any direction, and it is also possible to track the suspicious ship 7000 after it is detected based on operation commands generated by the general control system 2000 or the parent unit 1001.

図1から図5までに説明した本実施形態の構成として、統括制御システム2000と無人艇1000の間における情報の送受信のための通信ネットワークとして、静止軌道(Geosynchronous orbit)または地球低軌道(Low Earth orbit)の通信衛星3000を用いた非地上系ネットワーク(Non-Terrestrial Network)を利用する例を説明したが、本発明はこれに限られず、HAPS(High Altitude Platform Station)と呼ばれる無人飛行体を用いた非地上系ネットワークを利用することもできる。この場合、例えば、高度8~50km程度を旋回飛行する無人飛行体を利用することができる。また、統括制御システム2000と無人艇1000の間における情報の送受信のための通信ネットワークとして、通信衛星3000やHAPSを経由せず、地上基地局4000から無人艇1000の間を直接無線通信で接続した通信ネットワークを利用することも可能である。なお、地上基地局4000は、不動の固定基地局に限らず、移動可能な移動基地局で構成されていても良い。 As the configuration of this embodiment described in Figures 1 to 5, an example has been described in which a non-terrestrial network using a communication satellite 3000 in a geosynchronous orbit or low earth orbit is used as a communication network for transmitting and receiving information between the overall control system 2000 and the unmanned boat 1000. However, the present invention is not limited to this, and a non-terrestrial network using an unmanned aerial vehicle called a HAPS (High Altitude Platform Station) can also be used. In this case, for example, an unmanned aerial vehicle that flies in circles at an altitude of about 8 to 50 km can be used. In addition, as a communication network for transmitting and receiving information between the overall control system 2000 and the unmanned boat 1000, it is also possible to use a communication network that directly connects the terrestrial base station 4000 to the unmanned boat 1000 by wireless communication without going through the communication satellite 3000 or HAPS. Note that the terrestrial base station 4000 is not limited to a fixed base station that is immobile, and may be configured as a mobile base station that can be moved.

(A-1-4.無人艇1000)
次に、図6~図8を用いて、無人艇1000に実装される機能とその内容について説明する。なお、本発明において、無人艇とは、自律航行や遠隔操縦の制御タイプを問わず、水上または水中を航行することが可能な移動体を意図し、推力発生部を備えている移動式ブイを含む移動体を意味するものである。
(A-1-4. Unmanned boat 1000)
6 to 8, the functions and their contents implemented in the unmanned watercraft 1000 will be described. In the present invention, the term "unmanned watercraft" refers to a mobile body capable of navigating on or underwater, regardless of whether it is autonomous or remotely controlled, and refers to a mobile body including a mobile buoy equipped with a thrust generating unit.

(A-1-4-1.無人艇1000の機能構成)
図6は、無人艇1000の機能構成を示す機能ブロック図である。なお、図6では、無人艇1000の機能ブロック図を説明するが、無人艇1000の親機1001や子機1002は、図6に示す構成と同様の機能を実装することができる。無人艇1000は、計測部1100と、自機状態判定部1200と、航行部1300と、通信部1400と、判定部1500と、記録部1600と、他アクション実行部1700を備えている。
(A-1-4-1. Functional configuration of the unmanned boat 1000)
Fig. 6 is a functional block diagram showing the functional configuration of the unmanned boat 1000. Note that Fig. 6 describes the functional block diagram of the unmanned boat 1000, but the parent unit 1001 and child unit 1002 of the unmanned boat 1000 can implement functions similar to those shown in Fig. 6. The unmanned boat 1000 includes a measurement unit 1100, a host state determination unit 1200, a navigation unit 1300, a communication unit 1400, a determination unit 1500, a recording unit 1600, and an other action execution unit 1700.

計測部1100は、計測センサ1110により無人艇1000周辺の計測可能範囲に存在する不審船7000を検出し、不審船7000に関する計測情報を取得する機能部である。計測部1100は、計測センサ1110と計測制御部1120を備えている。 The measurement unit 1100 is a functional unit that detects a suspicious ship 7000 that is present within a measurable range around the unmanned boat 1000 using a measurement sensor 1110, and acquires measurement information about the suspicious ship 7000. The measurement unit 1100 includes a measurement sensor 1110 and a measurement control unit 1120.

計測センサ1110は、例えば、画像データを取得する電子光学センサ(Electro-Opticalセンサ)や赤外線センサ(IRセンサ)などの光学式センサ、点群データを取得するLiDARセンサToFセンサ(Time of Flightセンサ)等のレーザーセンサ、マイクロ波を検出するレーダーセンサ、ミリ波を検出するミリ波センサ、ソナーなどの音響センサ、不審船の発する電波を検出する電波センサなどで構成することができる。計測センサ1110は、親機1001の周辺を計測することで、計測可能範囲内に存在する不審船等の監視対象物の計測データを取得する。 The measurement sensor 1110 can be composed of, for example, optical sensors such as an electro-optical sensor or an infrared sensor (IR sensor) that acquires image data, laser sensors such as a LiDAR sensor or a ToF (Time of Flight) sensor that acquires point cloud data, a radar sensor that detects microwaves, a millimeter wave sensor that detects millimeter waves, an acoustic sensor such as a sonar, and a radio wave sensor that detects radio waves emitted by a suspicious ship. The measurement sensor 1110 acquires measurement data of monitored objects such as suspicious ships that are within the measurement range by measuring the surroundings of the parent unit 1001.

また、計測制御部1120は、計測センサ1110の姿勢を変更可能なセンサ姿勢変更装置を操作して、無人艇1000に対する計測センサ1110の3軸まわりの少なくともいずれかの姿勢角度を制御する。また、例えば、計測センサが光学カメラや赤外線カメラである場合には、計測制御部1120は、光学カメラや赤外線カメラのズーム量や解像度を任意の制御量に変更することができる。また、計測センサがソナーであり、特に自ら音波を発するアクティブソナーである場合には、計測制御部1120は、発生させる音波の出力を任意の制御量に調整することができる。また、計測制御部1120は、計測センサの計測感度を任意の制御量に調整することができる。 The measurement control unit 1120 also operates a sensor attitude changing device capable of changing the attitude of the measurement sensor 1110 to control at least one of the attitude angles around the three axes of the measurement sensor 1110 relative to the unmanned boat 1000. For example, if the measurement sensor is an optical camera or an infrared camera, the measurement control unit 1120 can change the zoom amount or resolution of the optical camera or infrared camera to an arbitrary control amount. If the measurement sensor is a sonar, particularly an active sonar that emits sound waves by itself, the measurement control unit 1120 can adjust the output of the generated sound waves to an arbitrary control amount. The measurement control unit 1120 can also adjust the measurement sensitivity of the measurement sensor to an arbitrary control amount.

次に、自機状態判定部1200は、航行状態判定部1210と内部状態判定部1220と外部状態判定部1230を備え、無人艇1000の航行状態、内部及び外部の状態を判定する機能部である。航行状態判定部1210は、自機の位置(二次元または三次元)、移動速度、機首方位、移動方向、移動加減速度、回頭速度、その他の航行状態に関する状態量を判定する。内部状態判定部1220は、自機に搭載したバッテリーや燃料のエネルギー残量、当該エネルギー残量による算出可能な移動可能距離、自機に搭載された機器の一時的な異常状態(温度異常、通信異常など)、機器の故障状態を判定する。また、外部状態判定部1230は、通信を行う小隊1010内の他の無人艇1000との通信強度(dB値もしくはRSSI値など)、通信速度などの通信状態、または自機の周辺の海流や潮流(流速、流れ方向)、風速(風速、風向)、波高さ、天候(雨、雪、曇りなど)を判定する。ここで、外部状態判定部1230は、小隊1010内の他の無人艇1000との通信強度(RSSI値など)を分析することにより、通信相手の他無人艇1000の相対方位、相対距離、相対位置座標を算出することが可能である。 Next, the aircraft state determination unit 1200 includes a navigation state determination unit 1210, an internal state determination unit 1220, and an external state determination unit 1230, and is a functional unit that determines the navigation state and internal and external states of the unmanned boat 1000. The navigation state determination unit 1210 determines the aircraft's position (two-dimensional or three-dimensional), movement speed, heading, movement direction, movement acceleration/deceleration, turning speed, and other state quantities related to the navigation state. The internal state determination unit 1220 determines the remaining energy of the battery and fuel installed in the aircraft, the travelable distance that can be calculated based on the remaining energy, temporary abnormal states of equipment installed in the aircraft (temperature abnormality, communication abnormality, etc.), and equipment failure states. The external state determination unit 1230 also determines communication states such as communication strength (dB value or RSSI value, etc.) and communication speed with other unmanned crafts 1000 in the platoon 1010 with which it communicates, or ocean and tidal currents (current speed, flow direction), wind speed (wind speed, wind direction), wave height, and weather (rain, snow, cloudy, etc.) around the ship. Here, the external state determination unit 1230 is able to calculate the relative orientation, relative distance, and relative position coordinates of the other unmanned crafts 1000 with which it is communicating by analyzing the communication strength (RSSI value, etc.) with other unmanned crafts 1000 in the platoon 1010.

航行状態判定部1210による、自機の位置や移動速度や移動方向や加減速度の判定方法は、特に限定されないが、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)、GPS(Global Positioning System)、RTK-GNSS(Real Time Kinematic - Global Navigation Satellite System)等を用いて、現時刻における自機の位置、移動速度、移動方向を判定することができる。ここで自己の位置情報は、少なくとも平面視での2次元での座標情報(例えば緯度、経度)を含み、好ましくは高度情報を含む3次元での座標情報を含む。また、加減速度は、判定した移動速度の時間変化量に基づいて算出することができる。また、自機の機首方位の計測方法は、例えば、地磁気センサ、GNSSコンパス、海底形状を利用したSLAM技術等を用いて、現時刻における自機の機首方位を判定することができる。機首方位は、少なくともZ軸まわりの平面視での姿勢角(方位)を含み、好ましくはX軸、Y軸、及びZ軸の3軸まわりの姿勢情報であっても良い。また、回頭速度は、判定した機首方位情報の時間変化量に基づいて算出することができる。 The method of determining the position, moving speed, moving direction, and acceleration/deceleration of the aircraft by the navigation state determination unit 1210 is not particularly limited, but for example, the position, moving speed, and moving direction of the aircraft at the current time can be determined using GNSS (Global Navigation Satellite System), GPS (Global Positioning System), RTK-GNSS (Real Time Kinematic - Global Navigation Satellite System), etc. Here, the position information of the aircraft itself includes at least two-dimensional coordinate information (e.g., latitude and longitude) in a planar view, and preferably includes three-dimensional coordinate information including altitude information. The acceleration/deceleration can be calculated based on the time change in the determined moving speed. The method of measuring the heading of the aircraft itself can determine the heading of the aircraft at the current time using, for example, a geomagnetic sensor, a GNSS compass, SLAM technology using the shape of the seabed, etc. The heading includes at least an attitude angle (direction) in a planar view around the Z axis, and preferably may be attitude information around three axes, the X axis, the Y axis, and the Z axis. Additionally, the turning speed can be calculated based on the amount of change over time in the determined heading information.

また、他の計測方法として、航行状態判定部1210は、直交3軸方向の並進運動(主に加速度)および回転運動(主に角速度)を検出する慣性計測装置(IMU)やジャイロセンサを用いて、自機の直交3軸方向の位置、速度、加速度、および直交3軸の回転方向の姿勢、角速度、角加速度をそれぞれ計測することができる。 As another measurement method, the navigation state determination unit 1210 can use an inertial measurement unit (IMU) or gyro sensor that detects translational motion (mainly acceleration) and rotational motion (mainly angular velocity) in three orthogonal axis directions to measure the aircraft's position, velocity, and acceleration in the three orthogonal axis directions, as well as the attitude, angular velocity, and angular acceleration in the rotational directions of the three orthogonal axes.

次に航行部1300は、推力発生部と操舵部と航行制御部を備え、通信部1400を介して受信した動作指令に従って、親機1001を任意の方向に航行させる機能部である。推力発生部は、例えばプロペラで構成され、エンジン又は電動モーターによりプロペラを駆動することにより推力を発生させることができる。また、推力発生部は、風を受けて推力を発生させる帆で構成することもでき、あるいは、波力を受けて推力を発生するウェイブグライダーで構成することもできる。操舵部は、プロペラや舵板の姿勢角を変更することで無人艇の機首方向を変更することができる。また、航行制御部は、推力発生部からの出力と操舵部の姿勢角を制御して自機の航行動作を制御する機能部である。航行制御部は、プログラマブルプロセッサ(例えば、中央処理ユニット(CPU)、MPU又はDSP)等の1つ以上のプロセッサを有し、メモリ(記憶部)にアクセス可能な処理ユニットを備える。メモリは、1つ以上の処理ステップを行うために処理ユニットが実行可能であるロジック、コード、及び/又はプログラム命令を記憶している。 Next, the navigation unit 1300 is a functional unit that includes a thrust generating unit, a steering unit, and a navigation control unit, and navigates the parent unit 1001 in any direction according to the operation command received via the communication unit 1400. The thrust generating unit is, for example, a propeller, and can generate thrust by driving the propeller with an engine or an electric motor. The thrust generating unit can also be configured with a sail that receives wind to generate thrust, or a wave glider that receives wave power to generate thrust. The steering unit can change the nose direction of the unmanned boat by changing the attitude angle of the propeller or rudder. The navigation control unit is a functional unit that controls the output from the thrust generating unit and the attitude angle of the steering unit to control the navigation operation of the aircraft. The navigation control unit has one or more processors such as a programmable processor (e.g., a central processing unit (CPU), MPU, or DSP), and is equipped with a processing unit that can access a memory (storage unit). The memory stores logic, code, and/or program instructions that the processing unit can execute to perform one or more processing steps.

処理ユニットは、自機の航行状態を制御するように構成された制御モジュールを含んでいる。例えば、制御モジュールは、自機の海面上における位置、移動速度、移動加減速度、機首方位、回頭速度を調整する。すなわち、航行制御部は、自機に前進、後進、加速、減速、回頭旋回等の各動作を行わせることで、自機の航行動作を制御する。 The processing unit includes a control module configured to control the navigation state of the aircraft. For example, the control module adjusts the aircraft's position on the sea surface, its moving speed, its moving acceleration/deceleration, its heading, and its turning speed. In other words, the navigation control unit controls the navigation operation of the aircraft by making the aircraft perform various operations such as forward movement, reverse movement, acceleration, deceleration, and turning.

次に、通信部1400は、無人艇間通信部1410と衛星通信部1420と外部通信部1430を備え、小隊1010内の他の無人艇1000、通信衛星3000、外部の監視艇やAIS基地局と通信を行う機能部である。無人艇間通信部1410は、無人艇間通信用の通信アンテナを備え、小隊1010内の他の無人艇1000との間で通信を行う。衛星通信部1420は、衛星通信アンテナを備え、通信衛星3000と通信を行う。外部通信部1430は、AIS用アンテナやVHF用アンテナを備え、外部の監視艇やAIS基地局と通信を行う。 Next, the communication unit 1400 is a functional unit that includes an unmanned boat-to-unmanned boat communication unit 1410, a satellite communication unit 1420, and an external communication unit 1430, and communicates with other unmanned boats 1000 in the platoon 1010, the communication satellite 3000, external surveillance boats, and AIS base stations. The unmanned boat-to-unmanned boat communication unit 1410 includes a communication antenna for unmanned boat-to-unmanned boat communication, and communicates with other unmanned boats 1000 in the platoon 1010. The satellite communication unit 1420 includes a satellite communication antenna, and communicates with the communication satellite 3000. The external communication unit 1430 includes an AIS antenna and a VHF antenna, and communicates with external surveillance boats and AIS base stations.

次に、判定部1500は、不審船7000などの監視対象物に関する判定を行う機能部である。詳細は図7を用いて後述する。 Next, the judgment unit 1500 is a functional unit that makes judgments regarding monitored objects such as the suspicious ship 7000. Details will be described later using FIG. 7.

次に、記録部1600は、計測データ記録部1610と自機状態記録部1620と判定情報記録部1630を備える。計測データ記録部1610は、計測部1100により計測された計測データを記録する。自機状態記録部1620は、自機状態判定部1200により判定された自機に関する各種状態情報を記録する。また、判定情報記録部1630は、判定部1500により判定された各種判定情報を記録する。 Next, the recording unit 1600 includes a measurement data recording unit 1610, a player's aircraft status recording unit 1620, and a judgment information recording unit 1630. The measurement data recording unit 1610 records the measurement data measured by the measurement unit 1100. The player's aircraft status recording unit 1620 records various types of status information related to the player's aircraft that are judged by the player's aircraft status judgment unit 1200. Furthermore, the judgment information recording unit 1630 records various types of judgment information judged by the judgment unit 1500.

次に、他アクション実行部1700は、不審船7000などの追跡対象物に対して、塗料の吹きつけなどによる塗料付着動作、または発信機などの投げつけを行う発信機付着動作を行う機能部である。 Next, the other action execution unit 1700 is a functional unit that performs a paint attachment action, such as spraying paint onto a tracked object such as the suspicious ship 7000, or a transmitter attachment action, such as throwing a transmitter or the like.

(A-1-4-2.判定部1500の機能構成)
図7は、無人艇1000の判定部1500の機能構成を示す機能ブロック図である。図7に示す通り、判定部1500は、対象物検出判定部1510と対象物分析部1520を備える。
(A-1-4-2. Functional configuration of the determination unit 1500)
7 is a functional block diagram showing the functional configuration of the determination unit 1500 of the unmanned boat 1000. As shown in FIG. 7, the determination unit 1500 includes an object detection determination unit 1510 and an object analysis unit 1520.

対象物検出判定部1510は、初期検出部1511と詳細計測判定部1512と詳細検出部1513と対象物該否判定部1514を備え、不審船7000等の対象物の検出判定を行う機能部である。初期検出部1511は、計測部1100による取得した計測データに基づいて監視対象物の初期検出を行う。また、詳細計測判定部1512は、初期検出判定の結果に基づいて詳細計測の要否と詳細計測条件を判定する。詳細検出部1513は、詳細計測により得られた詳細計測データに基づいて監視対象物の詳細検出判定を行う。また、対象物該否判定部1514は、詳細検出判定の結果に基づいて検出物体が監視対象物に該当するか否かの判定を行う。上記した対象物検出判定部1510による判定内容について、図8を用いて以下に詳細に説明する。 The object detection determination unit 1510 is a functional unit that includes an initial detection unit 1511, a detailed measurement determination unit 1512, a detailed detection unit 1513, and an object matching determination unit 1514, and performs detection and determination of objects such as the suspicious ship 7000. The initial detection unit 1511 performs initial detection of the monitored object based on the measurement data acquired by the measurement unit 1100. The detailed measurement determination unit 1512 determines whether detailed measurement is required and the detailed measurement conditions based on the result of the initial detection determination. The detailed detection unit 1513 performs detailed detection and determination of the monitored object based on the detailed measurement data obtained by the detailed measurement. The object matching determination unit 1514 determines whether the detected object corresponds to the monitored object based on the result of the detailed detection determination. The determination contents by the object detection determination unit 1510 described above will be described in detail below with reference to FIG. 8.

図8は、対象物検出判定部1510により実行される判定処理の判定項目を示す図である。特に、図8は、初期検出部1511による初期検出、詳細計測判定部1512による詳細計測判定、詳細検出部1513による詳細検出、対象物該否判定部1514による監視対象物の該否判定における判定項目を示す。図8に示す通り、初期検出部1511による初期検出判定には、例えば、監視対象物が不審船7000である場合には、検出データから検出された検出物体が船舶であるか否かを判定する船舶該否判定、検出物体(船舶)の形状判定、検出物体(船舶)の向き判定、検出物体(船舶)と自機の相対距離判定、検出物体(船舶)の大きさ判定、検出物体(船舶)の種別判定、検出物体(船舶)の位置座標判定、検出物体(船舶)の今後の経路予測判定、検出物体(船舶)の過去の航路履歴推定などの判定項目が含まれる。 Figure 8 is a diagram showing the judgment items of the judgment process executed by the object detection judgment unit 1510. In particular, Figure 8 shows judgment items in the initial detection by the initial detection unit 1511, the detailed measurement judgment by the detailed measurement judgment unit 1512, the detailed detection by the detailed detection unit 1513, and the judgment of whether the object is a monitored object by the object judgment unit 1514. As shown in Figure 8, the initial detection judgment by the initial detection unit 1511 includes judgment items such as a ship judgment for determining whether the detected object detected from the detection data is a ship or not, a shape judgment of the detected object (ship), a direction judgment of the detected object (ship), a relative distance judgment between the detected object (ship) and the aircraft, a size judgment of the detected object (ship), a type judgment of the detected object (ship), a position coordinate judgment of the detected object (ship), a future route prediction judgment of the detected object (ship), and an estimation of the past route history of the detected object (ship).

また、詳細計測判定部1512による詳細計測判定では、監視対象の該否を確定するために必要な詳細計測データを取得する必要性があるか否かと、詳細計測データを取得する場合の計測条件を判定する。詳細計測データの取得条件の一例として、接近画像、初期検出時とは異なる角度から取得した別角度の計測画像データ、初期検出時に取得した計測画像よりも高い光量での画像取得などを取得条件として設定することができる。また、詳細検出部1513による詳細検出判定には、例えば、監視対象の該否を確定する画像解析処理などの実行が含まれる。この画像解析処理には、船舶情報(船名、登録番号など)の画像からの判読、船舶詳細形状や特徴的な形状の画像からの判読などが含まれる。また、対象物該否判定部1514による対象物該否判定では、上記した詳細検出判定の結果に基づいて、検出物体(船舶)が監視対象部に該当するか否かが判定される。なお、対象物該否判定部1514は、対象物の該否の二択の情報ではなく、対象物に該当する確率を示す不審レベルとして複数段階の不審レベル情報を判定しても良い。 Furthermore, in the detailed measurement judgment by the detailed measurement judgment unit 1512, it is judged whether or not it is necessary to acquire detailed measurement data necessary to determine whether or not the object is a monitored object, and the measurement conditions when acquiring the detailed measurement data. As an example of the acquisition conditions of the detailed measurement data, it is possible to set an approaching image, measurement image data acquired from an angle different from that at the time of initial detection, acquisition of an image with a higher light intensity than the measurement image acquired at the time of initial detection, and the like as acquisition conditions. Furthermore, the detailed detection judgment by the detailed detection unit 1513 includes, for example, the execution of an image analysis process to determine whether or not the object is a monitored object. This image analysis process includes the interpretation of ship information (ship name, registration number, etc.) from an image, interpretation of the detailed shape and characteristic shape of the ship from an image, and the like. Furthermore, in the object suitability judgment by the object suitability judgment unit 1514, it is judged whether or not the detected object (ship) corresponds to the monitored object based on the result of the detailed detection judgment described above. Note that the object suitability judgment unit 1514 may judge multiple stages of suspicious level information as a suspicious level indicating the probability of the object being a monitored object, instead of binary information of suitability or non-suitability of the object.

ここで、初期検出部1511により判定される検出物体の種別判定においては、例えば、貨物船、定期運航船、旅客船などのAIS照会が可能な船舶、または漁船、プレジャーボート、ヨット、ボート、水上スクーターなどの中小型の民間船、またはダイバー、海中生物(クジラ、イルカ、魚群など)、水中ドローンなど、水面上または水中を移動する物体を判定することができる。なお、水面に近い上空を飛行する鳥や小型ドローンなどを検出対象とすることができる。 Here, in determining the type of detected object determined by the initial detection unit 1511, it is possible to determine, for example, ships that can be queried by AIS, such as cargo ships, regular service ships, and passenger ships, or small and medium-sized private ships, such as fishing boats, pleasure boats, yachts, boats, and water scooters, or objects moving on or underwater, such as divers, marine life (whales, dolphins, schools of fish, etc.), and underwater drones. It is also possible to detect birds and small drones flying in the sky close to the water surface.

次に、対象物分析部1520は、動作状態判定部1521と性能判定部1522と将来進路予測判定部1523を備え、計測部1100による継続的な計測により取得された監視対象物の最新の計測データに基づいて、対象物の位置や性能や将来進路予測を更新判定する機能部である。 Next, the object analysis unit 1520 is a functional unit that includes an operation state determination unit 1521, a performance determination unit 1522, and a future course prediction determination unit 1523, and updates and determines the object's position, performance, and future course prediction based on the latest measurement data of the monitored object acquired through continuous measurement by the measurement unit 1100.

動作状態判定部1521は、最新の計測データに基づいて対象物の現在の動作状態を判定する機能部である。動作状態判定部1521は、対象物の現在の位置座標、速度、旋回半径、回頭速度、加速度、減速度を判定する。ここで、位置座標は、水平なXY平面における二次元座標であっても良いが、高さ方向の情報も含むXYZ空間における三次元座標が望ましい。 The motion state determination unit 1521 is a functional unit that determines the current motion state of the object based on the latest measurement data. The motion state determination unit 1521 determines the current position coordinates, speed, turning radius, turning speed, acceleration, and deceleration of the object. Here, the position coordinates may be two-dimensional coordinates on a horizontal XY plane, but it is preferable that they are three-dimensional coordinates in the XYZ space that also includes information in the height direction.

性能判定部1522は、検出された対象物の動的性能を判定する機能部である。性能判定部1522は、例えば、対象物が不審船などである場合には、最高速度、最小旋回半径、回頭速度、加速度、減速度、航続可能距離の少なくともいずれかを含む不審船の航行に関する動的性能を予測する。性能判定部1522は、初期検出部1511や動作状態判定部1521により判定された情報に基づいて、上記した各性能を判定することができる。また、初期検出部1511により判定した対象物の種別情報に基づいて、性能を判定しても良い。 The performance determination unit 1522 is a functional unit that determines the dynamic performance of a detected object. For example, when the object is a suspicious ship, the performance determination unit 1522 predicts the dynamic performance related to the navigation of the suspicious ship, including at least one of the maximum speed, minimum turning radius, turning speed, acceleration, deceleration, and cruising distance. The performance determination unit 1522 can determine each of the above-mentioned performances based on the information determined by the initial detection unit 1511 and the operation state determination unit 1521. In addition, the performance may be determined based on the type information of the object determined by the initial detection unit 1511.

将来進路予測判定部1523は、検出された対象物の将来の進路を予測判定する機能部である。将来進路予測判定部1523は、例えば、初期検出部1511や動作状態判定部1521により判定された経路履歴や現在の位置や向きの情報に基づいて、将来経路を予測判定することができる。また、初期検出部1511により判定した対象物の種別情報に基づいて、将来経路を予測判定しても良い。 The future course prediction determination unit 1523 is a functional unit that predicts and determines the future course of a detected object. The future course prediction determination unit 1523 can predict and determine the future course based on, for example, the course history and current position and direction information determined by the initial detection unit 1511 and the motion state determination unit 1521. The future course prediction determination unit 1523 may also predict and determine the future course based on the type information of the object determined by the initial detection unit 1511.

(A-1-5.統括制御システム2000の構成)
次に、図9を用いて、統括制御システム2000の機能とその内容について説明する。図9は、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。図9に示す通り、統括制御システム2000は、情報インポート部2100と、対象物分析判定部2200と、システム状態判定部2300と、動作マネジメント部2400と、ユーザインターフェース部2500と、動作指令部2600と、情報通信部2700を備えている。
(A-1-5. Configuration of the integrated control system 2000)
Next, the functions and contents of the overall control system 2000 will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 is a functional block diagram showing the functional configuration of the overall control system 2000. As shown in Fig. 9, the overall control system 2000 includes an information import unit 2100, an object analysis and determination unit 2200, a system state determination unit 2300, an operation management unit 2400, a user interface unit 2500, an operation command unit 2600, and an information communication unit 2700.

(A-1-5-1.情報インポート部2100)
情報インポート部2100は、統括制御システム2000内の各機能部において処理または利用される情報を無人艇1000、協調システム5000または外部システム6000からインポートする機能部である。情報インポート部2100は、検出条件取得部2110、検出情報取得部2120、外部情報取得部2130、外部ユーザ入力情報取得部2140を備えている。
(A-1-5-1. Information import unit 2100)
The information import unit 2100 is a functional unit that imports information to be processed or used in each functional unit in the overall control system 2000 from the unmanned boat 1000, the cooperative system 5000, or the external system 6000. The information import unit 2100 includes a detection condition acquisition unit 2110, a detection information acquisition unit 2120, an external information acquisition unit 2130, and an external user input information acquisition unit 2140.

検出条件取得部2110は、後述する対象物分析判定部2200、システム状態判定部2300、動作マネジメント部2400の各機能部において判定される際の、判定条件に関する情報を取得する機能部である。 The detection condition acquisition unit 2110 is a functional unit that acquires information regarding the judgment conditions when judgments are made in each of the functional units, the object analysis judgment unit 2200, the system state judgment unit 2300, and the operation management unit 2400, which will be described later.

検出情報取得部2120は、通信衛星3000やHAPSなどを介して無人艇1000の判定部1500により判定された対象物の検出情報や、無人艇1000で計測された計測データを取得する機能部である。 The detection information acquisition unit 2120 is a functional unit that acquires detection information of objects determined by the determination unit 1500 of the unmanned boat 1000 via a communication satellite 3000, HAPS, etc., and measurement data measured by the unmanned boat 1000.

外部情報取得部2130は、外部システム6000のAISコントロールセンターから無人艇1000の展開する海洋エリアまたはその周辺エリアにおける船舶の航行情報を取得する機能部である。また、外部システム6000に含まれる他のVHFデータ交換システム(VHF Data Exchange System)から船舶の航行情報を取得しても良い。 The external information acquisition unit 2130 is a functional unit that acquires navigation information of ships in the ocean area in which the unmanned boat 1000 is deployed or in the surrounding area from the AIS control center of the external system 6000. In addition, navigation information of ships may be acquired from other VHF Data Exchange Systems included in the external system 6000.

また、外部情報取得部2130は、外部システム6000である気象庁や民間の気象情報提供システムなどから無人艇1000の展開する海洋エリアまたはその周辺エリアにおける気象情報を取得しても良い。 The external information acquisition unit 2130 may also acquire weather information for the marine area in which the unmanned boat 1000 is deployed or the surrounding area from an external system 6000 such as the Japan Meteorological Agency or a private weather information system.

外部ユーザ入力情報取得部2140は、協調システム5000から外部ユーザ入力情報を受け付ける機能部である。協調システム5000から受け付ける外部ユーザ入力情報には、動作マネジメント部2400で生成された複数の動作指令の候補から任意の動作指令を選択する選択入力、動作指令の候補を承認する承認入力、動作指令候補の一部を修正する修正要望入力、または動作指令候補とは異なる介入動作の実行を指示する介入動作指令入力を含むことができる。 The external user input information acquisition unit 2140 is a functional unit that receives external user input information from the collaborative system 5000. The external user input information received from the collaborative system 5000 can include a selection input for selecting an arbitrary operation command from multiple operation command candidates generated by the operation management unit 2400, an approval input for approving the operation command candidate, a correction request input for correcting part of the operation command candidate, or an intervention operation command input for instructing the execution of an intervention operation different from the operation command candidate.

(A-1-5-2.対象物分析判定部2200)
対象物分析判定部2200は、検出情報取得部2120により取得した対象物の検出情報や計測データに基づいて対象物の分析を行い、対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する機能部である。対象物分析判定部2200は、種別判定部2210、動作状態判定部2220、性能判定部2230、進路予測判定部2240、航行パターン判定部2250、行動ステータス判定部2260を備える。
(A-1-5-2. Object Analysis and Determination Unit 2200)
The object analysis and determination unit 2200 is a functional unit that analyzes the object based on the detection information and measurement data of the object acquired by the detection information acquisition unit 2120, and determines at least one of the object's type, operating state, and dynamic performance. The object analysis and determination unit 2200 includes a type determination unit 2210, an operating state determination unit 2220, a performance determination unit 2230, a course prediction determination unit 2240, a navigation pattern determination unit 2250, and an action status determination unit 2260.

種別判定部2210は、検出情報取得部2120により取得した対象物の検出情報や計測データに基づいて、対象物の種別を判定する機能部である。種別判定部2210は、対象物の種別として、海面上の船舶や海中の生物やダイバーなどを判定することができる。ここで、種別判定部2210は、例えば、貨物船、定期運航船、旅客船、漁船、プレジャーボート、ヨット、ボート、水上スクーター、ダイバー、海中生物(クジラ、イルカ、魚群など)などを含む種別を判定することができる。 The type determination unit 2210 is a functional unit that determines the type of the object based on the detection information and measurement data of the object acquired by the detection information acquisition unit 2120. The type determination unit 2210 can determine the type of the object, such as a ship on the sea surface, a creature underwater, or a diver. Here, the type determination unit 2210 can determine the type including, for example, a cargo ship, a regular service ship, a passenger ship, a fishing boat, a pleasure boat, a yacht, a boat, a water scooter, a diver, and a creature underwater (such as a whale, a dolphin, or a school of fish).

種別判定部2210は、対象物の種別に限らず、検出情報取得部2120により取得した対象物の検出情報や計測データに基づいて、警戒レベルを判定することもできる。例えば、警戒レベルは、レベルS,A,B,Cなどの複数段階で判定することができる。例えば、警戒レベルは、対象物の種別、大きさ、検出日時(時間帯)、検出位置、無人艇1000により実測された速度や行動、後述する動作状態判定部2220により判定される移動速度、加速度、過去の移動軌跡、またはAIS、SAR,VDES情報を基に算出した不審船発見確率、または後述する航行パターン判定部2250や行動ステータス判定部2260による判定結果などに応じて判定することができる。例えば、不審船の検出された時間、位置、航路が、深夜などの警戒時間帯、不審船の頻出位置、重要経路などと一致している場合には、警戒レベルを高く設定することができる。また、後述する全体動作決定部2410は、この警戒レベルに応じて全体上位の動作指令を決定することができる。または、後述する追跡動作決定部2430は、この警戒レベルに応じて追跡隊形指令を決定することができる。 The type determination unit 2210 can determine the alert level based on the detection information and measurement data of the object acquired by the detection information acquisition unit 2120, not limited to the type of object. For example, the alert level can be determined in multiple stages such as levels S, A, B, and C. For example, the alert level can be determined according to the type and size of the object, the detection date and time (time period), the detection position, the speed and behavior actually measured by the unmanned boat 1000, the moving speed, acceleration, and past moving trajectory determined by the operation status determination unit 2220 described later, or the suspicious ship detection probability calculated based on AIS, SAR, and VDES information, or the determination results by the navigation pattern determination unit 2250 and the behavior status determination unit 2260 described later. For example, if the time, position, and route at which the suspicious ship was detected match the alert time period such as late night, the frequent location of suspicious ships, and important routes, the alert level can be set high. In addition, the overall operation determination unit 2410 described later can determine the overall higher-level operation command according to this alert level. Alternatively, the tracking operation determination unit 2430, which will be described later, can determine a tracking formation command based on this alert level.

なお、種別判定部2210により判定される対象物の種別や警戒レベルが不定である場合には、対象物を特定するための追加の計測データが必要となるため、無人艇1000へ再計測指令を送信しても良い。また、後述するユーザインターフェース部2500の表示部2510に判定不定であることを通知して、ユーザから追加の計測データ取得の要否に関する入力情報を受け付けることができる。 When the type or alert level of the object determined by the type determination unit 2210 is indefinite, additional measurement data is required to identify the object, so a re-measurement command may be sent to the unmanned boat 1000. In addition, the display unit 2510 of the user interface unit 2500 described later may be notified that the determination is indefinite, and input information regarding the need to obtain additional measurement data may be received from the user.

動作状態判定部2220は、検出情報取得部2120により取得した情報に基づいて対象物の過去又は現在の移動状態を判定する機能部である。動作状態判定部2220は、対象物の過去の移動軌跡、現在の進行方向、現在の機首方向、現在の移動速度、現在の加速度、現在の減速度、さらには、現在の位置座標、旋回半径、回頭速度を判定する。ここで、位置座標は、水平なXY平面における二次元座標であっても良いが、高さ方向の情報も含むXYZ空間における三次元座標が望ましい。 The motion state determination unit 2220 is a functional unit that determines the past or current movement state of the object based on the information acquired by the detection information acquisition unit 2120. The motion state determination unit 2220 determines the past movement trajectory, current direction of travel, current heading direction, current movement speed, current acceleration, current deceleration, and further the current position coordinates, turning radius, and turning speed of the object. Here, the position coordinates may be two-dimensional coordinates on a horizontal XY plane, but are preferably three-dimensional coordinates in the XYZ space that also include information in the height direction.

性能判定部2230は、検出情報取得部2120により取得した情報、または動作状態判定部2220の判定情報に基づいて、対象物の動的性能を判定する機能部である。性能判定部1522は、例えば、対象物が不審船などである場合には、最高移動速度、最小旋回半径、最高回頭速度、最高加速度、最高減速度、移動可能距離の少なくともいずれかを含む不審船の航行に関する動的性能を予測する。 The performance determination unit 2230 is a functional unit that determines the dynamic performance of the object based on the information acquired by the detection information acquisition unit 2120 or the determination information of the operation state determination unit 2220. For example, when the object is a suspicious ship, the performance determination unit 1522 predicts the dynamic performance related to the navigation of the suspicious ship, including at least one of the maximum movement speed, minimum turning radius, maximum turning speed, maximum acceleration, maximum deceleration, and possible movement distance.

進路予測判定部2240は、検出された対象物の将来の移動状態を予測判定する機能部である。進路予測判定部2240は、例えば、初期検出部1511や動作状態判定部2220により判定された対象物の移動軌跡や現在の位置、進行方向、機首の向き、回答速度などの情報に基づいて、対象物の将来の予測経路、将来時刻における予測位置、将来時刻における予測速度、将来時刻における予測進行方向の少なくともいずれかを含む対象物の将来の移動状態を予測判定することができる。 The course prediction determination unit 2240 is a functional unit that predicts and determines the future movement state of a detected object. The course prediction determination unit 2240 can predict and determine the future movement state of the object, including at least one of the object's predicted future path, predicted position at a future time, predicted speed at a future time, and predicted direction of travel at a future time, based on information such as the object's movement trajectory, current position, traveling direction, nose direction, and response speed determined by the initial detection unit 1511 and the operation state determination unit 2220.

航行パターン判定部2250は、対象物である不審船の航行パターンを判定する機能部である。航行パターン判定部2250は、不審船の航行パターンとして、例えば、不審船の速度及び加減速のパターンに関するステータス、不審船の航行進路に関するステータス、または不審船の追跡攪乱航行に関するステータスなどを判定することができる。以下、図14乃至16を用いて、航行パターン判定部2250による不審船の各ステータスの判定内容について説明する。 The navigation pattern determination unit 2250 is a functional unit that determines the navigation pattern of the suspicious ship, which is the target object. The navigation pattern determination unit 2250 can determine, as the navigation pattern of the suspicious ship, for example, the status related to the speed and acceleration/deceleration pattern of the suspicious ship, the status related to the navigation path of the suspicious ship, or the status related to the tracking disruption navigation of the suspicious ship. The contents of the determination of each status of the suspicious ship by the navigation pattern determination unit 2250 will be explained below with reference to Figures 14 to 16.

図10は、航行パターン判定部2250により判定される不審船の速度及び加減速のパターンに関する速度等ステータスを示す状態遷移図である。図10に示すように、航行パターン判定部2250により判定される不審船の速度等ステータスには、不審船の動きが停止または略停止している停止状態、定常速度範囲内で巡航している定常巡航状態、定常速度範囲よりも高速で定常巡航している高速定常巡航状態、定常速度範囲よりも低速で定常巡航している低速定常巡航状態、急加速している急加速状態、急減速している急減速状態、急加速と急減速を繰り返している急加減速繰り返し状態の各状態が含まれる。航行パターン判定部2250は、動作状態判定部2220により判定される速度、加速度、減速度の各情報に基づいて、不審船の状態が、図10に示すどの速度等ステータスに該当するかを判定することができる。 Figure 10 is a state transition diagram showing the speed, etc. status related to the speed and acceleration/deceleration pattern of the suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250. As shown in Figure 10, the speed, etc. status of the suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250 includes each of the following states: a stopped state where the suspicious ship's movement is stopped or almost stopped, a steady cruising state where the suspicious ship is cruising within a steady speed range, a high-speed steady cruising state where the suspicious ship is cruising steadily at a speed faster than the steady speed range, a low-speed steady cruising state where the suspicious ship is cruising steadily at a speed slower than the steady speed range, a rapid acceleration state where the suspicious ship is accelerating rapidly, a rapid deceleration state where the suspicious ship is decelerating rapidly, and a repeated rapid acceleration/deceleration state where the suspicious ship is repeating rapid acceleration and deceleration. The navigation pattern determination unit 2250 can determine which of the speed, etc. statuses shown in Figure 10 the suspicious ship's state corresponds to, based on the speed, acceleration, and deceleration information determined by the operation state determination unit 2220.

図11は、航行パターン判定部2250により判定される不審船の進路のパターンに関する進路軌跡ステータスを示す状態遷移図である。図11に示すように、航行パターン判定部2250により判定される不審船の進路軌跡ステータスには、不審船の動きが停止している停止状態、直進進路を航行している直進進路巡航状態、直進航行のまま無人艇1000との距離を拡大させる直進振り切り状態、無人艇1000に接近する幅寄せ状態、無人艇1000から遠ざかる幅空け状態、緩い旋回角度で旋回を行う通常旋回状態、緩い角度で進路変更する鈍角度進路変更状態、鋭角に進路を変更する急角度進路変更状態の各状態が含まれる。 Figure 11 is a state transition diagram showing the course trajectory status regarding the course pattern of the suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250. As shown in Figure 11, the course trajectory status of the suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250 includes each of the following states: a stopped state in which the suspicious ship's movement has stopped, a straight course cruising state in which the ship is navigating a straight course, a straight-ahead state in which the ship increases the distance to the unmanned boat 1000 while continuing to navigate straight, a sideways state in which the ship approaches the unmanned boat 1000, a wide-open state in which the ship moves away from the unmanned boat 1000, a normal turning state in which the ship turns at a gentle angle, an obtuse-angle course change state in which the ship changes course at a gentle angle, and a sharp-angle course change state in which the ship changes course at an acute angle.

航行パターン判定部2250は、動作状態判定部2220により判定される旋回半径、回頭速度、または初期検出部1511により判定された経路履歴や現在の位置や向きの情報の各情報に基づいて、不審船の状態が、図11に示すどの進路軌跡ステータスに該当するかを判定することができる。 The navigation pattern determination unit 2250 can determine which of the course trajectory statuses shown in Figure 11 the state of the suspicious ship corresponds to based on the turning radius and turning speed determined by the operation status determination unit 2220, or the route history and current position and orientation information determined by the initial detection unit 1511.

図12は、航行パターン判定部2250により判定される不審船の追跡錯乱を意図した航行パターンに関するかく乱航行ステータスを示す状態遷移図である。図12に示すように、航行パターン判定部2250により判定される不審船のかく乱航行ステータスには、定常速度範囲内の通常巡航状態、急停止状態、ジグザグ状の経路を航行するジグザグ航行状態、8の字状の経路を航行する8の字航行状態、Uターン航行を行うUターン状態、かく乱動作なく逃走を行うかく乱無し逃走航行状態、逃走を断念する逃走航行断念状態の各状態が含まれる。 Figure 12 is a state transition diagram showing the disruptive navigation status for a navigation pattern intended to confuse the tracking of a suspicious ship, as determined by the navigation pattern determination unit 2250. As shown in Figure 12, the disruptive navigation status of a suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250 includes a normal cruising state within a steady speed range, a sudden stop state, a zigzag navigation state in which a ship navigates a zigzag route, a figure-of-eight navigation state in which a ship navigates a figure-of-eight route, a U-turn state in which a ship makes a U-turn, a non-disturbance escape navigation state in which a ship escapes without any disruptive action, and an escape navigation abandonment state in which escape is abandoned.

航行パターン判定部2250は、動作状態判定部2220により判定される速度、加速度、減速度、旋回半径、回頭速度、または初期検出部1511により判定された経路履歴や現在の位置や向きの情報の各情報に基づいて、不審船の状態が、図12に示すどのかく乱航行ステータスに該当するかを判定することができる。 The navigation pattern determination unit 2250 can determine which of the disturbed navigation statuses shown in Figure 12 the suspicious ship's state corresponds to based on the speed, acceleration, deceleration, turning radius, and heading speed determined by the operation state determination unit 2220, or the route history and current position and orientation information determined by the initial detection unit 1511.

次に、行動ステータス判定部2260は、対象物である不審船の逃走行動ステータスを判定する機能部である。行動ステータス判定部2260は、不審船の逃走行動ステータスとして、不審船の操縦者による逃走行動の状態または意図を判定する機能部である。以下、図13を用いて、行動ステータス判定部2260による不審船の逃走行動ステータスの判定内容について説明する。 Next, the behavior status determination unit 2260 is a functional unit that determines the escape behavior status of the suspicious ship, which is the target object. The behavior status determination unit 2260 is a functional unit that determines the state or intention of the escape behavior of the pilot of the suspicious ship as the escape behavior status of the suspicious ship. Below, the contents of the determination of the escape behavior status of the suspicious ship by the behavior status determination unit 2260 will be explained using Figure 13.

図13は、行動ステータス判定部2260により判定される不審船の逃走行動のパターンに関する逃走行動ステータスを示す状態遷移図である。図13に示すように、行動ステータス判定部2260により判定される不審船の逃走行動ステータスには、通常巡航、無人艇1000からの追跡を振り切る逃走行動を行う振り切り逃走状態、無人艇1000による付きまといを回避する行動を行う付きまとい回避状態、接近する無人艇1000から離れて精密証拠写真の撮影を回避する接近機体離れ状態、進路を予測されることを防止する進路予測防止状態、先回りする無人艇を回避する先回り機体回避状態、無人艇1000により包囲されることを未然に防止する包囲未然防止状態、逃走航行を断念する逃走航行断念状態の各状態が含まれる。 Figure 13 is a state transition diagram showing the escape behavior status related to the pattern of the escape behavior of the suspicious ship determined by the behavior status determination unit 2260. As shown in Figure 13, the escape behavior status of the suspicious ship determined by the behavior status determination unit 2260 includes each of the following states: normal cruising, an escape state in which an escape behavior is performed to escape pursuit from the unmanned vessel 1000, a follow-up avoidance state in which an escape behavior is performed to avoid follow-up by the unmanned vessel 1000, an approaching vessel separation state in which an approaching vessel moves away from the unmanned vessel 1000 and avoids taking precise evidence photographs, a course prediction prevention state in which a course prediction is prevented, a proactive vessel avoidance state in which a proactive vessel avoids a vessel that is ahead of the vessel, an encirclement prevention state in which an encirclement by the unmanned vessel 1000 is prevented, and an escape navigation abandonment state in which escape navigation is abandoned.

航行パターン判定部2250は、動作状態判定部2220により判定される不審船の各種動作状態や、航行パターン判定部2250により判定される不審船の各種航行パターンに基づいて、不審船の状態が、図13に示すどの逃走行動ステータスに該当するかを判定することができる。 The navigation pattern determination unit 2250 can determine which escape behavior status shown in FIG. 13 the state of the suspicious ship corresponds to based on the various operating states of the suspicious ship determined by the operation state determination unit 2220 and the various navigation patterns of the suspicious ship determined by the navigation pattern determination unit 2250.

(A-1-5-3.システム状態判定部2300)
システム状態判定部2300は、無人艇1000の現在若しくは将来の状態、または無人艇1000と対象物(不審船7000)の現在若しくは将来の相対的な動作状態を判定する機能部である。システム状態判定部2300は、無人艇状態判定部2310、捕捉ロスト予測部2320、追跡状態判定部2330、進路予測状態判定部2340を備えている。
(A-1-5-3. System state determination unit 2300)
The system state determination unit 2300 is a functional unit that determines the current or future state of the unmanned boat 1000, or the current or future relative operating state of the unmanned boat 1000 and the target object (suspicious boat 7000). The system state determination unit 2300 includes an unmanned boat state determination unit 2310, a capture/loss prediction unit 2320, a tracking state determination unit 2330, and a course prediction state determination unit 2340.

無人艇状態判定部2310は、無人艇の状態を判定する機能部である。例えば、複数の無人艇の位置、隊形、機体数、移動方向、移動速度、移動可能距離、エネルギー残量、無人艇の活動エリアの波や風や潮流などの外部環境下における無人艇の移動速度または移動可能距離を含む移動能力の推定値、将来時刻における予測位置の少なくともいずれかを判定する。 The unmanned boat status determination unit 2310 is a functional unit that determines the status of the unmanned boat. For example, it determines at least one of the following: the position of multiple unmanned boats, the formation, the number of aircraft, the moving direction, the moving speed, the possible moving distance, the remaining energy, the estimated value of the moving capability including the moving speed or the possible moving distance of the unmanned boat under the external environment such as the waves, wind, and currents in the unmanned boat's activity area, and the predicted position at a future time.

捕捉ロスト予測部2320は、無人艇1000による追跡を開始する前に、または無人艇1000による追跡を実行中に、対象物の位置捕捉をロストする捕捉ロストが将来発生するか否かを判定し、捕捉ロストが将来発生すると判定した場合に、無人艇1000による対象物の位置捕捉が可能なエリア、または捕捉ロストが予測されるロスト予測位置を判定する。また、無人艇による位置捕捉が可能な時間、または捕捉ロストが予測されるロスト予測時刻を予測する。捕捉ロスト予測部2320は、対象物分析判定部2200により判定した対象物(不審船7000)の分析結果(特に、対象物の速度を含む動的性能)と、無人艇状態判定部2310により判定した無人艇の移動速度や移動能力と、無人艇の捕捉可能距離の各情報に基づいて将来の捕捉ロストを事前予測することができる。 The capture loss prediction unit 2320 determines whether a capture loss will occur in the future, in which the target object's position capture is lost, before tracking by the unmanned boat 1000 is started or while tracking by the unmanned boat 1000 is being performed, and if it determines that a capture loss will occur in the future, determines the area in which the target object can be captured by the unmanned boat 1000, or the predicted loss location where capture loss is predicted. It also predicts the time when the unmanned boat can capture the position, or the predicted loss time when capture loss is predicted. The capture loss prediction unit 2320 can predict a future capture loss in advance based on the analysis results (particularly the dynamic performance including the target object's speed) of the target object (suspicious ship 7000) determined by the target object analysis determination unit 2200, the movement speed and movement capability of the unmanned boat determined by the unmanned boat status determination unit 2310, and each piece of information on the unmanned boat's captureable distance.

追跡状態判定部2330は、対象物(不審船7000)の追跡を行う無人艇1000の相対的な動作状態である追跡状態を判定する機能部である。図14を用いて、追跡状態判定部2330により判定される無人艇1000の追跡状態について説明する。 The tracking state determination unit 2330 is a functional unit that determines the tracking state, which is the relative operating state of the unmanned boat 1000 that is tracking the target object (suspicious ship 7000). The tracking state of the unmanned boat 1000 determined by the tracking state determination unit 2330 will be explained using Figure 14.

図14は、追跡状態判定部2330により判定される追跡状態を示す状態遷移図である。図14に示すように、無人艇の追跡状態は、追跡が行えている状態である追跡実現状態と、対象物の逃走行為に起因して無人艇の追跡が振り切られる兆候のある振切兆候状態と、対象物の逃走行為に起因して追跡が振り切られた振切発生状態と、無人艇1000による対象物(不審船7000)の位置捕捉がロストした捕捉ロスト状態と、追跡が終了した追跡終了状態の各状態を有している。 Figure 14 is a state transition diagram showing the tracking state determined by the tracking state determination unit 2330. As shown in Figure 14, the tracking state of the unmanned boat includes a tracking achieved state in which tracking is being performed, a loss-of-tracking indication state in which there are signs that the unmanned boat is about to lose track due to the fleeing behavior of the target, a loss-of-tracking occurrence state in which tracking has been lost due to the fleeing behavior of the target, a capture-lost state in which the unmanned boat 1000 has lost track of the target (suspicious ship 7000), and a tracking-ended state in which tracking has ended.

追跡状態判定部2330は、対象物分析判定部2200により判定した対象物(不審船7000)の分析結果と、無人艇状態判定部2310による無人艇に関する判定結果に応じて、図14に示すいずれかの追跡状態に該当するかを判定することができる。 The tracking state determination unit 2330 can determine whether the object (suspicious ship 7000) is in one of the tracking states shown in FIG. 14, based on the analysis results of the object (suspicious ship 7000) determined by the object analysis determination unit 2200 and the determination results regarding the unmanned boat by the unmanned boat state determination unit 2310.

例えば、追跡を行う無人艇1000の移動速度が対象物の移動速度よりも遅い場合、または追跡を行う無人艇と対象物の相対距離が時間経過とともに延びている場合、または追跡を行う無人艇の移動可能距離が対象物の移動可能距離よりも短い場合、または追跡を行う無人艇のエネルギー残量が対象物のエネルギー残量よりも少ない場合、または無人艇の最高移動速度などを含む移動性能が対象物の最高移動速度などを含む移動性能予測値よりも低い場合に、追跡状態判定部2330は、追跡状態が振切兆候状態に該当する判定することができる。 For example, if the movement speed of the tracking unmanned vessel 1000 is slower than the movement speed of the target object, or if the relative distance between the tracking unmanned vessel and the target object increases over time, or if the movement distance of the tracking unmanned vessel is shorter than the movement distance of the target object, or if the remaining energy of the tracking unmanned vessel is less than the remaining energy of the target object, or if the movement performance of the unmanned vessel, including the maximum movement speed, etc., is lower than the predicted movement performance value, including the maximum movement speed, etc., of the target object, the tracking state determination unit 2330 can determine that the tracking state corresponds to a run-out symptom state.

また他の例として、追跡状態判定部2330は、対象物分析判定部2200により判定した対象物(不審船7000)の過去の移動履歴や対象物の将来の予測経路などに基づいて、追跡状態が振切兆候状態に該当する判定しても良い。 As another example, the tracking status determination unit 2330 may determine that the tracking status corresponds to a runaway indication state based on the past movement history of the object (suspicious ship 7000) determined by the object analysis determination unit 2200 and the future predicted route of the object.

また他の例として、追跡状態判定部2330は、追跡を行う無人艇1000と対象物の相対距離が所定距離以上となった場合に、振切発生状態に該当すると判定することができる。 As another example, the tracking state determination unit 2330 can determine that a run-off state has occurred when the relative distance between the unmanned boat 1000 being tracked and the target object becomes equal to or exceeds a predetermined distance.

なお、追跡状態判定部2330は、振切兆候状態と判定した場合に、追跡を行う前記無人艇が振り切られる振切予測位置と振切予測時刻の少なくともいずれかを予測する振切予測判定を行うことができる。このように、振切予測位置や振切予測時刻を予測する切予測判定を行う方法として、例えば、追跡を行う無人艇1000の移動速度と移動方向と位置の少なくともいずれかを含む無人艇1000に関する状態情報と、対象物の移動速度と移動方向と位置の少なくともいずれかを含む対象物に関する状態情報に応じて、追跡を行う無人艇1000が振り切られる振切予測位置と振切予測時刻の少なくともいずれかを判定することができる。 When the tracking state determination unit 2330 determines that there is a run-off symptom state, it can perform a run-off prediction determination to predict at least one of the predicted run-off position and predicted run-off time at which the unmanned boat being tracked will be run-off. In this way, as a method of performing a run-off prediction determination to predict the predicted run-off position and predicted run-off time, for example, it can determine at least one of the predicted run-off position and predicted run-off time at which the unmanned boat being tracked will be run-off in accordance with status information on the unmanned boat 1000 being tracked, including at least one of the movement speed, movement direction, and position of the unmanned boat 1000 being tracked, and status information on the target, including at least one of the movement speed, movement direction, and position of the target.

進路予測状態判定部2340は、前述した進路予測判定部2240により判定された対象物の将来の予測進路または将来時刻における予測位置を判定する予測処理の状態を判定する機能部である。図15を用いて、進路予測状態判定部2340により判定される進路予測状態について説明する。 The path prediction state determination unit 2340 is a functional unit that determines the state of the prediction process that determines the future predicted path or predicted position at a future time of the object determined by the path prediction determination unit 2240 described above. The path prediction state determined by the path prediction state determination unit 2340 will be described using FIG. 15.

図15は、進路予測状態判定部2340により判定される進路予測の予測状態を示す状態遷移図である。図15に示すように、進路予測状態は、進路予測正常と、進路予測不定と、進路予測異常と、追跡終了の各状態を備える。 Figure 15 is a state transition diagram showing the predicted state of the path prediction determined by the path prediction state determination unit 2340. As shown in Figure 15, the path prediction state includes the following states: normal path prediction, uncertain path prediction, abnormal path prediction, and tracking end.

進路予測状態判定部2340は、前述した航行パターン判定部2250により判定される図10、11、12に示す対象物の航行パターンの状態や、行動ステータス判定部2260により判定された図13に示す対象物の逃走行動ステータスの状態に応じて、進路予測判定部2240により判定された対象物の将来の予測進路または将来時刻における予測位置を判定する予測処理の妥当性を判定することができる。つまり、図15に示す進路予測状態を判定することができる。 The course prediction state determination unit 2340 can determine the validity of the prediction process that determines the future predicted course or predicted position at a future time of the object determined by the course prediction determination unit 2240, depending on the state of the object's navigation pattern shown in Figures 10, 11, and 12 determined by the above-mentioned navigation pattern determination unit 2250, and the state of the object's escape behavior status shown in Figure 13 determined by the behavior status determination unit 2260. In other words, it can determine the course prediction state shown in Figure 15.

例えば、航行パターン判定部2250により判定された進路軌跡ステータスが「直進進路航行」である場合には、予測した進路上を進む可能性が高いため、進路予測状態を「進路予測正常」と判定することができる。また、航行パターン判定部2250により判定された進路軌跡ステータスが「通常旋回」である場合には、予測した進路を外れて航行する可能性があるため、進路予測状態を「進路予測不定」と判定する。また、航行パターン判定部2250により判定された進路軌跡ステータスが「急角度進路変更」である場合には、予測した進路を外れて航行する確度が高いため、進路予測状態を「進路予測異常」と判定する。ここでは、航行パターン判定部2250により判定された進路軌跡ステータスに応じて進路予測状態を判定する例を説明したが、航行パターン判定部2250や行動ステータス判定部2260の上記以外の判定結果、または対象物分析判定部2200による他の判定結果に応じて進路予測状態を判定しても良い。 For example, when the course trajectory status determined by the navigation pattern determination unit 2250 is "straight course navigation", it is highly likely that the vessel will proceed along the predicted course, and therefore the course prediction state can be determined as "course prediction normal". When the course trajectory status determined by the navigation pattern determination unit 2250 is "normal turning", it is likely that the vessel will deviate from the predicted course, and therefore the course prediction state is determined as "course prediction uncertain". When the course trajectory status determined by the navigation pattern determination unit 2250 is "sharp course change", it is highly likely that the vessel will deviate from the predicted course, and therefore the course prediction state is determined as "course prediction abnormal". Here, an example has been described in which the course prediction state is determined according to the course trajectory status determined by the navigation pattern determination unit 2250, but the course prediction state may also be determined according to a determination result other than those described above by the navigation pattern determination unit 2250 or the action status determination unit 2260, or another determination result by the object analysis determination unit 2200.

(A-1-5-4.動作マネジメント部2400)
動作マネジメント部2400は、対象物分析判定部2200による対象物に関する判定結果に応じて、複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定し、動作指令を行う機能部である。動作マネジメント部2400は、全体動作決定部2410、動作割当決定部2420と、追跡動作決定部2430と、追跡振切対応アクション決定部2440と、包囲動作決定部2450、先回り動作決定部2460、動作指令確定部2470を備える。
(A-1-5-4. Operation management unit 2400)
The operation management unit 2400 is a functional unit that determines the contents of operation commands to a plurality of unmanned boats and issues the operation commands in accordance with the determination result regarding the object by the object analysis and determination unit 2200. The operation management unit 2400 includes an overall operation determination unit 2410, an operation allocation determination unit 2420, a tracking operation determination unit 2430, a tracking cut-off response action determination unit 2440, a surrounding operation determination unit 2450, a proactive operation determination unit 2460, and an operation command confirmation unit 2470.

全体動作決定部2410は、複数の無人艇1000で構成される一つまたは複数の小隊1010の全体動作指令を決定する機能部である。以下、全体動作指令を判定する方法について図16を用いて説明する。 The overall operation decision unit 2410 is a functional unit that decides the overall operation command for one or more platoons 1010 consisting of multiple unmanned boats 1000. Below, the method of determining the overall operation command will be explained using FIG. 16.

図16は、全体動作決定部2410により決定される全体動作指令の状態を示す状態遷移図である。図16に示す通り、全体動作決定部2410により判定される全体動作指令は、追跡を実行させる「追跡」、複数の無人艇により引継ぎを実行しながら対象物の追跡を行う「引継ぎ追跡」、対象物の移動先へ無人艇を先回りさせる「先回り」、複数の無人艇により対象物を包囲する「包囲」、追跡を断念する「追跡断念」、引継ぎ動作を外部のシステムに要請する「引継ぎ外部要請」、対象物の位置捕捉をロストする直前アクションを実行する「ロスト直前アクション」、追跡を終了する「追跡終了」の動作指令を含む。なお、先回りと包囲の動作指令は、一部の無人艇に対象物の追跡を行わせるものであっても良い。 16 is a state transition diagram showing the state of the overall operation command determined by the overall operation determination unit 2410. As shown in FIG. 16, the overall operation command determined by the overall operation determination unit 2410 includes the operation commands "tracking" to perform tracking, "taking over tracking" to perform tracking of the target while performing handover by multiple unmanned boats, "preemption" to have unmanned boats advance to the target's destination, "surrounding" to surround the target with multiple unmanned boats, "abandon tracking" to give up tracking, "request for external handover" to request an external system to take over, "action just before losing" to perform an action just before losing the position capture of the target, and "end tracking" to end tracking. The preemption and surrounding operation commands may be to have some unmanned boats track the target.

全体動作決定部2410は、対象物分析判定部2200により判定された対象物に関する判定内容に応じて、図16に示した複数の動作指令の候補から全体動作指令を決定することができる。 The overall operation determination unit 2410 can determine an overall operation command from among multiple operation command candidates shown in FIG. 16, depending on the contents of the judgment regarding the object judged by the object analysis and judgment unit 2200.

例えば、対象物分析判定部2200により判定された対象物の種別が所定種別(不法侵入船や密漁船など包囲すべき船舶種別)に該当する場合、または対象物の現在の移動速度が所定値以下である場合、または種別判定部2210により判定された対象物の警戒レベルが相対的に低い場合に、全体動作決定部2410は、対象物が複数の無人艇の隊形の内側に入るように無人艇を移動させる「包囲」を全体動作指令として決定することができる。 For example, if the type of object determined by the object analysis and determination unit 2200 corresponds to a predetermined type (a type of ship that should be surrounded, such as a trespassing ship or a poaching ship), or if the current movement speed of the object is equal to or lower than a predetermined value, or if the alert level of the object determined by the type determination unit 2210 is relatively low, the overall operation determination unit 2410 can determine that the overall operation command is to "surround" the object by moving the unmanned boats so that the object is inside the formation of multiple unmanned boats.

また、種別判定部2210により判定された対象物の警戒レベルに応じて全体動作を決定する方法の一例として、種別判定部2210により判定された対象物の警戒レベルが相対的に高い場合には「追跡」を全体動作として決定し、警戒レベルが低下して相対的に低い警戒レベルに変化した場合には、全体動作を「追跡」から「包囲」のみに変更させても良い。また、他の例として、警戒レベルが相対的に低いレベルに低下した場合に、全体動作を「先回り」に変更させて、対象物の移動予測経路の前方位置に無人艇を先回りさせても良い。 As an example of a method for determining the overall operation according to the alert level of the object determined by the type determination unit 2210, when the alert level of the object determined by the type determination unit 2210 is relatively high, "tracking" may be determined as the overall operation, and when the alert level drops to a relatively low alert level, the overall operation may be changed from "tracking" to only "surrounding." As another example, when the alert level drops to a relatively low level, the overall operation may be changed to "anticipating," and the unmanned boat may be caused to anticipate a position ahead of the predicted movement path of the object.

また、種別判定部2210により判定された対象物の警戒レベルに応じて全体動作を決定する方法の他一例として、種別判定部2210により判定された対象物の警戒レベルに応じて、小隊内の無人艇1000の隊形と位置取りを切り替えても良い。 As another example of a method for determining the overall operation according to the alert level of the object determined by the type determination unit 2210, the formation and positioning of the unmanned boats 1000 in the platoon may be switched according to the alert level of the object determined by the type determination unit 2210.

また、動作マネジメント部2400は、上述したように、対象物分析判定部2200による対象物に関する判定結果に限らず、システム状態判定部2300による判定結果、つまり、無人艇1000の現在若しくは将来の状態または無人艇1000と対象物(不審船7000)の現在若しくは将来の相対的な動作状態に応じて、複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定し、動作指令を行うことができる。 In addition, as described above, the operation management unit 2400 can determine the content of operation commands to multiple unmanned boats and issue the operation commands based on the judgment results by the system state judgment unit 2300, not limited to the judgment results regarding the object by the object analysis and judgment unit 2200, i.e., the current or future state of the unmanned boat 1000 or the current or future relative operating state of the unmanned boat 1000 and the object (suspicious ship 7000).

また、動作マネジメント部2400は、対象物分析判定部2200による対象物に関する判定結果と、システム状態判定部2300による判定結果の両方に応じて、複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定し、動作指令を行うこともできる。 The operation management unit 2400 can also determine the content of operation commands to be issued to multiple unmanned boats based on both the judgment results regarding the object by the object analysis and judgment unit 2200 and the judgment results by the system state judgment unit 2300, and issue the operation commands.

動作割当決定部2420は、複数の無人艇1000の各々に対する動作役割の割当てを決定する機能部である。動作割当決定部2420により決定された動作役割の割当指令は、後述する動作指令部2600により無人艇1000に出力される。 The action allocation determination unit 2420 is a functional unit that determines the allocation of action roles to each of the multiple unmanned boats 1000. The action role allocation command determined by the action allocation determination unit 2420 is output to the unmanned boat 1000 by the action command unit 2600 described later.

動作割当決定部2420により複数の無人艇に対して割当てられる動作役割には、対象物に対する追跡動作の役割、対象物に対する追跡の引継ぎ動作の役割、対象物の移動先への先回り動作の役割、対象物に対する包囲動作の役割、複数の無人艇の間の通信中継を行う役割、計測データの蓄積を行う役割、計測データの分析処理を行う役割の少なくともいずれかが含まれる。 The action roles assigned to the multiple unmanned boats by the action allocation determination unit 2420 include at least one of the following: a role for tracking the target object, a role for taking over tracking of the target object, a role for anticipating the target's destination, a role for surrounding the target object, a role for relaying communications between the multiple unmanned boats, a role for storing measurement data, and a role for performing analytical processing of the measurement data.

ここで、動作割当決定部2420は、例えば、種別判定部2210により判定された対象物の種別、または警戒レベルに応じて、追跡、追跡引継ぎ、包囲、先回りに各動作に割り当てる無人艇の機体数を決定しても良い。または、種別判定部2210により判定された対象物の種別、または警戒レベルに応じて、複数の小隊1010で構成される中隊内における複数小隊の隊形を変形させても良い。つまり、警戒レベルが相対的に高い対象物に対しては、より多くの無人艇に上記動作役割を割り当てて、逆に、警戒レベルが相対的に低い対象物に対しては、より少ない無人艇に上記動作役割を割り当てることで、警戒度に応じて、無人艇の活動量をコントロールでき、エネルギーや機体をより警戒度の高い役割に割り当てることができる。 Here, the operation allocation determination unit 2420 may determine the number of unmanned boats to be assigned to each operation, such as tracking, tracking takeover, encirclement, and anticipation, depending on the type of object or the alert level determined by the type determination unit 2210, for example. Alternatively, the formation of multiple platoons within a company made up of multiple platoons 1010 may be modified depending on the type of object or the alert level determined by the type determination unit 2210. In other words, for objects with a relatively high alert level, the above-mentioned operation roles are assigned to more unmanned boats, and conversely, for objects with a relatively low alert level, the above-mentioned operation roles are assigned to fewer unmanned boats, thereby controlling the amount of activity of the unmanned boats depending on the alert level, and allocating energy and aircraft to roles with a higher alert level.

追跡動作決定部2430は、全体動作決定部2410により全体動作指令が「追跡」に決定された場合に、動作割当決定部2420により追跡動作を割り当てられた無人艇1000の詳細動作を指示する動作指令を決定する機能を有する。 The tracking operation determination unit 2430 has the function of determining an operation command that instructs the detailed operation of the unmanned boat 1000 to which the tracking operation is assigned by the operation allocation determination unit 2420 when the overall operation command is determined to be "tracking" by the overall operation determination unit 2410.

追跡動作決定部2430は、追跡状態判定部2330により判定される追跡状態が、振切兆候状態、または振切発生状態、または位置捕捉ロスト状態に該当すると判定された場合であって、動作割当決定部2420により追跡を実行する無人艇1000とは異なる他の無人艇1000に追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てると判定した場合に、追跡の引継ぎ動作が割り当てられた無人艇1000を振切予測位置へ移動させる動作指令、無人艇1000を振切予測位置へ振切予測時刻までに移動させる動作指令、の少なくともいずれかを決定する。 When the tracking state determined by the tracking state determination unit 2330 is determined to be a run-out symptom state, a run-out occurrence state, or a position capture lost state, and the operation allocation determination unit 2420 determines that the role of taking over the tracking operation is to be assigned to another unmanned boat 1000 different from the unmanned boat 1000 performing the tracking, the tracking operation determination unit 2430 determines at least one of an operation command to move the unmanned boat 1000 assigned to take over the tracking operation to the predicted run-out position, or an operation command to move the unmanned boat 1000 to the predicted run-out position by the predicted run-out time.

追跡動作決定部2430は、全体動作決定部2410により全体動作指令が「追跡」に決定された場合に、複数の無人艇1000による追跡隊形に関する動作指令を決定する機能を有していても良い。以下、追跡隊形に関する動作指令を判定する方法について図17を用いて説明する。 The tracking operation determination unit 2430 may have a function of determining an operation command for a tracking formation of multiple unmanned boats 1000 when the overall operation determination unit 2410 determines the overall operation command to be "tracking." Below, a method for determining an operation command for the tracking formation is explained with reference to FIG. 17.

図17は、追跡動作決定部2430により決定される追跡隊形指令の状態を示す状態遷移図である。図17に示す通り、追跡動作決定部2430により判定される追跡隊形指令は、対象物の進行方向の後方から追跡する「単純追跡配置」、対象物の進行方向に対して左右の2方向から追跡する「左右追跡配置」、対象物の進行方向に対して左右及び後方の3方向から追跡する「左右後方追跡配置」、対象物の進行方向に対して前後左右の4方向から追跡する「左右前後追跡配置」、対象物の進行方向の前方から追跡する「予測進路前方進路妨害追跡」、追跡を断念する「追跡断念」、追跡を終了する「追跡終了」の動作指令を含む。 17 is a state transition diagram showing the state of the tracking formation command determined by the tracking operation determination unit 2430. As shown in FIG. 17, the tracking formation command determined by the tracking operation determination unit 2430 includes the operation commands "simple tracking arrangement" for tracking from behind the moving direction of the object, "left and right tracking arrangement" for tracking from two directions, left and right, with respect to the moving direction of the object, "left and right rear tracking arrangement" for tracking from three directions, left and right and rear, with respect to the moving direction of the object, "left and right front and rear tracking arrangement" for tracking from four directions, front and rear, left and right, with respect to the moving direction of the object, "predicted path forward path obstruction tracking" for tracking from ahead of the moving direction of the object, "abandon tracking" for abandoning tracking, and "end tracking" for ending tracking.

例えば、追跡動作決定部2430は、種別判定部2210により判定された対象物の種別、または警戒レベルに応じて、追跡隊形指令を決定することができる。例えば、警戒レベルが相対的に高い対象物に対しては、より多くの無人艇が追跡を行う「左右前後追跡配置」とすることができ、逆に、警戒レベルが相対的に低い対象物に対しては、少ない無人艇で追跡を行う「単純追跡配置」とすることができる。また、追跡動作決定部2430は、航行パターン判定部2250や行動ステータス判定部2260で判定された対象物の状態に応じて、追跡隊形指令を決定することができ、判定された対象物の状態が変化した場合には変化後の対象物の状態に応じて追跡隊形指令を変更することができる。 For example, the tracking operation determination unit 2430 can determine a tracking formation command according to the type of object determined by the type determination unit 2210 or the alert level. For example, for an object with a relatively high alert level, a "left/right/front/back tracking arrangement" in which more unmanned boats perform tracking can be used, and conversely, for an object with a relatively low alert level, a "simple tracking arrangement" in which fewer unmanned boats perform tracking can be used. In addition, the tracking operation determination unit 2430 can determine a tracking formation command according to the state of the object determined by the navigation pattern determination unit 2250 or the action status determination unit 2260, and if the determined state of the object changes, the tracking formation command can be changed according to the changed state of the object.

追跡動作決定部2430は、全体動作決定部2410により全体動作指令が「追跡」に決定された場合に、複数の無人艇1000同士や対象物との相対距離制御に関する動作指令を決定する機能を有していても良い。以下、相対距離制御に関する動作指令を判定する方法について図18を用いて説明する。 The tracking operation determination unit 2430 may have a function of determining an operation command related to relative distance control between the multiple unmanned boats 1000 or between the unmanned boats 1000 and an object when the overall operation determination unit 2410 determines the overall operation command to be "tracking." Below, a method of determining an operation command related to relative distance control is explained with reference to FIG. 18.

図18は、追跡動作決定部2430により決定される相対距離制御指令の状態を示す状態遷移図である。図18に示す通り、追跡動作決定部2430により決定される相対距離制御指令は、対象物に対する追跡動作を行う複数の無人艇1000同士の衝突防止動作、追跡中の無人艇と対象物の衝突防止動作、追跡中の無人艇と対象物の距離を短くする動作、追跡中の無人艇と対象物の距離を長くする動作、追跡、追跡終了の動作指令を含む。 Figure 18 is a state transition diagram showing the state of the relative distance control command determined by the tracking operation determination unit 2430. As shown in Figure 18, the relative distance control command determined by the tracking operation determination unit 2430 includes an operation to prevent collision between multiple unmanned boats 1000 performing a tracking operation on an object, an operation to prevent collision between the unmanned boat being tracked and the object, an operation to shorten the distance between the unmanned boat being tracked and the object, an operation to lengthen the distance between the unmanned boat being tracked and the object, tracking, and operation commands to end tracking.

また、追跡動作決定部2430は、航行パターン判定部2250や行動ステータス判定部2260で判定された対象物の状態に応じて、相対距離制御指令を決定することができ、更に、判定された対象物の状態が変化した場合には変化後の対象物の状態に応じて相対距離制御指令を変更することができる。 The tracking operation determination unit 2430 can determine a relative distance control command according to the state of the object determined by the navigation pattern determination unit 2250 or the action status determination unit 2260, and can further change the relative distance control command according to the state of the object after the change if the determined state of the object changes.

ここで、他の無人艇1000の間の相対距離が接近しすぎて衝突する可能性がある場合には高い優先度で相対距離を大きくして衝突回避させる位置制御が必要なため、無人艇1000同士の衝突防止動作の動作指令状態に遷移する。また、対象物と無人艇1000の間の相対距離が接近しすぎて衝突する可能性がある場合には高い優先度で相対距離を大きくして衝突回避させる位置制御が必要なため、対象物の衝突防止動作の動作指令状態に遷移する。なお、図18に示す相対距離制御は、小隊1010内で互いに通信する無人艇1000間の相対距離が通信可能距離を超えない範囲内で制御される。そのため、追跡を行う無人艇1000と通信を行う他の無人艇1000との相対距離が広がり、通信可能距離の上限に近づいた場合には、相対距離制御のステータスを追跡終了に遷移させ、通信可能距離の範囲内に維持するように無人艇1000の位置を制御する。 Here, if the relative distance between the other unmanned boats 1000 is too close and there is a possibility of collision, position control is required to increase the relative distance with high priority to avoid collision, so the state transitions to an operation command state for the collision prevention operation between the unmanned boats 1000. Also, if the relative distance between the target and the unmanned boat 1000 is too close and there is a possibility of collision, position control is required to increase the relative distance with high priority to avoid collision, so the state transitions to an operation command state for the collision prevention operation of the target. Note that the relative distance control shown in FIG. 18 is controlled within a range in which the relative distance between the unmanned boats 1000 communicating with each other in the platoon 1010 does not exceed the communication distance. Therefore, if the relative distance between the unmanned boat 1000 performing tracking and the other unmanned boats 1000 communicating with it increases and approaches the upper limit of the communication distance, the status of the relative distance control is transitioned to end tracking, and the position of the unmanned boat 1000 is controlled to maintain it within the communication distance range.

追跡振切対応アクション決定部2440は、無人艇1000による追跡が振り切られる直前に行う振切直前アクションを決定する機能を有する。追跡振切対応アクション決定部2440は、例えば、対象物に対して塗料を噴射又は投げつけて対象物に塗料を付着させる塗料付着、または対象物に対して発信機などを噴射又は投げつけて対象物に発信機等を付着させる発信機付着を振切直前アクションとして決定することができる。また、追跡振切対応アクション決定部2440は、例えば、追跡状態判定部2330により判定した追跡状態が振切兆候状態である場合に、上記した振切直前アクションを実行すると決定することができる。 The tracking-break-off response action determination unit 2440 has a function of determining an action to be taken just before the unmanned boat 1000 breaks off from tracking. The tracking-break-off response action determination unit 2440 can determine, for example, paint attachment, which involves spraying or throwing paint at the target object to cause the paint to adhere to the target, or transmitter attachment, which involves spraying or throwing a transmitter or the like at the target to cause the transmitter or the like to adhere to the target, as the action just before the break-off. In addition, the tracking-break-off response action determination unit 2440 can determine to execute the just before the break-off action described above, for example, when the tracking state determined by the tracking state determination unit 2330 is a state indicating a break-off.

また、追跡状態判定部2330により判定される追跡状態が、振切兆候状態、または振切発生状態、または位置捕捉ロスト状態に該当すると判定された場合に、追跡振切対応アクション決定部2440は、追跡を実行する無人艇1000とは異なる他の無人艇1000に追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てるか否かを決定することができる。 In addition, when the tracking state determined by the tracking state determination unit 2330 is determined to correspond to a run-off symptom state, a run-off occurrence state, or a position capture lost state, the tracking run-off response action determination unit 2440 can determine whether or not to assign the role of taking over the tracking operation to another unmanned boat 1000 different from the unmanned boat 1000 performing the tracking.

また、追跡を実行する無人艇1000とは異なる他の無人艇1000に追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てると判定した場合に、追跡振切対応アクション決定部2440は、対象物の追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てる無人艇の選定を行うことができる。 In addition, when it is determined that the role of taking over the tracking operation should be assigned to another unmanned boat 1000 other than the unmanned boat 1000 performing the tracking, the tracking cut-off response action decision unit 2440 can select an unmanned boat to which the role of taking over the tracking operation of the target object should be assigned.

また、追跡状態判定部2330により判定される追跡状態が、振切発生状態、または位置捕捉ロスト状態に該当する場合に、追跡振切対応アクション決定部2440は、振切発生状態または位置捕捉ロスト状態となった無人艇1000、または通信中継、計測データの蓄積、計測データの分析処理等の役割が完了した無人艇1000に対して、対象物の追跡の引継ぎ動作の役割、対象物の移動先への先回り動作の役割、対象物に対する包囲動作の役割、複数の無人艇の間の通信中継を行う役割、計測データの蓄積を行う役割、計測データの分析処理を行う役割、の少なくともいずれかを含む動作役割の最適割り当てを行うことができる。 In addition, when the tracking state determined by the tracking state determination unit 2330 corresponds to a lost-behind state or a position capture lost state, the tracking lost-behind response action determination unit 2440 can optimally assign operational roles to the unmanned boat 1000 that has entered the lost-behind state or the position capture lost state, or to the unmanned boat 1000 that has completed roles such as communication relay, accumulation of measurement data, and analysis and processing of measurement data, including at least one of the following: a role to take over tracking of the target object, a role to perform an advance operation to the target object's destination, a role to perform an encirclement operation for the target object, a role to relay communication between multiple unmanned boats, a role to accumulate measurement data, and a role to perform analysis and processing of measurement data.

また、追跡振切対応アクション決定部2440は、一例として、追跡状態判定部2330により無人艇1000による対象物の位置捕捉がロストした捕捉ロストを判定した場合、または捕捉ロスト予測部2320により捕捉ロストが将来発生すると判定した場合に、追跡状態判定部2330または捕捉ロスト予測部2320により判定した、現在の捕捉ロストの発生情報、将来の捕捉ロストの発生予測情報、ロスト予測位置、ロスト予測時刻、対象物に関する情報の少なくともいずれかを含む情報を、情報通信部2700を介して、協調システム5000や外部システム6000、またはその他の外部のシステムへ送信出力することを決定する。 In addition, as an example, when the tracking state determination unit 2330 determines that the unmanned boat 1000 has lost capture of the target object, or when the capture loss prediction unit 2320 determines that a capture loss will occur in the future, the tracking loss response action determination unit 2440 determines to transmit and output information including at least one of the current capture loss occurrence information, predicted future capture loss occurrence information, predicted loss position, predicted loss time, and information about the target object, determined by the tracking state determination unit 2330 or the capture loss prediction unit 2320, to the cooperative system 5000, the external system 6000, or other external systems via the information communication unit 2700.

包囲動作決定部2450は、全体動作決定部2410により「包囲」の動作指令を決定した場合に、対象物が複数の無人艇1000の隊形の内側に入るように無人艇1000を移動させる制御動作の内容を決定する機能部である。包囲動作決定部2450は、例えば、動作割当決定部2420により包囲の動作役割を割り当てられた無人艇1000に対する包囲のための移動目標位置を算出し、当該位置への包囲移動指令を決定する。また、当該包囲移動指令には移動目標時刻が含まれていても良い。 The encirclement operation determination unit 2450 is a functional unit that, when a "encirclement" operation command is determined by the overall operation determination unit 2410, determines the content of a control operation to move the unmanned boat 1000 so that the target object is inside the formation of multiple unmanned boats 1000. The encirclement operation determination unit 2450, for example, calculates a movement target position for encirclement of the unmanned boat 1000 that has been assigned the encirclement operation role by the operation allocation determination unit 2420, and determines an encirclement movement command to that position. The encirclement movement command may also include a movement target time.

包囲動作決定部2450は、例えば、複数の無人艇1000の隊形を変更せずに、対象物の位置が複数の無人艇1000が展開するエリアの内側に入るように、もしくは無人艇1000が展開するエリアの中央位置に近づくように、複数の無人艇1000で構成される小隊1010全体を移動させる包囲動作指令を決定することができる。 The encirclement operation determination unit 2450 can, for example, determine an encirclement operation command to move the entire platoon 1010 consisting of multiple unmanned boats 1000 so that the position of the target object is inside the area in which the multiple unmanned boats 1000 are deployed, or so that the target object is closer to the central position of the area in which the unmanned boats 1000 are deployed, without changing the formation of the multiple unmanned boats 1000.

また、他の例として、包囲動作決定部2450は、例えば、複数の無人艇1000により対象物を囲うように隊形を変更することで対象物が複数の無人艇1000の隊形の内側に入るように無人艇1000を移動させる包囲動作指令を決定することができる。包囲動作決定部2450による小隊1010の制御の具体例は後述する。 As another example, the encirclement operation determination unit 2450 can determine an encirclement operation command to move the unmanned boats 1000 so that the target object is inside the formation of the multiple unmanned boats 1000 by changing the formation so that the target object is surrounded by the multiple unmanned boats 1000. A specific example of the control of the platoon 1010 by the encirclement operation determination unit 2450 will be described later.

先回り動作決定部2460は、全体動作決定部2410により、対象物の移動先へ無人艇を先回りさせる「先回り」の動作指定が決定された場合に、小隊1010を構成する複数の無人艇1000の少なくとも一部に対して、対象物の移動先と予測される位置またはその周辺エリアを先回り目標位置として算出し、更には先回り目標位置までの移動する目標時刻を算出し、これらの目標位置と目標時刻を含む動作指令を決定する。 When the overall operation decision unit 2410 decides on an "advance" operation designation to have the unmanned boat advance to the target object's destination, the anticipatory operation decision unit 2460 calculates the predicted target location of the target object or its surrounding area as an anticipatory target position for at least some of the multiple unmanned boats 1000 constituting the platoon 1010, and further calculates the target time for moving to the anticipatory target position, and determines an operation command including these target positions and target times.

先回り動作指令の移動目標となる先回りエリアの決定方法として、例えば、先回り動作決定部2460は、対象物分析判定部2200により判定された、対象物の過去の移動軌跡、対象物の現在の進行方向、対象物の現在の機首方向、対象物の将来の予測経路、対象物の将来時刻における予測位置に基づいて、対象物の過去の移動軌跡の延長線上若しくは当該延長線上の周辺エリア、対象物の現在の進行方向の前方若しくはその周辺エリア、対象物の現在の機首方向の前方若しくはその周辺エリア、対象物の将来の予測経路上若しくは前記予測経路上の周辺エリア、対象物の将来時刻における予測位置若しくは前記予測位置の周辺エリアの少なくともいずれかの位置又はエリアを、先回りを行う目標位置またはエリアとして決定することができる。 As a method of determining the advance area that is the movement target of the advance operation command, for example, the advance operation determination unit 2460 can determine, based on the past movement trajectory of the object, the current traveling direction of the object, the current nose direction of the object, the future predicted path of the object, and the predicted position of the object at a future time determined by the object analysis and determination unit 2200, at least one of the following positions or areas as a target position or area for advancement: an extension of the past movement trajectory of the object or the surrounding area of said extension, forward of the current traveling direction of the object or the surrounding area, forward of the current nose direction of the object or the surrounding area, on the future predicted path of the object or the surrounding area of said predicted path, the predicted position of the object at a future time, or the surrounding area of said predicted position.

なお、先回り動作決定部2460は、例えば、追跡状態判定部2330により判定した追跡状態が、振切兆候状態または振切発生状態である場合に、上記した方法により先回りを行う目標位置またはエリアを決定する。 Note that the proactive operation determination unit 2460 determines the target position or area for proactive operation using the above-mentioned method, for example, when the tracking state determined by the tracking state determination unit 2330 is a run-out symptom state or a run-out occurrence state.

動作指令確定部2470は、上述した動作マネジメント部2400の各決定部により生成された動作指令候補の情報と、後述するユーザインターフェース部2500から取得するユーザ入力情報に基づいて、動作指令を確定する機能部である。または、上述した動作マネジメント部2400の各決定部により生成された動作指令候補の情報と、外部ユーザ入力情報取得部2414により取得した協調システム5000から受付けた外部ユーザ入力情報に基づいて、動作指令を確定する機能部である。 The operation command determination unit 2470 is a functional unit that determines an operation command based on the information of the operation command candidates generated by each determination unit of the operation management unit 2400 described above and user input information acquired from the user interface unit 2500 described below. Alternatively, it is a functional unit that determines an operation command based on the information of the operation command candidates generated by each determination unit of the operation management unit 2400 described above and external user input information received from the collaborative system 5000 acquired by the external user input information acquisition unit 2414.

例えば、動作指令確定部2470は、ユーザ入力情報または外部ユーザ入力情報の入力が無い場合には、動作マネジメント部2400の各決定部により生成された動作指令候補を動作指令として確定し、ユーザ入力情報または外部ユーザ入力情報の入力がある場合には、動作マネジメント部2400の各決定部により生成された動作指令候補と、ユーザ入力情報または外部ユーザ入力情報の両方に基づいて動作指令を確定、もしくはユーザ入力情報または外部ユーザ入力情報のみに基づいて動作指令を確定することができる。 For example, when there is no input of user input information or external user input information, the operation command determination unit 2470 can determine the operation command candidates generated by each determination unit of the operation management unit 2400 as operation commands, and when there is input of user input information or external user input information, the operation command determination unit 2470 can determine the operation command based on both the operation command candidates generated by each determination unit of the operation management unit 2400 and the user input information or external user input information, or can determine the operation command based only on the user input information or external user input information.

(A-1-5-5.ユーザインターフェース部2500)
ユーザインターフェース部2500は、動作マネジメント部2400により決定された各動作指令、対象物分析判定部2200により判定された対象物に関する各情報、システム状態判定部2300により判定された各情報を表示出力し、ユーザから表示した動作情報や他情報に対するユーザ入力情報を受け付ける機能部である。ユーザインターフェース部2500は、表示部2510と、ユーザ入力受付部2520を備える。
(A-1-5-5. User interface unit 2500)
The user interface unit 2500 is a functional unit that displays and outputs each operation command determined by the operation management unit 2400, each piece of information related to the object determined by the object analysis and determination unit 2200, and each piece of information determined by the system state determination unit 2300, and receives user input information for the displayed operation information and other information. The user interface unit 2500 includes a display unit 2510 and a user input receiving unit 2520.

表示部2510は、動作マネジメント部2400により決定された各動作指令、対象物分析判定部2200により判定された対象物に関する各情報、システム状態判定部2300により判定された各情報を表示出力する機能部である。 The display unit 2510 is a functional unit that displays and outputs each operation command determined by the operation management unit 2400, each piece of information related to the object determined by the object analysis and determination unit 2200, and each piece of information determined by the system state determination unit 2300.

また、表示部2510には、例えば、対象物分析判定部2200により判定された対象物の種別、移動性能、過去の移動経路、現在位置、将来時刻における予測位置(沿岸への上陸位置と時刻情報を含んでいても良い)、およびその他の対象物に関する各種情報が表示されても良い。また、表示部2510には、無人艇状態判定部2310により判定された無人艇の過去の移動経路、現在位置、将来時刻における予測位置、更には、動作マネジメント部2400で決定された、無人艇毎に割り当てられた動作役割(追跡、引継ぎ追跡、先回り、包囲など)、引継ぎ予定位置、引継ぎ予定時刻などが表示されても良い。 The display unit 2510 may also display, for example, the type of object determined by the object analysis and determination unit 2200, its movement performance, past movement route, current position, predicted position at a future time (which may include the landing position on the coast and time information), and various other information related to the object. The display unit 2510 may also display the past movement route, current position, predicted position at a future time of the unmanned boat determined by the unmanned boat status determination unit 2310, as well as the operation role (tracking, handover tracking, advance, encirclement, etc.), planned handover position, planned handover time, etc. assigned to each unmanned boat determined by the operation management unit 2400.

また、後述する情報通信部2700により、捕捉ロストに関する情報や対象物に関する情報を協調システム5000や外部システム6000、またはその他の外部のシステムへ送信する場合に、外部の送信先の連絡先、連絡手段、所在地などの情報を表示部2510へ表示しても良い。 In addition, when the information communication unit 2700 described below transmits information regarding capture loss or information regarding the target object to the collaborative system 5000, the external system 6000, or other external systems, information such as the contact details, contact method, and location of the external destination may be displayed on the display unit 2510.

また、対象物分析判定部2200の進路予測判定部2240により対象物の予測進路として複数の進路候補を判定した場合に、当該予測進路毎の確率も含めて海図上に表示しても良い。なお、ユーザは後述するユーザ入力受付部2520を介して、複数の進路候補から1つの進路候補を選択入力することができる。 In addition, when the path prediction determination unit 2240 of the object analysis determination unit 2200 determines multiple path candidates as the predicted path of the object, the probability of each predicted path may also be displayed on the nautical chart. The user can select and input one path candidate from the multiple path candidates via the user input reception unit 2520 described later.

ユーザ入力受付部2520は、表示部2510により表示された各情報、特に動作指令の候補に対するユーザ入力を受け付ける機能部である。ユーザ入力情報には、複数の動作指令の候補から任意の動作指令を選択する選択入力、動作指令の候補を承認する承認入力、動作指令候補の一部を修正する修正要望入力、または動作指令候補とは異なる介入動作の実行を指示する介入動作指令入力を含むことができる。また、上記したユーザ入力情報の受付は、表示部2510の表示画面に設けられた操作ボタンを介して受付を行うこともできる。 The user input receiving unit 2520 is a functional unit that receives user input for each piece of information displayed by the display unit 2510, particularly for candidate operation commands. User input information can include a selection input for selecting an arbitrary operation command from a plurality of candidate operation commands, an approval input for approving a candidate operation command, a correction request input for correcting a part of the candidate operation command, or an intervention operation command input for instructing the execution of an intervention operation different from the candidate operation command. In addition, the above-mentioned user input information can also be received via an operation button provided on the display screen of the display unit 2510.

また、ユーザ入力受付部2520は、無人艇1000により取得された計測データの表示要求を受け付ける機能を有していても良い。その場合、計測データの優先表示要望として、早期に表示可能な計測データを優先して表示する時間優先表示、詳細な計測データを優先して表示する詳細画像優先表示、ユーザによる指定エリアの計測データを優先して表示するエリア指定優先表示などの優先的に表示を行う優先要望を受け付ける機能を設けることができる。また、上記した計測データの表示要求を受け付けた場合に、当該計測データを表示可能な表示予測時間を表示部2510に表示しても良い。また、上記した計測データの優先表示要望を受け付けた場合には、指定された優先表示に応じた計測データの表示予測時間を表示部2510に表示しても良い。 The user input reception unit 2520 may also have a function to receive a display request for measurement data acquired by the unmanned boat 1000. In this case, a function to receive a priority request for displaying measurement data in a prioritized manner, such as a time priority display that prioritizes displaying measurement data that can be displayed early, a detailed image priority display that prioritizes displaying detailed measurement data, and an area designation priority display that prioritizes displaying measurement data in an area designated by the user, may be provided. When the above-mentioned request for displaying measurement data is received, a predicted display time for which the measurement data can be displayed may be displayed on the display unit 2510. When the above-mentioned request for displaying measurement data in a prioritized manner is received, a predicted display time for the measurement data according to the designated priority display may be displayed on the display unit 2510.

また、ユーザ入力受付部2520は、表示部2510に計測データを表示させる際に、最新の計測データの表示、または指定した過去の時刻に計測した過去の計測データの表示を含む表示モードをユーザから受け付けることができる。また、無人艇1000が最新の計測データを取得した場合に、表示部2510などにより最新の計測データが更新されたことをユーザに通知しても良い。 Furthermore, when displaying measurement data on the display unit 2510, the user input receiving unit 2520 can receive from the user a display mode including displaying the latest measurement data or displaying past measurement data measured at a specified past time. Furthermore, when the unmanned boat 1000 acquires the latest measurement data, the display unit 2510 or the like may notify the user that the latest measurement data has been updated.

(A-1-5-6.動作指令部2600)
動作指令部2600は、前記した動作指令確定部2470により確定した動作指令を、通信衛星3000や飛行体や地上基地局4000を介して、無人艇1000に送信出力する機能部である。
(A-1-5-6. Operation command section 2600)
The action command unit 2600 is a functional unit that transmits and outputs the action command determined by the action command determination unit 2470 described above to the unmanned boat 1000 via the communication satellite 3000, the aircraft, or the ground base station 4000.

(A-1-5-7.情報通信部2700)
情報通信部2700は、対象物分析判定部2200による対象物に関する判定結果、システム状態判定部2300による判定結果、または動作マネジメント部2400により生成された動作指令の各情報を協調システム5000や外部システム6000、またはその他の外部のシステムへ出力する機能部である。また、報通信部2700は、追跡振切対応アクション決定部2440の決定した指令に応じて、追跡状態判定部2330または捕捉ロスト予測部2320により判定した、現在の捕捉ロストの発生情報、将来の捕捉ロストの発生予測情報、ロスト予測位置、ロスト予測時刻、対象物に関する情報の少なくともいずれかを含む情報を、協調システム5000や外部システム6000、またはその他の外部のシステムへ送信出力することができる。
(A-1-5-7. Information and Communications Department 2700)
The information communication unit 2700 is a functional unit that outputs each information of the determination result regarding the object by the object analysis determination unit 2200, the determination result by the system state determination unit 2300, or the operation command generated by the operation management unit 2400 to the cooperative system 5000, the external system 6000, or other external systems. In addition, the information communication unit 2700 can transmit and output information including at least one of the current capture loss occurrence information, the future capture loss occurrence prediction information, the loss prediction position, the loss prediction time, and the information regarding the object determined by the tracking state determination unit 2330 or the capture loss prediction unit 2320 according to the command determined by the tracking loss response action determination unit 2440 to the cooperative system 5000, the external system 6000, or other external systems.

ここまで図6,7,9を用いて説明した無人艇1000と統括制御システム2000に実装される各機能は、あくまでも実施形態の一つであり、本発明はこの実装例に限定されない。つまり、図6及び7に示す無人艇1000に実装される機能の一部(主に判定部1500の機能)は、統括制御システム2000に実装することが可能である。また他方で、図9に示す統括制御システム2000に実装される機能の一部(主に、情報インポート部2100、対象物分析判定部2200、システム状態判定部2300、動作マネジメント部2400、動作指令部2600の少なくともいずれか)は、無人艇1000に実装することも可能である。 The functions implemented in the unmanned boat 1000 and the overall control system 2000 described above using Figures 6, 7, and 9 are merely one embodiment, and the present invention is not limited to this implementation example. In other words, some of the functions implemented in the unmanned boat 1000 shown in Figures 6 and 7 (mainly the function of the determination unit 1500) can be implemented in the overall control system 2000. On the other hand, some of the functions implemented in the overall control system 2000 shown in Figure 9 (mainly at least one of the information import unit 2100, object analysis and determination unit 2200, system state determination unit 2300, operation management unit 2400, and operation command unit 2600) can also be implemented in the unmanned boat 1000.

(A-1-6.ハードウェア構成)
図19は、統括制御システム2000のハードウェア構成図である。ここで、本発明における統括制御システム2000は、サーバ装置やPCなどの情報処理装置である。図示するように、統括制御システム2000は、入力装置100と、出力装置200と、処理装置300と、主記憶装置400と、補助記憶装置500と、通信装置600と、これらの各装置を電気的に接続するバス700と、を有する。
(A-1-6. Hardware configuration)
19 is a hardware configuration diagram of a supervisory control system 2000. Here, the supervisory control system 2000 in the present invention is an information processing device such as a server device or a PC. As shown in the figure, the supervisory control system 2000 has an input device 100, an output device 200, a processing device 300, a main memory device 400, an auxiliary memory device 500, a communication device 600, and a bus 700 that electrically connects these devices.

入力装置100は、ユーザインターフェース部2500のユーザ入力受付部2520を構成することができ、ユーザが統括制御システム2000に情報や指示を入力するための装置である。具体的には、入力装置100は、例えばタッチパネル、キーボード、マウスあるいはマイクロフォンのような音声入力装置である。 The input device 100 can constitute the user input receiving unit 2520 of the user interface unit 2500, and is a device that allows a user to input information and instructions to the integrated control system 2000. Specifically, the input device 100 is, for example, a touch panel, a keyboard, a mouse, or a voice input device such as a microphone.

出力装置200は、統括制御システム2000により生成された各種情報を出力する装置であり、ユーザインターフェース部2500の表示部2510を構成することができる。具体的には、出力装置200は、アイウェア、AR、VRのディスプレイ装置などで表示部2510を構成でき、またプリンタあるいはスピーカであっても良い。 The output device 200 is a device that outputs various information generated by the overall control system 2000, and can constitute the display unit 2510 of the user interface unit 2500. Specifically, the output device 200 can constitute the display unit 2510 with a display device for eyewear, AR, or VR, or it can also be a printer or a speaker.

処理装置300は、例えば演算処理を行う装置である。具体的には、処理装置300は、例えば、CPU、マイクロプロセッサ、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、あるいはその他の演算できる半導体デバイス等である。 The processing device 300 is, for example, a device that performs arithmetic processing. Specifically, the processing device 300 is, for example, a CPU, a microprocessor, a GPU (Graphics Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or other semiconductor devices capable of performing calculations.

主記憶装置400は、読み出した各種情報を一時的に格納するRAMや処理装置300で実行されるプログラムやアプリケーションプログラムおよびその他の様々な情報等を格納するROMといったメモリ装置である。補助記憶装置500は、デジタル情報を記憶可能なHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。 The main memory device 400 is a memory device such as a RAM that temporarily stores various read information and a ROM that stores programs and application programs executed by the processing device 300 and various other information. The auxiliary memory device 500 is a non-volatile memory device such as a hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), or flash memory that can store digital information.

通信装置600は、外部との間で無線あるいは有線による情報通信を行う装置であり、前述した情報通信部2700を構成することができる。 The communication device 600 is a device that performs wireless or wired information communication with the outside world, and can constitute the information communication unit 2700 described above.

(A-1-7.制御システム1の制御フロー)
次に、制御システム1全体の制御フローを説明する。図20は、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。
(A-1-7. Control flow of control system 1)
Next, a description will be given of the overall control flow of the control system 1. FIG 20 is a flow chart showing the process flow of the control system 1.

まず、情報インポート部2100により外部システム6000から情報を取得する(ステップ101)。 First, the information import unit 2100 acquires information from the external system 6000 (step 101).

次いで、無人艇1000の判定部1500により対象物の検出処理を行う(ステップ102)。 Then, the determination unit 1500 of the unmanned boat 1000 performs object detection processing (step 102).

次いで、対象物分析判定部2200により対象物の検出情報や計測データに基づいて対象物の分析を行い、対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する(ステップ103)。本ステップの詳細は後述する。 Then, the object analysis and determination unit 2200 analyzes the object based on the detection information and measurement data of the object, and determines at least one of the object's type, operating state, and dynamic performance (step 103). Details of this step will be described later.

次いで、システム状態判定部2300により無人艇1000の現在若しくは将来の状態、または無人艇1000と対象物(不審船7000)の現在若しくは将来の相対的な動作状態を判定する(ステップ104)。本ステップの詳細は後述する。 Then, the system state determination unit 2300 determines the current or future state of the unmanned boat 1000, or the current or future relative operating state of the unmanned boat 1000 and the target object (suspicious ship 7000) (step 104). Details of this step will be described later.

次いで、動作マネジメント部2400により複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定する(ステップ105)。本ステップの詳細は後述する。 Then, the operation management unit 2400 determines the contents of the operation commands to be sent to the multiple unmanned boats (step 105). The details of this step will be described later.

次いで、ユーザインターフェース部2500により動作指令の候補情報等を表示し、ユーザから表示した動作情報や他情報に対するユーザ入力情報を受け付ける(ステップ106)。 Then, the user interface unit 2500 displays candidate information for operation commands, etc., and accepts user input information for the displayed operation information and other information (step 106).

次いで、動作指令部2600により動作指令を無人艇1000に送信して、無人艇1000による動作を実行する(ステップ107)。 Then, the operation command unit 2600 transmits an operation command to the unmanned boat 1000, and the unmanned boat 1000 executes the operation (step 107).

(A-1-8.制御システム1内の制御シーケンス)
次に、制御システム1内の各システム間の制御シーケンスを説明する。図21は、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。
(A-1-8. Control sequence in control system 1)
Next, a description will be given of a control sequence between the systems in the control system 1. FIG 21 is a sequence diagram showing the exchange of signals between the systems in the control system 1.

まず、外部システム6000からAIS情報や衛星関連情報が統括制御システム2000に送信される。 First, AIS information and satellite-related information are transmitted from the external system 6000 to the integrated control system 2000.

次いで、無人艇1000を構成する子機1002から親機1001に対して、計測データが送信され、親機1001の初期検出部1511により対象物を検出した場合には、親機1001から子機1002へ詳細計測指令が送信される。子機1002は、詳細計測指令に従って詳細計測を行い、詳細計測データを親機1001へ送信する。 Next, measurement data is transmitted from the slave unit 1002 constituting the unmanned boat 1000 to the master unit 1001, and when an object is detected by the initial detection unit 1511 of the master unit 1001, a detailed measurement command is transmitted from the master unit 1001 to the slave unit 1002. The slave unit 1002 performs detailed measurement in accordance with the detailed measurement command and transmits the detailed measurement data to the master unit 1001.

次いで、親機1001の対象物該否判定部1514において、検出した対象物が監視すべき対象物に該当すると判定した場合に、子機1002で計測した計測データと、親機1001の判定部1500で判定した詳細検出結果の情報を統括制御システム2000に送信する。 Next, if the object suitability determination unit 1514 of the parent unit 1001 determines that the detected object is an object to be monitored, the measurement data measured by the child unit 1002 and the detailed detection result information determined by the determination unit 1500 of the parent unit 1001 are transmitted to the overall control system 2000.

次いで、統括制御システム2000において対象物の分析判定、システム状態の判定、無人艇の動作指令の候補を生成し、協調システム5000に対して判定情報と動作指令を送信する。 Then, the overall control system 2000 analyzes and judges the object, judges the system status, generates candidates for operation commands for the unmanned boat, and transmits the judgment information and operation commands to the collaboration system 5000.

次いで、統括制御システム2000は、協調システム5000から外部ユーザ入力情報を受け付けて、外部ユーザ入力情報と統括制御システム2000内で生成した動作指令に基づいて、動作指令を確定し、確定した動作指令(追跡指令など)を親機1001に送信する。 Then, the overall control system 2000 accepts external user input information from the collaborative system 5000, determines an operation command based on the external user input information and the operation command generated within the overall control system 2000, and transmits the determined operation command (such as a tracking command) to the parent unit 1001.

次いで、動作指令を受信した親機1001は、動作指令に含まれる自機に対する指令動作を実行すると共に、同じ小隊1010内の他の子機1002に動作指令(追跡指令など)を送信する。 Next, the parent unit 1001 that receives the operation command executes the command action for its own unit contained in the operation command, and also transmits operation commands (such as a tracking command) to other child units 1002 in the same platoon 1010.

次いで、子機1002は、動作指令(追跡指令など)に含まれる自機に対する指令動作を実行する。更に、自機が対象物の追跡を行う場合には、追跡の過程で取得した計測データを親機1001に送信する。 The child device 1002 then executes the command action for its own device contained in the operation command (such as a tracking command). Furthermore, when the child device tracks an object, it transmits measurement data acquired during the tracking process to the parent device 1001.

親機1001は、子機1002から受信した計測データに基づいて、対象物の検出分析を行い、計測データと検出分析結果を統括制御システム2000に送信する。 The parent unit 1001 detects and analyzes the object based on the measurement data received from the child unit 1002, and transmits the measurement data and the detection analysis results to the overall control system 2000.

統括制御システム2000は、親機1001から受信した計測データと検出分析結果に基づいて、対象物の分析判定、システム状態の判定、無人艇の動作指令の候補を生成し、協調システム5000に対して判定情報と動作指令を送信する。 Based on the measurement data and detection analysis results received from the parent unit 1001, the overall control system 2000 performs an analysis and judgment of the object, judges the system status, and generates candidates for operation commands for the unmanned boat, and transmits the judgment information and operation commands to the collaborative system 5000.

次いで、統括制御システム2000は、協調システム5000から外部ユーザ入力情報を受け付けて、外部ユーザ入力情報と統括制御システム2000内で生成した動作指令に基づいて、動作指令を確定し、確定した動作指令(振切後動作など)を親機1001に送信する。 Then, the overall control system 2000 accepts external user input information from the collaborative system 5000, determines an operation command based on the external user input information and the operation command generated within the overall control system 2000, and transmits the determined operation command (such as a post-swing-off operation) to the parent unit 1001.

次いで、動作指令を受信した親機1001は、動作指令に含まれる自機に対する指令動作を実行すると共に、同じ小隊1010内の他の子機1002に動作指令(振切後動作など)を送信する。 Next, the parent device 1001 that received the operation command executes the commanded operation for its own device contained in the operation command, and also transmits operation commands (such as post-swing-off operation) to other child devices 1002 in the same platoon 1010.

(A-1-9.対象物の分析処理)
次に、図22を用いて、対象物の分析判定処理について説明する。図22は、対象物分析判定部2200により実行される対象物の分析判定処理の処理フローを示すフローチャート図である。図22は、特に図20に示したステップ103の詳細処理フローを示している。
(A-1-9. Analysis of Object)
Next, the object analysis and determination process will be described with reference to Fig. 22. Fig. 22 is a flow chart showing the process flow of the object analysis and determination process executed by the object analysis and determination unit 2200. Fig. 22 particularly shows the detailed process flow of step 103 shown in Fig. 20.

まず、種別判定部2210により対象物の種別を判定する(ステップ201)。本ステップでは、例えば、貨物船、定期運航船、旅客船、漁船、プレジャーボート、ヨット、ボート、水上スクーター、ダイバー、海中生物(クジラ、イルカ、魚群など)などを含む種別を判定する。 First, the type of the object is determined by the type determination unit 2210 (step 201). In this step, the type is determined to include, for example, cargo ships, regular service ships, passenger ships, fishing boats, pleasure boats, yachts, boats, water scooters, divers, and marine life (whales, dolphins, schools of fish, etc.).

次いで、動作状態判定部2220により対象物の動的状態を判定する(ステップ202)。本ステップでは、例えば、対象物の過去の移動軌跡、現在の進行方向、現在の機首方向、現在の移動速度、現在の加速度、現在の減速度、現在の位置座標、旋回半径、回頭速度の少なくともいずれかを判定する。 Then, the motion state determination unit 2220 determines the dynamic state of the object (step 202). In this step, for example, at least one of the past movement trajectory, current heading direction, current heading direction, current moving speed, current acceleration, current deceleration, current position coordinates, turning radius, and turning speed of the object is determined.

次いで、性能判定部2230により対象物の移動性能を判定する(ステップ203)。本ステップでは、例えば、例えば、対象物が不審船などである場合には、最高移動速度、最小旋回半径、最高回頭速度、最高加速度、最高減速度、移動可能距離の少なくともいずれかを判定する。 Then, the performance determination unit 2230 determines the movement performance of the object (step 203). In this step, for example, if the object is a suspicious ship, at least one of the maximum movement speed, minimum turning radius, maximum turning speed, maximum acceleration, maximum deceleration, and possible movement distance is determined.

次いで、進路予測判定部2240により対象物の将来進路を予測判定する(ステップ204)。本ステップでは、例えば、対象物の将来の予測経路、将来時刻における予測位置、将来時刻における予測速度、将来時刻における予測進行方向の少なくともいずれかを判定する。 Then, the path prediction determination unit 2240 predicts and determines the future path of the object (step 204). In this step, for example, at least one of the predicted future path of the object, the predicted position at a future time, the predicted speed at a future time, and the predicted direction of travel at a future time is determined.

次いで、航行パターン判定部2250により対象物の航行パターンを判定する(ステップ205)。本ステップでは、例えば、対象物の航行パターンとして、例えば、図10に示すような不審船の速度及び加減速のパターンに関するステータス、図11に示すような不審船の航行進路に関するステータス、または図12に示すような不審船の追跡かく乱航行に関するステータスなどを判定する。 Then, the navigation pattern of the object is determined by the navigation pattern determination unit 2250 (step 205). In this step, the navigation pattern of the object is determined, for example, as a status related to the speed and acceleration/deceleration pattern of the suspicious ship as shown in FIG. 10, a status related to the navigation path of the suspicious ship as shown in FIG. 11, or a status related to the tracking and disruptive navigation of the suspicious ship as shown in FIG. 12.

次いで、行動ステータス判定部2260により対象物の逃走行動状態を判定する(ステップ206)。本ステップでは、例えば、図13に示すような対象物の逃走行動ステータスを判定する。 Then, the behavior status determination unit 2260 determines the escape behavior state of the target (step 206). In this step, for example, the escape behavior status of the target is determined as shown in FIG. 13.

(A-1-10.自システムの動作状態判定)
次に、図23を用いて、無人艇1000の現在若しくは将来の状態、または無人艇1000と対象物(不審船7000)の現在若しくは将来の相対的な動作状態の判定処理について説明する。図23は、システム状態判定部2300により実行される無人艇1000の状態または相対的な動作状態の判定処理フローを示すフローチャート図である。図23は、特に図20に示したステップ104の詳細処理フローを示している。
(A-1-10. Determining the operating state of your own system)
Next, the process of determining the current or future state of the unmanned boat 1000, or the current or future relative operating state of the unmanned boat 1000 and the target (suspicious boat 7000) will be described with reference to Fig. 23. Fig. 23 is a flow chart showing the process flow for determining the state or relative operating state of the unmanned boat 1000 executed by the system state determination unit 2300. Fig. 23 particularly shows a detailed processing flow of step 104 shown in Fig. 20.

まず、無人艇状態判定部2310により無人艇1000の状態を判定する(ステップ301)。本ステップでは、例えば、複数の無人艇の位置、機体数、移動方向、移動速度、移動可能距離、エネルギー残量、無人艇の活動エリアの波や風や潮流などの外部環境下における無人艇の移動速度または移動可能距離を含む移動能力の推定値の少なくともいずれかを判定する。 First, the unmanned boat status determination unit 2310 determines the status of the unmanned boat 1000 (step 301). In this step, for example, at least one of the following is determined: the position of the multiple unmanned boats, the number of aircraft, the moving direction, the moving speed, the possible moving distance, the remaining energy, and an estimated value of the movement capability including the moving speed or the possible moving distance of the unmanned boat under the external environment such as the waves, wind, and currents in the activity area of the unmanned boat.

次いで、捕捉ロスト予測部2320により将来発生する対象物の位置捕捉ロストに関する状態を判定する(ステップ302)。本ステップでは、例えば、対象物の位置捕捉をロストする捕捉ロストが将来発生するか否か、無人艇1000による対象物の位置捕捉が可能なエリア、捕捉ロストが予測されるロスト予測位置、無人艇による位置捕捉が可能な時間、捕捉ロストが予測されるロスト予測時刻の少なくともいずれかを予測する。 Then, the capture loss prediction unit 2320 judges the state regarding future loss of capture of the target object (step 302). In this step, for example, at least one of the following is predicted: whether a capture loss in which the target object's position capture is lost will occur in the future, the area in which the target object can be captured by the unmanned boat 1000, the predicted loss position at which the capture loss is predicted, the time at which the target object can be captured by the unmanned boat, and the predicted loss time at which the capture loss is predicted.

次いで、追跡状態判定部2330により追跡を行う無人艇1000の相対的な動作状態である追跡状態を判定する(ステップ303)。本ステップでは、例えば、図14に示すような追跡状態を判定する。 Next, the tracking state determination unit 2330 determines the tracking state, which is the relative operating state of the unmanned boat 1000 being tracked (step 303). In this step, for example, a tracking state such as that shown in FIG. 14 is determined.

次いで、進路予測状態判定部2340により判定される対象物の将来の予測進路等の予測状態を判定する(ステップ304)。本ステップでは、例えば、図15に示すような進路予測状態を判定する。 Then, the predicted state of the object's future predicted path, etc., determined by the path prediction state determination unit 2340 is determined (step 304). In this step, for example, the path prediction state as shown in FIG. 15 is determined.

(A-1-11.動作指令の決定処理)
次に、図24を用いて、複数の無人艇1000に対する動作指令の決定処理について説明する。図24は、動作マネジメント部2400により決定される無人艇1000に対する動作指令を決定する処理フローを示すフローチャート図である。図24は、特に図20に示したステップ105の詳細処理フローを示している。
(A-1-11. Operation Command Determination Process)
Next, the process of determining operation commands for the multiple unmanned boats 1000 will be described with reference to Fig. 24. Fig. 24 is a flow chart showing the process flow for determining operation commands for the unmanned boats 1000 by the operation management unit 2400. Fig. 24 particularly shows a detailed process flow of step 105 shown in Fig. 20.

まず、全体動作決定部2410により複数の無人艇1000で構成される一つ又は複数の小隊1010に対する全体上位の動作指令を決定する(ステップ401)。 First, the overall operation decision unit 2410 decides an overall higher-level operation command for one or more platoons 1010 consisting of multiple unmanned boats 1000 (step 401).

次いで、ステップ401で決定した動作指令が追跡断念であるか否かに応じて遷移する処理ステップを判定する(ステップ402)。本ステップでは、決定した動作指令が追跡断念の場合には処理をステップ403に遷移させ、他方、決定した動作指令が追跡断念ではない場合には処理をステップ404に遷移させる。 Then, the process step to transition to is determined depending on whether the operation command determined in step 401 is to give up tracking or not (step 402). In this step, if the determined operation command is to give up tracking, the process transitions to step 403, and on the other hand, if the determined operation command is not to give up tracking, the process transitions to step 404.

次いで、全体上位の動作指令が追跡断念の場合には、追跡振切直前アクション決定部により捕捉ロスト直前アクションを動作指令として決定する(ステップ403)。本ステップでは、対象物に対して塗料を噴射又は投げつけて対象物に塗料を付着させる塗料付着、または対象物に対して発信機などを噴射又は投げつけて対象物に発信機等を付着させる発信機付着を振切直前アクションとして決定する。 Next, if the overall higher-level action command is to give up pursuit, the action to be taken just before capture is lost is determined as the action command by the action determination unit for action just before losing pursuit (step 403). In this step, the action to be taken just before losing pursuit is determined to be paint attachment, which involves spraying or throwing paint at the target to cause paint to adhere to the target, or transmitter attachment, which involves spraying or throwing a transmitter or the like at the target to cause a transmitter or the like to adhere to the target.

また、ステップ403では、追跡振切直前アクションに替えて、またはこれに加えて、情報通信部2700により、現在の捕捉ロストの発生情報、将来の捕捉ロストの発生予測情報、ロスト予測位置、ロスト予測時刻、対象物に関する情報の少なくともいずれかを含む情報を、協調システム5000、外部システム6000、またはその他の外部のシステムへ出力する動作を実行しても良い。 In addition, in step 403, instead of or in addition to the action immediately before cutting off tracking, the information communication unit 2700 may execute an operation of outputting information including at least one of the information on the current occurrence of capture loss, the predicted occurrence of capture loss in the future, the predicted loss position, the predicted loss time, and information on the target object to the collaborative system 5000, the external system 6000, or another external system.

次いで、全体上位の動作指令が追跡断念ではない場合には、全体上位の動作指令が追跡または引継ぎ追跡であるか否かに応じて遷移する処理ステップを判定する(ステップ404)。本ステップにおいて、全体上位の動作指令が追跡または引継ぎ追跡である場合には、処理をステップ405に遷移させ、他方、全体上位の動作指令が追跡または引継ぎ追跡ではない場合には、処理をステップ411に遷移させる。 Next, if the overall higher-level operation command is not to abandon tracking, the process determines the processing step to transition to depending on whether the overall higher-level operation command is to track or to take over tracking (step 404). In this step, if the overall higher-level operation command is to track or to take over tracking, the process transitions to step 405, whereas if the overall higher-level operation command is not to track or to take over tracking, the process transitions to step 411.

次いで、全体上位の動作指令が追跡または引継ぎ追跡である場合には、動作割当決定部2420により追跡動作のリード役、サブ役の役割を割り当てる無人艇1000を決定する(ステップ405)。ここで、追跡動作のサブ役とは、追跡動作を行うリード役の無人艇1000に追従することで対象物の追跡を行う役割を意味する。 Next, if the overall higher-level operation command is tracking or tracking handover, the operation allocation determination unit 2420 determines which unmanned boat 1000 is to be assigned the lead or sub role in the tracking operation (step 405). Here, the sub role in the tracking operation refers to the role of tracking the target object by following the unmanned boat 1000 in the lead role that performs the tracking operation.

次いで、動作割当決定部2420により、追跡以外の役割を割り当てる無人艇1000を決定する(ステップ406)。 Then, the operation allocation determination unit 2420 determines which unmanned boat 1000 is to be assigned a role other than tracking (step 406).

次いで、追跡動作決定部2430により、追跡の役割を割り当てた無人艇1000に対する詳細動作を決定する(ステップ407)。 Then, the tracking operation determination unit 2430 determines the detailed operation for the unmanned boat 1000 to which the tracking role has been assigned (step 407).

次いで、追跡動作決定部2430により、複数の無人艇1000による追跡隊形を決定する(ステップ408)。本ステップでは、例えば、図17に示すような追跡隊形指令ステータスを決定する。 Next, the tracking operation determination unit 2430 determines a tracking formation for multiple unmanned boats 1000 (step 408). In this step, for example, a tracking formation command status such as that shown in FIG. 17 is determined.

次いで、追跡動作決定部2430により、複数の無人艇1000同士や対象物との相対距離制御に関する動作指令を決定する(ステップ409)。本ステップでは、例えば、図18に示すような相対距離制御指令ステータスを決定する。 Next, the tracking operation determination unit 2430 determines an operation command related to the relative distance control between the multiple unmanned boats 1000 and between the unmanned boats 1000 and the target object (step 409). In this step, for example, a relative distance control command status such as that shown in FIG. 18 is determined.

次いで、追跡振切対応アクション決定部2440により、振切兆候状態、振切発生状態または位置捕捉ロスト状態となった無人艇1000等に対する対応動作を決定する(ステップ410)。本ステップの詳細は後述する。 Then, the tracking loss response action determination unit 2440 determines a response action to be taken for the unmanned boat 1000 etc. that is in a loss symptom state, loss occurrence state, or position capture lost state (step 410). The details of this step will be described later.

次いで、全体上位の動作指令が追跡または引継ぎ追跡ではない場合には、全体上位の動作指令が(1)包囲もしくは(2)先回りかに応じて遷移する処理ステップを判定する(ステップ411)。本ステップでは、全体上位の動作指令が(1)包囲である場合に処理をステップ412に遷移させ、他方、全体上位の動作指令が(2)先回りである場合に処理をステップ415に遷移させる。 Next, if the overall higher-level operation command is not a track or a takeover track command, the process step to transition to is determined depending on whether the overall higher-level operation command is (1) encirclement or (2) proactive (step 411). In this step, if the overall higher-level operation command is (1) encirclement, the process transitions to step 412, whereas if the overall higher-level operation command is (2) proactive, the process transitions to step 415.

次いで、全体上位の動作指令が(1)包囲である場合に、動作割当決定部2420により、包囲の動作を実行する役割を割り当てる無人艇1000を決定する(ステップ412)。 Next, if the overall higher-level action command is (1) encirclement, the action allocation determination unit 2420 determines which unmanned boat 1000 is assigned the role of performing the encirclement action (step 412).

次いで、動作割当決定部2420により、包囲以外の役割を割り当てる無人艇1000を決定する(ステップ413)。 Then, the action allocation determination unit 2420 determines which unmanned boat 1000 is to be assigned a role other than encirclement (step 413).

次いで、包囲動作決定部2450により、包囲の動作を実行する無人艇1000の詳細動作を決定する(ステップ414)。 Then, the encirclement operation determination unit 2450 determines the detailed operation of the unmanned boat 1000 that will perform the encirclement operation (step 414).

次いで、全体上位の動作指令が(2)先回りである場合に、動作割当決定部2420により、先回りの動作を実行する役割を割り当てる無人艇1000を決定する(ステップ415)。 Next, if the overall higher-level action command is (2) proactive, the action allocation determination unit 2420 determines the unmanned boat 1000 to be assigned the role of performing proactive action (step 415).

次いで、動作割当決定部2420により、先回り以外の役割を割り当てる無人艇1000を決定する(ステップ416)。 Then, the operation allocation determination unit 2420 determines which unmanned boat 1000 is to be assigned a role other than the advance role (step 416).

次いで、先回り動作決定部2460により、先回りの動作を実行する無人艇1000の詳細動作を決定する(ステップ417)。 Then, the proactive operation determination unit 2460 determines the detailed operation of the unmanned boat 1000 that will perform the proactive operation (step 417).

(A-1-12.動作指令の決定処理)
次に、図25を用いて、振切兆候状態、振切発生状態または位置捕捉ロスト状態となった無人艇1000に対する動作指令の決定処理について説明する。図25は、追跡振切対応アクション決定部2440により実行される振切り時等における無人艇1000の動作指令を決定する処理フローを示すフローチャート図である。図25は、特に図24に示したステップ410の詳細処理フローを示している。図25では、追跡引継ぎと先回りと外部への引継ぎ要請の各動作を選択する一例を示しているが、これ以外の方法で各動作の選択判定を行っても良い。
(A-1-12. Operation Command Determination Process)
Next, the process of determining an operation command for the unmanned watercraft 1000 that has entered a run-off symptom state, a run-off occurrence state, or a position capture lost state will be described with reference to Fig. 25. Fig. 25 is a flow chart showing the process flow for determining an operation command for the unmanned watercraft 1000 when run-off occurs, etc., executed by the tracking run-off response action determination unit 2440. Fig. 25 particularly shows a detailed process flow of step 410 shown in Fig. 24. Fig. 25 shows an example of selecting each of the operations of tracking takeover, anticipation, and requesting takeover to an external device, but the selection and determination of each operation may be performed by other methods.

まず、振切兆候状態を判定したか否かに応じて遷移する処理ステップを判定する(ステップ501)。本ステップでは、振切兆候状態を判定した場合には処理をステップ502に遷移させ、他方、振切兆候状態を判定していない場合には本フローチャートの処理を終了する。 First, the process step to transition to is determined depending on whether or not a runout symptom state has been determined (step 501). In this step, if a runout symptom state has been determined, the process transitions to step 502, and on the other hand, if a runout symptom state has not been determined, the process of this flowchart ends.

次いで、ステップ501において振切兆候状態を判定した場合には、無人艇1000による追跡が振り切られる直前に行う振切直前アクションを決定する(ステップ502)。 Next, if a shake-off indication state is determined in step 501, a shake-off action to be taken just before the unmanned boat 1000 shakes off the pursuit is determined (step 502).

次いで、振り切られた対象物の追跡を引継ぎが可能な他の無人艇1000が存在するか否かの判定結果に応じて遷移する処理ステップを判定する(ステップ503)。本ステップでは、引継ぎが可能な他の無人艇1000が存在する場合には処理をステップ504に遷移させ、他方、引継ぎが可能な他の無人艇1000が存在しない場合には、処理ステップ505に遷移させる。 Then, the process step to transition to is determined based on the result of the determination of whether or not there is another unmanned boat 1000 that can take over tracking of the broken-off object (step 503). In this step, if there is another unmanned boat 1000 that can take over, the process transitions to step 504, whereas if there is no other unmanned boat 1000 that can take over, the process transitions to process step 505.

次いで、ステップ503で、引継ぎが可能な他の無人艇1000が存在すると判定した場合には、引継ぎを行う無人艇1000の選定と、引継ぎを実行する位置、引継ぎを実行する時刻をそれぞれ決定する(ステップ504)。本ステップの実行後、処理はステップ507に遷移する。 Next, in step 503, if it is determined that there is another unmanned boat 1000 that can take over, the unmanned boat 1000 that will take over is selected, and the location and time at which the takeover will be performed are determined (step 504). After this step is performed, the process transitions to step 507.

次いで、ステップ503で、引継ぎが可能な他の無人艇1000が存在しないと判定した場合には、振り切られた対象物に対して先回り可能な他の無人艇1000が存在するか否かの判定結果に応じて遷移する処理ステップを判定する(ステップ505)。本ステップでは、先回り可能な他の無人艇1000が存在する場合には、処理をステップ506に遷移させ、他方、先回り可能な他の無人艇1000が存在しない場合に、処理をステップ508に遷移させる。 Next, if it is determined in step 503 that there is no other unmanned boat 1000 that can take over, the process determines the processing step to transition to depending on the result of the determination of whether there is another unmanned boat 1000 that can get ahead of the abandoned object (step 505). In this step, if there is another unmanned boat 1000 that can get ahead, the process transitions to step 506, and on the other hand, if there is no other unmanned boat 1000 that can get ahead, the process transitions to step 508.

次いで、ステップ505で、先回り可能な他の無人艇1000が存在すると判定した場合には、先回りを行う無人艇1000の選定と、先回りの目標位置、先回りの目標時刻をそれぞれ決定する(ステップ506)。 Next, in step 505, if it is determined that there is another unmanned boat 1000 that can go ahead, the unmanned boat 1000 that will go ahead is selected, and the target position and target time for the ahead move are determined (step 506).

次いで、対象物に追跡が振り切られた無人艇1000などの役割完了した無人艇1000に動作役割の再割り当てを行う(ステップ507)。本ステップでは、例えば、役割完了した無人艇1000に対して、対象物の追跡の引継ぎ動作の役割、対象物の移動先への先回り動作の役割、対象物に対する包囲動作の役割、複数の無人艇の間の通信中継を行う役割、計測データの蓄積を行う役割、計測データの分析処理を行う役割、の少なくともいずれかを含む動作役割の再割り当てを行うことができる。また、追跡の引継ぎ動作の役割を再割当された無人艇1000には、引継ぎ目標時刻までに引継ぎ目標位置へ移動する動作が指令される。 Next, operational roles are reassigned to unmanned boats 1000 that have completed their roles, such as an unmanned boat 1000 that has lost track of the target object (step 507). In this step, for example, the unmanned boats 1000 that have completed their roles can be reassigned operational roles including at least one of the following: taking over the tracking of the target object, anticipating the target object's destination, surrounding the target object, relaying communications between multiple unmanned boats, storing measurement data, and analyzing the measurement data. The unmanned boat 1000 that has been reassigned the role of taking over the tracking operation is commanded to move to the target handover position by the target handover time.

次いで、ステップ505で、先回り可能な他の無人艇1000が存在しないと判定した場合には、協調システム5000や外部システム6000、またはその他の外部のシステムへ追跡の引継ぎを要請する(ステップ508)。本ステップでは、現在の捕捉ロストの発生情報、将来の捕捉ロストの発生予測情報、ロスト予測位置、ロスト予測時刻、対象物に関する情報の少なくともいずれかを含む情報を、引継ぎ要請に加えて送信しても良い。 Next, if it is determined in step 505 that there are no other unmanned boats 1000 that can get ahead, a request is made to the cooperative system 5000, the external system 6000, or other external systems to take over tracking (step 508). In this step, information including at least one of the following may be transmitted in addition to the request for handover: current capture-and-loss occurrence information, predicted capture-and-loss occurrence information in the future, predicted lost position, predicted lost time, and information related to the target object.

(A-1-13.小隊1010の構成)
以下、図26及び27を用いて、複数の無人艇1000により構成される小隊1010について説明する。図26は、小隊1010を複数の無人艇1000の位置関係と通信接続関係を示す図である。
(A-1-13. Composition of Platoon 1010)
26 and 27, a platoon 1010 made up of a plurality of unmanned crafts 1000 will be described below. Fig. 26 is a diagram showing the positional relationship and communication connection relationship of the plurality of unmanned crafts 1000 in the platoon 1010.

図26に示す例では、小隊1010は、1台の親機1001と複数の子機1002を備えている。また、親機1001と複数の子機1002の間は、実線で示す無線通信で接続され、通信ネットワークを構成している。子機1002は、親機1001と通信接続する一次接続子機10021と、一次接続子機10021と通信接続する二次接続子機10022を有している。
なお、本発明は、子機による中継数は限定されず、三次接続子機、四次接続子機などを備えていても良い。図26に示す一次接続子機10021は、親機1001と二次接続子機10022の間で情報の送受信を中継する機能を有することで、親機1001と複数の二次接続子機10022の間で情報の受け渡しが可能となる。
26, a platoon 1010 includes one parent device 1001 and multiple child devices 1002. The parent device 1001 and the multiple child devices 1002 are connected to each other by wireless communication as shown by solid lines to form a communication network. The child devices 1002 include a primary connection child device 10021 that is communicatively connected to the parent device 1001, and a secondary connection child device 10022 that is communicatively connected to the primary connection child device 10021.
In the present invention, the number of relays by the child devices is not limited, and the child devices may include tertiary-connected child devices, quaternary-connected child devices, etc. The primary-connected child device 10021 shown in Fig. 26 has a function of relaying transmission and reception of information between the parent device 1001 and the secondary-connected child devices 10022, thereby enabling information to be passed between the parent device 1001 and the multiple secondary-connected child devices 10022.

また、一次接続子機10021と通信接続される二次接続子機10022の台数は1機に限られず、複数の二次接続子機10022が一次接続子機10021と通信接続されることで、小隊1010内で複数の無人艇1000が木構造状の通信ネットワークを構成することができる。また、各無人艇1000の間で通信可能な通信可能距離には上限があるため、互いに通信接続される無人艇1000、例えば、親機1001と一次接続子機10021、及び一次接続子機10021と二次接続子機10022は、無人艇1000間の相対距離が通信可能距離(例えば、約1.5km程度)の範囲内に維持されるように、少なくともいずれか一方の無人艇1000の位置が高い優先度で制御される。 In addition, the number of secondary connection sub-units 10022 communicatively connected to the primary connection sub-unit 10021 is not limited to one, and multiple secondary connection sub-units 10022 communicatively connected to the primary connection sub-unit 10021 allows multiple unmanned boats 1000 to form a tree-structured communication network within the platoon 1010. In addition, since there is an upper limit to the communication distance that can be communicated between each unmanned boat 1000, the position of at least one of the unmanned boats 1000 communicatively connected to each other, for example, the parent unit 1001 and the primary connection sub-unit 10021, and the primary connection sub-unit 10021 and the secondary connection sub-unit 10022, is controlled with high priority so that the relative distance between the unmanned boats 1000 is maintained within the communication distance (for example, approximately 1.5 km).

一方で、互いに通信接続されない他の無人艇1000との間の相対距離は、上記した通信接続維持の必要が無いが、小隊の利用目的である対象物の監視や調査の目的を考慮すると、各無人艇1000は、互いに近づき過ぎず、より広いエリアに展開することが望ましいため、互いに通信接続されない各無人艇1000間の相対距離については、予め設定された定常時相対距離(例えば、約1km)を保つように、少なくともいずれか一方の無人艇1000の位置が相対的に低い優先度で制御される。この定常時相対距離を保つ制御は、例えばBoidsアルゴリズムに基づく制御を適用することができる。 On the other hand, there is no need to maintain the communication connection as described above for the relative distance between other unmanned boats 1000 that are not connected to each other. However, considering the purpose of the platoon, which is to monitor and investigate objects, it is desirable for the unmanned boats 1000 to be deployed over a wider area without getting too close to each other. Therefore, the position of at least one of the unmanned boats 1000 that are not connected to each other is controlled with a relatively low priority so as to maintain a preset steady-state relative distance (e.g., approximately 1 km). This control to maintain the steady-state relative distance can be achieved by applying control based on the Boids algorithm, for example.

上記したように、互いに通信接続される無人艇1000同士の間の相対距離は、通信可能距離の範囲内に高い優先度で制御され、互いに通信接続されない無人艇1000同士の間の相対距離は、平常時相対距離を保つように相対的に低い優先度で制御される。そのため、無人艇1000に対象物の追跡(または包囲、先回り、引継ぎ追跡)などの動作指令を実行させる場合には、追跡などを行う無人艇1000は、互いに通信接続されない他の無人艇1000との相対距離の維持よりも、対象物の追跡等の動作を優先して位置制御を行う。他方、対象物の追跡等の動作指令を実行させる場合においても、対象物の追跡等の動作よりも、互いに通信接続される無人艇1000同士の間の相対距離の通信可能範囲内の維持を優先して位置制御を行う。 As described above, the relative distance between unmanned vessels 1000 that are communicatively connected to each other is controlled with a high priority within the communication distance range, and the relative distance between unmanned vessels 1000 that are not communicatively connected to each other is controlled with a relatively low priority so as to maintain the relative distance under normal circumstances. Therefore, when an unmanned vessel 1000 is commanded to execute an operational command such as tracking an object (or surrounding, getting ahead, or taking over tracking), the unmanned vessel 1000 performing the tracking or other operation controls its position by prioritizing the operation of tracking the object, etc. over maintaining the relative distance with other unmanned vessels 1000 that are not communicatively connected to each other. On the other hand, even when an operational command such as tracking an object is executed, the position control is performed by prioritizing the maintenance of the relative distance between unmanned vessels 1000 that are communicatively connected to each other within the communication distance range over the operation of tracking the object, etc.

また、無人艇1000の間の相対距離が接近しすぎて衝突する可能性がある場合には高い優先度で相対距離を大きくするように位置制御を行う。そのため、無人艇1000に対象物の追跡(または包囲、先回り、引継ぎ追跡)などの動作指令を実行させる場合には、対象物の追跡などの動作指令を実行させる場合においても、対象物の追跡等の動作よりも、無人艇1000同士の衝突回避のための相対距離維持を優先して位置制御を行う。 In addition, when the relative distance between the unmanned boats 1000 becomes too close and there is a possibility of collision, position control is performed to increase the relative distance with high priority. Therefore, when the unmanned boat 1000 is commanded to execute an operational command such as tracking an object (or surrounding, getting ahead, or taking over tracking), position control is performed with priority given to maintaining the relative distance to avoid collision between the unmanned boats 1000 over operations such as tracking the object.

次に、図27は、複数の小隊1010の配置関係を示す図である。図27に示す例では、2つの小隊(1010a、1010b)が互いに連携して位置制御を行う例を示しており、例えば、小隊1010a内の二次接続子機10022aと、小隊1010b内の二次接続子機10022bの間の相対距離が、定常時相対距離(例えば、約1km)を保つように制御される。また、定常時相対距離は通信可能距離よりも短い距離で設定され、更に、隣り合う無人艇(1022a、1022b)における計測センサ1110の計測範囲が重なり、計測センサにより計測できないエリアが生じない距離に設定されることが望ましい。 Next, FIG. 27 is a diagram showing the positional relationship of multiple platoons 1010. In the example shown in FIG. 27, two platoons (1010a, 1010b) cooperate with each other to perform position control, and for example, the relative distance between the secondary connection sub-unit 10022a in platoon 1010a and the secondary connection sub-unit 10022b in platoon 1010b is controlled to maintain the steady-state relative distance (for example, about 1 km). In addition, the steady-state relative distance is set to a distance shorter than the communication distance, and further, it is desirable to set it to a distance such that the measurement ranges of the measurement sensors 1110 of adjacent unmanned vessels (1022a, 1022b) do not overlap and there are no areas that cannot be measured by the measurement sensors.

例えば、各小隊内の無人艇1000の位置情報は親機1001を介して統括制御システム2000に送信され、統括制御システム2000の動作マネジメント部2400において、各無人艇1000の位置を制御する動作指令が生成されることで、各小隊内の無人艇1000の位置を適切に制御することができる。なお、他の例として、小隊1010aの親機1001aと小隊1010bの親機1001bの間で、通信衛星3000などを介して(または直接通信により)各小隊の無人艇1000の位置情報を共有し、各小隊内の親機1001において、小隊内無人艇の位置を制御する制御指令を生成することで、各小隊内の無人艇1000の位置を適切に制御することができる。 For example, position information of the unmanned boats 1000 in each platoon is transmitted to the overall control system 2000 via the parent unit 1001, and the operation management unit 2400 of the overall control system 2000 generates operation commands to control the position of each unmanned boat 1000, thereby allowing the positions of the unmanned boats 1000 in each platoon to be appropriately controlled. As another example, the parent unit 1001a of the platoon 1010a and the parent unit 1001b of the platoon 1010b share position information of the unmanned boats 1000 in each platoon via a communication satellite 3000 or the like (or by direct communication), and the parent unit 1001 in each platoon generates a control command to control the position of the unmanned boat in the platoon, allowing the positions of the unmanned boats 1000 in each platoon to be appropriately controlled.

(A-1-14.追跡動作における位置制御)
以下に、図28乃至31を用いて、対象物(不審船7000)を検出した時刻t1から、対象物の追跡と引継ぎ追跡を行い、追跡終了に至る時刻t8までの2つの小隊1010の時系列の動作状態を説明する。
(A-1-14. Position control in tracking operation)
Below, using Figures 28 to 31, we will explain the chronological operating states of the two squadrons 1010 from time t1 when the target (suspicious ship 7000) is detected, to time t8 when the tracking of the target is completed, through tracking takeover.

図28は、複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t1とt2における位置制御の様子を示す図である。図28の上側図は、無人艇1000の一部により対象物(不審船7000)を検出した時刻t1における複数の無人艇1000の平面上の配置関係と通信ネットワーク構成(実線)を示している。また、図28の下側図は、動作マネジメント部2400により、対象物(不審船7000)から距離が近い2機の無人艇1000に対して追跡動作が割り当てられ、これらの無人艇1000が追跡動作の実行を開始した様子を示している。 Figure 28 is a diagram showing the position control at times t1 and t2 when multiple unmanned boats 1000 are used to track an object. The upper diagram in Figure 28 shows the planar layout relationship of the multiple unmanned boats 1000 and the communication network configuration (solid lines) at time t1, when some of the unmanned boats 1000 detect the object (suspicious ship 7000). The lower diagram in Figure 28 shows the state in which the operation management unit 2400 assigns a tracking operation to two unmanned boats 1000 that are close to the object (suspicious ship 7000), and these unmanned boats 1000 start to execute the tracking operation.

図29は、複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t3とt4における位置制御の様子を示す図である。図29の上側図は、時刻t3における追跡動作の様子を示している。時刻t3では、1機の無人艇1000は時刻t2から追跡を継続し、他1機の無人艇1000は追跡を終了し、他の無人艇に追跡の引継ぎを行っている。図29の下側図は、対象物(不審船7000)の追跡を実行中の時刻t4における追跡動作の様子を示している。時刻t4では、更に他の無人艇1000へ追跡の引継ぎを行った様子を示している。 Figure 29 shows the position control at times t3 and t4 when multiple unmanned boats 1000 are tracking an object. The upper diagram in Figure 29 shows the tracking operation at time t3. At time t3, one unmanned boat 1000 continues tracking from time t2, while another unmanned boat 1000 ends tracking and hands over tracking to the other unmanned boat. The lower diagram in Figure 29 shows the tracking operation at time t4 while tracking of an object (suspicious ship 7000) is in progress. At time t4, tracking is handed over to yet another unmanned boat 1000.

図30は、複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t5とt6における位置制御の様子を示す図である。図30の上側図は、時刻t5における追跡動作の様子を示している。時刻t5では、2機の無人艇が追跡を継続し、1機の無人艇が追跡の引継ぎを行った様子を示している。図30の下側図は、時刻t6における追跡動作の様子を示している。時刻t6では、1機の無人艇が追跡を終了し、2機の無人艇で追跡を継続している様子を示している。 Figure 30 shows the position control at times t5 and t6 when multiple unmanned boats 1000 are tracking an object. The upper diagram in Figure 30 shows the tracking operation at time t5. At time t5, two unmanned boats continue tracking, and one unmanned boat takes over tracking. The lower diagram in Figure 30 shows the tracking operation at time t6. At time t6, one unmanned boat ends tracking, and the other two unmanned boats continue tracking.

図31は、複数の無人艇1000により対象物を追跡する際の時刻t7とt8における位置制御の様子を示す図である。図31の上側図は、時刻t7における追跡動作の様子を示している。時刻t7では、2機の無人艇で追跡を継続しており、小隊1010の活動エリアの末端まで追跡を継続する。図31の下側図は、時刻t8における追跡動作の様子を示している。時刻t8では、対象物(不審船7000)が小隊1010の活動エリアの外側に移動しているため、追跡動作を終了し、時刻t1における通常時の隊形位置に戻る動作を行う様子を示している。なお、無人艇1000から統括制御システム2000への未送信データ(計測データや対象物の検出結果)が残っている場合には、小隊による追跡動作を終了した時刻t8のタイミングで未送信データを統括制御システム2000へ送信する。 Figure 31 shows the position control at times t7 and t8 when multiple unmanned boats 1000 track an object. The upper diagram in Figure 31 shows the tracking operation at time t7. At time t7, tracking continues with two unmanned boats, and tracking continues to the edge of the platoon 1010's activity area. The lower diagram in Figure 31 shows the tracking operation at time t8. At time t8, the object (suspicious vessel 7000) moves outside the platoon 1010's activity area, so the tracking operation ends and the operation to return to the normal formation position at time t1 is shown. Note that if there is unsent data (measurement data or object detection results) from the unmanned boat 1000 to the overall control system 2000, the unsent data is transmitted to the overall control system 2000 at the timing of time t8 when the tracking operation by the platoon ends.

(A-1-15.追跡引継ぎの詳細制御)
図32は、追跡の引継ぎ制御を行う際の時系列の引継ぎの様子を示す図である。図32の上側図では、子機10022aが対象物(不審船7000)の追跡を実行している時刻t10における各無人艇1000と対象物(不審船7000)の位置関係を示している。図中の実線で示す範囲は、子機10022aと子機10022bの計測センサ1110により計測可能な監視可能範囲を示しており、図中の点線で示す範囲は、子機10022aと子機10022bにより対象物(不審船7000)を追跡することが可能と判定した追跡可能範囲を示している。
(A-1-15. Detailed control of tracking handover)
Fig. 32 is a diagram showing a time series of handover when tracking handover control is performed. The upper diagram of Fig. 32 shows the positional relationship between each unmanned boat 1000 and the target (suspicious ship 7000) at time t10 when the slave unit 10022a is tracking the target (suspicious ship 7000). The range shown by the solid line in the figure shows the monitorable range that can be measured by the measurement sensor 1110 of the slave unit 10022a and the slave unit 10022b, and the range shown by the dotted line in the figure shows the trackable range that the slave unit 10022a and the slave unit 10022b determine as being capable of tracking the target (suspicious ship 7000).

監視可能範囲は、予め把握している子機(10022a、10022b)の計測センサの計測可能距離の情報に基づいて判定することができる。また、追跡可能範囲は、対象物分析判定部2200により判定した対象物(不審船7000)の移動能力と予め把握している子機(10022a、10022b)の移動能力を比較することで判定することができる。 The monitoring range can be determined based on information on the measurable distance of the measurement sensor of the child units (10022a, 10022b) that is known in advance. In addition, the tracking range can be determined by comparing the movement capability of the object (suspicious ship 7000) determined by the object analysis and determination unit 2200 with the movement capability of the child units (10022a, 10022b) that is known in advance.

時刻t10において、統括制御システム2000は、対象物分析判定部2200により判定した対象物(不審船7000)の移動能力と予め把握している子機(10022a)の移動能力に基づいて振切予兆状態に該当するか否かを判定し、振切予兆状態に該当すると判定した場合には、振切予測位置と振切予測時刻を判定し、当該情報に基づいて引継ぎ可能な他の無人艇1000(子機10022b)を判定し、子機10022bに引継ぎ追跡の動作役割を割り当てる。また、統括制御システム2000は、判定した振切予測位置と振切予測時刻の情報と、追跡の動作役割を割り当てた子機10022bの位置や監視可能範囲や追跡可能範囲の情報に基づいて、引継ぎを実行する引継ぎ実行位置と時刻を判定する。 At time t10, the overall control system 2000 determines whether the target (suspicious ship 7000) is in a runaway premonition state based on the movement capability of the target (suspicious ship 7000) determined by the target analysis and determination unit 2200 and the movement capability of the sub-unit (10022a) that has been previously determined. If it is determined that the target is in a runaway premonition state, it determines the predicted runaway position and predicted runaway time, and determines another unmanned boat 1000 (sub-unit 10022b) that can take over based on the information, and assigns the operational role of tracking to the sub-unit 10022b. The overall control system 2000 also determines the handover execution position and time to execute the handover based on the information on the predicted runaway position and predicted runaway time determined, and the position, monitorable range, and trackable range of the sub-unit 10022b to which the operational role of tracking has been assigned.

図32の下側図では、子機10022aから子機10022bへ追跡の引継ぎを行う時刻t11における各無人艇1000と対象物(不審船7000)の位置関係を示している。時刻t11において、対象物(不審船7000)が引継ぎを実行する引継ぎ実行位置に到達したことを条件に、子機10022aから子機10022bへ追跡の引継ぎが実行される。図32の下側図に示す時刻t11では、対象物(不審船7000)が子機10022aの監視可能範囲と追跡可能範囲内に位置し、かつ子機10022bの監視可能範囲と追跡可能範囲内に位置している状態となっている。このように、子機10022aの監視可能範囲と追跡可能範囲内であり、かつ子機10022bの監視可能範囲と追跡可能範囲内に対象物(不審船7000)が位置すること引継ぎの条件(引継ぎ実行位置と引継ぎ実行時刻)として判定することにより、対象物(不審船7000)に振り切られることなく、かつ捕捉ロストを発生することなく、追跡動作を他の無人艇1000に引き継ぐことができる。 The lower diagram of Figure 32 shows the positional relationship between each unmanned boat 1000 and the target (suspicious ship 7000) at time t11 when tracking is handed over from slave unit 10022a to slave unit 10022b. At time t11, tracking is handed over from slave unit 10022a to slave unit 10022b on the condition that the target (suspicious ship 7000) has reached the handover execution position where the handover is executed. At time t11 shown in the lower diagram of Figure 32, the target (suspicious ship 7000) is located within the monitoring range and tracking range of slave unit 10022a, and is also located within the monitoring range and tracking range of slave unit 10022b. In this way, by determining that the target object (suspicious ship 7000) is located within the monitoring range and tracking range of child unit 10022a and within the monitoring range and tracking range of child unit 10022b as the handover condition (handover execution location and handover execution time), the tracking operation can be handed over to another unmanned boat 1000 without being left behind by the target object (suspicious ship 7000) and without losing capture.

(A-1-16.包囲動作における位置制御)
以下に、図33乃至36を用いて、対象物(不審船7000)を検出した時刻から対象物の包囲を実行する時刻までの2つの小隊1010の時系列の動作状態を説明する。図33及び34は、第一の包囲動作における時系列の動作状態を示し、図35及び36は、第二の包囲動作における時系列の動作状態を示している。
(A-1-16. Position control in surrounding operations)
The following describes the operation states of the two squadrons 1010 in time series from the time when the target (suspicious ship 7000) is detected to the time when the target is surrounded, using Figures 33 to 36. Figures 33 and 34 show the operation states in time series in the first surrounding operation, and Figures 35 and 36 show the operation states in time series in the second surrounding operation.

(A-1-16-1.第一の包囲動作)
図33及び34を用いて、第一の包囲動作における時系列の動作状態を説明する。図33は、複数の無人艇1000により対象物を第一の包囲動作で包囲する際の時刻t20とt21における位置制御の様子を示す図である。
(A-1-16-1. First Encirclement Movement)
The operation state of the first surrounding operation will be described with reference to Figures 33 and 34. Figure 33 is a diagram showing the state of position control at times t20 and t21 when a plurality of unmanned boats 1000 are surrounding an object in the first surrounding operation.

図33の上側図は、無人艇1000の一部により対象物(不審船7000)を検出した時刻t20における複数の無人艇1000の平面上の配置関係と通信ネットワーク構成(実線)を示している。また、図33の下側図は、動作マネジメント部2400の包囲動作決定部2450により、小隊内の一部または全部の無人艇1000に対して包囲動作が割り当てられ、更には、包囲動作の目標移動位置と目標移動時刻が指令され、これらの無人艇1000が包囲動作の実行を開始した様子を示している。 The upper diagram of Figure 33 shows the planar arrangement of multiple unmanned boats 1000 and the communication network configuration (solid lines) at time t20 when some of the unmanned boats 1000 detect an object (suspicious ship 7000). The lower diagram of Figure 33 shows the state in which the encirclement operation decision unit 2450 of the operation management unit 2400 assigns an encirclement operation to some or all of the unmanned boats 1000 in the platoon, and further commands the target movement position and target movement time for the encirclement operation, and these unmanned boats 1000 begin executing the encirclement operation.

次に、図34は、複数の無人艇1000により対象物を第一の包囲動作で包囲する際の時刻t22における位置制御の様子を示す図である。時刻t22では、複数の無人艇1000により対象物を囲うように隊形を変更し、対象物が複数の無人艇1000の隊形の内側に入るように無人艇1000を移動させている。なお、ここで言う包囲とは、対象物の全方位に無人艇を配置することのみを意図するものではなく、対象物の周囲を少なくとも部分的に、例えば180度以上の範囲に複数の無人艇を配置する動作を含むものとする。 Next, FIG. 34 is a diagram showing the position control at time t22 when multiple unmanned boats 1000 surround an object using a first surrounding operation. At time t22, the formation is changed so that the multiple unmanned boats 1000 surround the object, and the unmanned boats 1000 are moved so that the object is inside the formation of the multiple unmanned boats 1000. Note that surrounding here does not only mean placing unmanned boats in all directions around the object, but also includes the operation of placing multiple unmanned boats at least partially around the object, for example in a range of 180 degrees or more.

(A-1-16-2.第二の包囲動作)
図35及び36を用いて、第二の包囲動作における時系列の動作状態を説明する。図35は、複数の無人艇1000により対象物を第二の包囲動作で包囲する際の時刻t30とt31における位置制御の様子を示す図である。
(A-1-16-2. Second Encirclement Movement)
The operation state over time in the second surrounding operation will be described with reference to Figures 35 and 36. Figure 35 is a diagram showing the state of position control at times t30 and t31 when a plurality of unmanned boats 1000 are surrounding an object in the second surrounding operation.

図35の上側図は、無人艇1000の一部により対象物(不審船7000)を検出した時刻t30における複数の無人艇1000の平面上の配置関係と通信ネットワーク構成(実線)を示している。また、図35の下側図は、動作マネジメント部2400の包囲動作決定部2450により、小隊内の一部または全部の無人艇1000に対して包囲動作が割り当てられ、更には、包囲動作の目標移動位置と目標移動時刻が指令され、これらの無人艇1000が包囲動作の実行を開始した様子を示している。 The upper diagram of Figure 35 shows the planar arrangement of multiple unmanned boats 1000 and the communication network configuration (solid lines) at time t30 when some of the unmanned boats 1000 detect an object (suspicious ship 7000). The lower diagram of Figure 35 shows the state in which the encirclement operation decision unit 2450 of the operation management unit 2400 assigns an encirclement operation to some or all of the unmanned boats 1000 in the platoon, and further commands the target movement position and target movement time for the encirclement operation, and these unmanned boats 1000 begin executing the encirclement operation.

次に、図36は、複数の無人艇1000により対象物を第二の包囲動作で包囲する際の時刻t32における位置制御の様子を示す図である。時刻t32では、複数の無人艇1000の隊形を変更せずに、対象物の位置が複数の無人艇1000が展開するエリアの内側、さらには無人艇1000が展開するエリアの中央位置に近づくように複数の無人艇1000で構成される小隊1010全体を移動させている。また、このように小隊1010全体を移動場合には、対象物分析判定部2200により判定された対象物の過去の移動軌跡、対象物の現在の進行方向、対象物の現在の機首方向、対象物の将来の予測経路、対象物の将来時刻における予測位置の情報に基づいて、小隊の移動方向を決定しても良い。なお、ここで言う包囲においても、対象物の全方位に無人艇を配置することのみを意図するものではなく、対象物の周囲を少なくとも部分的に、例えば180度以上の範囲に複数の無人艇を配置する動作を含むものとする。 Next, FIG. 36 is a diagram showing the state of position control at time t32 when the target is surrounded by the multiple unmanned boats 1000 in the second surrounding operation. At time t32, the formation of the multiple unmanned boats 1000 is not changed, and the entire platoon 1010 consisting of the multiple unmanned boats 1000 is moved so that the target position approaches the inside of the area where the multiple unmanned boats 1000 are deployed, or even the central position of the area where the unmanned boats 1000 are deployed. In addition, when the entire platoon 1010 is moved in this manner, the moving direction of the platoon may be determined based on information on the past movement trajectory of the target determined by the target analysis and determination unit 2200, the current traveling direction of the target, the current nose direction of the target, the future predicted path of the target, and the predicted position of the target at a future time. Note that the surrounding operation here does not only intend to place unmanned boats in all directions of the target, but also includes the operation of placing multiple unmanned boats at least partially around the target, for example, in a range of 180 degrees or more.

(A-1-17.複数の無人艇に対する動作割当方法)
以下に、図37乃至40を用いて、動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる割当方法について説明する。
(A-1-17. Method of allocating operations to multiple unmanned boats)
An assignment method for assigning action roles to a plurality of unmanned boats by the action assignment determination unit 2420 will be described below with reference to FIGS.

図37は、動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t40とt41の様子を示す図である。また、図38は、動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t42とt43の様子を示す図である。また、図39は、動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t44とt45の様子を示す図である。また、図40は、動作割当決定部2420により複数の無人艇に動作役割を割り当てる際の時刻t46とt47の様子を示す図である。 Figure 37 is a diagram showing the state at times t40 and t41 when the action allocation determination unit 2420 assigns action roles to multiple unmanned vessels. Also, Figure 38 is a diagram showing the state at times t42 and t43 when the action allocation determination unit 2420 assigns action roles to multiple unmanned vessels. Also, Figure 39 is a diagram showing the state at times t44 and t45 when the action allocation determination unit 2420 assigns action roles to multiple unmanned vessels. Also, Figure 40 is a diagram showing the state at times t46 and t47 when the action allocation determination unit 2420 assigns action roles to multiple unmanned vessels.

まず、図37の上側図は、無人艇1000の一部により対象物(不審船7000)を検出した時刻t40における複数の無人艇1000の平面上の配置関係と通信ネットワーク構成(実線)を示している。 First, the upper diagram in Figure 37 shows the planar arrangement of multiple unmanned boats 1000 and the communication network configuration (solid lines) at time t40 when a target object (suspicious ship 7000) is detected by some of the unmanned boats 1000.

次に、図37の下側図は、時刻t41に対象物分析判定部2200の進路予測判定部2240により予測判定された対象物(不審船7000)の今後の予測進路を示している。なお、本図では、進路予測判定部2240により予測された対象物の今後の予測進路を直線で示しているが、予測進路は必ずしも直線である必要はなく、動作状態判定部2220により判定された移動軌跡が曲線である場合や、対象物の現在の進行方向や機首の向きが変化している場合などには、曲線状の進路を予測進路として判定することができる。 Next, the lower diagram in Figure 37 shows the future predicted course of the object (suspicious ship 7000) predicted at time t41 by the course prediction determination unit 2240 of the object analysis determination unit 2200. Note that in this diagram, the future predicted course of the object predicted by the course prediction determination unit 2240 is shown as a straight line, but the predicted course does not necessarily have to be a straight line. If the movement trajectory determined by the motion state determination unit 2220 is a curved line, or if the current traveling direction or nose orientation of the object is changing, a curved course can be determined as the predicted course.

また、時刻t41においては、進路予測判定部2240による予測進路の判定に限らず、種別判定部2210による対象物の種別の判定、動作状態判定部2220による過去又は現在の動作状態の判定、進路予測判定部2240による将来の予測進路以外の移動状態の予測判定、性能判定部2230による性能判定、航行パターン判定部2250による航行パターンの判定、行動ステータス判定部2260による行動ステータスの判定が実行される。 In addition, at time t41, not only is the predicted course determined by the course prediction determination unit 2240, but also the type of object determined by the type determination unit 2210, the past or current action state determined by the action state determination unit 2220, the predicted movement state other than the future predicted course determined by the course prediction determination unit 2240, the performance determination by the performance determination unit 2230, the navigation pattern determination by the navigation pattern determination unit 2250, and the action status determination by the action status determination unit 2260 are executed.

次に、図38の上側図は、時刻t42に動作マネジメント部2400の動作割当決定部2420により、無人艇1000毎に動作役割の割り当てを行う様子を示している。本図に示す通り、対象物(不審船7000)から所定範囲内の点線円弧で示した追跡割当エリア10内に位置する無人艇1000には、追跡の動作役割が割り当てられる。また、対象物の予測進路の周辺に設けられる引継ぎ追跡の割当エリア20内に位置する無人艇1000には、引継ぎ追跡の動作役割が割り当てられる。また、引継ぎ追跡の割当エリア20よりも更に予測進路の前方側に設けられる先回り割当エリア30内に位置する無人艇1000には、先回りの動作役割が割り当てられる。また、先回り動作決定部2460は、先回り目標エリア40を生成し、先回りの動作役割が割り当てられた無人艇1000に対して、先回り目標エリア40を先回り動作の移動目標エリアとして指令する。また、先回り動作決定部2460は、先回り目標エリア40へ移動する先回り目標時刻を生成して、先回り目標エリア40に先回り目標時刻までに移動する移動指令を生成しても良い。 Next, the upper diagram of FIG. 38 shows how the operation assignment determination unit 2420 of the operation management unit 2400 assigns an operation role to each unmanned boat 1000 at time t42. As shown in this figure, the unmanned boat 1000 located within the tracking assignment area 10 indicated by the dotted arc within a predetermined range from the target (suspicious ship 7000) is assigned the operation role of tracking. In addition, the unmanned boat 1000 located within the takeover tracking assignment area 20 set around the predicted course of the target is assigned the operation role of taking over tracking. In addition, the unmanned boat 1000 located within the advance assignment area 30 set further forward of the predicted course than the takeover tracking assignment area 20 is assigned the operation role of advance. In addition, the advance operation determination unit 2460 generates the advance target area 40 and instructs the unmanned boat 1000 assigned the advance operation role to use the advance target area 40 as the movement target area for the advance operation. In addition, the proactive operation determination unit 2460 may generate a proactive target time for moving to the proactive target area 40, and generate a movement command for moving to the proactive target area 40 by the proactive target time.

なお、上記した追跡割当エリア10、引継ぎ追跡の割当エリア20、先回り割当エリア30のいずれのエリアにも属さず、追跡、引継ぎ追跡、先回りのいずれの動作役割を割り当てられていない無人艇1000に対しては、その他の動作役割である、複数の無人艇の間の通信中継を行う役割、計測データの蓄積を行う役割、計測データの分析処理を行う役割などが割り当てられる。図38の上側図に示す例では、一次接続子機10021に対して、通信中継を行う役割が割り当てられ、他の無人艇には、計測データの蓄積を行う役割、計測データの分析処理を行う役割などが割り当てられる。 Unmanned boats 1000 that do not belong to any of the above-mentioned tracking allocation area 10, tracking handover allocation area 20, or advance allocation area 30 and are not assigned any of the tracking, tracking handover, or advance operational roles are assigned other operational roles such as relaying communications between multiple unmanned boats, storing measurement data, and analyzing measurement data. In the example shown in the upper diagram of Figure 38, the primary connection slave unit 10021 is assigned the role of relaying communications, and the other unmanned boats are assigned the role of storing measurement data and analyzing measurement data.

次に、図38の下側図は、時刻t43における無人艇1000の移動状態を示している。本図に示す例では、時刻t42において先回り動作役割が割り当てられた4機の無人艇1000が、移動目標エリアである先回り目標エリア40内への移動を完了した状態を示している。 Next, the lower diagram in Figure 38 shows the movement state of the unmanned boats 1000 at time t43. In the example shown in this figure, the four unmanned boats 1000 assigned the role of advance operation at time t42 have completed their movement into advance target area 40, which is the movement target area.

次に、図39の上側図は、時刻t44において、追跡の動作を実行中の無人艇1000により対象物(不審船7000)の進行方向の変更(急カーブ)を検出した状態を示している。この場合には、進路予測状態判定部2340による進路予測状態が「進路予測異常」であると判定され、時刻t44において先回り動作役割を実行していた無人艇1000への先回りの動作割当の指令が解除され、同様に、時刻t44において引継ぎ追跡の動作役割を実行していた無人艇1000への引継ぎ追跡の動作割当の指令が解除される。 Next, the upper diagram of Figure 39 shows a state in which, at time t44, the unmanned vessel 1000 performing a tracking operation detects a change in the direction of travel (sharp turn) of the target (suspicious vessel 7000). In this case, the course prediction state determination unit 2340 determines that the course prediction state is "course prediction abnormal", and the command to allocate a proactive operation to the unmanned vessel 1000 that was performing the proactive operation role at time t44 is released, and similarly, the command to allocate a tracking operation takeover to the unmanned vessel 1000 that was performing the tracking operation takeover role at time t44 is released.

次に、図39の下側図は、時刻t45において、対象物分析判定部2200の進路予測判定部2240により進路変更後の対象物(不審船7000)の今後の予測進路を判定する。なお、時刻t45においても、進路予測判定部2240による予測進路の判定に限らず、種別判定部2210による対象物の種別の判定、動作状態判定部2220による過去又は現在の動作状態の判定、進路予測判定部2240による将来の予測進路以外の移動状態の予測判定、性能判定部2230による性能判定、航行パターン判定部2250による航行パターンの判定、行動ステータス判定部2260による行動ステータスの判定が実行される。 Next, in the lower diagram of FIG. 39, at time t45, the course prediction determination unit 2240 of the object analysis determination unit 2200 determines the predicted future course of the object (suspicious ship 7000) after the course change. Note that even at time t45, not only is the predicted course determined by the course prediction determination unit 2240, but also the following are executed: determination of the type of object by the type determination unit 2210; determination of past or current action states by the action state determination unit 2220; prediction and determination of movement states other than the future predicted course by the course prediction determination unit 2240; performance determination by the performance determination unit 2230; determination of the navigation pattern by the navigation pattern determination unit 2250; and determination of the action status by the action status determination unit 2260.

次に、図40の上側図は、時刻t46に動作マネジメント部2400の動作割当決定部2420により、無人艇1000毎に動作役割の割り当てを行う様子を示している。本図に示す通り、対象物の予測進路の周辺に設けられる引継ぎ追跡の割当エリア20内に位置する無人艇1000には、引継ぎ追跡の動作役割が割り当てられる。また、引継ぎ追跡の割当エリア20よりも更に予測進路の前方側に設けられる先回り割当エリア30内に位置する2機の無人艇1000には、先回りの動作役割が割り当てられる。また、先回り動作決定部2460は、先回り目標エリア40を生成し、先回りの動作役割が割り当てられた無人艇1000に対して、先回り目標エリア40を先回り動作の移動目標エリアとして指令する。また、先回り動作決定部2460は、先回り目標エリア40へ移動する先回り目標時刻を生成して、先回り目標エリア40に先回り目標時刻までに移動する移動指令を生成しても良い。 Next, the upper diagram of FIG. 40 shows how the operation assignment determination unit 2420 of the operation management unit 2400 assigns an operation role to each unmanned boat 1000 at time t46. As shown in this figure, the unmanned boat 1000 located within the handover tracking assignment area 20, which is set around the predicted course of the target object, is assigned the operation role of handover tracking. In addition, the two unmanned boats 1000 located within the advance assignment area 30, which is set further forward of the predicted course than the handover tracking assignment area 20, are assigned the operation role of advance. In addition, the advance operation determination unit 2460 generates an advance target area 40 and commands the unmanned boat 1000 assigned the advance operation role to use the advance target area 40 as a movement target area for the advance operation. In addition, the advance operation determination unit 2460 may generate an advance target time for moving to the advance target area 40 and generate a movement command to move to the advance target area 40 by the advance target time.

次に、図40の下側図は、時刻t47における無人艇1000の移動状態を示している。本図に示す例では、時刻t46において先回り動作役割が割り当てられた2機の無人艇1000が、移動目標エリアである先回り目標エリア40内への移動を完了し、時刻t46において引継ぎついせきが割り当てられた無人艇1000が、追跡を引き継いでいる。 Next, the lower diagram of Figure 40 shows the movement state of the unmanned boats 1000 at time t47. In the example shown in this figure, at time t46, two unmanned boats 1000 assigned the advance operation role have completed their movement into advance target area 40, which is the movement target area, and the unmanned boat 1000 assigned the takeover role at time t46 has taken over the tracking.

(A-1-18.追跡時の相対距離制御方法)
以下に、図41乃至44を用いて、全体動作指令が追跡に決定された場合に、追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する方法について説明する。図41は、追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t50とt51の様子を示す図である。また、図42は、追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t52とt53の様子を示す図である。また、図43は、追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t54とt55の様子を示す図である。また、図44は、追跡動作決定部2430により複数の無人艇の相対距離を制御する際の時刻t56とt57の様子を示す図である。
(A-1-18. Relative distance control method during tracking)
A method of controlling the relative distances of multiple unmanned boats by the tracking operation determination unit 2430 when the overall operation command is determined to be tracking will be described below with reference to Figures 41 to 44. Figure 41 is a diagram showing the state of times t50 and t51 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances of multiple unmanned boats. Also, Figure 42 is a diagram showing the state of times t52 and t53 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances of multiple unmanned boats. Also, Figure 43 is a diagram showing the state of times t54 and t55 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances of multiple unmanned boats. Also, Figure 44 is a diagram showing the state of times t56 and t57 when the tracking operation determination unit 2430 controls the relative distances of multiple unmanned boats.

まず、図41の上側図は、時刻t50において複数の子機(10022a、10022b、10022c、10022d)が対象物(不審船7000)の追跡を行っている様子を示している。時刻t50においては、追跡を行う各子機が対象物から振り切られないように、追跡動作決定部2430により、追跡を行う各子機の移動速度が対象物の移動速度に応じて制御される。 First, the upper diagram in FIG. 41 shows a state in which multiple slave units (10022a, 10022b, 10022c, 10022d) are tracking an object (suspicious ship 7000) at time t50. At time t50, the tracking operation determination unit 2430 controls the movement speed of each tracking slave unit according to the movement speed of the object so that each tracking slave unit does not get lost from the object.

次いで、図41の下側図は、時刻t51において追跡を行う子機(10022a、10022b、10022c、10022d)の少なくともいずれかが対象物(不審船7000)の急減速を検出した様子を示している。 Next, the lower diagram in Figure 41 shows that at time t51, at least one of the tracking slave units (10022a, 10022b, 10022c, 10022d) detects a sudden deceleration of the target (suspicious ship 7000).

次いで、図42の上側図は、時刻t52において、追跡を行う子機のうち、後方に位置する子機(10022a、10022c)が対象物の減速に対応して減速を行う様子を示している。更に、図42の下側図は、時刻t53において、追跡を行う子機のうち、前方に位置する子機(10022b、10022d)が対象物の減速に対応して減速を行う様子を示している。このように、追跡を行う対象物の減速に対応して追跡を行う複数の無人艇1000を減速させる場合に、進行方向の後ろ側を航行する無人艇1000を先に減速させることにより、無人艇1000同士が接近し過ぎて、衝突することを未然に防止できる。 Next, the upper diagram of FIG. 42 shows how, at time t52, the tracking sub-units located at the rear (10022a, 10022c) decelerate in response to the deceleration of the object. Furthermore, the lower diagram of FIG. 42 shows how, at time t53, the tracking sub-units located at the front (10022b, 10022d) decelerate in response to the deceleration of the object. In this way, when multiple unmanned boats 1000 are decelerated in response to the deceleration of the tracked object, the unmanned boat 1000 traveling at the rear in the direction of travel is decelerated first, thereby preventing the unmanned boats 1000 from getting too close to each other and colliding.

次いで、図43の上側図は、時刻t54において、追跡を行う子機(10022a、10022b、10022c、10022d)の少なくともいずれかが対象物(不審船7000)の急加速を検出した様子を示している。 Next, the upper diagram in Figure 43 shows that at time t54, at least one of the tracking slave units (10022a, 10022b, 10022c, 10022d) detects a sudden acceleration of the target (suspicious ship 7000).

次いで、図43の下側図は、時刻t55において、追跡を行う子機のうち、前方に位置する子機(10022b、10022d)が対象物の加速に対応して加速を行う様子を示している。 Next, the lower diagram in Figure 43 shows how, at time t55, the slave units located at the front (10022b, 10022d) among the slave units being tracked accelerate in response to the acceleration of the target object.

次いで、図44は、時刻t56において、追跡を行う子機のうち、後方に位置する子機(10022a、10022c)が対象物の加速に対応して加速を行う様子を示している。このように、追跡を行う対象物の加速に対応して追跡を行う複数の無人艇1000を加速させる場合に、進行方向の前側を航行する無人艇1000を先に加速させることにより、無人艇1000同士が接近し過ぎて、衝突することを未然に防止できる。 Next, Figure 44 shows how, at time t56, the rearmost tracking child units (10022a, 10022c) accelerate in response to the acceleration of the object. In this way, when accelerating multiple tracking unmanned boats 1000 in response to the acceleration of the tracked object, by accelerating the unmanned boat 1000 traveling in front of the direction of travel first, it is possible to prevent the unmanned boats 1000 from getting too close to each other and colliding.

上述した実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。 The above-described embodiment is merely an example to facilitate understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the invention, and it goes without saying that the present invention includes equivalents.

[A-2.本実施形態の効果]
上述した実施形態により、複数の無人機を利用した海洋エリア等を移動する移動体の監視や追跡の性能を向上させることができる。一例として、監視や追跡の対象物が高速で逃走する場合、あるいは無人艇の少ないまたは配備されていない方向へ逃走する場合においても、監視や追跡を継続することができる、またはより長い時間監視や追跡を行うことができる。
[A-2. Effects of this embodiment]
The above-described embodiment can improve the performance of monitoring and tracking a moving object moving in a marine area, etc., using multiple unmanned vehicles. For example, even if the object to be monitored or tracked flees at high speed or flees to a direction where there are fewer or no unmanned boats, monitoring or tracking can be continued or can be performed for a longer period of time.

1…制御システム(システム)
100…入力装置 200…出力装置
300…処理装置 400…主記憶装置
500…補助記憶装置 600…通信装置
700…バス
1000…無人艇
1001…親機 1002…子機
10021…一次接続子機 10022…二次接続子機
10023…三次接続子機 1010…小隊
1100…計測部 1110…計測センサ
1120…計測制御部
1200…自機状態判定部 1210…航行状態判定部
1220…内部状態判定部 1230…外部状態判定部
1300…航行部
1400…通信部 1410…無人艇間通信部
1420…衛星通信部 1430…外部通信部
1500…判定部
1510…対象物検出判定部 1511…初期検出部
1512…詳細計測判定部 1513…詳細検出部
1514…対象物該否判定部
1520…対象物分析部 1521…位置判定部
1522…性能判定部 1523…将来進路予測部
1600…記録部 1610…計測データ記録部
1620…自機状態記録部 1630…判定情報記録部
1700…他アクション実行部
2000…統括制御システム
2100…情報インポート部 2110…検出条件取得部
2120…検出情報取得部 2130…外部情報取得部
2140…外部ユーザ入力情報取得部
2200…対象物分析判定部
2210…種別判定部 2220…動作状態判定部
2230…性能判定部 2240…進路予測判定部
2250…航行パターン判定部 2260…行動ステータス判定部
2300…システム状態判定部 2310…無人艇状態判定部
2320…捕捉ロスト予測部 2330…追跡状態判定部
2340…進路予測状態判定部
2400…動作マネジメント部 2410…全体動作決定部
2420…動作割当決定部 2430…追跡動作決定部
2440…追跡振切対応アクション決定部
2450…包囲動作決定部 2460…先回り動作決定部
2470…動作指令確定部
2500…ユーザインターフェース部
2510…表示部 2520…ユーザ入力受付部
2600…動作指令部
2700…情報通信部
3000…通信衛星 4000…地上基地局
5000…協調システム 6000…外部システム
7000…不審船
1...Control system (system)
100...input device 200...output device 300...processing device 400...main memory device 500...auxiliary memory device 600...communication device 700...bus 1000...unmanned boat 1001...parent unit 1002...child unit 10021...primary connected child unit 10022...secondary connected child unit 10023...tertiary connected child unit 1010...platoon 1100...measurement unit 1110...measurement sensor 1120...measurement control unit 1200...own aircraft state determination unit 1210...navigation state determination unit 1220...internal state determination unit 1230...external state determination unit 1300...navigation unit 1400...communication unit 1410...unmanned boat-to-unmanned boat communication unit 1420...satellite communication unit 1430...external communication unit 1500...determination unit
1510: Object detection and determination unit 1511: Initial detection unit 1512: Detailed measurement and determination unit 1513: Detailed detection unit 1514: Object suitability and non-suitability determination unit 1520: Object analysis unit 1521: Position determination unit 1522: Performance determination unit 1523: Future course prediction unit 1600: Recording unit 1610: Measurement data recording unit 1620: Own aircraft status recording unit 1630: Determination information recording unit 1700: Other action execution unit 2000: Overall control system 2100: Information import unit 2110: Detection condition acquisition unit 2120: Detection information acquisition unit 2130: External information acquisition unit 2140: External user input information acquisition unit 2200: Object analysis and determination unit 2210: Type determination unit 2220: Operation state determination unit 2230: Performance determination unit 2240... Course prediction determination unit 2250... Navigation pattern determination unit 2260... Action status determination unit 2300... System state determination unit 2310... Unmanned boat state determination unit 2320... Capture/loss prediction unit 2330... Tracking state determination unit 2340... Course prediction state determination unit 2400... Operation management unit 2410... Overall operation determination unit 2420... Operation allocation determination unit 2430... Tracking operation determination unit 2440... Tracking cut-off response action determination unit 2450... Surrounding operation determination unit 2460... Anticipatory operation determination unit 2470... Operation command determination unit 2500... User interface unit 2510... Display unit 2520... User input reception unit 2600... Operation command unit 2700... Information and communication unit 3000... Communication satellite 4000... Ground base station 5000... Cooperative system 6000... External system 7000... Suspicious ship

Claims (28)

水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して複数種類の動作役割の少なくともいずれかを遂行する動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果に応じて、前記対象物に対する追跡動作を行う第一動作役割を割り当てる前記無人艇と、前記対象物の移動先へ先回り移動する先回り動作役割、または前記追跡動作の引継ぎを行う引継ぎ動作役割、または前記複数の無人艇の間の通信中継を行う中継動作役割を含む第二動作役割を割り当てる前記無人艇を前記複数の無人艇からそれぞれ決定し、決定した前記無人艇毎の動作役割の割り当てに応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定する、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned vessel operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned vessels to perform at least one of a plurality of types of operation roles ;
Equipped with
The unmanned boat operation management unit determines, depending on the judgment result by the object analysis and judgment unit, which unmanned boat from among the multiple unmanned boats to which it assigns a first operation role to perform a tracking operation on the object, and a second operation role to which it assigns an advance operation role to move in advance to the destination of the object, or a takeover operation role to take over the tracking operation, or a relay operation role to relay communications between the multiple unmanned boats, and determines the command content of the operation command for the multiple unmanned boats depending on the operation role assignment for each unmanned boat determined .
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記複数の無人艇の各々に対する動作役割の割当てを決定し、前記複数の無人艇に対して割当てられた前記動作役割を遂行する前記動作指令を行う、制御システム。
2. The control system of claim 1,
The unmanned craft operation management unit determines an assignment of an operation role to each of the plurality of unmanned crafts, and issues the operation command to the plurality of unmanned crafts to perform the assigned operation role.
請求項2に記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により前記複数の無人艇に対して割当てられる前記動作役割には、前記対象物に対する追跡動作の役割、前記対象物に対する前記追跡動作引継ぎを行う前記引継ぎ動作役割、前記対象物の移動先へ移動する前記先回り動作役割、前記対象物に対する包囲動作の役割、前記複数の無人艇の間の通信中継を行う前記中継動作役割、前記計測データの蓄積を行う役割、前記計測データの分析処理を行う役割、の少なくともいずれかが含まれる、制御システム。
3. The control system of claim 2,
A control system in which the operation roles assigned to the multiple unmanned boats by the unmanned boat operation management unit include at least one of the following: a tracking operation role for the target object, a handover operation role for taking over the tracking operation for the target object, the anticipatory operation role for moving to the destination of the target object, a surrounding operation role for the target object, the relay operation role for relaying communications between the multiple unmanned boats, a role for accumulating measurement data, and a role for performing analytical processing of the measurement data.
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記対象物分析判定部の判定する前記対象物の動作状態または動的性能には、
前記対象物の過去の移動軌跡、現在の進行方向、現在の機首方向、現在の移動速度、現在の加速度、現在の減速度の少なくともいずれかを含む過去又は現在の移動状態、
または前記対象物の将来の予測進路、将来時刻における予測位置、将来時刻における予測速度、将来時刻における予測進行方向の少なくともいずれかを含む将来の予測移動状態、
または前記対象物の最高移動速度、最高回頭速度、最高加速度、最高減速度、移動可能距離の少ないともいずれかを含む動的性能、が含まれる、制御システム。
2. The control system of claim 1,
The operating state or dynamic performance of the object determined by the object analysis and determination unit includes:
past or current moving states of the object, including at least one of a past moving trajectory, a current traveling direction, a current heading direction, a current moving speed, a current acceleration, and a current deceleration;
or a future predicted moving state including at least one of a future predicted path, a predicted position at a future time, a predicted speed at a future time, and a predicted moving direction at a future time of the object;
or dynamic performance including at least one of the maximum moving speed, maximum turning speed, maximum acceleration, maximum deceleration, and movable distance of the object.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記対象物分析判定部により判定された前記対象物の種別が所定種別に該当する場合、または前記対象物の現在の移動速度が所定値以下である場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物が前記複数の無人艇の隊形の内側に入るように前記無人艇を移動させる包囲動作の動作指令を、前記複数の無人艇の少なくともいずれかに指令する、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit;
When the type of the object determined by the object analysis and determination unit corresponds to a predetermined type, or when the current moving speed of the object is equal to or less than a predetermined value,
The unmanned boat operation management unit issues an operation command to at least one of the multiple unmanned boats for an encirclement operation that moves the unmanned boat so that the target object is inside the formation of the multiple unmanned boats, a control system.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記対象物分析判定部の判定する前記対象物の動作状態または動的性能には、
前記対象物の過去の移動軌跡、現在の進行方向、現在の機首方向の少なくともいずれかを含む過去又は現在の移動状態、
または前記対象物の将来の予測進路、将来時刻における予測位置の少なくともいずれかを含む将来の予測移動状態、が含まれ、
前記無人艇動作マネジメント部により前記対象物の移動先への先回り動作の移動指令を行う場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記複数の無人艇の少なくとも一部に対して、
前記対象物分析判定部により判定された、前記対象物の過去の移動軌跡の延長線上若しくは前記延長線上の周辺エリア、前記対象物の現在の進行方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の現在の機首方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の将来の予測進路上若しくは前記予測進路上の周辺エリア、前記対象物の将来時刻における予測位置若しくは前記予測位置の周辺エリアの少なくともいずれかの位置又はエリアへ前記無人艇を移動させる前記動作指令を行う、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit;
The operating state or dynamic performance of the object determined by the object analysis and determination unit includes:
past or current moving states of the object, including at least one of a past moving trajectory, a current traveling direction, and a current nose direction;
or a future predicted moving state including at least one of a future predicted path of the object and a predicted position at a future time,
When the unmanned watercraft operation management unit issues a movement command for a preemptive operation to a destination of the object,
The unmanned watercraft operation management unit, for at least a portion of the plurality of unmanned watercraft,
A control system that issues the operational command to move the unmanned boat to at least one of the positions or areas determined by the object analysis and determination unit, including an extension line of the object's past movement trajectory or the surrounding area on that extension line, forward in the object's current direction of travel or the surrounding area, forward in the object's current nose direction or the surrounding area, on the object's future predicted course or the surrounding area on that predicted course, or the predicted position of the object at a future time or the surrounding area of the predicted position.
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記対象物は、水面上、水中、または上空を移動する物体を含み、
前記対象物分析判定部は、前記対象物が停止または略停止している停止、前記対象物の定常速度範囲内の航行、前記定常速度範囲よりも高速な航行、前記定常速度範囲よりも低速な航行、加速航行、減速航行、加減速繰り返し、ジグザグ状の経路を航行するジグザグ航行、旋回を行って進路変更を行う旋回進路変更、Uターン航行、8の字状の経路を航行する8の字航行の少なくともいずれかを含む前記対象物の航行パターンを判定する、制御システム。
2. The control system of claim 1,
The object includes an object moving on the water surface, underwater, or in the air;
The object analysis and determination unit determines the navigation pattern of the object including at least any of the following: stopping, where the object is stopped or almost stopped; navigation within the object's steady speed range; navigation faster than the steady speed range; navigation slower than the steady speed range; accelerating navigation; decelerating navigation; repeated acceleration and deceleration; zigzag navigation, where the object navigates a zigzag path; turning course change, where the object changes course by making a turn; U-turn navigation; and figure-of-eight navigation, where the object navigates a figure-of-eight path.
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記対象物分析判定部は、追跡の振り切り行動、追跡付きまといの回避行動、接近する無人艇から離れる行動、進路予測の防止行動、先回り無人艇の回避行動、包囲されることの回避行動、の少なくともいずれかの行動を含む前記対象物の逃走行動状態を判定する、制御システム。
2. The control system of claim 1,
The object analysis and determination unit determines the escape behavior state of the object, which includes at least one of the following behaviors: behavior of shaking off pursuit, behavior of avoiding being followed, behavior of moving away from an approaching unmanned vessel, behavior of preventing a course prediction, behavior of avoiding an unmanned vessel that has already arrived in advance, and behavior of avoiding being surrounded.
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令を決定する、制御システム。
2. The control system of claim 1,
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
The unmanned boat operation management unit determines the operation commands for the multiple unmanned boats in accordance with the determination result by the system state determination unit.
請求項9に記載の制御システムにおいて、
前記システム状態判定部は、前記複数の無人艇の位置、機体数、移動方向、移動速度、移動可能距離、エネルギー残量、前記無人艇の活動エリアの外部環境下における前記無人艇の移動速度または移動可能距離を含む移動能力の推定値、の少なくともいずれかを判定する、制御システム。
10. The control system of claim 9,
A control system in which the system state determination unit determines at least one of the positions of the multiple unmanned boats, the number of aircraft, the direction of movement, the movement speed, the possible movement distance, the remaining energy, and an estimated value of the movement capability including the movement speed or the possible movement distance of the unmanned boat in the external environment of the activity area of the unmanned boat.
請求項9に記載の制御システムにおいて、
前記システム状態判定部は、前記対象物を前記無人艇が追跡している追跡状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られる兆候がある振切兆候状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られた振切発生状態、前記無人艇による前記対象物の位置捕捉がロストした位置捕捉ロスト状態の少なくともいずれかを含む相対動作状態を判定する、制御システム。
10. The control system of claim 9,
The system state determination unit determines a relative operating state including at least one of a tracking state in which the unmanned boat is tracking the object, a shake-off indication state in which the unmanned boat being tracked shows signs of being shaken off due to the object's fleeing behavior, a shake-off occurrence state in which the unmanned boat being tracked has been shaken off due to the object's fleeing behavior, and a position capture lost state in which the unmanned boat has lost track of the object's position.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果と、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記システム状態判定部は、追跡を行う前記無人艇が振り切られる振切予測位置と振切予測時刻の少なくともいずれかを予測する振切予測判定を行う、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit and a determination result by the system state determination unit;
The system state determination unit performs a run-off prediction determination to predict at least one of a predicted run-off position and a predicted run-off time at which the unmanned boat being tracked will be run-off.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果と、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記システム状態判定部は、追跡を行う前記無人艇と前記対象物の相対距離が所定距離以上となった場合に、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られた振切発生状態に該当すると判定する、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit and a determination result by the system state determination unit;
The system state determination unit determines that the unmanned boat being pursued has fallen into a shake-off state due to the object's fleeing behavior when the relative distance between the unmanned boat being pursued and the object becomes a predetermined distance or greater, thereby controlling the control system.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果と、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記システム状態判定部は、追跡を行う前記無人艇の移動速度が前記対象物の移動速度よりも遅い場合、または追跡を行う前記無人艇と前記対象物の相対距離が時間経過とともに延びている場合、または追跡を行う前記無人艇の移動可能距離が前記対象物の移動可能距離よりも短い場合、または追跡を行う前記無人艇のエネルギー残量が前記対象物のエネルギー残量よりも少ない場合、または追跡を行う無人艇の最高移動速度が対象物の最高移動速度よりも遅い場合に、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られる兆候がある振切兆候状態に該当する判定する、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit and a determination result by the system state determination unit;
The system state determination unit determines that the unmanned vessel being pursued is in a state indicating that it is about to be shaken off due to the object's attempt to flee when the speed of the unmanned vessel being pursued is slower than the speed of the object, or when the relative distance between the unmanned vessel being pursued and the object is increasing over time, or when the distance the unmanned vessel being pursued can travel is shorter than the distance the object can travel, or when the remaining energy of the unmanned vessel being pursued is less than the remaining energy of the object, or when the maximum moving speed of the unmanned vessel being pursued is slower than the maximum moving speed of the object,
請求項12に記載の制御システムにおいて、
前記システム状態判定部は、前記振切予測判定を行う場合に、追跡を行う前記無人艇の移動速度と移動方向と位置の少なくともいずれかを含む前記無人艇に関する状態情報と、前記対象物の移動速度と移動方向と位置の少なくともいずれかを含む前記対象物に関する状態情報に応じて、追跡を行う前記無人艇が振り切られる前記振切予測位置と前記振切予測時刻の少なくともいずれかを判定する、制御システム。
13. The control system of claim 12,
A control system in which, when making the run-off prediction judgment, the system state judgment unit judges at least one of the predicted run-off position and the predicted run-off time at which the unmanned boat being tracked will be run-off based on status information regarding the unmanned boat being tracked, including at least one of the movement speed, movement direction, and position of the unmanned boat being tracked, and status information regarding the target object, including at least one of the movement speed, movement direction, and position of the target object.
請求項12に記載の制御システムにおいて、
前記システム状態判定部は、前記対象物を前記無人艇が追跡している追跡状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られる兆候がある振切兆候状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られた振切発生状態、前記無人艇による前記対象物の位置捕捉がロストした位置捕捉ロスト状態の少なくともいずれかを含む相対動作状態を判定し、
前記システム状態判定部により前記振切兆候状態または前記振切発生状態または位置捕捉ロスト状態に該当すると判定した場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、追跡を行う前記無人艇とは異なる他の前記無人艇に追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てるか否かを決定する、制御システム。
13. The control system of claim 12,
the system state determination unit determines a relative motion state including at least one of a tracking state in which the unmanned vessel is tracking the object, a shake-off indication state in which the unmanned vessel being pursued has a sign of being shaken off due to the object's fleeing behavior, a shake-off occurrence state in which the unmanned vessel being pursued has been shaken off due to the object's fleeing behavior, and a position capture lost state in which the unmanned vessel has lost capture of the object's position,
When the system state determination unit determines that the system state corresponds to the swing-out symptom state, the swing-out occurrence state, or the position capture lost state,
The unmanned vessel operation management unit determines whether to assign a role of taking over the tracking operation to another unmanned vessel different from the unmanned vessel performing the tracking, the control system.
請求項16に記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により、追跡を行う前記無人艇とは異なる他の前記無人艇に追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てる場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物の追跡の引継ぎ動作の役割を割り当てる前記無人艇の選定、前記無人艇を前記振切予測位置へ移動させる前記動作指令、前記無人艇を前記振切予測位置へ前記振切予測時刻までに移動させる前記動作指令、の少なくともいずれかを前記無人艇に対して行う、制御システム。
17. The control system of claim 16,
When the unmanned vessel operation management unit assigns a role of taking over tracking to another unmanned vessel different from the unmanned vessel performing tracking,
The unmanned boat operation management unit is a control system that performs at least one of the following for the unmanned boat: selection of the unmanned boat to be assigned the role of taking over the tracking of the target object; operation command to move the unmanned boat to the predicted run-out position; and operation command to move the unmanned boat to the predicted run-out position by the predicted run-out time.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果と、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記システム状態判定部は、前記対象物を前記無人艇が追跡している追跡状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られる兆候がある振切兆候状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られた振切発生状態、前記無人艇による前記対象物の位置捕捉がロストした位置捕捉ロスト状態の少なくともいずれかを含む相対動作状態を判定し、
前記システム状態判定部により、前記振切兆候状態または前記振切発生状態に該当すると判定し、
前記対象物分析判定部により、前記対象物の過去の移動軌跡、現在の進行方向、現在の機首方向、将来の予測進路、将来の予測位置の少なくともいずれかを判定した場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記複数の無人艇の少なくとも一部に対して、
前記対象物分析判定部により判定された前記対象物の過去の移動軌跡の延長線上若しくは前記延長線上の周辺エリア、前記対象物の現在の進行方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の現在の機首方向の前方若しくはその周辺エリア、前記対象物の将来の予測進路上若しくは前記予測進路上の周辺エリア、前記対象物の将来時刻における予測位置若しくは前記予測位置の周辺エリアの少なくともいずれかの位置又はエリアへ前記無人艇を移動させる先回り動作の前記動作指令を行う、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit and a determination result by the system state determination unit;
the system state determination unit determines a relative motion state including at least one of a tracking state in which the unmanned vessel is tracking the object, a shake-off indication state in which the unmanned vessel being pursued has a sign of being shaken off due to the object's fleeing behavior, a shake-off occurrence state in which the unmanned vessel being pursued has been shaken off due to the object's fleeing behavior, and a position capture lost state in which the unmanned vessel has lost capture of the object's position,
The system state determination unit determines that the state corresponds to the runout symptom state or the runout occurrence state,
When the object analysis and determination unit determines at least one of the past movement trajectory, the current traveling direction, the current heading direction, the future predicted course, and the future predicted position of the object,
The unmanned watercraft operation management unit, for at least a portion of the plurality of unmanned watercraft,
A control system that issues the operation command for a proactive operation to move the unmanned boat to at least one of the positions or areas on an extension line of the past movement trajectory of the object determined by the object analysis and determination unit or the surrounding area on that extension line, forward in the current direction of travel of the object or the surrounding area, forward in the current nose direction of the object or the surrounding area, on the future predicted course of the object or the surrounding area on the predicted course, or the predicted position of the object at a future time or the surrounding area of the predicted position.
請求項12に記載の制御システムにおいて、
前記システム状態判定部は、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られる兆候がある振切兆候状態を判定し、
前記システム状態判定部により、前記振切兆候状態に該当すると判定された場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記無人艇に、前記対象物に対して塗料付着、発信機付着の少なくともいずれかの動作を含む前記動作指令を行う、制御システム。
13. The control system of claim 12,
the system state determination unit determines a shake-off indication state in which there is an indication that the unmanned watercraft being pursued is about to be shaken off due to an escape behavior of the object,
When the system state determination unit determines that the state corresponds to the runout indication state,
The unmanned boat operation management unit is a control system that issues the operation command to the unmanned boat, the operation command including at least one of attaching paint to the object and attaching a transmitter to the object.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果と、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記システム状態判定部は、前記対象物を前記無人艇が追跡している追跡状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られる兆候がある振切兆候状態、前記対象物の逃走行為により追跡を行っている前記無人艇が振り切られた振切発生状態、前記無人艇による前記対象物の位置捕捉がロストした位置捕捉ロスト状態の少なくともいずれかを含む相対動作状態を判定し、
前記システム状態判定部により、前記振切発生状態または前記位置捕捉ロスト状態に該当すると判定された場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記振切発生状態または位置捕捉ロスト状態となった前記無人艇に対して、前記対象物の追跡の引継ぎ動作の役割、前記対象物の移動先への先回り動作の役割、前記対象物に対する包囲動作の役割、前記複数の無人艇の間の通信中継を行う役割、前記計測データの蓄積を行う役割、前記計測データの分析処理を行う役割、の少なくともいずれかを含む動作役割の割り当てを行う前記動作指令を行う、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit and a determination result by the system state determination unit;
the system state determination unit determines a relative motion state including at least one of a tracking state in which the unmanned vessel is tracking the object, a shake-off indication state in which the unmanned vessel being pursued has a sign of being shaken off due to the object's fleeing behavior, a shake-off occurrence state in which the unmanned vessel being pursued has been shaken off due to the object's fleeing behavior, and a position capture lost state in which the unmanned vessel has lost capture of the object's position,
When the system state determination unit determines that the system is in the swing-out state or the position capture lost state,
The unmanned boat operation management unit issues the operation command to the unmanned boat that has entered the run-out state or position capture lost state to assign an operational role to the unmanned boat that includes at least one of the following: taking over tracking of the target object, anticipating the target's destination, surrounding the target object, relaying communications between the multiple unmanned boats, storing the measurement data, and analyzing the measurement data.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
前記複数の無人艇の現在若しくは将来の状態、または前記複数の無人艇と前記対象物の現在または将来の相対的な動作状態を判定するシステム状態判定部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果と、前記システム状態判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記システム状態判定部は、前記対象物の逃走行為により前記複数の無人艇が前記対象物の位置捕捉をロストする捕捉ロストの発生有無、将来の前記捕捉ロストの発生有無、前記捕捉ロストが発生するロスト予測位置、前記対象物の位置捕捉が可能なエリア、前記捕捉ロストが発生するロスト予測時刻、前記対象物の位置捕捉が可能な時間の少なくともいずれかを判定する、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
a system state determination unit that determines a current or future state of the plurality of unmanned watercraft, or a current or future relative operating state of the plurality of unmanned watercraft and the object;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit and a determination result by the system state determination unit;
The system state determination unit determines at least any of the following: whether or not a capture loss has occurred in which the multiple unmanned boats lose capture of the target object due to the target object's fleeing action, whether or not such a capture loss will occur in the future, a predicted lost position where the capture loss will occur, an area where the target object can be captured, a predicted lost time where the capture loss will occur, and a time when the target object can be captured.
請求項21に記載の制御システムにおいて、
前記システム状態判定部により、前記捕捉ロストの発生を判定、または将来の前記捕捉ロストの発生を予測判定した場合に、
前記捕捉ロストの発生情報、前記ロスト予測位置、前記ロスト予測時刻、前記対象物に関する情報の少なくともいずれかを含む情報を、外部システムへ出力する情報出力部を備える、制御システム。
22. The control system of claim 21,
When the system state determination unit determines that the capture loss has occurred or predicts that the capture loss will occur in the future,
A control system comprising an information output unit that outputs information including at least one of information on the occurrence of capture loss, the predicted lost position, the predicted lost time, and information on the target object to an external system.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムであって、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測部と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出判定部と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析判定部と、
前記複数の無人艇に対して動作指令を行う無人艇動作マネジメント部と、
を備え、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物分析判定部による判定結果に応じて、前記複数の無人艇に対する前記動作指令の指令内容を決定し、
前記対象物分析判定部により、前記対象物の将来の予測進路または将来時刻における予測位置を判定し、
前記対象物分析判定部により、前記対象物が停止または略停止している停止、前記対象物の定常速度範囲内の航行、前記定常速度範囲よりも高速な航行、前記定常速度範囲よりも低速な航行、加速航行、減速航行、加減速繰り返し、ジグザグ状の経路を航行するジグザグ航行、旋回を行って進路変更を行う旋回進路変更、Uターン航行、8の字状の経路を航行する8の字航行の少なくともいずれかを含む前記対象物の航行パターン、または追跡の振り切り行動、先回り無人艇の回避行動、進路予測のかく乱行動、包囲されることの回避行動、接近する無人艇から離れる行動、の少なくともいずれかの行動を含む前記対象物の逃走行動状態を判定する場合に、
前記対象物分析判定部は、前記航行パターンまたは前記逃走行動状態に応じて、判定された将来の前記予測進路または将来時刻における前記予測位置の妥当性を判定する、制御システム。
A system for detecting an object using a plurality of unmanned watercraft capable of navigating on or above the water surface,
a measurement unit that acquires measurement data using measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection determination unit that processes the measurement data and detects the object;
an object analysis and determination unit that determines at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
an unmanned watercraft operation management unit that issues operation commands to the plurality of unmanned watercraft;
Equipped with
the unmanned watercraft operation management unit determines command contents of the operation commands to the plurality of unmanned watercraft in accordance with a determination result by the object analysis determination unit;
The object analysis and determination unit determines a predicted future course or a predicted position at a future time of the object;
When the object analysis and determination unit determines a navigation pattern of the object including at least one of the following: stopping where the object is stopped or nearly stopped, navigation within the steady speed range of the object, navigation faster than the steady speed range, navigation slower than the steady speed range, accelerating navigation, decelerating navigation, repeated acceleration and deceleration, zigzag navigation traveling a zigzag route, turning course change where a course is changed by turning, U-turn navigation, and figure-of-eight navigation, or an escape behavior state of the object including at least one of the following behaviors: shaking off pursuit, avoidance behavior of a leading unmanned vessel, disruption of course prediction, avoidance behavior from being surrounded, and behavior moving away from an approaching unmanned vessel,
The object analysis and determination unit determines the validity of the determined predicted future course or the predicted position at a future time according to the navigation pattern or the escape behavior state.
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により、前記対象物に対する追跡動作の動作指令を行う場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物の進行方向の後方からの追跡、前記対象物の進行方向に対して左右の2方向からの追跡、前記対象物の進行方向に対して左右及び後方の3方向からの追跡、前記対象物の進行方向に対して前後左右の4方向からの追跡、前記対象物の進行方向の前方からの追跡、の少なくともいずれかを含む前記複数の無人艇の追跡隊形に関する情報を含む前記動作指令を行う、制御システム。
2. The control system of claim 1,
When the unmanned watercraft operation management unit issues an operation command for a tracking operation on the target object,
The unmanned boat operation management unit issues the operation commands including information regarding the tracking formation of the multiple unmanned boats, including at least one of the following: tracking from behind the object's direction of travel, tracking from two directions, left and right, relative to the object's direction of travel, tracking from three directions, left and right and rear, relative to the object's direction of travel, tracking from four directions, front, back, left and right, relative to the object's direction of travel, and tracking from ahead of the object's direction of travel.
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により、前記対象物に対する追跡動作の動作指令を行う場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記対象物に対する追跡動作を行う複数の前記無人艇同士の衝突防止動作、前記対象物と前記無人艇の衝突防止動作、前記無人艇と前記対象物の距離を短くする動作、前記無人艇と前記対象物の距離を長くする動作、の少なくともいずれかの追跡時動作に関する情報を含む前記動作指令を行う、制御システム。
2. The control system of claim 1,
When the unmanned watercraft operation management unit issues an operation command for a tracking operation on the target object,
The unmanned boat operation management unit issues the operation command including information regarding at least one of the tracking operations: an operation to prevent collision between multiple unmanned boats performing tracking operations on the target object, an operation to prevent collision between the target object and the unmanned boat, an operation to shorten the distance between the unmanned boat and the target object, and an operation to increase the distance between the unmanned boat and the target object.
請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記無人艇動作マネジメント部により生成される前記動作指令の候補情報を表示し、ユーザから前記動作指令に対するユーザ入力情報を受けるユーザインターフェース部を備え、
前記ユーザインターフェース部により前記ユーザ入力情報を受け付けた場合に、
前記無人艇動作マネジメント部は、前記ユーザ入力情報に応じて前記動作指令を決定する、制御システム。
2. The control system of claim 1,
a user interface unit that displays candidate information for the operation command generated by the unmanned watercraft operation management unit and receives user input information for the operation command from a user;
When the user input information is received by the user interface unit,
The unmanned boat operation management unit determines the operation command in response to the user input information.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムの制御方法であって、
コンピュータが、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測ステップと、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出ステップと、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析ステップと、
前記対象物分析ステップによる判定結果に応じて、前記対象物に対する追跡動作を行う第一動作役割を割り当てる前記無人艇と、前記対象物の移動先へ先回り移動する先回り動作役割、または前記追跡動作の引継ぎを行う引継ぎ動作役割、または前記複数の無人艇の間の通信中継を行う中継動作役割を含む第二動作役割を割り当てる前記無人艇を前記複数の無人艇からそれぞれ決定し、決定した前記無人艇毎の動作役割の割り当てに応じて、前記複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定する指令決定ステップと、
前記複数の無人艇に対して複数種類の動作役割の少なくともいずれかを遂行する前記動作指令に基づく指令を行う動作指令ステップと、
を実行する、制御方法。
A method for controlling a system that detects an object using a plurality of unmanned watercraft that can navigate on or above the water surface, comprising the steps of:
The computer
a measurement step of acquiring measurement data by measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection step of processing the measurement data to detect the object;
an object analysis step of determining at least one of a type, an operating state, and a dynamic performance of the detected object;
a command determination step of determining, according to the determination result in the object analysis step , an unmanned vessel to which a first operation role is assigned to perform a tracking operation on the object, and an anticipatory operation role to which a second operation role is assigned, the anticipatory operation role to which the unmanned vessel is to move in advance to the destination of the object, or a takeover operation role to take over the tracking operation, or a relay operation role to relay communications between the plurality of unmanned vessels, and determining the content of an operation command to the plurality of unmanned vessels according to the determined assignment of the operation role for each of the unmanned vessels;
an operation command step of issuing a command based on the operation command to the plurality of unmanned crafts to perform at least one of a plurality of types of operation roles;
A control method for performing the above.
水面または水上を航行可能な複数の無人艇を用いて対象物の検出を行うシステムを制御するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の無人艇に搭載された計測センサにより計測データを取得する計測指令と、
前記計測データを処理して前記対象物を検出する対象物検出指令と、
検出された前記対象物の種別、動作状態、動的性能の少なくともいずれかを判定する対象物分析指令と、
前記対象物分析指令に基づいて判定された判定結果に応じて、前記対象物に対する追跡動作を行う第一動作役割を割り当てる前記無人艇と、前記対象物の移動先へ先回り移動する先回り動作役割、または前記追跡の引継ぎを行う引継ぎ動作役割、または前記複数の無人艇の間の通信中継を行う中継動作役割を含む第二動作役割を割り当てる前記無人艇を前記複数の無人艇からそれぞれ決定し、決定した前記無人艇毎の動作役割の割り当てに応じて、前記複数の無人艇に対する動作指令の指令内容を決定する指令決定指令と、
前記複数の無人艇に対して複数種類の動作役割の少なくともいずれかを遂行する前記動作指令に基づく指令を行う動作実行指令と、
を実行させるプログラム。
A program for controlling a system that detects objects using a plurality of unmanned watercraft that can navigate on or above the water surface,
On the computer,
a measurement command for acquiring measurement data by measurement sensors mounted on the plurality of unmanned watercraft;
an object detection command for processing the measurement data to detect the object;
an object analysis command for determining at least one of a type, a motion state, and a dynamic performance of the detected object;
a command determination command for determining, from among the plurality of unmanned vessels, an unmanned vessel to be assigned a first operation role to perform a tracking operation on the object in accordance with a determination result determined based on the object analysis command, and an unmanned vessel to be assigned a second operation role including an advance operation role to move in advance to the destination of the object, or a takeover operation role to take over the tracking, or a relay operation role to relay communications between the plurality of unmanned vessels, and for determining the command content of an operation command for the plurality of unmanned vessels in accordance with the determined assignment of the operation role for each of the unmanned vessels;
an action execution command for issuing a command based on the action command to the plurality of unmanned crafts to perform at least one of a plurality of types of action roles;
A program that executes the following.
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