特許 7173797 水上航走体の目標位置決定装置、目標位置決定方法、目標位置決定プログラム、および航走体監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】水上航走体の目標位置決定装置、目標位置決定方法、目標位置決定プログラム、および航走体監視システム

(51)【国際特許分類】

   B63B 49/00 20060101AFI20221109BHJP

   B63C 11/48 20060101ALI20221109BHJP

   B63C 11/00 20060101ALI20221109BHJP

   G05D 1/00 20060101ALI20221109BHJP

   G01S 15/74 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

B63B49/00 Z

B63C11/48 D

B63C11/00 B

B63C11/00 A

B63C11/00 C

G05D1/00 A

G01S15/74

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2018162345

(22)【出願日】2018-08-31

(65)【公開番号】P2020032916

(43)【公開日】2020-03-05

【審査請求日】2021-06-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】奥田 幸人

(72)【発明者】

【氏名】山内 由章

【審査官】塩澤 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６５３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４４９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５６３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３９２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６５３３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ ４９／００

Ｂ６３Ｃ １１／４８

Ｂ６３Ｃ １１／００

Ｇ０５Ｄ １／００

Ｇ０１Ｓ １５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定装置であって、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するように構成された第１算出部と、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するように構成された第２取得部と、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第１決定部と、を備え、
前記第１決定部は、
少なくとも１つの前記候補位置について、前記スコアおよび前記追尾優先度に基づいて、前記候補位置毎に総合スコアを算出するように構成された第３算出部と、
前記総合スコアに基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第２決定部と、を有することを特徴とする水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項2】

前記追尾優先度は、前記水上航走体と前記水中航走体との距離に基づいて定められることを特徴とする請求項１に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項3】

前記複数の水中航走体の各々毎に求められる、通信可能な複数の前記水上航走体の各々との前記距離に基づいて、前記距離が最も短い前記水上航走体の前記追尾優先度が最も高くなるように、前記追尾優先度を算出するように構成された第２算出部を、さらに備えることを特徴とする請求項２に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項4】

前記追尾優先度は、前記水中航走体の重要度に基づいて定められることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項5】

前記水中航走体の前記重要度は、異常が発生していない前記水中航走体の前記異常度よりも、異常が発生している前記水中航走体の前記重要度の方のほうが大きいか、前記水中航走体に実行させるミッションの重要性が高いほど大きいか、あるいは、前記水中航走体の深度が大きいほど大きい、のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項6】

前記第１算出部は、前記水中航走体の未来の位置を予測するように構成された予測部を、有し、
前記位置情報は、前記未来の位置を示す未来位置情報であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項7】

前記第３算出部は、複数の前記候補位置の各々の前記総合スコアを算出し、
前記第２決定部は、前記複数の候補位置のうち、前記総合スコアが最大となる前記候補位置を前記目標位置とすることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項8】

水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定装置であって、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するように構成された第１算出部と、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するように構成された第２取得部と、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第１決定部と、を備え、
前記スコアは、前記水中航走体の深度が深いほど高く、かつ前記水中航走体と前記水上航走体との水平距離が近いほど高くなることを特徴とする水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項9】

水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定装置であって、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するように構成された第１算出部と、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するように構成された第２取得部と、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第１決定部と、を備え、
前記第１算出部は、前記水中航走体毎に、該水中航走体を頂点とした、異なる頂角を有し、上方に向かって広がる複数の円錐状の境界で区切られた複数のセグメントを演算し、前記セグメントのうち前記水上航走体の位置を含むセグメントを特定し、前記セグメントの外側を区切る前記境界の頂角が小さいほど大きくなる値を、前記水中航走体の前記スコアとして算出することを特徴とする水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項10】

水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定装置であって、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するように構成された第１算出部と、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するように構成された第２取得部と、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第１決定部と、を備え、
前記第１算出部は、前記水上航走体を頂点とした、異なる頂角を有し、下方へ向かって広がる複数の円錐状の境界で区切られた複数のセグメントを演算し、前記水中航走体毎に、該水中航走体の位置を含むセグメントを特定し、前記セグメントの外側を区切る前記境界の頂角が小さいほど大きくなる値を、前記水中航走体の前記スコアとして算出することを特徴とする水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項11】

前記水上航走体の目標位置決定装置は、複数の前記水上航走体の前記目標位置を決定するものとし、
第１の前記水上航走体の前記目標位置を決定するのに用いる前記水中航走体毎の前記追尾優先度と、第２の前記水上航走体の前記目標位置を決定するのに用いる前記水中航走体毎の前記追尾優先度とは、前記水中航走体毎に異なる値を有していることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項12】

少なくとも１つの前記候補位置を特定する特定部を、さらに備えることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の水上航走体の目標位置決定装置。

【請求項13】

水中を航走する複数の水中航走体と、
前記水中航走体を追尾可能な少なくとも１つの水上航走体と、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の、前記水上航走体の航走の目標位置を決定するように構成された水上航走体の目標位置決定装置と、を備えることを特徴とする航走体監視システム。

【請求項14】

水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定プログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するように構成された第１算出部と、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するように構成された第２取得部と、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第１決定部と、を実現させると共に、
前記第１決定部において、
少なくとも１つの前記候補位置について、前記スコアおよび前記追尾優先度に基づいて、前記候補位置毎に総合スコアを算出するように構成された第３算出部と、
前記総合スコアに基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第２決定部と、を実現させるための目標位置決定プログラム。

【請求項15】

水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定方法であって、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するステップと、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するステップと、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するステップと、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するステップと、を備え、
前記目標位置を決定するステップは、
少なくとも１つの前記候補位置について、前記スコアおよび前記追尾優先度に基づいて、前記候補位置毎に総合スコアを算出するステップと、
前記総合スコアに基づいて、前記目標位置を決定するステップと、を有することを特徴とする水上航走体の目標位置決定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水中を航走する水中航走体を水上航走体により監視する際の水上航走体の航走を成業する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ソナーにより水中航走体と通信をしながら、その水中航走体を自動追尾する水上航走体に関する技術が開示されている。特許文献１によれば、１台の水中航走体を２台の水上航走体が追尾する。

【0003】

他方、特許文献２～３には、１つ（１機）の水上航走体により複数の水中航走体を監視する技術が開示されている。水上航走体が水中航走体を監視（追尾）するためには、両者が音響通信（音波による通信）の可能となる位置関係にある必要がある。音響通信ができなくなると、水上航走体が水中航走体を見失う（ロスト）結果、水中航走体を回収できない場合が生じる。このような場合に備えて、特許文献２は、音響通信（音響測位）が不可能となる水中航走体が生じた場合に、水上航走体が航走（移動）すべき目標位置を開示している。一方、特許文献３は、水中航走体が水上航走体から追尾の一時中断の通知を受信した場合に、水中航走体の航走すべき目標位置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－２４９０６０号公報

【文献】特開２０１８－２７７３９号公報

【文献】特願２０１７－９４９７６号公報

【文献】特願２０１７－０５１８３０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のような１台の水中航走体を２台の水上航走体で監視する場合には、監視すべき水中航走体が増加すると、水上航走体の数もその分だけ多く必要になり、コストが増大してしまう。このため、水中航走体と水上航走体とを備える水中航走体監視システムを構築するにあたり、特許文献２～３のように１つの水上航走体で複数の水中航走体を監視するなど、水上航走体の総数を水中航走体の総数より少なくするのが望ましい。この際、複数の水中航走体の監視のためには、水中航走体を追尾するように水上航走体の目標位置を決定することにより両者の音響通信が可能なようにすることが必要となるが（特許文献４参照）、複数の水上航走体の目標位置が同じになると、複数の水中航走体の位置的（水平方向における位置）な広がりに対して複数の水上航走体の位置的な広がりに偏りが生じる。よって、複数の水上航走体の目標位置が重なることにならないようにすることにより、監視の効率性の向上を図る必要がある。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の水中航走体を適切に監視することが可能な水上航走体の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る水上航走体の目標位置決定装置は、
水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定装置であって、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するように構成された第１算出部と、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するように構成された第２取得部と、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第１決定部と、を備える。

【0008】

上記（１）の構成によれば、目標位置を決定しようとする水上航走体が、目標位置の候補となる候補位置に移動した仮定の下で算出する水上航走体と各水中航走体との通信のしやすさを示すスコアと、その水上航走体から見た水中航走体毎の追尾優先度とに基づいて、水上航走体の目標位置を決定する。このように、スコア（通信のしやすさ）のみならず、スコアおよび追尾優先度に基づいて水上航走体の目標位置を決定することにより、より適切な水上航走体の目標位置を決定することができる。

【0009】

すなわち、例えば、複数（例えば２つ）の水上航走体が、それぞれ、同じ複数（例えば２つ）の水中航走体の存在を検知（認識）している状況で目標位置をそれぞれ決定する場合に、上記のスコアのみに基づいて決定すると目標位置が同じになる場合がある（後述する図５Ｃ参照）。しかし、水上航走体毎に、通信可能な複数の水中航走体毎に定める追尾優先度を加味することにより、各水上航走体の目標位置が相互に異なるように図ることができる（後述する図５Ａ～図５Ｂ参照）。これによって、複数の水中航走体を、より少ない複数の水上航走体で監視しようとした場合においても、各水上航走体が相互に異なる目標位置を目標に航走するように図られるので、より多くの水中航走体を監視できるようになり、水中航走体を適切に、効率良く監視することができる。

【0010】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記追尾優先度は、前記水上航走体と前記水中航走体との距離に基づいて定められる。
上記（２）の構成によれば、各水中航走体の追尾優先度は、水上航走体と、各水中航走体の各々との距離に基づいて定められる。これによって、水上航走体からの距離が近い水中航走体ほど追尾優先度を大きくするといったことが可能であり、水中航走体毎の追尾優先度が異なるように図ることができる。

【0011】

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記複数の水中航走体の各々毎に求められる、通信可能な複数の前記水上航走体の各々との前記距離に基づいて、前記距離が最も短い前記水上航走体の前記追尾優先度が最も高くなるように、前記追尾優先度を算出するように構成された第２算出部を、さらに備える。
上記（３）の構成によれば、水上航走体から見た複数の水中航走体の各々の追尾優先度を、水中航走体と通信可能な複数の水上航走体の各々との距離に基づいて算出する。これによって、水上航走体毎に、複数の水中航走体に対する追尾優先度を算出する。これによって、水上航走体が、複数の水中航走体のどれを優先して追尾するかを適切にさだめることができる。

【0012】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の構成において、
前記追尾優先度は、前記水中航走体の重要度に基づいて定められる。
上記（４）の構成によれば、各水中航走体の追尾優先度は、水中航走体の重要度、または、その重要度および上記の距離に基づいて定められる。水中航走体の重要度は、例えば、水中航走体のミッションの重要度や、水中航走体に何らかの異常が生じた場合に水中航走体を見失う（ロスト）ことの回避を図る場合など、重点的に追尾する必要性の有無に応じたものであり、重要度に基づいて追尾優先度を定めることにより、追尾優先度を状況に応じて適切に決定することができる。

【0013】

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記水中航走体の前記重要度は、異常が発生していない前記水中航走体の前記異常度よりも、異常が発生している前記水中航走体の前記重要度の方のほうが大きいか、前記水中航走体に実行させるミッションの重要性が高いほど大きいか、あるいは、前記水中航走体の深度が大きいほど大きい、のいずれかである。
上記（５）の構成によれば、各水中航走体の重要度を、水中航走体の異常の発生の有無、ミッションの重要性、深度の少なくとも１つの指標に応じて設定する。これによって、重要度が大きい水中航走体を見失う（ロスト）ことの回避を図ることができる。

【0014】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）～（５）の構成において、
前記第１算出部は、前記水中航走体の未来の位置を予測するように構成された予測部を、有し、
前記位置情報は、前記未来の位置を示す未来位置情報である。
上記（６）の構成によれば、水中航走体の方向、速度、舵角などから予測される未来の位置と、水上航走体の候補位置とに基づいてスコアを算出することにより、より適切な目標位置を設定することができる。

【0015】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）～（６）の構成において、
前記第１決定部は、
少なくとも１つの前記候補位置について、前記水中航走体毎の前記スコアおよび前記水中航走体毎の前記追尾優先度に基づいて、前記候補位置毎に総合スコアを算出するように構成された第３算出部と、
前記総合スコアに基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第２決定部と、を有する。
上記（７）の構成によれば、候補位置毎の総合スコアに基づいて目標位置を決定することにより、複数の水中航走体との高品質な通信を確保できる位置へ向けて水上航走体を航走させることができる。

【0016】

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記第３算出部は、複数の前記候補位置の各々の前記総合スコアを算出し、
前記第２決定部は、前記複数の候補位置のうち、前記総合スコアが最大となる前記候補位置を前記目標位置とする。
上記（８）の構成によれば、最大の総合スコアを有する候補位置を目標位置とすることにより、最も適切な位置に水上航走体を航走させることができる。

【0017】

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）～（８）の構成において、
前記スコアは、前記水中航走体の深度が深いほど高く、かつ前記水中航走体と前記水上航走体との水平距離が近いほど高くなる。
上記（９）の構成によれば、スコアによって、水上航走体と水中航走体との位置に応じた通信品質の程度を適切に数値化することができる。

【0018】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）～（９）の構成において、
前記第１算出部は、前記水中航走体毎に、該水中航走体を頂点とした、異なる頂角を有し、上方に向かって広がる複数の円錐状の境界で区切られた複数のセグメントを演算し、前記セグメントのうち前記水上航走体の位置を含むセグメントを特定し、前記セグメントの外側を区切る前記境界の頂角が小さいほど大きくなる値を、前記水中航走体の前記スコアとして算出する。
上記（１０）の構成によれば、複数の水中航走体の各々を頂点とした円錐状の境界で区切られた複数のセグメントに基づいて、水中航走体のスコアを算出することができる。

【0019】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）～（１０）の構成において、
前記第１算出部は、前記水上航走体を頂点とした、異なる頂角を有し、下方へ向かって広がる複数の円錐状の境界で区切られた複数のセグメントを演算し、前記水中航走体毎に、該水中航走体の位置を含むセグメントを特定し、前記セグメントの外側を区切る前記境界の頂角が小さいほど大きくなる値を、前記水中航走体の前記スコアとして算出する。
上記（１１）の構成によれば、水上航走体を頂点とした円錐状の境界で区切られた複数のセグメントに基づいて、水中航走体のスコアを算出することができる。

【0020】

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）～（１１）の構成において、
前記水上航走体の目標位置決定装置は、複数の前記水上航走体の前記目標位置を決定するものとし、
第１の前記水上航走体の前記目標位置を決定するのに用いる前記水中航走体毎の前記追尾優先度と、第２の前記水上航走体の前記目標位置を決定するのに用いる前記水中航走体毎の前記追尾優先度とは、前記水中航走体毎に異なる値を有している。
上記（１２）の構成によれば、複数の水上航走体の目標位置が同じ位置となるのを確実に防止することができる。

【0021】

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）～（１２）の構成において、
少なくとも１つの前記候補位置を特定する特定部を、さらに備える。
上記（１３）の構成によれば、適切な候補位置を得ることができる。

【0022】

（１４）本発明の少なくとも一実施形態に係る航走体監視システムは、
水中を航走する複数の水中航走体と、
前記水中航走体を追尾可能な少なくとも１つの水上航走体と、
上記（１）～（１３）のいずれか１項に記載の、前記水上航走体の航走の目標位置を決定するように構成された水上航走体の目標位置決定装置と、を備える。

【0023】

上記（１４）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

【0024】

（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係る水上航走体の目標位置決定プログラムは、
水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定プログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するように構成された第１算出部と、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するように構成された第２取得部と、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するように構成された第１決定部と、を実現させる。

【0025】

上記（１５）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

【0026】

（１６）本発明の少なくとも一実施形態に係る水上航走体の目標位置決定方法は、
水中を航走する複数の水中航走体を追尾可能な水上航走体の航走の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定方法であって、
前記複数の水中航走体の各々の位置を示す位置情報を取得するステップと、
前記位置情報に基づいて、それぞれ、１以上の前記水中航走体と通信可能な前記水上航走体の候補位置における前記水上航走体と前記水中航走体との通信のしやすさを示すスコアを算出するステップと、
前記複数の水中航走体の各々について、前記水上航走体による前記水中航走体の追尾優先度を取得するステップと、
前記候補位置について前記水中航走体毎に算出された前記スコア、および前記水中航走体毎に取得された前記追尾優先度に基づいて、前記目標位置を決定するステップと、を備える。

【0027】

上記（１６）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

【発明の効果】

【0028】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の水中航走体を適切に監視することが可能な水上航走体の目標位置を決定する水上航走体の目標位置決定装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態に係る航走体監視システムの構成を示す概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る水上航走体の構成を示す概略ブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る各水中航走体の位置を頂点とした水中のセグメント分けを示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る水上航走体の候補位置を頂点とした水中のセグメント分けを示す図である。

【図5A】本発明の一実施形態に係る第１水上航走体から見た追尾優先度に基づいて得られる各セグメントのスコア（補正スコア）および総合スコアＳｔを例示する図である。

【図5B】本発明の一実施形態に係る第２水上航走体から見た追尾優先度Ｋに基づいて得られる各セグメントのスコア（補正スコア）および総合スコアを例示する図である。

【図5C】追尾優先度を用いない場合の各セグメントのスコア（固有スコア）および総合スコアを例示する参考図である。

【図6A】本発明の一実施形態に係る第１水中航走体から見た水上航走体の追尾優先度の算出方法を説明するための図である。

【図6B】本発明の一実施形態に係る第２水中航走体から見た水上航走体の追尾優先度の算出方法を説明するための図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る目標位置決定方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0031】

図１は、本発明の一実施形態に係る航走体監視システム７の構成を示す概略図である。図２は、本発明の一実施形態に係る水上航走体８の構成を示す概略ブロック図である。図３は、本発明の一実施形態に係る各水中航走体９の位置（水上位置）を頂点とした水中のセグメント分けを示す図である。また、図４は、本発明の一実施形態に係る水上航走体８の候補位置Ｐｃを頂点とした水中のセグメント分けを示す図である。
図１に示すように、航走体監視システム７は、少なくとも１つの基地局装置７２と、複数の水上航走体８と、複数の水中航走体９とを備える。

【0032】

基地局装置７２は、陸上または海上の母船上に設けられた、各水上航走体８と無線通信を行うことが可能な装置である。水上航走体８は、水上を航走することが可能な航走体（船）であり、水中航走体９の位置に基づいて自動で航走するよう構成される。換言すれば、水上航走体８は、水中航走体９を水上航走により追尾可能に構成される。また、水上航走体８は、基地局装置７２との無線通信、および、水中航走体９と音響通信を行うことが可能であり、これによって、基地局装置７２と水中航走体９との通信を中継することが可能に構成される。他方、水中航走体９は、水中を航走することが可能な航走体であり、例えば水中を調査させるためのミッション情報に従って水中を自動で航走する。また、水中航走体９は、水上航走体８と音響通信を行うことが可能に構成される。

【0033】

図１に示す実施形態では、基地局装置７２は、水中航走体９に水中を調査させるためのミッション情報を記憶している。このミッション情報は、基地局装置７２から、水上航走体８を介して水中航走体９に通信されるようになっており、水中航走体９は受信したミッション情報に従って航走する。また、水上航走体８は、無人船であり、水中航走体９に対する音響通信を通して得られる状態情報に基づいて水中航走体９の状態を監視し、各水中航走体９の状態（監視結果）を基地局装置７２に送信するようになっている。状態情報は、水中航走体８の異常の有無、進行方向（舵角など）、進行速度の少なくとも１つの情報を含んでも良い。また、水上航走体８の総数（Ｍ台）は、水中航走体９の総数（Ｎ台）より少ない（Ｍ＜Ｎ）。ただし、本実施形態に本発明が限定されず、他の幾つかの実施形態ではＭ≧Ｎであっても良い。

【0034】

ここで、航走体監視システム７において全ての水中航走体９を監視するには、複数の水中航走体９の各々の音響通信の可能な範囲（音響通信範囲）内に少なくとも１つの水上航走体８が位置する必要がある。換言すれば、水上航走体８は、音響通信が可能な水中航走体９の監視が可能である。よって、例えば、１つの水上航走体８が複数の水中航走体９を監視可能な状態では、その１つの水上航走体８の音響通信範囲内には、複数の水中航走体９が存在することとなる。

【0035】

上述したような航走体監視システム７において、水上航走体８の目標位置決定装置１（以下、単に、目標位置決定装置１）は、複数の水中航走体９を追尾可能な上述した水上航走体８の航走の目標位置Ｐｔを決定するよう構成される。図２に示すように、目標位置決定装置１は、水中位置取得部２と、スコア算出部３と、追尾優先度取得部４と、目標位置決定部５と、を備える。
以下、目標位置決定装置１が備える上述した機能部について、図２を用いてそれぞれ説明する。

【0036】

なお、目標位置決定装置１は、コンピュータで構成されていても良く、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリや、外部記憶装置などとなる記憶部１ｍを備えている。そして、メモリ（主記憶装置）にロードされたプログラム（水上目標位置決定プログラム）の命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、上記の各機能部を実現する。換言すれば、上記のプログラムは、コンピュータに後述する各機能部を実現させるためのソフトウェアであり、コンピュータによる読み込みが可能な記憶媒体に記憶されても良い。

【0037】

また、以下では、目標位置決定装置１は、各水上航走体８に設置（搭載）されることにより、設置された水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定する場合を例に説明する。ただし、本実施形態に本発明は限定されない。他の幾つかの実施形態では、目標位置決定装置１は、基地局装置７２と通信可能な陸上または海上（船など）に設置されても良いし、水中航走体９に設置されても良い。また、目標位置決定装置１は、複数の水上航走体８、および、これらと音響通信が可能な複数の水中航走体９の情報を収集し、これらの情報に基づいて、複数の水上航走体８の各々の目標位置Ｐｔを決定しても良い。

【0038】

水中位置取得部２は、複数の水中航走体９の各々の位置を示す位置情報Ｐを取得するように構成された機能部である。これらの位置情報Ｐは、予め定めた所定の位置を原点とし、この原点からの位置を示す情報である。この原点は、本実施形態のように、目標位置決定装置１が目標位置Ｐｔを決定しようとする対象の水上航走体８のその時々の位置（現在位置）であっても良い。この場合には、水上航走体８毎に座標系が設定されることになる。あるいは、上記の原点は、例えば航走体監視システム７が備える複数の航走体（８、９）の情報を取得することにより監視する陸上の監視局（不図示）や、その監視局の監視機能が搭載されたマスタとなる水上航走体８（不図示。マスタ船）、基地局装置７２の位置など、目標位置Ｐｔの決定対象となる水上航走体８の現在位置とは異なる位置であっても良い。あるいは、位置情報Ｐは、緯度および経度で特定される位置（絶対位置）であっても良い。

【0039】

例えば、水上航走体８と水中航走体９との相対位置は、音響通信を行うことにより得られる。具体的には、音響通信の送信側が、音響信号を発してからその受信側からの応答信号を受信するまでの時間と、応答信号の到来方向とに基づいて、受信側の相対位置が分かる。または、送信側は、自身が発した音響信号が受信側に衝突することで生じる反射波に基づいても、受信側の相対位置が分かる。この際、水上航走体８と水中航走体９との相対位置が分かれば良いので、音響通信の送信側は、水上航走体８であっても良いし、水中航走体９であっても良い。一方が取得した相対位置は、他方に音響通信により通信することも可能である。

【0040】

そして、水上航走体８と水中航走体９との相対位置を得れば、上記の位置情報Ｐの原点が、各水上航走体８ではない場合（監視局やマスタ船）においても、原点からの水中航走体９の位置が求められる。例えば、基地局装置７２などを介した監視局等と水上航走体８との無線通信や、ＧＰＳ情報などにより、水上航走体８の現在位置を得る。水上航走体８の現在位置が得られれば、原点からの水上航走体８の現在位置と、水上航走体８と水中航走体９との音響通信により得られる相対位置とから、原点から水中航走体９の位置を算出することが可能となる。原点が絶対位置の場合にも、同様な手法や、水中航走体９がＧＰＳ機能を用いて絶対位置を得ると共に音響通信により水中航走体９に絶対位置を通信するなどすれば、水中航走体９の位置情報Ｐが得られる。

【0041】

スコア算出部３は、複数の水中航走体９の各々の位置情報Ｐに基づいて、それぞれ、１以上の水中航走体９と通信可能な水上航走体８の候補位置Ｐｃにおける水上航走体８と水中航走体９との通信のしやすさを示すスコアＳを算出するように構成された機能部である。つまり、決定しようとする水上航走体８の目標位置Ｐｔの候補となる位置となる少なくとも１つの候補位置Ｐｃがまずは特定される。そして、スコア算出部３は、特定された候補位置Ｐｃに水上航走体８が位置したと仮定し、その候補位置Ｐｃ上の水上航走体８が通信可能な１以上の水中航走体９毎に、スコアＳを算出する。

【0042】

例えば、候補位置Ｐｃは、目標位置Ｐｔを決定する時間間隔またはその時間間隔よりも短いような一定時間以内において水中航走体９の航走（到達）が可能な範囲内や、その一定時間以内において水上航走体８が到達できる範囲内にあるいずれかの位置であっても良い。水上航走体８がその現在位置において複数の水中航走体９を検知（認識）している場合には、候補位置Ｐｃは、それら検知されている複数の水中航走体９と継続して通信可能となる位置であっても良い。なお、水上航走体８が水中航走体９を追尾することから、水平方向における距離Ｌ（以下、水平距離）でみると、水上航走体８の到達可能範囲の方が、水中航走体９の到達可能範囲よりも広い。

【0043】

また、スコア算出部３は、次に説明するように、水上航走体８が候補位置Ｐｃに位置した場合の各水中航走体９と通信のしやすさ（スコアＳ）を算出しても良い。すなわち、スコア算出部３は、図３～図４に示すような、通信のしやすさで水中をレベル分けするための複数のセグメントＳｅｇで仮想的に水中を分割すると共に、各セグメントＳｅｇに通信のしやすさに応じた固有のスコアＳ（固有スコアＳｓ）を設定する。そして、スコア算出部３は、設定された固有スコアＳｓに基づいて、各水中航走体９のスコアＳを算出する。

【0044】

具体的には、幾つかの実施形態では、スコア算出部３は、図３に示すような、水中航走体９毎に、当該水中航走体９を頂点とした、異なる頂角を有し、上方（重力方向における上方向）に向かって広がる複数の円錐状の境界で区切られた複数のセグメントＳｅｇを演算し、これらのセグメントＳｅｇのうち水上航走体８の位置を含むセグメントＳｅｇを特定し、水中航走体９のスコアＳとして算出する。他の幾つかの実施形態では、スコア算出部３は、図４に示すように、水上航走体８を頂点とした、異なる頂角を有し、下方（重力方向における下方向）へ向かって広がる複数の円錐状の境界で区切られた複数のセグメントＳｅｇを演算し、水中航走体９毎に、当該水中航走体９の位置を含むセグメントＳｅｇを特定し、水中航走体９のスコアＳとして算出する。

【0045】

すなわち、図３に示す実施形態では、上記の複数のセグメントＳｅｇの各々は、水中航走体９の位置を頂点とした異なる頂角を有すると共に、水上航走体８が発信した音響通信時の音響信号に対する水中航走体９からの応答信号など、水中航走体９からの音響信号の発信方向を回転軸とする２つの円錐状の境界で区切られる領域であり、セグメントＳｅｇの境界は上方に向かって広がる。
図４に示す実施形態では、上記の複数のセグメントＳｅｇの各々は、水上航走体８の候補位置Ｐｃを頂点とした異なる頂角を有すると共に、水上航走体８が音響通信時に発信する音響信号の発信方向を回転軸とする２つの円錐状の境界で区切られる領域であり、各セグメントＳｅｇの境界は下方に向かって広がる。
なお、上記の頂角は、回転軸を通る平面で円錐を切断した時の断面に表れる二等辺三角形の頂角をいう。このように、各セグメントＳｅｇを円錐状の形状としたのは、音響通信の音響信号が指向性を有し、通信範囲が発信方向を中心とした円錐（音響コーン）状に広がるためである。

【0046】

また、上記の各セグメントＳｅｇには、回転軸の中心に近いセグメントＳｅｇほど大きい値に設定される固有スコアＳｓが割り振られる。換言すれば、各セグメントＳｅｇの固有スコアＳｓは、セグメントＳｅｇの外側を区切る境界の頂角が小さいほど大きい値に設定される（図３～図４参照）。また、水中航走体９を頂点とした各セグメントがカバーする水面上の面積は、音響コーンの頂角が同じであれば、水中航走体９の深度が深いほど大きくなる。よって、水中航走体９から見た水上航走体８の水平位置が変わらないとした場合には、水中航走体８の深度が深いほど、水上航走体８はより高い固有スコアＳｓに入るようになる。同様に、水上航走体８を頂点とした各セグメントがカバーする水中の同一平面における面積は、音響コーンの頂角が同じであれば、水中航走体９の深度が深いほど大きくなるので、水上航走体８から見た水中航走体９の水平位置が変わらないとした場合には、水中航走体８の深度が深いほど、水中航走体８はより高い固有スコアＳｓに入るようになる。したがって、スコアＳは、水中航走体９の深度が深いほど高く、かつ水中航走体９と水上航走体８との水平距離が近いほど高くなる。

【0047】

そして、各水中航走体９の位置を頂点としたセグメント分けの場合（図３）には、スコア算出部３は、水上航走体８の候補位置Ｐｃが各水中航走体９の音響コーンのどのセグメントＳｅｇに位置するかによって、各水中航走体９（９ａ～９ｃ）のスコアＳを算出する。すなわち、各水中航走体９の音響コーンにおいて候補位置Ｐｃが位置するセグメントＳｅｇの固有スコアＳｓを、それぞれ、各水中航走体９のスコアＳとする。他方、図４に示すような、水上航走体８の候補位置Ｐｃを頂点としたセグメント分けの場合（図４）には、スコア算出部３は、各水中航走体９が位置するセグメントＳｅｇに設定された固有スコアＳｓを、それぞれ、各水中航走体９のスコアＳとする。

【0048】

図３～図４（後述する図５Ａ～図６Ｂでも同様）の例示では、各セグメントＳｅｇの固有スコアＳｓは、外側を区切る境界の頂角が最も小さいセグメントＳｅｇＡで７、その次に頂角が小さいセグメントＳｅｇＢのスコアで５、その次に頂角が小さい（図３～図４では頂角が最も大きい）セグメントＳｅｇＣで３となっている。よって、図３の例では、候補位置Ｐｃは、第１水中航走体９ａの音響コーンではＳｅｇＢに位置し、第２水中航走体９ｂの音響コーンではＳｅｇＣに位置し、水中航走体９ｃの音響コーンではＳｅｇＢに位置するので、スコア算出部３は、第１水中航走体９ａ～９ｃの各々のスコアＳを５、３、５と算出する。図４の例では、候補位置Ｐｃに位置する水中航走体９の音響コーンにおいて、第１水中航走体９ａはＳｅｇＢに位置し、第２水中航走体９ｂはＳｅｇＣに位置し、第３水中航走体９ｃはＳｅｇＢに位置するので、スコア算出部３は、第１水中航走体９ａ～９ｃの各々のスコアＳを５、３、５と算出する。

【0049】

追尾優先度取得部４は、複数の水中航走体９の各々について、水上航走体８による各水中航走体９の追尾優先度Ｋを取得するように構成された機能部である。追尾優先度Ｋは、各水上航走体８が、複数の水中航走体９のどれを優先して追尾するかを定める指標（重み付け値）である。よって、任意の水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定するために取得する追尾優先度Ｋの数は、その任意の水上航走体８と音響通信が可能な水中航走体９の数と同数となる。この際、任意の水上航走体８から見た（任意の水上航走体８を基準とした）複数の水中航走体９の各々の追尾優先度Ｋは、それぞれ異なる値としても良い。同一の値となると複数の水中航走体９を同等に監視する結果になるためである。

【0050】

すなわち、１つの水中航走体９を監視するためには、音響通信が可能な水上航走体８が１つだけ存在すれば足りる。このため、追尾優先度Ｋによって、各水上航走体８が追尾する複数の水中航走体９間に追尾するにあたっての優先度を持たせるようにすれば、各水上航走体８は、複数の水中航走体９を追尾優先度Ｋに応じて追尾させることが可能となる。このため、後述するように水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定するのに際して追尾優先度Ｋを用いれば、その目標位置Ｐｔは、優先度が相対的に高い水中航走体９の方をより確実に監視しつつ、優先度が相対的に低い他の水中航走体９を同時に監視できるような位置とすることが可能となる。

【0051】

例えば、追尾優先度Ｋは、ミッションの開始前など、事前に管理者などが任意に設定しても良い。この場合には、追尾優先度Ｋは、ミッションの開始後に変更できないようにされても良いし、変更できるようにされても良い。または、追尾優先度Ｋは、例えば、水上航走体８と水中航走体９との間の距離Ｌなど、状況に応じて変化する指標に基づいて決定されても良い。この場合については後述する。なお、１つの水上航走体８が複数の水中航走体９と音響通信が可能な場合であっても、そのうちの少なくとも１つの水中航走体９の追尾優先度Ｋが０であっても良い。追尾優先度Ｋが０とされた水中航走体９は、目標位置Ｐｔの決定ロジックにおいて考慮されないことになる。

【0052】

目標位置決定部５は、上述した候補位置Ｐｃ毎に、候補位置Ｐｃについて水中航走体９毎に算出されたスコアＳ、および水中航走体９毎に取得された追尾優先度Ｋに基づいて、目標位置Ｐｔを決定するように構成された機能部である。幾つかの実施形態では、図２に示すように、目標位置決定部５は、複数の候補位置Ｐｃについて、水中航走体９毎のスコアＳおよび水中航走体９毎の追尾優先度Ｋに基づいて、候補位置Ｐｃ毎に総合スコアＳｔを算出するように構成された機能部である総合スコア算出部５１と、総合スコアＳｔに基づいて、目標位置Ｐｔを決定するように構成された機能部である決定部５２と、を有する。図２に示す実施形態では、総合スコア算出部５１は、目標位置Ｐｔの決定対象の水上航走体８と通信可能な複数の水中航走体９の各々について、それぞれ、水中航走体９毎の追尾優先度Ｋ×固有スコアＳｓを算出し、その算出値（補正スコア）を合計することにより総合スコアＳｔを算出するようになっている。また、決定部５２は、複数の候補位置Ｐｃのうち、総合スコアＳｔが最大となる候補位置Ｐｃを目標位置Ｐｔとするようになっている。

【0053】

なお、最大の総合スコアＳｔを有する候補位置Ｐｃが複数あった場合には、目標位置決定部５は、例えば距離が最大、最小、あるいは最大と最小の中間付近となる候補位置Ｐｃなど、そのうちの１つの候補位置Ｐｃを目標位置Ｐｔとしても良し、その複数の候補位置Ｐｃで定まる領域の重心となる位置を、目標位置Ｐｔとしても良い。

【0054】

このように、目標位置決定装置１は、スコアＳ（通信のしやすさ）のみならず、スコアＳおよび追尾優先度Ｋに基づいて水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定する。これは、スコアＳのみに基づいて水上航走体８の目標位置Ｐｔをそれぞれ決定すると、複数の水上航走体８の目標位置Ｐｔが同じになる場合があるが（図５Ｃ参照）、追尾優先度Ｋをも考慮することにより、各水上航走体８の目標位置Ｐｔを異ならせることが可能である為である（図５Ａ～図５Ｂ参照）。

【0055】

上述したように、各水中航走体９に定められる追尾優先度Ｋは水上航走体８毎に異なるので、固有スコアＳｓに追尾優先度Ｋを乗算して得られる補正スコア（Ｋ×Ｓｓ）は水上航走体８毎に異なる。また、各水上航走体８からすると、補正スコアを算出することは、各セグメントＳｅｇには、固有スコアＳｓが追尾優先度Ｋで補正された補正スコアが設定されているのと同義である（後述する図５Ａ～図５Ｂ参照）。よって、ある候補位置ＰｃのスコアＳは、追尾優先度Ｋを用いなければ固有スコアＳｓの値となるが、追尾優先度Ｋを用いる場合には、水上航走体８毎に異なる値となる補正スコアの値となる。よって、総合スコアＳｔの値が水上航走体８毎に異なってくるので、目標位置Ｐｔも水上航走体８毎に異なるようになる。

【0056】

これについて、図５Ａ～図５Ｃを用いてより具体的に説明する。図５Ａは、本発明の一実施形態に係る第１水上航走体８ａから見た追尾優先度Ｋ_１ｍに基づいて得られる各セグメントのスコアＳ（補正スコア）および総合スコアＳｔを例示する図である。図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る第２水上航走体８ｂから見た追尾優先度Ｋ_２ｍに基づいて得られる各セグメントのスコアＳ（補正スコア）および総合スコアＳｔを例示する図である。また、図５Ｃは、追尾優先度Ｋを用いない場合の各セグメントのスコアＳ（固有スコアＳｓ）および総合スコアＳｔを例示する参考図である。

【0057】

図５Ａ～図５Ｃでは、２つの水上航走体８（８ａ、８ｂ）が、同じ２つの水中航走体９（９ａ、９ｂ）を追尾する場合を示している。また、２つの水上航走体８の各々の目標位置Ｐｔは、２つの水中航走体９の各々を頂点とする音響コーンに基づいて、追尾する各水中航走体９の総合スコアＳｔが最大となる位置とされる。また、２つの水上航走体８からの音響コーンが互いに重なることで、重複領域が形成されている。このように重複領域が形成されている場合、総合スコアＳｔは、重複領域に候補位置Ｐｃが位置した場合には、重複領域を構成する複数のセグメントＳｅｇの固有スコアＳｓあるいは補正スコアの合計となる。また、重複領域以外に候補位置Ｐｃが位置した場合の総合スコアＳｔは、その位置のセグメントＳｅｇの固有スコアＳｓあるいは補正スコアとなる。

【0058】

なお、図５Ａ～図５Ｃでは、この重複領域のうち、第１水中航走体９ａのＳｅｇＢ（Ｓｓ＝５）と第２水中航走体９ｂのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）とで構成されている領域を第１重複領域Ｒａ、第１水中航走体９ａのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）と第２水中航走体９ｂのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）とで構成されている領域を第２重複領域Ｒｂ、第１水中航走体９ａのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）と第２水中航走体９ｂのＳｅｇＢ（Ｓｓ＝５）とで構成されている領域を第３重複領域Ｒｃと呼ぶ。

【0059】

この前提においては、図５Ｃに示す参考例では、追尾優先度Ｋを総合スコアＳｔの算出に用いていない（追尾優先度Ｋの全てが１でも良い）。そして、重複領域のうち、第１重複領域Ｒａは、第１水中航走体９ａのＳｅｇＢ（Ｓｓ＝５）と第２水中航走体９ｂのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）とで構成され、第３重複領域Ｒｃは、第１水中航走体９ａのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）と第２水中航走体９ｂのＳｅｇＢ（Ｓｓ＝５）とで構成されている。よって、第１重複領域Ｒａおよび第３重複領域Ｒｃに候補位置Ｐｃが位置する場合の総合スコアＳｔは、いずれも８（＝５＋３）である。第２重複領域Ｒｂは、第１水中航走体９ａのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）と第２水中航走体９ｂのＳｅｇＣ（Ｓｓ＝３）とで構成されているので、第２重複領域Ｒｂに候補位置Ｐｃが位置する場合の総合スコアＳｔは６（＝３＋３）となる。重複領域以外の領域は、総合スコアＳｔは固有スコアＳｓとなる。よって、追尾優先度Ｋを用いない図５Ｃの場合には、２つの水上航走体８（８ａ、８ｂ）の各々の目標位置Ｐｔは、第１重複領域Ｒａおよび第３重複領域Ｒｃの総合スコアＳｔが最も大きいので、いずれも第１重複領域Ｒａまたは第３重複領域Ｒｃになることになる。

【0060】

これに対して、追尾優先度Ｋを用いた場合には、図５Ａ～図５Ｂに示すように、２つの水上航走体８の目標位置Ｐｔはそれぞれ異なる位置となる。なお、図５Ａ～図５Ｂでは、複数の水上航走体８の番号をｉで識別し、複数の水中航走体９の番号をｋで識別しており、第ｉ番目（１＜ｉ＜ｍ）の水上航走体８ａから見た第ｋ番目（１＜ｋ＜ｎ）の水中航走体９の追尾優先度ＫをＫ_ｉｋで表している。よって、第１水上航走体８ａから見た第１水中航走体９ａ、第１水中航走体９ｂの各々の追尾優先度Ｋは、それぞれＫ_１１、Ｋ_１２となる。第２水上航走体８ｂから見た第１水中航走体９ａ、第１水中航走体９ｂの各々の追尾優先度Ｋは、それぞれＫ_２１、Ｋ_２２となる。

【0061】

図５Ａでは、第１水上航走体８ａから見た２つの水中航走体９（９ａ、９ｂ）の追尾優先度Ｋは、例として、第１水中航走体９ａで０．９（Ｋ_１１）、第２水中航走体９ｂで０．３（Ｋ_１２）となっている。よって、第１水上航走体８ａから見た第１水中航走体９ａの補正スコアは、第１水中航走体９ａの追尾優先度ＫがＫ_１１＝０．９なので、ＳｅｇＡ：６．３（７×０．９）、ＳｅｇＢ：４．５（５×０．９）、ＳｅｇＣ：２．７（３×０．９）となる。同様に、第１水上航走体８ａから見た第２水中航走体９ｂの補正スコアは、第２水中航走体９ｂの追尾優先度ＫがＫ_１２＝０．３なので、ＳｅｇＡ：２．１（７×０．３）、ＳｅｇＢ：１．５（５×０．３）、ＳｅｇＣ：０．９（３×０．３）となる。また、第１重複領域Ｒａ、第２重複領域Ｒｂ、第３重複領域Ｒｃの補正スコアは、それぞれ、上述したのと同様の計算により、５．４（＝４．５＋０．９）、３．６（＝２．７＋０．９）、４．２（＝２．７＋１．５）となる。したがって、総合スコアＳｔが最大となるのは、第１水中航走体９ａのＳｅｇＡであるので、第１水中航走体９ａの目標位置Ｐｔは、第１水中航走体９ａのＳｅｇＡの範囲内となる。

【0062】

他方、図５Ｂでは、第２水上航走体８ｂから見た２つの水中航走体９（９ａ、９ｂ）の追尾優先度Ｋは、第１水中航走体９ａで０．１（Ｋ_２１）、第２水中航走体９ｂで０．７（Ｋ_２２）となっている。よって、第２水上航走体８ｂから見た第１水中航走体９ａの補正スコアは、第２水中航走体９ｂの追尾優先度ＫがＫ_２１＝０．１なので、ＳｅｇＡ：０．７（７×０．１）、ＳｅｇＢ：０．５（５×０．１）、ＳｅｇＣ：０．３（３×０．１）となる。同様に、第２水上航走体８ｂから見た第２水中航走体９ｂの補正スコアは、第２水中航走体９ｂの追尾優先度ＫがＫ_２２＝０．７なので、ＳｅｇＡ：４．９（７×０．７）、ＳｅｇＢ：３．５（５×０．７）、ＳｅｇＣ：２．１（３×０．７）となる。また、第１重複領域Ｒａ、第２重複領域Ｒｂ、第３重複領域Ｒｃの補正スコアは、それぞれ、上述したのと同様の計算により、２．６（＝０．５＋２．１）、２．４（＝０．３＋２．１）、３．８（＝０．３＋３．５）となる。したがって、総合スコアＳｔが最大となるのは、第２水中航走体９ｂのＳｅｇＡであるので、第２水中航走体９ｂの目標位置Ｐｔは、第１水中航走体９ｂのＳｅｇＡの範囲内となり、第１水中航走体９ａの目標位置Ｐｔと異なっている。

【0063】

以上の構成を備える目標位置決定装置１は、図２に示す実施形態では、水上航走体８に搭載（設置）されている。そして、上述した水中位置取得部２は、水上航走体８が備える、水中航走体９との音響通信を実現するための音響通信装置８１に接続されており、音響通信装置８１による音響通信により得られる情報に基づいて、位置情報Ｐを算出するようになっている。また、目標位置決定装置１は、少なくとも１つ（本実施形態では複数）の候補位置Ｐｃを特定する候補位置特定部１２をさらに備えている。そして、上述したスコア算出部３は、この候補位置特定部１２に接続されており、候補位置特定部１２が特定した候補位置Ｐｃを取得して、候補位置Ｐｃ毎に水中航走体９毎のスコアＳを算出するようになっている。

【0064】

例えば、候補位置特定部１２は、上述した水上航走体８の到達可能範囲の任意の１以上の位置を、所定のアルゴリズムに従って選択する。この際、所定のアルゴリズムは、音響通信を通して得られる上記の状態情報（舵角や、進行速度など）を用いるものであっても良く、到達可能範囲をより正確に求めるのに利用しても良い。また、例えば、候補位置特定部１２は、上述した到達可能範囲内を複数の領域に区分けして、各領域内の例えば中央などの任意の位置を候補位置Ｐｃとすることにより、複数の候補位置Ｐｃを特定しても良い。この際、上記の状態情報を用いるなどして、各領域に基づいて得られる複数の位置の取捨選択を通して、候補位置Ｐｃを特定しても良い。

【0065】

また、図２に示す実施形態では、上述した目標位置決定部５は、スコア算出部３および追尾優先度取得部４に接続されることにより、スコアＳおよび追尾優先度Ｋが入力されるようになっている。また、目標位置決定部５は、水上航走体８が備える、操舵装置およびスクリューなどとなる航走装置（不図示）を制御することによって水上航走体８の航走を制御する航走制御装置８２にも接続されており、決定した目標位置Ｐｔを航走制御装置８２に入力するようになっている。これによって、航走制御装置８２が、目標位置Ｐｔに基づいて航走装置（不図示）を制御（操作）することにより、水上航走体８は目標位置Ｐｔに向けて航走するようになる。

【0066】

上記の構成によれば、目標位置Ｐｔを決定しようとする水上航走体８が、目標位置Ｐｔの候補となる候補位置Ｐｃに移動した仮定の下で算出する水上航走体８と各水中航走体９との通信のしやすさを示すスコアと、その水上航走体８から見た水中航走体９毎の追尾優先度Ｋとに基づいて、水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定する。このように、スコア（通信のしやすさ）のみならず、スコアおよび追尾優先度Ｋに基づいて水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定することにより、より適切な水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定することができる。

【0067】

すなわち、例えば、複数（例えば２つ）の水上航走体８が、それぞれ、同じ複数（例えば２つ）の水中航走体９の存在を検知（認識）している状況で目標位置Ｐｔをそれぞれ決定する場合に、上記のスコアのみに基づいて決定すると目標位置Ｐｔが同じになる場合がある（図５Ｃ参照）。しかし、水上航走体８毎に、通信可能な複数の水中航走体９毎に定める追尾優先度Ｋを加味することにより、各水上航走体８の目標位置Ｐｔが相互に異なるように図ることができる（後述する図５Ａ～図５Ｂ参照）。これによって、複数の水中航走体９を、より少ない複数の水上航走体８で監視しようとした場合においても、各水上航走体８が相互に異なる目標位置Ｐｔを目標に航走するように図られるので、より多くの水中航走体９を監視できるようになり、水中航走体９を適切に、効率良く監視することができる。

【0068】

次に、追尾優先度Ｋの定め方について、図６Ａ～図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、本発明の一実施形態に係る第１水中航走体９ａから見た水上航走体８の追尾優先度Ｋの算出方法を説明するための図である。また、図６Ｂは、本発明の一実施形態に係る第２水中航走体９ｂから見た水上航走体８の追尾優先度Ｋの算出方法を説明するための図である。

【0069】

幾つかの実施形態では、図６Ａ～図６Ｂに示すように、上述した追尾優先度Ｋは、水上航走体８と水中航走体９との距離Ｌに基づいて定められても良い。図６Ａ～図６Ｂに示す実施形態では、追尾優先度Ｋを、水上航走体８と水中航走体９との水平距離に基づいて定めるようになっている。

【0070】

この際、幾つかの実施形態では、上述した目標位置決定装置１は、図２に示すように、複数の水中航走体８の各々毎に求められる、各水中航走体９と通信可能な複数の水上航走体８の各々との距離Ｌ（水平距離）に基づいて、距離Ｌが最も短い水上航走体８の追尾優先度Ｋが最も高くなるように、追尾優先度Ｋを算出するように構成された機能部である追尾優先度算出部１４を、さらに備えても良い。図６Ａ～図６Ｂには、任意の水中航走体９（９ａまたは９ｂ）を追尾可能な水上航走体８が複数（８ａ、８ｂ）存在する場合が示されているが、この場合において、これらの複数の水上航走体８のうちのどの水上航走体８に、その任意の水中航走体９を優先して追尾させるのかを、任意の水中航走体９と複数の水上航走体８の各々との水平距離に基づいて決定し、追尾優先度Ｋとしている。つまり、任意の水中航走体９と、この任意の水中航走体９と音響通信が可能な複数の水上航走体８の各々との距離Ｌ（水平距離）をそれぞれ求め、その距離Ｌが短いものほど優先度が高くなるように、追尾優先度Ｋを定める。

【0071】

詳述すると、図６Ａ～図６Ｂでは、第１水中航走体９ａと音響通信が可能なのは２つの水上航走体８（８ａ、８ｂ）であり、第２水中航走体９ｂと音響通信が可能なのも２つの水上航走体８（８ａ、８ｂ）であるものとする。
そして、図６Ａに示すように、第１水中航走体９ａと第１水上航走体８ａとの水平距離がＬ_１１、第１水中航走体９ａと第２水上航走体８ｂとの水平距離がＬ_２１であるとする。そして、これらの水平距離を用いて、第１水中航走体９ａを優先して監視する水上航走体８を定める。具体的には、第１水上航走体８ａから見た第１水中航走体９ａの追尾優先度Ｋ_１１を、Ｋ_１１＝｛（Ｌ_２１）／（Ｌ_１１＋Ｌ_２１）｝との算出式で求める。また、第２水上航走体８ｂから見た第１水中航走体９ａの追尾優先度Ｋ_２１は、Ｋ_２１＝｛（Ｌ_１１）／（Ｌ_１１＋Ｌ_２１）｝との算出式で求める。図６Ａの場合では、Ｌ_１１＜Ｌ_２１なので、第１水中航走体９ａを優先して追尾するのは、第１水上航走体８ａおよび第２水上航走体８ｂのうちの第１水上航走体８ａとなる。

【0072】

また、図６Ｂに示すように、第２水中航走体９ｂ（ｋ＝２）と第１水上航走体８ａ（ｉ＝１）との水平距離がＬ_１２、第２水中航走体９ｂ（ｋ＝２）と第２水上航走体８ｂ（ｉ＝２）との水平距離がＬ_２２であるとする。そして、この水平距離の関係から、第２水中航走体９ｂを優先して監視する水上航走体８を定める。具体的には、第１水上航走体８ａから見た第２水中航走体９ｂの追尾優先度Ｋ_１２を、Ｋ_１２＝｛（Ｌ_２２）／（Ｌ_１２＋Ｌ_２２）｝との算出式で求める。また、第２水上航走体８ｂから見た第１水中航走体９ａの追尾優先度Ｋ_２１を、Ｋ_２２＝｛（Ｌ_１２）／（Ｌ_１２＋Ｌ_２２）｝との算出式で求める。図６Ｂの場合では、Ｌ_１２＞Ｌ_２２なので、第２水中航走体９ｂを優先して追尾するのは、第１水上航走体８ａおよび第２水上航走体８ｂのうちの第２水上航走体８ｂとなる。

【0073】

このようにして定めた追尾優先度Ｋ（Ｋ_１１、Ｋ_１２、Ｋ_２１、Ｋ_２２）について、第１水上航走体８ａがＫ_１１、Ｋ_１２を用い、第２水上航走体８ｂがＫ_２１、Ｋ_２２を用いる。例えば、上述したように、Ｋ_１１＝０．９、Ｋ_１２＝０．３、Ｋ_２１＝０．１、Ｋ_２２＝０．７とすると、第１水上航走体８ａの目標位置Ｐｔは、第１水中航走体９ａのＳｅｇＡの範囲内に属する領域となり、第２水上航走体８ｂの目標位置Ｐｔは、第２水中航走体９ｂのＳｅｇＡの範囲内に属する領域となる。すなわち、複数の水上航走体８（８ａ、８ｂ）の各々の目標位置Ｐｔは、異なる位置となっている。

【0074】

ただし、追尾優先度Ｋの算出方法は上述した実施形態に限定されない。他の幾つかの実施形態では、Ｋ_１１＝Ｌ_２１＾２／(Ｌ_１１＾２＋Ｌ_２１＾２)、Ｋ_２１＝Ｌ_１１＾２／(Ｌ_１１＾２＋Ｌ_２１＾２)などや、Ｋ_１１＝１／Ｌ_１１、Ｋ_２１＝１／Ｌ_２１など、他の算出式で求めても良い。ΣＫ_ｉｋ＝固定値（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｎ）となるような算出であっても良い。また、例えば、１つの水中航走体９と音響通信が可能な水上航走体８が３つの場合には、第１水中航走体９ａと第１水上航走体８ａとの水平距離がＬ_１１、第１水中航走体９ａと第２水上航走体８ｂとの水平距離がＬ_２１、第１水中航走体９ａと第３水上航走体８ｃとの水平距離がＬ_３１とした場合には、例えば、Ｋ_１１＝１／２×(Ｌ_２１＋Ｌ_３１)／(Ｌ_１１＋Ｌ_２１＋Ｌ_３１)、Ｋ_２１＝１／２×(Ｌ_１１＋Ｌ_３１)／(Ｌ_１１＋Ｌ_２１＋Ｌ_３１)、Ｋ_３１＝１／２×(Ｌ_１１＋Ｌ_２１)／(Ｌ_１１＋Ｌ_２１＋Ｌ_３１)などとなる。つまり、ｉ番目の第ｉ水上航走体８ｉから見た、第ｋ番目の第ｋ水中航走体９ｋの追尾優先度Ｋ_ｉｋは、Ｋ_ｉｋ＝｛（第ｋ水中航走体９ｋ（自水中航走体）を除く、水中航走体９ｋと第ｉ水上航走体８ｉとの距離の合計の平均）÷（ΣＬ_ｉｋの合計）｝で算出しても良い。

【0075】

図２に示す実施形態では、追尾優先度算出部１４と追尾優先度取得部４とが接続されており、追尾優先度取得部４は、追尾優先度算出部１４が算出した追尾優先度Ｋを取得するようになっている。また、図２に示す実施形態では、各水中航走体９が、音響通信が可能な各水上航走体８との距離Ｌに基づいて、上述したように追尾優先度Ｋを決定すると共に、決定した追尾優先度Ｋを、水上航走体８に通信するようになっている。これによって、各水上航走体８は、必要な追尾優先度Ｋを得る。具体的には、第１水中航走体９ａがＫ_１１およびＫ_２１を算出し、Ｋ_１１を第１水上航走体８ａに送信し、Ｋ_２１を第２水上航走体８ｂに送信する。また、第２水中航走体９ｂがＫ_１２およびＫ_２２を算出し、Ｋ_１２を第１水上航走体８に送信し、Ｋ_２２を第２水上航走体８ｂに送信する。よって、第１水上航走体８ａ（第１水上航走体８ａの追尾優先度取得部４）はＫ_１１およびＫ_１２を受信し、第２水上航走体８ｂ（第２水上航走体８ｂの追尾優先度取得部４）はＫ_２１およびＫ_２２を受信する。

【0076】

ただし、上述した実施形態に本発明は限定されない。上述した実施形態では、追尾優先度算出部１４が水中航走体９に搭載され、他の機能部（２～５）が水上航走体８に搭載されているが、他の幾つかの実施形態では、追尾優先度算出部１４および水中位置取得部２が水中航走体９に搭載されても良い。この場合、水上航走体８に搭載された候補位置特定部１２は、音響通信により、追尾優先度Ｋと共に、水中航走体９が音響通信により得た位置情報Ｐを取得する。その他の幾つかの実施形態では、上述した追尾優先度算出部１４を各水上航走体８あるいは監視局またはマスタ船が備えることで、水上航走体８毎に必要な距離Ｌを通信により取得し、追尾優先度Ｋを算出しても良い。また、その他の幾つかの実施形態では、追尾優先度Ｋは、例えば、各水中航走体９からの距離Ｌが最も短い水上航走体８に対しては大きい値を設定し、その他の水上航走体８に対しては、それよりも小さい値であれば、距離Ｌに関係なく、任意の値を設定しても良い。

【0077】

なお、他の幾つかの実施形態では、上述した前提において、第１水上航走体８ａから見た第１水中航走体９ａ、第２水中航走体９ｂの追尾優先度Ｋを、それぞれ、Ｋ_１１＝Ｌ_１２／（Ｌ_１１＋Ｌ_１２）、Ｋ_１２＝Ｌ_１１／（Ｌ_１１＋Ｌ_１２）、第２水上航走体８ｂから見た第１水中航走体９ａ、第２水中航走体９ｂの追尾優先度Ｋを、それぞれ、Ｋ_２１＝Ｌ_２２／（Ｌ_２１＋Ｌ_２２）、Ｋ_２２＝Ｌ_２１／（Ｌ_２１＋Ｌ_２２）などと算出しても良い。この場合には、各水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定するのに、その水上航走体８と通信可能な各水中航走体８との距離Ｌのみを取得すれば良い。よって、他の水上航走体８の存在に関係なく、水上航走体８毎に水中航走体９の追尾優先度Ｋを決定することが可能となる。

【0078】

上記の構成によれば、各水中航走体９の追尾優先度Ｋは、水上航走体８と、各水中航走体９の各々との距離Ｌに基づいて定められる。これによって、水上航走体８からの距離Ｌが近い水中航走体９ほど追尾優先度Ｋを大きくするといったことが可能であり、水中航走体９毎の追尾優先度Ｋが異なるように図ることができる。

【0079】

また、幾つかの実施形態では、追尾優先度Ｋは、水中航走体９の重要度Ｄに基づいて定められてもよい。すなわち、例えば幾つかの実施形態では、追尾優先度Ｋは、上記の重要度Ｄによって定められる。他の幾つかの実施形態では、追尾優先度Ｋは、上記の距離Ｌおよび上記の重要度Ｄによって定められる。この場合には、追尾優先度Ｋは、上述した距離Ｌに基づいて算出された値に、重要度Ｄを乗算、加算など演算することにより定めても良い。本実施形態では、追尾優先度Ｋは、距離Ｌに基づいて算出された値×重要度Ｄで算出するようになっている。この場合、補正スコアは、固有スコアＳｓ×距離Ｌに基づいて算出された値×重要度Ｄとなる。その他の幾つかの実施形態では、追尾優先度Ｋは、上述した距離Ｌに基づいてのみ定められても良い。

【0080】

水中航走体９の重要度Ｄは、例えば、水中航走体９のミッション（前述）の重要度Ｄや、水中航走体９に何らかの異常が生じた場合に水中航走体９を見失う（ロスト）ことの回避を図る場合など、重点的に追尾する必要性の有無に応じた値を有する。具体的には、例えば、障害（異常）が発生した水中航走体９の重要度Ｄを、障害が発生していない水中航走体９より大きくしても良い。水中航走体９に異常が発生しているかは、例えば、上述したような音響通信を通して得られる状態情報に基づいて判定しても良い。また、例えば、水中航走体９に実行させるミッションの重要性が高いほど重要度Ｄが大きくなるようにしても良い。例えば、水中航走体９の深度（音波強度）に応じて、深度が大きいほど重要度Ｄが大きくなるようにしても良い。これは、音響通信装置は頂角が大きくなるとたとえ近距離であっても通信不可となる特性をもつものが多いため、浅い深度では頂角を小さくする場合には、固有スコアＳｓの高いセグメントの領域が狭くなる。また、水上航走体８と水中航走体９との距離（直線距離）が遠くなれば、減衰が大きくなり通信しにくくなる。このため、深度が大きく距離が大きい水中航走体９は、いずれの水上航走体８とも通信できなくなる可能性があるためである。

【0081】

上記の構成によれば、各水中航走体の追尾優先度Ｋは、水中航走体９の重要度Ｄ、または、その重要度Ｄおよび上記の距離Ｌに基づいて定められる。これによって、追尾優先度Ｋを状況に応じて適切に決定することができる。

【0082】

その他、幾つかの実施形態では、上述したスコア算出部３は、水中航走体９の未来の位置を予測するように構成された機能部である位置予測部３２を、有しても良い。この場合、上述した水中航走体９の位置情報Ｐは、水中航走体９の未来の位置を示す未来位置情報である。位置予測部３２は、音響通信により得られる水中航走体９の位置、進行方向、および速度に基づいて、この水中航走体９の一定時間後の位置を予測する。このとき、位置予測部３２は、水中航走体９の位置、進行方向、および速度の履歴に基づいて水中航走体９の軌道を推定し、当該軌道に基づいて水中航走体９の一定時間後の位置を予測してもよい。また位置予測部３２は、位置、進行方向、および速度に加え、記憶部１ｍなどに記憶されたミッション情報から特定される目的地に基づいて、水中航走体９の一定時間後の位置を予測してもよい。また、この場合の候補位置Ｐｃは、位置予測部３２が予測した位置に水中航走体９が位置するときに、水上航走体８が存在可能な地点となる。

【0083】

上記の構成によれば、水中航走体の方向、速度、舵角などから予測される未来の位置と、水上航走体の候補位置とに基づいてスコアを算出することにより、より適切な目標位置を設定することができる。

【0084】

また、幾つかの実施形態では、目標位置決定装置１が監視局やマスタ船、マスタとなる水中航走体９などに設置しても良い。この場合には、目標位置決定装置１は、航走体監視システム７が備える複数の水上航走体８および複数の水中航走体９の位置を得ることが可能となる。よって、目標位置決定装置１は、複数の水上航走体の目標位置Ｐｔを決定することが可能となる。しかも、任意の水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定するのに用いる水中航走体９毎の追尾優先度Ｋと、他の任意の水上航走体８の目標位置Ｐｔを決定するのに用いる水中航走体９毎の追尾優先度Ｋとは、水中航走体９毎に異なる値を有するように調整することが可能となる。例えば、上述した距離Ｌに基づいて追尾優先度Ｋを決定する場合には、状況によっては、Ｋ_１１＝Ｋ_２１、または、Ｋ_１２＝Ｋ_２２となる場合が想定される。このような場合が生じたとてしても、その場合に任意の演算を行うことで、Ｋ_１１≠Ｋ_２１、Ｋ_１２≠Ｋ_２２とすることが可能である。この任意の演算としては、ΣＫ_ｉｋ＝固定値（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｋ≦ｎ）の条件の下で行っても良い。

【0085】

上記の構成によれば、複数の水上航走体８の目標位置Ｐｔが同じ位置となるのを確実に防止することができる。

【0086】

以下、上述した構成（機能）を備える目標位置決定装置１が行う処理に対応する水上航走体８の目標位置決定方法について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る目標位置決定方法を示す図である。

【0087】

図７に示すように、水上航走体８の目標位置決定方法（以下、単に、目標位置決定方法）は、複数の水中航走体９の各々の位置情報Ｐを取得する水中位置取得ステップ（Ｓ１）と、複数の水中航走体９の各々の位置情報Ｐに基づいて、それぞれ、１以上の水中航走体９と通信可能な水上航走体８の候補位置Ｐｃにおける上記のスコアＳを算出するスコア算出ステップ（Ｓ３）と、複数の水中航走体９の各々について、水上航走体８による各水中航走体９の追尾優先度Ｋを取得する追尾優先度取得ステップ（Ｓ４）と、候補位置Ｐｃについて水中航走体９毎に算出されたスコアＳ、および水中航走体９毎に取得された追尾優先度Ｋに基づいて、目標位置Ｐｔを決定する目標位置決定ステップ（Ｓ５）と、を備える。これらの水中位置取得ステップ（Ｓ１）、スコア算出ステップ（Ｓ３）、追尾優先度取得ステップ（Ｓ４）、目標位置決定ステップ（Ｓ５）は、それぞれ、既に説明した水中位置取得部２、スコア算出部３、追尾優先度取得部４、目標位置決定部５が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0088】

上述した目標位置決定ステップ（Ｓ５）は、幾つかの実施形態では、図７に示すように、少なくとも１つの候補位置Ｐｃについて、水中航走体９毎のスコアＳおよび水中航走体９毎の追尾優先度Ｋに基づいて、候補位置Ｐｃ毎に総合スコアＳｔを算出する総合スコア算出ステップ（Ｓ５１）と、総合スコアＳｔに基づいて、目標位置Ｐｔを決定する決定ステップ（Ｓ５２）と、で構成されても良い。を有しても良い。総合スコア算出ステップ（Ｓ５１）、決定ステップ（Ｓ５２）は、それぞれ、既に説明した総合スコア算出部５１、決定部５２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0089】

図７に示す実施形態では、少なくとも１つの複数の候補位置Ｐｃを特定する候補位置特定ステップ（Ｓ２）と、複数の水中航走体８の各々毎に求められる、各水中航走体９と通信可能な複数の水上航走体８の各々との距離Ｌ（水平距離）に基づいて、距離Ｌが最も短い水上航走体８の追尾優先度Ｋが最も高くなるように、追尾優先度Ｋを算出する追尾優先度算出ステップ（Ｓ４０）とを、さらに備えている。これらの候補位置特定ステップ（Ｓ２）、追尾優先度算出ステップ（Ｓ４０）は、それぞれ、既に説明した候補位置特定部１２、追尾優先度算出部１４が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0090】

そして、図７に示す実施形態では、ステップＳ１において水中位置取得ステップを実行し、目標位置Ｐｔの決定対象となる水上航走体８と音響通信が可能な複数の水中航走体９の位置情報Ｐを取得する。ステップＳ２において特定候補位置特定ステップを実行し、上記の位置情報Ｐとの関係において、目標位置Ｐｔの決定対象となる水上航走体８に関する複数の候補位置Ｐｃを特定する。ステップＳ３においてスコア算出ステップを実行し、複数の候補位置Ｐｃの各々について、目標位置Ｐｔの決定対象の水上航走体８がその候補位置Ｐｃに位置したと仮定した場合における、水上航走体８と各水中航走体９の各々との通信のしやすさ（スコアＳ）を、位置情報Ｐを用いて算出する。

【0091】

また、ステップＳ４０において追尾優先度算出ステップを実行することにより、既に説明したように追尾優先度Ｋを算出する。その後、ステップＳ４において追尾優先度取得ステップを目標位置Ｐｔの決定対象の水上航走体８から見た複数の水中航航走体９の各々の追尾優先度Ｋを取得する。なお、追尾優先度算出ステップ（Ｓ４０）は、追尾優先度取得ステップ（Ｓ４）よりも前に実行されていれば、どの段階で実行されても良い。

【0092】

ステップＳ５において、目標位置決定ステップ（Ｓ５）を実行する。具体的には、ステップＳ５１において総合スコア算出ステップを実行し、ステップＳ５２において決定ステップ（Ｓ５２）を実行する。より具体的には、決定ステップ（Ｓ５２）では、総合スコア算出ステップ（Ｓ５１）の実行により得られた候補位置Ｐｃ毎の総合スコアＳｔに基づいて、複数の候補位置Ｐｃのうち総合スコアＳｔが最も大きい候補位置Ｐｃを、水上航走体８の目標位置Ｐｔに決定する。

【0093】

なお、他の幾つかの実施形態では、スコア算出ステップ（Ｓ３）は、水中航走体９の未来の位置を予測する位置予測ステップを有していても良い。この場合には、水中航走体９の位置情報Ｐは、水中航走体９の未来位置情報である。

【0094】

なお、上述した水中位置取得部２は、第１取得部の一例である。同様に、上述したスコア算出部３は、第１算出部の一例である。追尾優先度取得部４は、第２取得部の一例である。目標位置決定部５は、第１決定部の一例である。追尾優先度算出部１４は、第２算出部の一例である。位置予測部３２は、予測部の一例である。総合スコア算出部５１は、第３算出部の一例である。決定部５２は、第２決定部の一例である。候補位置特定部１２は、特定部の一例である。

【0095】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【符号の説明】

【0096】

１ 目標位置決定装置
１ｍ 記憶部
１２ 候補位置特定部（特定部）
１４ 追尾優先度算出部（第２算出部）
２ 水中位置取得部（第１取得部）
３ スコア算出部（第１算出部）
３２ 位置予測部（予測部）
４ 追尾優先度取得部（第２取得部）
５ 目標位置決定部（第１決定部）
５１ 総合スコア算出部（第３算出部）
５２ 決定部（第２決定部）
７ 航走体監視システム
７２ 基地局装置
８ 水上航走体
８１ 音響通信装置
８２ 制御装置
９ 水中航走体
Ｋ 追尾優先度
Ｌ 距離（水平距離など）
Ｐ 位置情報
Ｐｃ 候補位置
Ｐｔ 目標位置
Ｒ 重複領域
Ｒａ 第１重複領域
Ｒｂ 第２重複領域
Ｒｃ 第３重複領域
Ｓ スコア
Ｓｅｇ セグメント
Ｓｓ 固有スコア
Ｓｔ 総合スコア
Ｄ 重要度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7】