特許 7514216 操作支援装置、操作支援システム及びプログラム

(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】2024-07-02

(45)【発行日】2024-07-10

(54)【発明の名称】操作支援装置、操作支援システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B63C 11/00 20060101AFI20240703BHJP

   B63C 11/48 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

B63C11/00 C

B63C11/48 D

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021150521

(22)【出願日】2021-09-15

(65)【公開番号】P2023043041

(43)【公開日】2023-03-28

【審査請求日】2023-07-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】西谷 明彦

(72)【発明者】

【氏名】川田 亮一

(72)【発明者】

【氏名】小島 淳一

【審査官】三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－０２８０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７９４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１６９７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５１４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３４５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３５１９８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｃ １１／００ ― １１／４８

Ｂ６３Ｇ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中を潜航する水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体に接続された通信ケーブルを用いて通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部と、
前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、
前記水中構造物の第一端部及び前記水面航行体を通る直線と、前記第一端部と異なる前記水中構造物の第二端部及び前記水面航行体を通る直線とで挟まれる領域のうちの前記水面航行体から見て前記水中構造物の背後の領域を進入禁止区域に設定する区域設定部と、
前記水中潜航体の位置が前記進入禁止区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、
を有する操作支援装置。

【請求項2】

前記区域設定部は、前記進入禁止区域に隣接する所定の領域を警報区域に設定し、
前記報知部は、前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知する、
請求項１に記載の操作支援装置。

【請求項3】

前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水中潜航体の航行を停止させる移動制御部をさらに有する、
請求項１又は２に記載の操作支援装置。

【請求項4】

前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水中潜航体の位置を維持するように前記水中潜航体を航行させる移動制御部をさらに有する、
請求項１又は２に記載の操作支援装置。

【請求項5】

前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水面航行体の位置と前記水中潜航体の位置とが、前記水中構造物を通らない一の直線上に並ぶように前記水面航行体を航行させる移動制御部をさらに有する、
請求項１又は２に記載の操作支援装置。

【請求項6】

前記区域設定部は、前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水面航行体の位置と前記水中潜航体の位置とが、前記水中構造物を通らない一の直線上に並ぶ一以上の領域を一以上の移動可能領域に設定し、
前記移動制御部は、前記一以上の移動可能領域のうち、前記水面航行体の位置から最も近い位置に前記水面航行体を移動させる、
請求項５に記載の操作支援装置。

【請求項7】

前記水面航行体に搭載された前記水中潜航体が前記水面航行体から発進してから現在までの前記水中潜航体の位置を示す潜航軌跡を水面に写像した水面軌跡に沿って、前記水面航行体の位置から前記水中潜航体の位置を水面上に写像した位置まで、前記水面航行体を航行させる移動制御部をさらに有する、
請求項１又は２に記載の操作支援装置。

【請求項8】

前記水中構造物と、前記進入禁止区域と、前記水中潜航体の位置と、前記水面航行体の位置とを重ね合わせた前記水中潜航体が潜航する水中の水中地図を、前記水中潜航体を操作するための端末に表示させる表示制御部をさらに有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の操作支援装置。

【請求項9】

前記水面航行体、前記水中潜航体を操作するための端末、又は前記水面航行体及び前記端末と通信可能な情報処理装置のいずれかに搭載されている、
請求項１から８のいずれか一項に記載の操作支援装置。

【請求項10】

前記区域設定部は、前記水中潜航体が進入すべきでない領域の入力を受け付け、受け付けた領域を前記進入禁止区域に設定する、
請求項１から９のいずれか一項に記載の操作支援装置。

【請求項11】

水中を潜航する水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体に接続された通信ケーブルを用いて通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部と、
前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、
前記水中構造物の第一端部及び前記水面航行体を通る直線と、前記第一端部と異なる前記水中構造物の第二端部及び前記水面航行体を通る直線とで挟まれる領域のうちの前記水面航行体から見て前記水中構造物の背後の領域に隣接する所定の領域を警報区域に設定する区域設定部と、
前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、
を有する操作支援装置。

【請求項12】

水中を潜航する水中潜航体と、
前記水中潜航体に接続された通信ケーブルを用いて通信する水面航行体と、
前記水中潜航体を操作するための、前記水面航行体と通信する端末と、を有し、
前記端末は、
前記水中潜航体の位置及び前記水面航行体の位置を取得する位置取得部と、
前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、
前記水中構造物の第一端部及び前記水面航行体を通る直線と、前記第一端部と異なる前記水中構造物の第二端部及び前記水面航行体を通る直線とで挟まれる領域のうちの前記水面航行体から見て前記水中構造物の背後の領域を進入禁止区域に設定する区域設定部と、
前記水中潜航体の位置が前記進入禁止区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、
を有する、操作支援システム。

【請求項13】

水中を潜航する水中潜航体と、
前記水中潜航体に接続された通信ケーブルを用いて通信する水面航行体と、
前記水中潜航体を操作するための、前記水面航行体と通信する端末と、を有し、
前記端末は、
前記水中潜航体の位置及び前記水面航行体の位置を取得する位置取得部と、
前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、
前記水中構造物の第一端部及び前記水面航行体を通る直線と、前記第一端部と異なる前記水中構造物の第二端部及び前記水面航行体を通る直線とで挟まれる領域のうちの前記水面航行体から見て前記水中構造物の背後の領域に隣接する所定の領域を警報区域に設定する区域設定部と、
前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、
を有する、操作支援システム。

【請求項14】

水中を潜航する水中潜航体を操作するためのコンピュータに、
前記水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体に接続された通信ケーブルを用いて通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部、
前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部、
前記水中構造物の第一端部及び前記水面航行体を通る直線と、前記第一端部と異なる前記水中構造物の第二端部及び前記水面航行体を通る直線とで挟まれる領域のうちの前記水面航行体から見て前記水中構造物の背後の領域を進入禁止区域に設定する区域設定部、及び
前記水中潜航体の位置が前記進入禁止区域に含まれている場合に警報を報知する報知部
としての機能を実現させるためのプログラム。

【請求項15】

水中を潜航する水中潜航体を操作するためのコンピュータに、
前記水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体に接続された通信ケーブルを用いて通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部、
前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部、
前記水中構造物の第一端部及び前記水面航行体を通る直線と、前記第一端部と異なる前記水中構造物の第二端部及び前記水面航行体を通る直線とで挟まれる領域のうちの前記水面航行体から見て前記水中構造物の背後の領域に隣接する所定の領域を警報区域に設定する区域設定部、及び
前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知する報知部
としての機能を実現させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中を潜航する水中潜航体の遠隔操作を支援する操作支援装置、操作支援システム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

無人で水中を潜航する水中潜航体を遠隔操作する技術が知られている。例えば、特許文献１には、水中潜航体と水面上に存在する制御装置との間を通信ケーブルで接続することで水中潜航体を遠隔操作する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－５１４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水中潜航体を遠隔操作するときに、水中に構造物が存在する区域に水中潜航体が進入してしまうと、通信ケーブルや水中潜航体が構造物にひっかかり、水中潜航体の回収が困難になるおそれがある。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、水中潜航体を回収しやすくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様においては、水中を潜航する水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体と通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部と、前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、水中構造物が存在することにより前記水面航行体が前記水面航行体の位置から直進のみで到達できない領域を進入禁止区域に設定する区域設定部と、前記水中潜航体の位置が前記進入禁止区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、を有する操作支援装置を提供する。

【0007】

前記区域設定部は、前記進入禁止区域に隣接する所定の領域を警報区域に設定し、前記報知部は、前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知してもよい。

【0008】

前記操作支援装置は、前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水中潜航体の航行を停止させる移動制御部をさらに有してもよい。

【0009】

前記操作支援装置は、前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水中潜航体の位置を維持するように前記水中潜航体を航行させる移動制御部をさらに有してもよい。

【0010】

前記操作支援装置は、前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水面航行体の位置と前記水中潜航体の位置とが、前記水中構造物を通らない一の直線上に並ぶように前記水面航行体を航行させる移動制御部をさらに有してもよい。

【0011】

前記区域設定部は、前記水中潜航体が前記進入禁止区域に入った後に、前記水面航行体の位置と前記水中潜航体の位置とが、前記水中構造物を通らない一の直線上に並ぶ一以上の領域を一以上の移動可能領域に設定し、前記移動制御部は、前記一以上の移動可能領域のうち、前記水面航行体の位置から最も近い位置に前記水面航行体を移動させてもよい。

【0012】

前記操作支援装置は、前記水面航行体に搭載された前記水中潜航体が前記水面航行体から発進してから現在までの前記水中潜航体の位置を示す潜航軌跡を水面に写像した水面軌跡に沿って、前記水面航行体の位置から前記水中潜航体の位置を水面上に写像した位置まで、前記水面航行体を航行させる移動制御部をさらに有してもよい。

【0013】

前記操作支援装置は、前記水中構造物と、前記進入禁止区域と、前記水中潜航体の位置と、前記水面航行体の位置とを重ね合わせた前記水中潜航体が潜航する水中の水中地図を、前記水中潜航体を操作するための端末に表示させる表示制御部をさらに有してもよい。

【0014】

前記操作支援装置は、前記水面航行体、前記水中潜航体を操作するための端末、又は前記水面航行体及び前記端末と通信可能な情報処理装置のいずれかに搭載されていてもよい。

【0015】

前記区域設定部は、前記水中潜航体が進入すべきでない領域の入力を受け付け、受け付けた領域を前記進入禁止区域に設定してもよい。

【0016】

本発明の第２の態様においては、水中を潜航する水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体と通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部と、前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、水中構造物が存在することにより前記水面航行体が前記水面航行体の位置から直進のみで到達できない領域に隣接する所定の領域を警報区域に設定する区域設定部と、前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、を有する操作支援装置を提供する。

【0017】

本発明の第３の態様においては、水中を潜航する水中潜航体と、前記水中潜航体と通信する水面航行体と、前記水中潜航体を操作するための、前記水面航行体と通信する端末と、を有し、前記端末は、前記水中潜航体の位置及び前記水面航行体の位置を取得する位置取得部と、前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、水中構造物が存在することにより前記水面航行体が前記水面航行体の位置から直進のみで到達できない領域を進入禁止区域に設定する区域設定部と、前記水中潜航体の位置が前記進入禁止区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、を有する、操作支援システムを提供する。

【0018】

本発明の第４の態様においては、水中を潜航する水中潜航体と、前記水中潜航体と通信する水面航行体と、前記水中潜航体を操作するための、前記水面航行体と通信する端末と、を有し、前記端末は、前記水中潜航体の位置及び前記水面航行体の位置を取得する位置取得部と、前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部と、水中構造物が存在することにより前記水面航行体が前記水面航行体の位置から直進のみで到達できない領域に隣接する所定の領域を警報区域に設定する区域設定部と、前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知する報知部と、を有する、操作支援システムを提供する。

【0019】

本発明の第５の態様においては、水中を潜航する水中潜航体を操作するためのコンピュータに、前記水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体と通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部、前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部、水中構造物が存在することにより前記水面航行体が前記水面航行体の位置から直進のみで到達できない領域を進入禁止区域に設定する区域設定部、及び前記水中潜航体の位置が前記進入禁止区域に含まれている場合に警報を報知する報知部としての機能を実現させるためのプログラムを提供する。

【0020】

本発明の第６の態様においては、水中を潜航する水中潜航体を操作するためのコンピュータに、前記水中潜航体の位置、及び水面に存在して前記水中潜航体と通信する水面航行体の位置を取得する位置取得部、前記水中潜航体が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する構造物情報取得部、水中構造物が存在することにより前記水面航行体が前記水面航行体の位置から直進のみで到達できない領域に隣接する所定の領域を警報区域に設定する区域設定部、及び前記水中潜航体の位置が前記警報区域に含まれている場合に警報を報知する報知部としての機能を実現させるためのプログラムを提供する。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、水中潜航体を回収しやすくなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】操作支援システムの概要を説明するための図である。

【図2】操作支援システムの各装置の構成を説明するための図である。

【図3】水中潜航体が潜航可能な範囲を説明するための図である。

【図4】進入禁止区域と警報区域を説明するための図である。

【図5】移動可能領域を説明するための図である。

【図6】操作支援装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

［操作支援システムＳ］
図１は、操作支援システムＳの概要を説明するための図である。操作支援システムＳは、操作支援装置４、端末３、水面航行体２及び水中潜航体１を有する。

【0024】

水中潜航体１は、水中を潜航可能な無人機である。水中潜航体１は、水中を潜航しながら、例えば水中の様子を撮像したり水中で測定したりする。水面航行体２は、水面を航行する無人機である。水中潜航体１と水面航行体２は、通信ケーブル５を介して通信可能に接続されている。水中潜航体１が撮像した画像又は水中潜航体１が測定したデータは、水面航行体２及びネットワークＮを介して端末３に送信される。

【0025】

ユーザＵは、湖、河川、ダム、及び養殖場などにおいて水中の様子を監視する監視員である。水中潜航体１を操作するための端末３は、ユーザＵが使用するコンピュータであり、例えば、水面航行体２から受信した画像を表示する。ユーザＵは、表示された画像を確認しながら、端末３を介して水中潜航体１を遠隔操作する。端末３は、水面航行体２から受信した水中潜航体１の位置を示す画像を表示し、ユーザＵは、表示された位置を確認しながら水中潜航体１を遠隔操作してもよい。

【0026】

操作支援装置４は、ユーザＵが行う水中潜航体１の遠隔操作を支援する情報処理装置（サーバ）である。水中潜航体１が撮像可能な範囲が限られているため、ユーザＵは、水中に存在する水中構造物の存在を把握できずに、水中潜航体１を水中構造物が存在する区域に進入させてしまうことがある。水中構造物が存在する区域に水中潜航体１を進入させてしまうと、水中潜航体１や、水中潜航体１と水面航行体２を接続する通信ケーブル５が水中構造物にひっかかり、水中潜航体１の回収が困難になってしまう。

【0027】

そこで、操作支援装置４は、水中潜航体１が水面航行体２の位置から直進のみで到達できない進入禁止区域に水中潜航体１が進入したら、端末３に警報を報知させる。このようにすることで、ユーザＵは、水中潜航体１が進入禁止区域に進入してしまったことを把握できる。その結果、ユーザＵは、水中潜航体１を進入禁止区域から退出するように操作したり、水中潜航体１を回収しやすい位置に水面航行体２を移動させたりすることができるので、水中潜航体１を回収しやすくなる。

【0028】

以下、図２を参照しながら、操作支援システムＳの各装置の構成を具体的に説明する。図２は、操作支援システムＳの各装置の構成を説明するための図である。

【0029】

［水中潜航体１の構成］
水中潜航体１は、水中を撮像するためのカメラ、及び水面航行体２と通信するための通信モジュールを備える。水中潜航体１は、ユーザＵの操作に従って水中を潜航しながら水中を撮像する。水中潜航体１は、水面航行体２と通信ケーブル５を用いて通信可能に接続されている。通信ケーブル５の長さは、１０メートルから数百メールである。本実施形態の通信ケーブル５の長さは、２０メートルである。なお、水中潜航体１は、通信ケーブル５を用いずに、水中無線通信を用いて通信可能に接続されていてもよい。

【0030】

水中潜航体１は、音響測位を用いて基準点に対する水中潜航体１の相対位置を取得する。音響測位は、例えば、Long Base Line方式、Short Base Line方式、及びＵＳＢＬ（Ultra Short Base Line）方式もしくはＳＳＢＬ（Super Short Base Line）方式の少なくともいずれかを用いることができる。本実施形態の水中潜航体１は、ＵＳＢＬ方式を用いている。ＵＳＢＬ方式の音響測位は、音波の波長と同程度の間隔で設置された各受信器が受信した音波の位相差と、各受信器で受信した信号の時間差から求められる距離に基づいて、基準点に対する相対位置を計測する方法である。基準点は、例えば水面航行体２の位置である。なお、水中潜航体１は、上記に限らず、水中潜航体１にかかる加速度を用いた慣性航法により水中潜航体１の相対位置を取得してもよい。

【0031】

［水面航行体２の構成］
水面航行体２は、水面を航行する無人機である。水面航行体２は、空中を飛行することができてもよい。水面航行体２は、水中潜航体１を搭載して、ユーザＵが監視する対象である目標水域まで飛行する。水面航行体２は、目標水域に着水した後、水中潜航体１を発進させる。

【0032】

水面航行体２は、無線通信部２１と、水中通信部２２と、制御部２３とを備える。無線通信部２１は、操作支援装置４と通信するための無線通信モジュールである。無線通信部２１は、例えばネットワークＮを介して操作支援装置４と情報を送受信する。また、無線通信部２１は、操作支援装置４を介して、端末３からの各種指示を受信したり、水中潜航体１が撮像した画像を端末３に送信したりする。

【0033】

水中通信部２２は、水中潜航体１と通信するための水中通信モジュールである。水中通信部２２は、例えば通信ケーブル５を介して水中潜航体１と情報を送受信する。なお、水中通信部２２は、水中無線通信を用いて情報を送受信してもよい。水中無線通信は、例えば可視光通信、音波通信、及び低周波電波通信の少なくともいずれかである。水中無線通信を用いて通信可能な範囲は、例えば１０メートルから数百メートルである。

【0034】

制御部２３は、水面航行体２の各構成部を制御する、例えばＣＰＵである。制御部２３は、端末３に入力されたユーザＵの指示に従って水面航行体２及び水中潜航体１を制御する。

【0035】

また、水面航行体２は、図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を備え、ＧＰＳ受信機が受信した電波に基づいて水面航行体２の位置を取得する。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳの衛星から送信される電波を受信し、水面航行体２の位置を示す２次元上の座標を特定する。水面航行体２は、特定した水面航行体２の位置を操作支援装置４に送信する。

【0036】

水面航行体２の制御部２３は、音響測位を用いて基準点である水面航行体２に対する水中潜航体１の相対位置を算出する。水面航行体２は、水中潜航体１の相対位置及び水面航行体２の位置に基づいて水中潜航体１の絶対位置を算出する。水中潜航体１の絶対位置は、緯度、経度及び水深を示す３次元上の座標である。水面航行体２は、算出した絶対位置を水中潜航体１及び操作支援装置４に送信する。

【0037】

［操作支援装置４の構成］
操作支援装置４は、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３とを有する。

【0038】

通信部４１は、端末３及び水面航行体２と通信するための通信モジュールである。通信部４１は、ネットワークＮを介して端末３及び水面航行体２と情報を送受信する。通信部４１は、ユーザＵが端末３に入力した指示を水面航行体２に送信する。また、通信部４１は、水中潜航体１が撮像した画像を端末３に送信する。

【0039】

記憶部４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部４２は、制御部４３が実行するプログラムを記憶する。また、記憶部４２は、水中潜航体１が潜航する水中に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を記憶している。水中構造物情報は、水中潜航体１が潜航する水中に存在する水中構造物の設計図等に基づき予め作成されている。水中構造物は、例えば橋げた、護岸、ダムである。

【0040】

制御部４３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部４３は、記憶部４２に記憶されたプログラムを実行することにより、位置取得部４３１、構造物情報取得部４３２、区域設定部４３３、報知部４３４、移動制御部４３５及び表示制御部４３６としての機能を実現する。

【0041】

位置取得部４３１は、水中潜航体１の位置及び水面航行体２の位置を水面航行体２から取得する。位置取得部４３１は、水中潜航体１の位置を取得する毎に記憶部４２に記憶させることにより、水面航行体２に搭載された水中潜航体１が水面航行体２から発進してから現在までの水中潜航体１の位置を示す潜航軌跡を記憶部４２に記憶させる。

【0042】

構造物情報取得部４３２は、記憶部４２に記憶された水中構造物情報を取得する。例えば、構造物情報取得部４３２は、水面航行体２の位置を含む所定範囲内に存在する水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得する。所定範囲は、例えば水中潜航体１が潜航可能な範囲である。水中潜航体１と水面航行体２が通信ケーブル５で接続されている場合、構造物情報取得部４３２は、例えば、通信ケーブル５を送り出せる最大の長さ（最大送出長）である２０メートル以内に存在する水中構造物を示す水中構造物情報を取得する。

【0043】

図３は、水中潜航体１が潜航可能な範囲を説明するための図である。破線ｒは、通信ケーブル５の最大送出長を示す。水中潜航体１は、水面航行体２の位置を中心とし、通信ケーブル５の最大送出長を半径とする半球Ａ内を潜航することができる。この場合、構造物情報取得部４３２は、半球Ａ内に存在する水中構造物を示す水中構造物情報を取得する。なお、半球Ａの底面は、水面に含まれている。

【0044】

区域設定部４３３は、水中潜航体１が進入すべきでない進入禁止区域及び警報区域を設定する。例えば、区域設定部４３３は、水中構造物が存在することにより水中潜航体１が水面航行体２の位置から直進のみで到達できない領域を進入禁止区域に設定する。また、区域設定部４３３は、水中潜航体１が進入すべきでない領域の入力を受け付け、受け付けた領域を進入禁止区域に設定してもよい。この場合、ユーザＵは、水中潜航体１が進入すべきでない領域を端末３に入力できる。警報区域は、進入禁止区域に隣接する所定の領域である。

【0045】

図４は、進入禁止区域と警報区域を説明するための図である。図４において、右上がりの斜線領域は、進入禁止区域７である。図４において、縦線の領域は警報区域８である。進入禁止区域７は、水面航行体２の位置を起点として水中構造物６と交わる複数の直線における、水中構造物６に対して水面航行体２と反対側の領域である。区域設定部４３３は、水面航行体２の位置が変化した場合、進入禁止区域７を再度設定する。このようにすることで、区域設定部４３３は、水流や風の影響を受けて水面航行体２の位置が変化しても適切な進入禁止区域７を設定できる。

【0046】

区域設定部４３３は、進入禁止区域７に隣接する所定の領域を警報区域８に設定する。警報区域８は、例えば進入禁止区域７と警報区域８との境界からの距離が所定距離以内の領域である。区域設定部４３３は、例えば水中潜航体１が潜航する水中の水流の速さが大きいほど所定距離を大きくしてもよい。所定距離の具体的な値は例えば５メートルである。

【0047】

区域設定部４３３は、水中測位の誤差が大きくなるほど広くなるように警報区域８を設定してもよい。具体例を挙げると、水中潜航体１と水面航行体２の距離が大きいほど水中測位の誤差が大きくなるので、区域設定部４３３は、水面航行体２からの距離が大きいほど、進入禁止区域７と警報区域８との境界からの所定距離を長くした警報区域８を設定する。また、区域設定部４３３は、水中潜航体１の移動速度が速いほど警報区域を広くしてもよく、水中雑音が大きいほど警報区域８を広くしてもよい。区域設定部４３３は、再設定した進入禁止区域７に応じて警報区域８も再設定する。

【0048】

水中潜航体１は、進入禁止区域７に到達するためには、水面航行体２を通る直線に沿った経路では到達できず、水中構造物６を迂回する経路や旋回する経路に沿って潜航する必要がある。このように、水中構造物６を迂回する経路や旋回する経路に沿って水中潜航体１が潜航すると、水中潜航体１や通信ケーブル５が水中構造物６にひっかかってしまい、水中潜航体１の回収が困難になる。そのため、進入禁止区域７は、水中潜航体１が進入すべきでない領域である。

【0049】

図４に示すとおり、警報区域８は、進入禁止区域７に隣接している。警報区域８は、水中潜航体１が進入禁止区域７に進入してしまうおそれがあるため、ユーザＵに注意を促すための警報を報知すべき領域である。

【0050】

報知部４３４は、進入禁止区域７に隣接する警報区域８に水中潜航体１が進入したら、警報区域８に進入したことを示す第１警報を報知する。言い換えると、報知部４３４は、水中潜航体１の位置が警報区域８に含まれている場合に、端末３を介してユーザＵに第１警報を報知する。第１警報は、例えば「進入禁止区域７に近づきました」という音声メッセージ、又はビープ音である。このようにすることで、ユーザＵは、水中潜航体１が進入禁止区域７に近づいていることを把握できるので、水中潜航体１が警報区域８から進入禁止区域７に進入しないように水中潜航体１を操作できる。そして、報知部４３４は、水中潜航体１が警報区域８から退出して、水中潜航体１の位置が警報区域８外に含まれる場合、第１警報を停止させる。

【0051】

報知部４３４は、水中潜航体１が進入禁止区域７に入ったら、進入禁止区域７に進入したことを示す第２警報を報知する。言い換えると、報知部４３４は、水中潜航体１の位置が進入禁止区域７に含まれている場合に、端末３を介してユーザＵに第２警報を報知する。第２警報は、第１警報と異なる警報であり、例えば「進入禁止区域７に入りました」という音声メッセージ、又は第１警報よりも大きなビープ音である。報知部４３４は、水中潜航体１の位置が進入禁止区域７に含まれている間、第２警報を報知し続ける。報知部４３４は、水中潜航体１が進入禁止区域７から退出して、水中潜航体１の位置が進入禁止区域７外に含まれる場合、第２警報を停止する。

【0052】

このようにすることで、ユーザＵは、水中潜航体１が進入禁止区域７に進入したことを把握できる。その結果、ユーザＵは、水中潜航体１を進入禁止区域７から退出するように操作したり、水中潜航体１を回収しやすい位置に水面航行体２を移動させたりすることができるので、水中潜航体１を回収しやすくなる。

【0053】

移動制御部４３５は、水中潜航体１の潜航を制御する。例えば、移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７に進入した後に、水中潜航体１の潜航を停止させる。また、移動制御部４３５は、水中潜航体１の現在の位置を維持するように水中潜航体１を潜航させてもよい。このようにすることで、移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７に進入した位置に水中潜航体１を留めておくことができるので、水中潜航体１が進入禁止区域７の奥に向かって潜航してしまうことを抑制できる。

【0054】

移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７に入った後、水中潜航体１が進入した進入禁止区域７に隣接する警報区域８のうち、水中潜航体１の位置から最も近い位置に水中潜航体１を潜航させる。また、移動制御部４３５は、潜航軌跡に沿って水面航行体２に向かうように水中潜航体１を潜航させてもよい。このようにすることで、移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７に進入しても、水面航行体２が水中潜航体１を回収可能な位置に水中潜航体１を移動させることができる。

【0055】

移動制御部４３５は、水中潜航体１に替えて水面航行体２を航行させてもよい。例えば、移動制御部４３５は、水中潜航体１や通信ケーブル５が水中構造物６にひっかかるおそれがあり、進入禁止区域７に入った水中潜航体１を移動させられない場合に水面航行体２を航行させる。具体的には、移動制御部４３５は、水面航行体２の位置と水中潜航体１の位置とが、水中構造物を通らない一の直線上に並ぶように水面航行体２を航行させる。この場合、区域設定部４３３は、水面航行体２の位置と水中潜航体１の位置とが、水中構造物を通らない一の直線上に並ぶ一以上の領域を一以上の移動可能領域に設定する。移動可能領域は、水中潜航体１の位置から水中潜航体１が直進のみで到達可能な水面の領域である。

【0056】

図５は、移動可能領域９を説明するための図である。図５の右下がりの斜線で塗りつぶした領域は、移動可能領域９である。区域設定部４３３は、図５に示す水中潜航体１を起点として水中構造物と交わらない複数の直線で構成される領域を移動可能領域９に設定する。

【0057】

そして、移動制御部４３５は、一以上の移動可能領域９のうち、水面航行体２の位置から最も近い位置Ｐに水面航行体２を移動させる。具体的には、移動制御部４３５は、水面航行体２に水面を航行させて、水面航行体２を位置Ｐに移動させる。また、移動制御部４３５は、飛行可能な水面航行体２に空中を飛行させて、水面航行体２を位置Ｐにおいて着水させてもよい。このように、移動制御部４３５は、水中潜航体１が移動できなくとも、水中潜航体１を回収しやすい位置に水面航行体２を移動させるので、水中潜航体１の回収が容易になる。

【0058】

また、移動制御部４３５は、移動可能領域９のうち、水面航行体２が直線のみで移動可能であり、水中潜航体１から最も近い位置Ｑに水面航行体２を移動させてもよい。このようにすることで、移動制御部４３５は、水中潜航体１を回収するために水中潜航体１を移動させる距離を短くすることができる。

【0059】

移動制御部４３５は、進入禁止区域７に進入した水中潜航体１を移動させられない場合、水中潜航体１が水中を潜航した軌跡を水面に写像した２次元の軌跡に沿って水面航行体を航行させてもよい。移動制御部４３５は、潜航軌跡を水面に写像した水面軌跡に沿って、水面航行体２の位置から水中潜航体１の位置を水面上に写像した位置まで、水面航行体２を航行させる。このようにすることで、移動制御部４３５は、進入禁止区域７に進入した水中潜航体１の位置が取得できなくなっても、水中潜航体１を回収できる蓋然性が高い位置に水面航行体２を移動させることができる。

【0060】

表示制御部４３６は、水中潜航体１が潜航する水中の水中地図を、水中潜航体１を操作するための端末３の表示部３１に表示させる。例えば、表示制御部４３６は、水中構造物と、進入禁止区域７と、水中潜航体１の位置と、水面航行体２の位置とを重ね合わせた水中地図を端末３に送信する。端末３は、表示制御部４３６から送信された水中地図を表示部３１に表示させる。また、表示制御部４３６は、上記に加えて、警報区域８を重ね合わせた水中地図を表示させてもよい。このようにすることで、表示部３１に表示された水中地図を確認したユーザＵは、水中潜航体１及び水面航行体２の位置や、水中構造物、進入禁止区域７及び警報区域８の位置及び形状を確認できる。その結果、ユーザＵは、進入禁止区域７及び警報区域８に水中潜航体１が近付かないように水中潜航体１を操作できる。

【0061】

［操作支援装置４が実行する処理］
図６は、操作支援装置４が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、水中潜航体１が水面航行体２から発進した後、所定時間毎に実行される。所定時間は、例えば１秒である。また、構造物情報取得部４３２は、水中潜航体１が潜航する水中の水中構造物情報を取得している。

【0062】

まず、位置取得部４３１は、水面航行体２及び水中潜航体１の位置を取得する（ステップＳ１）。具体的には、位置取得部４３１は、水面航行体２が取得した水面航行体２の位置及び水中潜航体１の位置を、水面航行体２からネットワークＮを介して取得する。

【0063】

次に、区域設定部４３３は、水中潜航体１が進入すべきでない進入禁止区域７と、進入禁止区域に隣接する警報区域８とを設定する（ステップＳ２）。具体的には、まず、区域設定部４３３は、水中構造物が存在することにより水中潜航体１が水面航行体２の位置から直進のみで到達できない領域を進入禁止区域７に設定する。続いて、区域設定部４３３は、進入禁止区域７に隣接し、水面航行体２からの距離が大きくなるほど広くなる警報区域８を設定する。

【0064】

報知部４３４は、水中潜航体１の位置が警報区域８内であるか否かを判定する（ステップＳ３）。報知部４３４は、水中潜航体１の位置が警報区域８内である場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、水中潜航体１が警報区域８に進入したことを示す第１警報を端末３に報知させる（ステップＳ４）。

【0065】

移動制御部４３５は、水中潜航体１の位置が警報区域８外である場合（ステップＳ３でＮｏ）、又はステップＳ４で第１警報を報知させた後、水中潜航体１の位置が進入禁止区域７内か否かを判定する（ステップＳ５）。報知部４３４は、水中潜航体１の位置が進入禁止区域７外である場合（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ１に戻る。

【0066】

移動制御部４３５は、水中潜航体１の位置が進入禁止区域７内である場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、水中潜航体１の潜航を停止させる（ステップＳ６）。そして、移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７から退出するように水中潜航体１を移動させる（ステップＳ７）。例えば、移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入した進入禁止区域７に隣接する警報区域８のうち、水中潜航体１の位置から最も近い位置に水中潜航体１を潜航させる。

【0067】

移動制御部４３５は、水中潜航体１を潜航させた後、水中潜航体１が進入禁止区域７から退出したか否かを判定する（ステップＳ８）。移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７から退出した場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ１に戻る。

【0068】

移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７内に留まっている場合（ステップＳ８でＮｏ）、水中潜航体１を回収可能な位置に水面航行体２を移動させる（ステップＳ９）。例えば、移動制御部４３５は、水面航行体２と水中潜航体１が水中構造物を通らない一の直線上に並ぶように設定された水面上の移動可能領域９に、水面航行体２を航行させる。

【0069】

（変形例１）
上記の実施形態に限らず、水面航行体２である船舶が、水中潜航体１を搭載して目標水域まで水上を航行してもよい。船舶は操作支援装置４及び端末３を搭載し、船舶上でユーザＵが端末３を介して水中潜航体１を操作してもよい。

【0070】

（変形例２）
水面航行体２は、航行及び飛行しなくてもよく、例えば端末３と通信可能なブイでもよい。ブイである水面航行体２は、例えば太陽光発電システム等の発電システムを有し、外部からの電力供給がなくとも機能するのが望ましい。

【0071】

（変形例３）
移動制御部４３５は、水中潜航体１が進入禁止区域７に入った場合、水面航行体２を飛行させてもよい。この場合、構造物情報取得部４３２は、水面航行体２と水中潜航体１が水中構造物を通らない一の直線上に並ぶ一以上の空中の領域を一以上の移動可能領域に設定する。そして、移動制御部４３５は、空中に設定された移動可能領域のうち、水面航行体２の位置から最も近い位置に向かうように水面航行体２を飛行させる。

【0072】

（変形例４）
操作支援装置４は、サーバでなくともよく、例えば端末３又は水面航行体２に搭載されていてもよい。また、端末３又は３が操作支援装置４と同様の機能を実現するためのプログラムを実行することにより、端末３又は水面航行体２が操作支援装置４として機能してもよい。

【0073】

（変形例５）
区域設定部４３３は、水中潜航体１が進入すべきでない領域の入力を受け付けた場合、入力を受け付けた進入禁止領域への進入を許可する水中潜航体１の設定を受け付けてもよい。具体的には、区域設定部４３３は、水中潜航体１が進入すべきでない領域への進入を許可する水中潜航体１を識別するための識別情報を端末３から取得する。この場合、報知部４３４は、進入禁止区域への進入が許可された水中潜航体１が進入禁止区域に進入しても警報を報知しない。言い換えると、報知部４３４は、進入禁止区域７に位置が含まれている水中潜航体１が、当該進入禁止区域７への進入が許可されている場合、警報を報知しない。

【0074】

（変形例６）
構造物情報取得部４３２は、ユーザＵが端末３に入力した水中構造物の位置及び形状を示す水中構造物情報を取得してもよい。この場合、ユーザＵは、水中構造物だけでなく、水中潜航体１を潜航させる水中で水中潜航体１が進入すべきでない領域を水中構造物として入力できる。例えば、ユーザＵは、水中潜航体１を潜航させる水中において、他の装置が存在する領域や、他の船舶の航行を妨げるおそれがある領域などを水中構造物として入力できる。この場合、区域設定部４３３は、ユーザＵが入力した水中構造物を含む領域を進入禁止区域に設定する。また、区域設定部４３３は、水中構造物を囲む領域を進入禁止区域に設定してもよい。

【0075】

［操作支援装置４の効果］
以上説明したとおり、操作支援装置４は、水中構造物が存在することにより水中潜航体１が水面航行体２の位置から直進のみで到達できない進入禁止区域７に水中潜航体１が進入したら、警報を報知する。このようにすることで、操作支援装置４は、水中潜航体１が進入禁止区域に進入してしまったことをユーザＵに知らせることができる。その結果、ユーザＵは、水中潜航体１を進入禁止区域から退出するように操作したり、水中潜航体１を回収しやすい位置に水面航行体２を移動させたりすることができるので、水中潜航体１を回収しやすくなる。

【0076】

なお、本発明により、国連が主導する持続可能な開発目標（SDGs）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」に貢献することが可能となる。

【0077】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0078】

Ｓ 操作支援システム
１ 水中潜航体
２ 水面航行体
２１ 無線通信部
２２ 水中通信部
２３ 制御部
３ 端末
３１ 表示部
４ 操作支援装置
４１ 通信部
４２ 記憶部
４３ 制御部
４３１ 位置取得部
４３２ 構造物情報取得部
４３３ 区域設定部
４３４ 報知部
４３５ 移動制御部
４３６ 表示制御部
５ 通信ケーブル
６ 水中構造物
７ 進入禁止区域
８ 警報区域
９ 移動可能領域
Ｎ ネットワーク
Ｕ ユーザ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】