(57)【要約】      （修正有）【課題】長期間運用時の利便性を向上させるために、ＡＵＶ（自律型無人潜水機）を充電することができる海中給電装置を提供する。【解決手段】海中を探索する自律型無人潜水機４０と、他の装置によって自律型無人潜水機の周辺まで運ばれて自律型無人潜水機に給電する海中給電装置３０とを備える充電システム１００における海中給電装置であって、自律型無人潜水機に給電する第１の送電部と、自律型無人潜水機に対する指令を含む行動計画を自律型無人潜水機に送信し、指令による探索を行った結果を示す探索結果を自律型無人潜水機から受信する第１の送受信部と、を備え、第１の送受信部は、第１の送電部が自律型無人潜水機に給電可能な場合に、自律型無人潜水機との間で通信可能になる位置に備えられる海中給電装置。【選択図】図１
2019121167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中を探索する自律型無人潜水機と、他の装置によって前記自律型無人潜水機の周辺まで運ばれて前記自律型無人潜水機に給電する海中給電装置とを備える充電システムにおける前記海中給電装置であって、
前記自律型無人潜水機に給電する第１の送電部と、
前記自律型無人潜水機に対する指令を含む行動計画を前記自律型無人潜水機に送信し、前記指令による探索を行った結果を示す探索結果を前記自律型無人潜水機から受信する第１の送受信部と、
を備え、
前記第１の送受信部は、前記第１の送電部が前記自律型無人潜水機に給電可能な場合に、前記自律型無人潜水機との間で通信可能になる位置に備えられる海中給電装置。
【請求項２】
前記充電システムには、海中において前記海中給電装置を前記自律型無人潜水機が位置する付近まで保持して移動する海中移動体がさらに備えられ、
前記海中移動体に給電する第２の送電部と、
前記海中移動体に対する指令を含む行動計画を前記海中移動体に送信し、前記指令による探索を行った結果を示す探索結果を前記海中移動体から受信する第２の送受信部と、
をさらに備え、
前記第２の送受信部は、前記第２の送電部が前記海中移動体に給電可能な場合に、前記海中移動体との間で通信可能になる位置に備えられる、請求項１に記載の海中給電装置。
【請求項３】
前記第１の送電部及び前記第１の送受信部は、第１の容器内に格納され、
前記第２の送電部及び前記第２の送受信部は、第２の容器内に格納される、請求項２に記載の海中給電装置。
【請求項４】
前記第１の容器及び前記第２の容器は、油漬け均圧容器である、請求項３に記載の海中給電装置。
【請求項５】
前記第１の容器及び前記第２の容器は、中心部分に所定の大きさの穴を有する油漬け均圧容器と、前記中心部分に配置される耐圧容器とで構成され、
前記第１の送電部及び前記第２の送電部は前記油漬け均圧容器内に格納され、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部は前記耐圧容器内に格納される、請求項３に記載の海中給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律型無人潜水機を水中で充電する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＵＶ（Autonomous Underwater Vehicle：自律型無人潜水機）の運用は、ＡＵＶの動力源（内部バッテリー）残量が規定値となるまでに限られる。したがって、ＡＵＶは動力源残量が規定値となった場合に海上に浮上する。その後、支援母船によりＡＵＶが揚収され、船上にて充電しなければならない。更にこの際、ＡＵＶが探索を行った結果（情報）を回収しなくてはならない。そのため、支援母船の運用、ＡＵＶの揚収、充電及び情報回収に要する時間と費用の影響は大きく、今後、ＡＵＶを恒久的に実用化していくに際して大きな障壁となる。
【０００３】
そこで、船上充電及びこれに関する作業を必要としないＡＵＶの運用方法が望まれている。そのような運用を実現し、海底域を長期間調査する新たなシステムとして、陸上から海底ケーブルにてＡＵＶに動力源を供給するシステムの開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、ＡＵＶは、海底ケーブルに連結されるノードを充電用基地局として自装置の充電に利用する。そのため、ＡＵＶは、海上に浮上しなくても水中で充電が可能になる。これにより、ＡＵＶの長期間運用が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６６４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のシステムは、海底ケーブルを敷設する費用が莫大であり、かつ、海底ケーブルの設置は離島を含む陸域沿岸部に限られてしまう。さらに、一度海底ケーブルを設置してしまうと、容易に充電用基地局を他の海底域に移動することができない。このように、従来のシステムでは、ＡＵＶを充電する場所が限られてしまうため、新たな海底域や未知の海底域においてはＡＵＶを長期間運用させることができないという問題があった。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、ＡＵＶの長期間運用において利便性を向上させることができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、海中を探索する自律型無人潜水機と、他の装置によって前記自律型無人潜水機の周辺まで運ばれて前記自律型無人潜水機に給電する海中給電装置とを備える充電システムにおける前記海中給電装置であって、前記自律型無人潜水機に給電する第１の送電部と、前記自律型無人潜水機に対する指令を含む行動計画を前記自律型無人潜水機に送信し、前記指令による探索を行った結果を示す探索結果を前記自律型無人潜水機から受信する第１の送受信部と、を備え、前記第１の送受信部は、前記第１の送電部が前記自律型無人潜水機に給電可能な場合に、前記自律型無人潜水機との間で通信可能になる位置に備えられる海中給電装置である。
【０００８】
本発明の一態様は、上記の海中給電装置であって、前記充電システムには、海中において前記海中給電装置を前記自律型無人潜水機が位置する付近まで保持して移動する海中移動体がさらに備えられ、前記海中移動体に給電する第２の送電部と、前記海中移動体に対する指令を含む行動計画を前記海中移動体に送信し、前記指令による探索を行った結果を示す探索結果を前記海中移動体から受信する第２の送受信部と、をさらに備え、前記第２の送受信部は、前記第２の送電部が前記海中移動体に給電可能な場合に、前記海中移動体との間で通信可能になる位置に備えられる。
【０００９】
本発明の一態様は、上記の海中給電装置であって、前記第１の送電部及び前記第１の送受信部は、第１の容器内に格納され、前記第２の送電部及び前記第２の送受信部は、第２の容器内に格納される。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の海中給電装置であって、前記第１の容器及び前記第２の容器は、油漬け均圧容器である。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の海中給電装置であって、前記第１の容器及び前記第２の容器は、中心部分に所定の大きさの穴を有する油漬け均圧容器と、前記中心部分に配置される耐圧容器とで構成され、前記第１の送電部及び前記第２の送電部は前記油漬け均圧容器内に格納され、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部は前記耐圧容器内に格納される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、ＡＵＶの長期間運用において利便性を向上させることができるが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における充電システムのシステム構成を表す構成図である。
【図２】ＡＦＤの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図３】ＵＲＵの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図４】容器の第１の構成例を示す図である。
【図５】容器の第２の構成例を示す図である。
【図６】ＡＲＶの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図７】ＡＵＶの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図８】ＵＲＵと、ＡＲＶ及びＡＵＶとの間で行われる処理の説明するための図である。
【図９】ＵＲＵとＡＵＶとの間で行われる処理を模式的に示した図である。
【図１０】ＵＲＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】ＵＲＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】充電システムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【図１３】充電システムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【図１４】充電システムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明における充電システム１００のシステム構成を表す構成図である。充電システム１００は、ＡＦＤ１０（Autonomous Flying Drone）、ＵＲＵ２０（Underwater Recharging Unit）、ＡＲＶ３０（Autonomous Recharging Vehicle）、ＡＵＶ４０及び基地局５０を備える。
【００１５】
ＡＦＤ１０は、自律飛行型の飛行体である。ＡＦＤ１０は、例えばドローンである。ＡＦＤ１０は、予め保持する行動計画に従って、陸上あるいは船上に設置されている基地局５０からＵＲＵ２０を海上４１の任意地点まで運ぶ。行動計画とは、ＡＦＤ１０、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０それぞれに所定の動作を実行させる指令を含む情報である。海上４１の任意地点とは、例えばＡＲＶ３０が位置する地点である。
【００１６】
ＡＦＤ１０は、例えば電気的な動作制御が可能なアーム部によりＵＲＵ２０を把持することによって、海上４１の任意地点までＵＲＵ２０を運ぶ。なお、海上４１の任意地点に関する位置情報も行動計画に含まれる。ＡＦＤ１０は、陸上あるいは船上に設置されている基地局５０に備えられるパーソナルコンピュータ等の情報処理装置から行動計画を取得してもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＳＤカード等の可搬性媒体から行動計画を取得してもよい。
【００１７】
ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０との間で情報の送受信と、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０に対して給電を行う海中給電装置である。具体的には、ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０に対して行動計画を送信し、探索結果及び状態情報をＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０から受信する。探索結果とは、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０が行動計画に記述されている指令に従って海中及び海底の探索を行うことによって得られた結果である。状態情報とは、通信時のＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０の状態（例えば、電池残量(残電圧)、行動イベント、装置故障の有無、その他の警告・アラーム等）と当該状態のそれまでの履歴を示す情報である。
【００１８】
ＡＲＶ３０は、海上４１と海中とを行き来することが可能な海中移動体である。ＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０からの給電により得られる電力を動力源として動作する。また、ＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０から行動計画を取得する。ＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０に対して状態情報及び探索結果を送信する。ＡＲＶ３０は、ＡＦＤ１０により運ばれたＵＲＵ２０と連結及び保持する機構を有し、ＵＲＵ２０を保持した状態で海上４１から海中に潜航する。ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する機構は、ＡＲＶ３０が海上を移動しても、海中に潜航しても、海底に着底しても、長時間位置を保持していても、ＵＲＵ２０が容易には外れない機構である。ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する機構の具体例については後述する。また、ＡＲＶ３０は、海中を移動し海底に着底する機構を有し、ＵＲＵ２０を保持した状態で海底の任意の地点に着底することができる。海底の任意の地点とは、行動計画に記述されている指令によって予め定められる地点である。
【００１９】
ＡＵＶ４０は、海中及び海底を探索する自律型無人潜水機である。ＡＵＶ４０は、ＵＲＵ２０からの給電により得られる電力を動力源として動作する。また、ＡＵＶ４０は、ＵＲＵ２０から行動計画を取得する。ＡＵＶ４０は、行動計画に従って海中及び海底を探索する。ＡＵＶ４０は、ＵＲＵ２０に対して状態情報及び探索結果を送信する。
【００２０】
基地局５０は、ＡＦＤ１０、ＵＲＵ２０、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０との間で無線通信を行う。基地局５０は、陸上あるいは船上に設置される。基地局５０は、ＡＦＤ１０の飛行開始地点及びＡＦＤ１０の帰還地点となる。
【００２１】
次に、発明の理解のため、図１を用いて本発明の充電システム１００の概要について説明する。
（１）ＡＦＤ１０は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０からＵＲＵ２０を把持した状態で飛行し、ＡＲＶ３０に接近する。
（２）ＡＦＤ１０がＡＲＶ３０上に着地し、ＡＲＶ３０にＵＲＵ２０を設置する。
（３）ＡＦＤ１０は、ＵＲＵ２０の設置後、陸上あるいは船上に設置されている基地局５０に帰還する。
（４）ＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０からの給電を受けるとともに、ＵＲＵ２０との間で通信を行うことによって相互に情報の送受信を行う。これにより、ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０の状態情報及び探索結果を取得する。また、ＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０から行動計画を取得する。
【００２２】
（５）ＡＲＶ３０は、充電及び情報の送受信終了後、海中に潜航する。
（６）ＡＲＶ３０は、海底の任意の地点に着底後、着底した位置を保持してＡＵＶ４０が接近してくるまで待機する。
（７）ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０に接近する。ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０が保持しているＵＲＵ２０と連結する。ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０が保持しているＵＲＵ２０と情報の送受信及び受電可能な状態を維持する。ＡＵＶ４０がＵＲＵ２０との間で情報の送受信及び受電可能な状態になると、ＡＵＶ４０はＵＲＵ２０から電力の供給を受けるとともに、ＵＲＵ２０との間で通信を行うことによって相互に情報の送受信を行う。これにより、ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０の状態情報及び探索結果を取得する。また、ＡＵＶ４０はＵＲＵ２０から、新たな行動計画を取得する。ＡＵＶ４０は、充電終了後、新たな行動計画に記述される観測周期により決定される観測行動の時刻まで待機する。
【００２３】
（８）ＡＵＶ４０は観測行動の時刻になると、ＵＲＵ２０から離脱し、充電時にＵＲＵ２０から取得した新たな行動計画に従い、任意の地点に航行し、新たな行動計画に記述されるエリアの探索を行う。
（９）ＡＵＶ４０は、新たな行動計画で定められた期間、海底を探索すると、再びＡＲＶ３０へ接近し、ＵＲＵ２０と再び連結する。その後、ＵＲＵ２０からＡＵＶ４０への電力供給が可能な回数だけ（７）〜（９）が繰り返し実行される。
【００２４】
（１０）ＡＵＶ４０は充電が終了し、新たな行動計画に記述される時刻になると、ＵＲＵ２０から離脱し、海中あるいは海底に着底して待機する。
（１１）ＡＲＶ３０はＡＵＶ４０が離脱すると離底して海上に浮上する。
（１２）ＡＲＶ３０は海上に浮上後、行動計画に記述されている海上の任意地点付近で待機する。
（１３）ＡＦＤ１０は、行動計画に記述されている海上の任意地点付近まで飛行し、ＡＲＶ３０に接近し、ＡＲＶ３０上に着地する。
【００２５】
（１４）ＡＦＤ１０は、ＡＲＶ３０上に設置されているＵＲＵ２０を回収し、陸上あるいは船上に設置されている基地局５０に帰還する。
（１５）ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０は、行動計画に従い任意の地点を保持、あるいは、任意の別地点に向け協調して海上を移動する。移動の際、ＡＲＶ３０はＡＵＶ４０を測位しつつ移動する（追跡）。
（１６）任意の地点に到着後、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０はＡＦＤ１０が新たな電力及び情報を備えるＵＲＵ２０を運送してくるまで、当該地点付近を保持しつつ待機する。
【００２６】
上記（１）〜（１６）の処理が繰り返し実行されることによって、ＡＵＶ４０は長期間海中探索が可能になる。
以下、具体的の構成について説明する。
【００２７】
図２は、ＡＦＤ１０の機能構成を表す概略ブロック図である。
ＡＦＤ１０は、アーム部１０１、記憶部１０２、位置情報取得部１０３、無線通信部１０４、撮像部１０５、推進器１０６、把持検出部１０７及び制御部１０８を備える。
【００２８】
アーム部１０１は、電気的な動作制御が可能な機構（例えば、マニピュレータ）である。アーム部１０１は、制御部１０８の制御に従って、ＵＲＵ２０を把持する。また、アーム部１０１は、制御部１０８の制御に従って、ＵＲＵ２０を把持した状態を解除する。ここで、把持した状態を解除とは、アーム部１０１がＵＲＵ２０を離すことを意味する。
【００２９】
記憶部１０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部１０２は、行動計画を記憶する。ＡＦＤ１０に対する行動計画には、例えばＵＲＵ２０を設置するための海上の任意の地点（例えば、緯度、経度）に向かう時刻、任意の地点で行う行動（例えば、ＵＲＵ２０の設置時に行う行動、回収時に行う行動）、任意の地点で行動を行った後の行動（例えば、基地局５０に帰還）、ＵＲＵ２０を回収する時刻及びＵＲＵ２０の回収に向かう海上の任意の地点（例えば、緯度、経度）等が記述されている。記憶部１０２が記憶する行動計画は、新たな行動計画が記憶される度に上書きされて更新される。基本的に新たな行動計画は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０にて記憶させられる。
【００３０】
位置情報取得部１０３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の位置情報を測定するシステムによりＡＦＤ１０の位置情報を取得する。
無線通信部１０４は、ＡＲＶ３０との間で無線通信を行う。例えば、無線通信部１０４は、ＡＲＶ３０との間で無線通信することによってＡＲＶ３０の位置情報を取得する。また、例えば、無線通信部１０４は、ＵＲＵ２０の回収時において、ＡＲＶ３０との間で無線通信することによって、ＵＲＵ２０を把持したことを示す通知（以下「把持通知」という。）をＡＲＶ３０に対して送信し、ＵＲＵ２０の保持を解除したことを示す通知（以下「解除通知」という。）をＡＲＶ３０から受信する。
【００３１】
無線通信部１０４は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０と無線通信することにより、ＡＦＤ１０及びＡＲＶ３０の位置情報を基地局５０に送信する。また、無線通信部１０４は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０から必要に応じて新たな行動計画を受信する。無線通信部１０４は、通信衛星を介して無線通信を行ってもよいし、無線ＬＡＮ（Local Area Network）（長／近距離無線モデム）を用いて無線通信を行ってもよいし、携帯電話等の移動体通信網を介して無線通信を行ってもよい。
【００３２】
撮像部１０５は、カメラ等の撮像装置を用いて構成される。撮像部１０５は、設置位置からＡＦＤ１０の周辺を撮像し映像信号を制御部１０８に出力する。
推進器１０６は、ＡＦＤ１０に対して上空での推進力を与える装置である。推進器１０６は、例えば、プロペラ及びモータ等の動力を用いて構成されてもよい。
把持検出部１０７は、アーム部１０１に備えられ、ＵＲＵ２０を把持したことを検出する。
【００３３】
制御部１０８は、ＡＦＤ１０の各機能部を制御する。制御部１０８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサである。制御部１０８は、アーム部１０１を制御して、ＵＲＵ２０を把持させる。また、制御部１０８は、アーム部１０１を制御して、ＵＲＵ２０を把持した状態を解除させる。制御部１０８は、行動計画に従って、行動計画に記述されている時刻に、推進器１０６におけるモータの回転量を制御してＡＦＤ１０を任意の地点まで飛行させる。制御部１０８は、無線通信部１０４により得られたＡＲＶ３０の位置情報と、自装置の位置情報とに基づいて、推進器１０６におけるモータの回転量を制御して、ＡＦＤ１０をＡＲＶ３０の位置まで飛行させる。
【００３４】
なお、制御部１０８は、撮像部１０５により得られる映像信号からＡＲＶ３０を把握し、ＡＲＶ３０の位置まで飛行させ、ＵＲＵ２０をＡＲＶ３０に連結させるように制御してもよい。制御部１０８は、ＵＲＵ２０の回収時に、把持検出部１０７によってＵＲＵ２０を把持したことが検出された場合、行動計画に従って無線通信部１０４を制御してＡＲＶ３０に把持通知を送信させる。制御部１０８は、ＡＲＶ３０から解除通知が受信された場合、行動計画に従って推進器１０６を制御してＡＦＤ１０を陸上あるいは船上に設置されている基地局５０に帰還させる。
【００３５】
図３は、ＵＲＵ２０の機能構成を表す概略ブロック図である。
ＵＲＵ２０は、駆動用バッテリ２０１、送電用バッテリ２０２、充電用ＩＦ２０３、ＢＭＵ２０４（Battery Management Unit）、ＢＭＵ２０５、ＢＭＵ２０６、記憶部２０７、スイッチ２０８、送電電圧制御回路２０９、周波数設定部２１１、送電部２１２、状態監視部２１３、電源制御部２１４、光学通信部２１５、光学通信制御部２１６、スイッチ２１７、送電電圧制御回路２１８、周波数設定部２２０、送電部２２１、状態監視部２２２、電源制御部２２３、光学通信部２２４、光学通信制御部２２５、管理システム２２６、外部通信部２２７及び海中通信部２２８を備える。
【００３６】
状態監視部２１３、電源制御部２１４、光学通信制御部２１６、状態監視部２２２、電源制御部２２３、光学通信制御部２２５及び管理システム２２６は、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現される。
【００３７】
駆動用バッテリ２０１は、ＵＲＵ２０の動力源となる電源であり、充電によってエネルギー（電力）を蓄えることができる蓄電池である。駆動用バッテリ２０１は、例えば二次電池である。駆動用バッテリ２０１は、充電用ＩＦ２０３を介して供給される電力により充電される。
【００３８】
送電用バッテリ２０２は、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０の動力源となる電源であり、充電によってエネルギー（電力）を蓄えることができる蓄電池である。送電用バッテリ２０２は、例えば二次電池である。送電用バッテリ２０２は、ＡＵＶ４０に対して複数回（例えば、３回）充電可能なエネルギーを蓄えている。
【００３９】
送電用バッテリ２０２において、ＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリと、ＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリとはそれぞれ完全に独立している。すなわち、送電用バッテリ２０２内に、ＡＲＶ３０に対する送電用の個別のバッテリと、ＡＵＶ４０に対する送電用の個別のバッテリとがそれぞれ内蔵されている。このように、送電用バッテリ２０２については、ＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリと、ＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリとで物理的に分離されている。そのため、ＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリのエネルギーが、ＡＵＶ４０に対する給電時に使用できないようになっている。また、ＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリのエネルギーが、ＡＲＶ３０に対する給電時に使用できないようになっている。
【００４０】
これにより、各バッテリ間で送電収支が損なわれることがなく、バッテリ異常時における冗長性にも繋がる（例えば、ＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリが故障しても、ＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリ（ＡＵＶ４０への送電）に影響をきたさない。）。なお、送電用バッテリ２０２内の構成は上記に限らず、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０へのそれぞれの送電用のバッテリを同一容器内部でそれぞれ区分けして配置してもよいし、別容器にそれぞれを格納して構成してもよい。
【００４１】
ＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリは、ＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリよりも多くのエネルギーを蓄えている。例えば、ＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリは、ＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリよりもＡＵＶ４０を複数回（例えば、３回）動作させることが可能な量だけエネルギーを蓄えている。送電用バッテリ２０２は、充電用ＩＦ２０３を介して供給される電力により充電される。なお、ＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリはスイッチ２０８に接続され、ＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリはスイッチ２１７に接続されている。
【００４２】
充電用ＩＦ２０３は、駆動用バッテリ２０１及び送電用バッテリ２０２に対して充電を行うためのインタフェースである。充電用ＩＦ２０３は、コネクタであってもよいし、商用電源から電力を受領可能なようにコンセントであってもよい。
ＢＭＵ２０４は、送電用バッテリ２０２内のＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリの監視及び管理を行う。例えば、ＢＭＵ２０４は、充電及び放電時の充電電圧／電流の検出及び過充電、過放電、セル電圧異常等の検出を行う。ＢＭＵ２０４は、検出結果を管理システム２２６に出力する。
【００４３】
ＢＭＵ２０５は、送電用バッテリ２０２内のＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリの監視及び管理を行う。例えば、ＢＭＵ２０５は、充電及び放電時の充電電圧／電流の検出及び過充電、過放電、セル電圧異常等の検出を行う。ＢＭＵ２０５は、検出結果を管理システム２２６に出力する。
ＢＭＵ２０６は、駆動用バッテリ２０１の監視及び管理を行う。例えば、ＢＭＵ２０６は、充電及び放電時の充電電圧／電流の検出及び過充電、過放電、セル電圧異常等の検出を行う。ＢＭＵ２０６は、検出結果を管理システム２２６に出力する。
【００４４】
記憶部２０７は、ＳＳＤ（Solid State Drive）やフラッシュメモリ等の半導体記憶装置を用いて構成される。記憶部２０７は、行動計画、探索結果及び状態情報を記憶する。記憶部２０７が記憶する行動計画は、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０に提供される行動計画である。記憶部２０７が記憶する行動計画は、新たな行動計画が記憶される度に上書きされて更新される。また、記憶部２０７は、行動計画、探索結果及び状態情報を装置毎に記憶する。すなわち、記憶部２０７は、ＡＲＶ３０の探索結果及び状態情報と、ＡＵＶ４０の探索結果及び状態情報と、をそれぞれの装置を識別する識別情報に対応付けて記憶する。
【００４５】
スイッチ２０８は、管理システム２２６の指示によりオン状態とオフ状態とを切り替える。オン状態とは、送電用バッテリ２０２と送電電圧制御回路２０９とが導通状態であることを表す。オフ状態とは、送電用バッテリ２０２と送電電圧制御回路２０９とが非導通状態であることを表す。スイッチ２０８がオン状態の場合、送電用バッテリ２０２内のＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリと、送電電圧制御回路２０９とが導通状態になる。また、スイッチ２０８がオフ状態の場合、送電用バッテリ２０２内のＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリと、送電電圧制御回路２０９とが非導通状態になる。
【００４６】
送電電圧制御回路２０９は、送電用バッテリ２０２内のＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリから流れ込んだ直流エネルギー（直流電力）を、現時点の電圧とは異なる電圧に変化させる。例えば、送電電圧制御回路２０９は、降圧処理として、入力された直流エネルギー（直流電力）を、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により定周波数のもとパルス幅を変動（デューティーサイクルを変動）することによって出力電圧を調整する。
【００４７】
周波数設定部２１１は、例えばインバータである。周波数設定部２１１は、電源制御部２１４の制御に応じて、送電における共振周波数を新たな共振周波数に変更する。
送電部２１２は、送電用のコイルを備えて構成される。送電部２１２は、受電側（ＡＵＶ４０）のコイルとの間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって、ＡＵＶ４０に対して非接触による給電（充電）を行う。
【００４８】
状態監視部２１３は、送電部２１２における送電電力状態（例えば、電流、電圧及びその位相差）を監視する。
電源制御部２１４は、状態監視部２１３から得られた監視結果に基づいて、周波数設定部２１１に対して設定させる共振周波数を決定する。
【００４９】
光学通信部２１５は、ＡＵＶ４０との間で通信を行う。光学通信部２１５は、送光素子及び受光素子を用いて構成される。なお、光学通信部２１５は、例えばフォトダイオード又はＰＭＴ（photomultiplier tube）のいずれを用いて構成されてもよい。光学通信部２１５は、行動計画をＡＵＶ４０に送信し、探索結果及び状態情報をＡＵＶ４０から受信する。
【００５０】
光学通信制御部２１６は、光学通信部２１５による通信の開始及び停止を制御する。光学通信制御部２１６は、光学通信部２１５によって受信された探索結果及び状態情報を、管理システム２２６を介して記憶部２０７に出力する。光学通信制御部２１６は、管理システム２２６を介して記憶部２０７から行動計画を取得し、光学通信部２１５を制御して、取得した行動計画をＡＵＶ４０へ送信させる。
【００５１】
スイッチ２１７は、管理システム２２６の指示によりオン状態とオフ状態とを切り替える。スイッチ２１７がオン状態の場合、送電用バッテリ２０２内のＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリと、送電電圧制御回路２１８とが導通状態になる。また、スイッチ２０８がオフ状態の場合、送電用バッテリ２０２内のＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリと、送電電圧制御回路２１８とが非導通状態になる。
【００５２】
送電電圧制御回路２１８は、送電用バッテリ２０２内のＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリから流れ込んだ直流エネルギー（直流電力）を、現時点の電圧とは異なる電圧に変化させる。例えば、送電電圧制御回路２１８は、降圧処理として、入力された直流エネルギー（直流電力）を、ＰＷＭ制御により定周波数のもとパルス幅を変動（デューティーサイクルを変動）することによって出力電圧を調整する。なお、送電電圧制御回路２０９は、スイッチ２１７を介して、送電用バッテリ２０２内のＡＲＶ３０に対する送電用のバッテリに接続されている。
【００５３】
周波数設定部２２０は、例えばインバータである。周波数設定部２２０は、電源制御部２２３の制御に応じて、送電における共振周波数を新たな共振周波数に変更する。
送電部２２１は、送電用のコイルを備えて構成される。送電部２２１は、受電側（ＡＲＶ３０）のコイルとの間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって、ＡＲＶ３０に対して非接触による給電（充電）を行う。
【００５４】
状態監視部２２２は、送電部２２１における送電電力状態（電流、電圧及びその位相差）を監視する。
電源制御部２２３は、状態監視部２２２から得られた監視結果に基づいて、周波数設定部２２０に対して設定させる共振周波数を決定する。
【００５５】
光学通信部２２４は、ＡＲＶ３０との間で通信を行う。光学通信部２２４は、送光素子及び受光素子を用いて構成される。なお、光学通信部２２４は、例えばフォトダイオード又はＰＭＴのいずれを用いて構成されてもよい。光学通信部２２４は、行動計画をＡＲＶ３０に送信し、探索結果及び状態情報をＡＲＶ３０から受信する。
【００５６】
光学通信制御部２２５は、光学通信部２２４による通信の開始及び停止を制御する。光学通信制御部２２５は、光学通信部２２４によって受信された探索結果及び状態情報を、管理システム２２６を介して記憶部２０７に出力する。光学通信制御部２２５は、管理システム２２６を介して記憶部２０７から行動計画を取得し、光学通信部２２４を制御して、取得した行動計画をＡＲＶ３０へ送信させる。
管理システム２２６は、ＵＲＵ２０における動作（例えば送電、情報送受、バッテリ管理及び外部通信）を制御する。
【００５７】
外部通信部２２７は、陸上あるいは船上に設置されている基地局５０及び海上浮上時のＡＲＶ３０との間で通信を行うためのインタフェースである。外部通信部２２７は、基地局５０及び海上浮上時のＡＲＶ３０との間で無線通信を行う。外部通信部２２７は、通信衛星を介して無線通信を行ってもよいし、無線ＬＡＮ（長／近距離無線モデム）を用いて無線通信を行ってもよいし、携帯電話等の移動体通信網を介して無線通信を行ってもよい。
海中通信部２２８は、音響通信又は電磁波通信によりＡＵＶ４０との間で通信を行う。海中通信部２２８は、ＡＵＶ４０がＵＲＵ２０との連結時に、連結状態の成否（連結通知）及び充電時における両者間の各情報伝達を担う。
【００５８】
なお、以下の説明では、送電電圧制御回路２０９及び周波数設定部２１１を第１の電源プロセス部として説明し、送電電圧制御回路２１８及び周波数設定部２２０を第２の電源プロセス部として説明する。
【００５９】
送電部２１２及び光学通信部２１５は、容器２２９（第１の容器）内に格納される。また、送電部２２１及び光学通信部２２４は、容器２３０（第２の容器）内に格納される。
【００６０】
次に、図４及び図５を用いて、本発明における各容器の構成について説明する。図４及び図５においては、容器２２９を例に説明するが、容器２３０も容器２２９と同様の構成を有する。図４及び図５に示すように、容器は円形の容器である。
図４は、容器２２９の第１の構成例を示す図である。図４（Ａ）は上面図であり、図４（Ｂ）は容器２２９を横から見た図である。容器２２９の内部には、送電部２１２及び光学通信部２１５が格納される。送電部２１２は、多重多層巻きのコイルで構成されている。
【００６１】
光学通信部２１５は、複数の送光素子２３１（図４では、４つの送光素子２３１）及び受光素子２３２で構成される。図４では、送電部２１２が光学通信部２１５の外側に設けられる構成を示しているが、送電部２１２は光学通信部２１５の内側に設けられてもよい。このように構成される場合、送電部２１２を囲むように、送光素子２３１と受光素子２３２とが複数設けられてもよい。例えば、送光素子２３１と受光素子２３２とが交互に複数設けられてもよい。
【００６２】
図４に示す容器２２９は、容器内が油で満たされている油漬けの均圧容器である。すなわち、送電部２１２及び光学通信部２１５は油漬けされている。これにより、容器２２９は、水圧保障効果を持つ。なお、容器２２９内を満たす油は、透明度の高い絶縁油である。例えば、容器２２９内を満たす油は、シリコンオイルである。なお、容器２２９内を満たす油は、シリコンオイルに限らず送光素子２３１と受光素子２３２の通信に影響が少なく、透明度の高い絶縁油であればどのような油でも良い。
【００６３】
図５は、容器２２９の第２の構成例を示す図である。図５に示す容器２２９は、中心部分に所定の大きさの穴を有する均圧容器２３３と、中心部分に配置される耐圧容器２３４と、耐圧容器２３４の上部に設けられるビューポート２３５とで構成される。均圧容器２３３は、容器内が油で満たされている油漬けの均圧容器である。均圧容器２３３の内部には、送電部２１２が格納される。耐圧容器２３４には、光学通信部２１５が設けられる。図５に示すように、光学通信部２１５を構成する送光素子２３１と受光素子２３２は、耐圧容器２３４上に設けられ、耐圧容器２３４の上部にはビューポート２３５が設けられる。ビューポート２３５は、耐圧性を有するガラスやアクリルで構成される耐圧容器である。このように、光学通信部２１５は、耐圧容器内に格納される。
【００６４】
図６は、ＡＲＶ３０の機能構成を表す概略ブロック図である。
ＡＲＶ３０は、ガイド部３０１、受電部３０２、充電制御部３０３、二次電池３０４、給電制御部３０５、光学通信部３０６、記憶部３０７、位置情報取得部３０８、音響測位情報取得部３０９、無線通信部３１０、航法演算部３１１、音響通信部３１２、通信制御部３１３、推進システム３１４、バラストタンク３１５、動作制御部３１６、連結検出部３１７及び姿勢保障部３１８を備える。
【００６５】
位置情報取得部３０８、音響測位情報取得部３０９、航法演算部３１１、通信制御部３１３及び動作制御部３１６は、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現される。
【００６６】
ガイド部３０１は、ＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との通信及びＵＲＵ２０からＡＲＶ３０に対する給電を可能にするための機構である。例えば、ガイド部３０１は、すり鉢状に構成されており、上方の開口部が下方の開口部よりも広くなっている。ガイド部３０１の下方の開口部は、受電部３０２及び光学通信部３０６が備えられる向きに設けられる。これにより、ガイド部３０１内にＵＲＵ２０が設置された場合には、ＵＲＵ２０の送電部２２１及び光学通信部２２４と、ＡＲＶ３０の受電部３０２及び光学通信部３０６とが対向する状態になる。そのため、ＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との光学通信及びＵＲＵ２０からＡＲＶ３０に対して高効率な給電が可能になる。
【００６７】
また、ガイド部３０１は、ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する機構（例えば、凸形状の突起機構）を有する。例えば、ガイド部３０１は、ＡＲＶ３０にＵＲＵ２０が連結された場合にＵＲＵ２０を保持する機構が突出し、ＵＲＵ２０筐体に備えられる凹形状の機構と勘合（凹凸嵌合）することによってＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する。なお、ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する機構は、上記の機構に限定される必要はなく、ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持することができればその他の機構であってもよい。
【００６８】
受電部３０２は、受電用のコイルを用いて構成される。受電部３０２は、ＵＲＵ２０の送電部２２１（送電側のコイル）との間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって非接触で受電する。
充電制御部３０３は、整流回路３０３１と降圧回路３０３２を用いて構成され、二次電池３０４への充電を制御する機能部である。整流回路３０３１は、受電部３０２から流れ込んだ交流エネルギー（交流電力）を直流エネルギーに変更する。降圧回路３０３２は、直流エネルギーを、現時点の電圧とは異なる電圧に変化させる。例えば降圧回路３０３２は、降圧処理として、入力された直流エネルギーを、ＰＷＭ制御により定周波数のもとパルス幅を変動（デューティーサイクルを変動）することによって出力電圧を調整する。充電制御部３０３は、上記の処理を行うことによって、受電部３０２によって受電された電力を二次電池３０４に蓄電させる。
【００６９】
二次電池３０４は、ＡＲＶ３０の動力源となる電源であり、充電によってエネルギーを蓄えることができる蓄電池である。二次電池３０４は、充電制御部３０３によって充電される。
給電制御部３０５は、二次電池３０４に蓄電されている電力を、ＡＲＶ３０における各機能部の給電仕様に基づき変圧したのち各機能部に給電する。給電制御部３０５は、例えば複数のＤＣ（Direct Current）／ＤＣコンバータで構成される。
【００７０】
光学通信部３０６は、ＵＲＵ２０との間で光学通信を行う。光学通信部３０６は、例えば送光素子及び受光素子を用いて構成される。なお、光学通信部３０６は、フォトダイオード又はＰＭＴのいずれを用いて構成されてもよい。光学通信部３０６は、行動計画をＵＲＵ２０から受信し、探索結果及び状態情報をＵＲＵ２０に送信する。
【００７１】
記憶部３０７は、ＳＳＤやフラッシュメモリ等の半導体記憶装置を用いて構成される。記憶部３０７は、行動計画、探索結果及び状態情報を記憶する。ＡＲＶ３０に対する行動計画には、例えば海上で保持する任意の地点（例えば、緯度、経度）、ＵＲＵ２０による給電がなされた後の行動（例えば、ＵＲＵ２０を保持した状態で海中に潜航する）、海底の着底地点（例えば、緯度、経度）、海上に浮上する時刻等が記述されている。記憶部３０７が記憶する行動計画は、新たな行動計画が記憶される度に上書きされて更新される。
【００７２】
位置情報取得部３０８は、ＧＰＳなどの位置情報を測定するシステムによりＡＲＶ３０の位置情報を取得する。例えば、位置情報取得部３０８は、ＡＲＶ３０が海上航行時又は海上浮上時に、動作制御部３１６の指示によりＡＲＶ３０の位置情報を取得する。
【００７３】
音響測位情報取得部３０９は、ＵＳＢＬ（Ultra Short Base Line）測位装置などの相対位置を測定するシステムにより、自装置とＡＵＶ４０との相対位置情報を取得する。例えば、音響測位情報取得部３０９は、ＡＲＶ３０が海底着底時に、ＡＵＶ４０との相対位置を取得する。
【００７４】
無線通信部３１０は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０との間で通信を行う。例えば、無線通信部３１０は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０との間で無線通信することによってＡＲＶ３０の位置情報を基地局５０に送信する。無線通信部３１０は、通信衛星を介して無線通信を行ってもよいし、無線ＬＡＮ（長／近距離無線モデム）を用いて無線通信を行ってもよいし、携帯電話等の移動体通信網を介して無線通信を行ってもよい。ＡＲＶ３０の位置情報を基地局５０に送信（通知）することにより、長期運用におけるＡＲＶ３０の亡失を防ぐ。
【００７５】
無線通信部３１０は、ＡＦＤ１０の無線通信部１０４あるいはＵＲＵ２０の外部通信部２２７との間で無線通信を行う。例えば、無線通信部３１０は、ＡＦＤ１０との間で無線通信することによってＡＲＶ３０の位置情報をＡＦＤ１０に送信する。また、例えば、無線通信部３１０は、ＡＦＤ１０との間で無線通信することによって、ＡＦＤ１０から把持通知を受信し、ＡＦＤ１０に対して解除通知を送信する。また、例えば、無線通信部３１０は、ＵＲＵ２０との間で無線通信することによってＵＲＵ２０との連結状態に関する情報（連結通知）や、ＵＲＵ２０からの充電状態に関する情報をＵＲＵ２０に送信する。無線通信部３１０は、通信衛星を介して無線通信を行ってもよいし、無線ＬＡＮ（長/近距離無線モデム）を用いて無線通信を行ってもよいし、携帯電話等の移動体通信網を介して無線通信を行ってもよい。
【００７６】
航法演算部３１１は、ＩＮＳ（Inertial Navigation System）、ＤＶＬ（Doppler Velocity Log）、深度計、高度計などの航法装置から構成され、その出力を、個別にあるいは複合的に適用することによって運動状態及び自装置（ＡＲＶ３０）の位置を演算する。航法演算部３１１は、音響測位情報取得部３０９よりＡＵＶ４０との相対位置情報が取得できる場合は、各航法装置からの出力に相対位置情報を加えた複合航法演算を施すことで、更に高精度な自装置の位置を取得する。
【００７７】
音響通信部３１２は、電磁波の減衰が大きい水中において、音波を用いた無線通信（以下「音響通信」という。）を実現する機能部である。音響通信部３１２は、音響通信によってＡＵＶ４０と通信する。
通信制御部３１３は、光学通信部３０６、無線通信部３１０及び音響通信部３１２による通信の開始及び停止を制御する。通信制御部３１３は、光学通信部３０６によって受信された行動計画を記憶部３０７に記憶させる。通信制御部３１３は、光学通信部３０６を制御して、探索結果及び状態情報をＵＲＵ２０に送信させる。
【００７８】
推進システム３１４は、海上及び海中を推進するための機構である。推進システム３１４は、例えばスラスター及び推進器で構成される。
バラストタンク３１５は、ＡＲＶ３０を安定させるためのタンクである。バラストタンク３１５は、動作制御部３１６の制御に応じて、海水の注入、貯水及び排水が可能である。
【００７９】
動作制御部３１６は、海上においてＵＲＵ２０による充電が完了すると、バラストタンク３１５に海水を注入させ負浮量を調整することによってＡＲＶ３０を海中に潜航させる。動作制御部３１６は、音響測位情報取得部３０９及び航法演算部３１１から取得される各情報を用いて、推進システム３１４のスラスターを制御し、ＡＵＶ４０との相対位置を把握しつつ、行動計画に記述されている任意の海底位置周辺に着底し、バラストタンク３１５に海水を更に注入することにより、十分な負浮量をえることで着底した位置・状態を保持する。
【００８０】
動作制御部３１６は、海底において行動計画に記述されている指令を全て実行すると、バラストタンク３１５に貯水されている海水を排水させ正浮量を調整することによってＡＲＶ３０を海上に浮上させる。動作制御部３１６は、海上に浮上すると、位置情報取得部３０８、音響測位情報取得部３０９及び航法演算部３１１からの各情報を用いて、ＡＵＶ４０との相対位置を把握しつつＡＵＶ４０と連動して自装置を移動させ、行動計画に記述されている任意の海上地点周辺の位置を保持する。
【００８１】
連結検出部３１７は、ＵＲＵ２０との連結を検出する。連結検出部３１７は、ＵＲＵ２０がガイド部３０１に挿入され、所定の姿勢で状態よく連結した状態を検知する。この連結状態により、ＵＲＵ２０の送電部２２１及び光学通信部２２４と、ＡＲＶ３０の受電部３０２及び光学通信部３０６とが対向させられる。
【００８２】
姿勢保障部３１８は、自装置の姿勢を水平となるように保障する。姿勢保障部３１８は、例えばパラレルリンク等の多足機構やジンバル機構を有し、海底傾斜によりＡＲＶ３０自身の姿勢が海底傾斜と同様に傾斜したとしても、ガイド部３０１を含むＡＲＶ３０の機体が極地水平となるように当該機構を制御する。
【００８３】
受電部３０２及び光学通信部３０６は、容器３１９内に格納される。容器３１９は、ＵＲＵ２０が備える容器２３０と同様の形状（例えば、円形）である。ただし、容器３１９は、容器２３０の送電部２２１を受電部３０２に代えて配置される点が容器２３０と異なる。また容器３１９は、容器２３０の光学通信部２２４を光学通信部３０６に代える点が容器２３０と異なる。
【００８４】
図７は、ＡＵＶ４０の機能構成を表す概略ブロック図である。
ＡＵＶ４０は、ガイド部４０１、受電部４０２、充電制御部４０３、二次電池４０４、給電制御部４０５、光学通信部４０６、記憶部４０７、位置情報取得部４０８、音響測位情報取得部４０９、光学測位情報取得部４１０、無線通信部４１１、航法演算部４１２、音響通信部４１３、通信制御部４１４、海中通信部４１５、推進器４１６、撮像部４１７、動作制御部４１８及び連結検出部４１９を備える。
【００８５】
位置情報取得部４０８、音響測位情報取得部４０９、光学測位情報取得部４１０、航法演算部４１２、通信制御部４１４及び動作制御部４１８は、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現される。
【００８６】
ガイド部４０１は、ＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との通信及びＵＲＵ２０からＡＵＶ４０に対する給電を可能にするための機構である。例えば、ガイド部４０１は、すり鉢状に構成されており、上方の開口部が下方の開口部よりも広くなっている。ガイド部４０１の下方の開口部は、受電部４０２及び光学通信部４０６が備えられる向きに設けられる。これにより、ガイド部４０１内にＵＲＵ２０が設置された場合には、ＵＲＵ２０の送電部２１２及び光学通信部２１５と、ＡＵＶ４０の受電部４０２及び光学通信部４０６とが対向する。そのため、ＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との光学通信及びＵＲＵ２０からＡＵＶ４０に対する給電が可能になる。
【００８７】
また、ガイド部４０１は、ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する機構（例えば、凸形状の突起機構）を有する。例えば、ガイド部４０１は、ＡＵＶ４０にＵＲＵ２０が連結された場合にＵＲＵ２０を保持する機構が突出し、ＵＲＵ２０筐体に備えられる凹形状の機構と勘合（凹凸嵌合）することによってＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する。なお、ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する機構は、上記の機構に限定される必要はなく、ＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持することができればその他の機構であってもよい。
【００８８】
受電部４０２は、受電用のコイルを用いて構成される。受電部４０２は、ＵＲＵ２０の送電部２１２（送電側のコイル）との間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって非接触で受電する。
充電制御部４０３は、整流回路４０３１と降圧回路４０３２を用いて構成され、二次電池４０４への充電を制御する機能部である。整流回路４０３１は、受電部４０２から流れ込んだ交流エネルギー（交流電力）を直流エネルギーに変更する。降圧回路４０３２は、直流エネルギーを、現時点の電圧とは異なる電圧に変化させる。例えば降圧回路４０３２は、降圧処理として、入力された直流エネルギーを、ＰＷＭ制御により定周波数のもとパルス幅を変動（デューティーサイクルを変動）することによって出力電圧を調整する。充電制御部４０３は、上記の処理を行うことによって、受電部４０２によって受電された電力を二次電池４０４に蓄電させる。
【００８９】
二次電池４０４は、ＡＵＶ４０の動力源となる電源であり、充電によってエネルギーを蓄えることができる蓄電池である。二次電池４０４は、充電制御部４０３によって充電される。
給電制御部４０５は、二次電池４０４に蓄電されている電力を、ＡＵＶ４０における各機能部の給電仕様に基づき変圧したのち各機能部に給電する。給電制御部４０５は、例えば複数のＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。
【００９０】
光学通信部４０６は、ＵＲＵ２０との間で光学通信を行う。光学通信部４０６は、例えば送光素子及び受光素子を用いて構成される。なお、光学通信部４０６は、フォトダイオード又はＰＭＴのいずれを用いて構成されてもよい。光学通信部４０６は、行動計画をＵＲＵ２０から受信し、探索結果及び状態情報をＵＲＵ２０に送信する。
【００９１】
記憶部４０７は、ＳＳＤやフラッシュメモリ等の半導体記憶装置を用いて構成される。記憶部４０７は、行動計画、探索結果及び状態情報を記憶する。ＡＵＶ４０に対する行動計画には、例えば海中探索を行う場所を示す情報（例えば、緯度、経度）、海中探索として行う行動（例えば、海底撮影、海底地図作成）、充電に向かうタイミング（例えば、二次電池４０４に蓄えられているエネルギーが所定の値以下となったタイミング又は行動計画に記述されているＡＵＶ４０が探索を終了したタイミング）、充電のためにＡＲＶ３０が位置する場所（例えば、緯度、経度）等が記述されている。記憶部４０７が記憶する行動計画は、新たな行動計画が記憶される度に上書きされて更新される。
【００９２】
位置情報取得部４０８は、ＧＰＳなどの位置情報を測定するシステムによりＡＵＶ４０の位置情報を取得する。例えば、位置情報取得部４０８は、ＡＵＶ４０が海上浮上時（緊急時あるいは機体回収時）に、動作制御部４１８の制御によりＡＵＶ４０の位置情報を取得する。
音響測位情報取得部４０９は、ＵＳＢＬ測位装置などの相対位置を測定するシステムにより、自装置とＡＲＶ３０との相対位置情報を取得する。例えば、音響測位情報取得部４０９は、ＡＵＶ４０がＡＲＶ３０から遠方を航行時に、着底保持しているＡＲＶ３０との相対位置を取得する。
【００９３】
光学測位情報取得部４１０は、レーザー光を用いたＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）システムや海中光学カメラなどの海中光学技術を適用した測位装置により、ＡＲＶ３０との相対位置情報を取得する。例えば、光学測位情報取得部４１０は、ＡＵＶ４０がＡＲＶ３０から中又は近距離を航行時に、着底保持しているＡＲＶ３０との相対位置を取得する。
【００９４】
無線通信部４１１は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０との間で通信を行う。例えば、無線通信部４１１は、ＡＵＶ４０の位置情報を船上あるいは陸上に設置されている基地局５０に送信する。例えば、無線通信部４１１は、船上あるいは陸上に設置されている基地局５０との間で無線通信することによって自装置の位置情報を基地局５０に送信する。無線通信部４１１は、通信衛星を介して無線通信を行ってもよいし、無線ＬＡＮ（長/近距離無線モデム）を用いて無線通信を行ってもよいし、携帯電話等の移動体通信網を介して無線通信を行ってもよい。ＡＵＶ４０の位置情報を基地局５０に送信（通知）することにより、長期運用におけるＡＵＶの亡失を防ぐ。
【００９５】
航法演算部４１２は、ＩＮＳ、ＤＶＬ、深度計、高度計などの航法装置から構成され、その出力を、個別にあるいは複合的に適用することによって運動状態及び自装置（ＡＵＶ４０）の位置を演算する。航法演算部４１２は、音響測位情報取得部４０９よりＡＲＶ３０との相対位置情報が取得できる場合は、各航法装置からの出力に相対位置情報を加えた複合航法演算を施すことで、更に高精度な自装置の位置を取得する。
音響通信部４１３は、電磁波の減衰が大きい水中において音響通信を実現する機能部である。音響通信部４１３は、音響通信によってＡＲＶ３０と通信する。
【００９６】
通信制御部４１４は、光学通信部４０６、無線通信部４１１、音響通信部４１３及び海中通信部４１５による通信の開始及び停止を制御する。通信制御部４１４は、光学通信部４０６によって受信された行動計画を記憶部４０７に記憶させる。通信制御部４１４は、光学通信部４０６を制御して、探索結果及び状態情報をＵＲＵ２０に送信させる。
【００９７】
海中通信部４１５は、音響通信又は電磁波通信によりＵＲＵ２０との間で通信を行う。海中通信部４１５は、ＡＵＶ４０がＵＲＵ２０との連結時に、充電時における両者間の各情報伝達を担う。例えば、海中通信部４１５は、ＵＲＵ２０との間で無線通信することによってＵＲＵ２０との連結状態の成否（連結通知）に関する情報や、ＵＲＵ２０からの充電状態に関する情報をＵＲＵ２０に送信する。
【００９８】
推進器４１６は、自装置に対して水中での推進力を与える装置である。推進器４１６は、例えば電気モータを動力源としたプロペラを基にしたスラスターである。
撮像部４１７は、海中光学カメラ等の撮像装置を用いて構成される。撮像部４１７は、設置位置からＡＵＶ４０の周辺を撮像し映像信号を動作制御部４１８に出力する。
【００９９】
動作制御部４１８は、海底においてＵＲＵ２０による充電が完了すると、ＵＲＵ２０から離脱して行動計画に記述されている指令を実行する。動作制御部４１８は、音響測位情報取得部４０９及び航法演算部４１２から取得される各情報を用いて、推進器４１６を制御し、探索を開始する。動作制御部４１８は、探索を終了すると、航法演算部４１２、音響測位情報取得部４０９及び光学測位情報取得部４１０から取得される各情報を用いて、推進器４１６を制御し、ＡＲＶ３０に接近し、ＵＲＵ２０と連結させる。動作制御部４１８は、行動計画に記述されている指令を全て実行すると、音響測位情報取得部４０９及び航法演算部４１２から取得される各情報を用いて、ＡＲＶ３０との相対位置を把握しつつＡＲＶ３０と連動して移動し、行動計画に記述されている任意の海中地点周辺を保持する。
【０１００】
連結検出部４１９は、ＵＲＵ２０との連結を検出する。連結検出部４１９は、ＵＲＵ２０がガイド部４０１に挿入され、所定の姿勢で状態よく連結した状態を検知する。この連結状態により、ＵＲＵ２０の送電部２１２及び光学通信部２１５と、ＡＵＶ４０の受電部４０２及び光学通信部４０６とが対向させられる。
【０１０１】
受電部４０２及び光学通信部４０６は、容器４２０内に格納される。容器４２０は、ＵＲＵ２０が備える容器２２９と同様の形状（例えば、円形）である。ただし、容器４２０は、容器２２９の送電部２１２を受電部４０２に代えて配置する点が容器２２９と異なる。また、容器４２０は、容器２２９の光学通信部２１５を光学通信部４０６に代える点が容器２２９と異なる。
【０１０２】
図８は、ＵＲＵ２０と、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０との間で行われる処理の説明するための図である。図８（Ａ）はＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との間で行われる処理の説明するための図であり、図８（Ｂ）及び（Ｃ）はＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との間で行われる処理の説明するための図である。
【０１０３】
図８（Ａ）に示すように、ＵＲＵ２０は、ＡＦＤ１０により運ばれる。その後、ＡＦＤ１０が、ＡＲＶ３０のガイド部３０１にＵＲＵ２０を挿入する。これにより、ＵＲＵ２０の送電部２２１及び光学通信部２２４と、ＡＲＶ３０の受電部３０２及び光学通信部３０６とが対向する。その結果、ＵＲＵ２０による充電及びＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との間での情報の送受信が行われる。
【０１０４】
ＡＲＶ３０は、充電がなされると、ＵＲＵ２０を保持した状態で海中を移動し、任意の海底地点に着底する。ＡＵＶ４０は、充電が必要になった場合に、着底保持しているＡＲＶ３０との間で通信及び測位を行うことによってＡＲＶ３０を探索する。そして、ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０を見つけるとＡＲＶ３０に接近する。その後、ＡＵＶ４０は、図８（Ｂ）に示すように、ガイド部４０１が、ＡＲＶ３０が保持しているＵＲＵ２０の上方に位置するように移動する。
【０１０５】
そして、図８（Ｃ）に示すように、ＡＵＶ４０は、ＡＵＶ４０のガイド部４０１にＵＲＵ２０を挿入する。これにより、ＵＲＵ２０の送電部２１２及び光学通信部２１５と、ＡＵＶ４０の受電部４０２及び光学通信部４０６とが対向する。その結果、ＵＲＵ２０による充電及びＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との間での情報の送受信が行われる。
【０１０６】
図９は、ＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との間で行われる処理を模式的に示した図である。図９に示すように、ＵＲＵ２０の送電部２１２及び光学通信部２１５と、ＡＵＶ４０の受電部４０２及び光学通信部４０６とは互いが対面しており、非接触により給電及び情報の送受信を行う。そのため互いに接触する必要が無い。ただし、容器２２９及び容器４２０同士は接触しても問題ない。
【０１０７】
図１０は、ＵＲＵ２０の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１０では、ＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との間で行われる給電及び情報の送受信の処理の流れについて説明する。
ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０と連結したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＡＲＶ３０の連結検出部３１７がＵＲＵ２０との連結を検出すると、通信制御部３１３を介して無線通信部３１０からその旨（連結通知）がＵＲＵ２０に送信される。ＵＲＵ２０の外部通信部２２７は、ＡＲＶ３０から送信された連結通知を受信する。ＵＲＵ２０の管理システム２２６は、当該連結通知を受けてＡＲＶ３０との連結状態（連結／未連結）を判定する。管理システム２２６は、ＡＲＶ３０から送信された連結通知を受けた場合、ＡＲＶ３０と連結したと判定する。一方、管理システム２２６は、ＡＲＶ３０から送信された連結通知を受けていない場合、ＡＲＶ３０と連結していないと判定する。
【０１０８】
管理システム２２６がＡＲＶ３０と連結していないと判定した場合（ステップＳ１０１−ＮＯ）、ＵＲＵ２０はＡＲＶ３０と連結状態となるまで（連結通知を受信するまで）待機する。
一方、管理システム２２６がＡＲＶ３０と連結したと判定した場合（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０と光学通信可能な状態になったか否か判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、光学通信制御部２２５は、光学通信部２２４を介して、他の装置（例えばＡＲＶ３０）からの信号を受信できた場合にＡＲＶ３０と光学通信可能な状態になったと判定する。一方、光学通信制御部２２５は、光学通信部２２４を介して、他の装置からの信号を受信できていない場合にＡＲＶ３０と光学通信可能な状態になっていないと判定する。
【０１０９】
ＡＲＶ３０と光学通信可能な状態になっていない場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）、ＵＲＵ２０はＡＲＶ３０と連結状態かつ光学通信可能な状態になるまで待機する。
一方、ＡＲＶ３０と光学通信可能な状態になった場合（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）、ＵＲＵ２０はＡＲＶ３０に対して給電を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、まず管理システム２２６は、スイッチ２１７を導通状態にする。次に、第２の電源プロセス部は、送電用バッテリ２０２から流れ込むエネルギーに対して、各所定の処理（電圧制御／周波数設定）を行うことによって送電部２２１に出力する。この際、状態監視部２２２が、送電部２２１に出力されるエネルギーの送電電力状態（電流、電圧及びその位相差）を監視することによって第２の電源プロセス部における共振周波数が変更される。
【０１１０】
電力伝送では、充電先（例えば、ＡＲＶ３０、ＡＵＶ４０）の充電状態（非満充填の状態→満充填の状態）に応じて、送電における効率的な共振周波数がシフトする。そこで、状態監視部２２２が、安全性を保障しつつ送電効率を上げるために給電の状態（送電電力状態）を監視し、電源制御部２２３が監視結果に基づいて安全かつ効率的な共振周波数を決定することによって、充電状態に影響されることなく、所望の送電効率を担保することができる。常時、所望する送電効率を担保することにより、結果的に給電に要する時間が少なくて済むため、給電効率を上げることができる。
【０１１１】
そして、送電部２２１は、受電側（ＡＲＶ３０）のコイルとの間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって、ＡＲＶ３０に対して非接触による給電を行う。給電が完了すると、管理システム２２６は、スイッチ２１７を非導通状態にする。給電完了の判断は、受電側（ＡＲＶ３０）の無線通信部３１０と送電側（ＵＲＵ２０）の外部通信部２２７との間の無線通信回線により、充電状態（二次電池３０４の現電圧）を管理システム２２６へ通知することにより行われる。
【０１１２】
また、光学通信制御部２２５は、管理システム２２６を介して、記憶部２０７から行動計画を取得する。光学通信制御部２２５は、光学通信部２２４を制御して行動計画をＡＲＶ３０に送信させる。光学通信部２２４は、光学通信制御部２２５の制御に従って、行動計画をＡＲＶ３０に送信する（ステップＳ１０４）。その後、光学通信部２２４は、ＡＲＶ３０から送信された状態情報及び探索結果を受信する（ステップＳ１０５）。光学通信制御部２２５は、受信された状態情報及び探索結果を、管理システム２２６を介して記憶部２０７に記憶させる。
【０１１３】
ＵＲＵ２０による給電及び光学通信が完了すると、管理システム２２６は光学通信制御部２１６を制御してＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との通信を切断させる（ステップＳ１０６）。ＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との通信は、ＵＲＵ２０から切断してもよいし、ＡＲＶ３０から切断してもよい。例えば、ＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との通信をＵＲＵ２０から切断する場合、管理システム２２６は光学通信制御部２１６を制御して、ＡＲＶ３０に対して接続を解除する旨の指示を送信させる。また、例えば、ＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との通信をＡＲＶ３０から切断する場合、管理システム２２６は光学通信制御部２１６を介して、ＡＲＶ３０から接続を解除する旨の指示が受信された場合に、光学通信制御部２１６にＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との通信を切断させる。
【０１１４】
図１１は、ＵＲＵ２０の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１１では、ＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との間で行われる給電及び情報の送受信の処理の流れについて説明する。
ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０と連結したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＡＵＶ４０の連結検出部４１９がＵＲＵ２０との連結を検出すると、通信制御部４１４を介して海中通信部４１５からその旨（連結通知）がＵＲＵ２０に送信される。ＵＲＵ２０の海中通信部２２８は、ＡＵＶ４０から送信された連結通知を受信する。ＵＲＵ２０の管理システム２２６は、当該連結通知を受けてＡＵＶ４０との連結状態（連結/未連結）を判定する。管理システム２２６は、ＡＵＶ４０から送信された連結通知を受けた場合、ＡＵＶ４０と連結したと判定する。一方、管理システム２２６は、ＡＵＶ４０から送信された連結通知を受けていない場合、ＡＵＶ４０と連結していないと判定する。
【０１１５】
管理システム２２６がＡＵＶ４０と連結していないと判定した場合（ステップＳ２０１−ＮＯ）、ＵＲＵ２０はＡＵＶ４０と連結状態となるまで（連結通知を受信するまで）待機する。
一方、管理システム２２６がＡＵＶ４０と連結したと判定した場合（ステップＳ２０１−ＹＥＳ）、ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になったか否か判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、光学通信制御部２１６は、光学通信部２１５を介して、他の装置（例えばＡＵＶ４０）からの信号を受信できた場合にＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になったと判定する。一方、光学通信制御部２１６は、光学通信部２１５を介して、他の装置からの信号を受信できていない場合にＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になっていないと判定する。
【０１１６】
ＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になっていない場合（ステップＳ２０２−ＮＯ）、ＵＲＵ２０はＡＵＶ４０と連結状態かつ光学通信可能な状態になるまで待機する。
一方、ＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になった場合（ステップＳ２０２−ＹＥＳ）、ＵＲＵ２０はＡＵＶ４０に対して給電を行う（ステップＳ２０３）。具体的には、まず管理システム２２６は、スイッチ２０８を導通状態にする。次に、第１の電源プロセス部は、送電用バッテリ２０２から流れ込むエネルギーに対して、各所定の処理（電圧制御／周波数設定）を行うことによって送電部２１２に出力する。この際、状態監視部２１３が、送電部２１２に出力されるエネルギーの送電電力状態（電流、電圧及びその位相差）を監視することによって第１の電源プロセス部における共振周波数が変更される。
【０１１７】
電力伝送では、充電先（例えば、ＡＲＶ３０、ＡＵＶ４０）の充電状態（非満充填の状態→満充填の状態）に応じて、送電における効率的な共振周波数がシフトする。そこで、状態監視部２１３が、安全性を保障しつつ送電効率を上げるために給電の状態（送電電力状態）を監視し、電源制御部２１４が監視結果に基づいて安全かつ効率的な共振周波数を決定することによって、充電状態に影響されることなく、所望の送電効率を担保することができる。常時、所望する送電効率を担保することにより、結果的に給電に要する時間が少なくて済むため、給電効率を上げることができる。
【０１１８】
そして、送電部２１２は、受電側（ＡＵＶ４０）のコイルとの間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって、ＡＵＶ４０に対して非接触による給電を行う。給電が完了すると、管理システム２２６は、スイッチ２０８を非導通状態にする（ステップＳ２０６）。給電完了の判断は、受電側（ＡＵＶ４０）の海中通信部４１５と送電側（ＵＲＵ２０）の海中通信部２２８との間の無線通信回線により、充電状態（二次電池４０４の現電圧）を管理システム２２６へ通知することにより行われる。
【０１１９】
また、光学通信制御部２１６は、管理システム２２６を介して、記憶部２０７から行動計画を取得する。光学通信制御部２１６は、光学通信部２１５を制御して行動計画をＡＵＶ４０に送信させる。光学通信部２１５は、光学通信制御部２１６の制御に従って、行動計画をＡＵＶ４０に送信する（ステップＳ２０４）。その後、光学通信部２１５は、ＡＵＶ４０から送信された状態情報及び探索結果を受信する（ステップＳ２０５）。光学通信制御部２１６は、受信された状態情報及び探索結果を、管理システム２２６を介して記憶部２０７に記憶させる。
【０１２０】
ＵＲＵ２０による給電及び光学通信が完了すると、管理システム２２６は光学通信制御部２２５を制御してＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との通信を切断させる（ステップＳ２０６）。ＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との通信は、ＵＲＵ２０から切断してもよいし、ＡＵＶ４０から切断してもよい。その後、ＡＵＶ４０は、行動計画に従いＵＲＵ２０との連結を解除する。これにより、ＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との連結が解除される（ステップＳ２０７）。
【０１２１】
ＡＵＶ４０においては、ＵＲＵ２０から離脱したのち、行動計画に記述される探査エリアに航行し探査を実施する。探査終了後、ＡＵＶ４０は行動計画に従い、再度ＡＲＶ３０に接近し、ＵＲＵ２０と連結する。ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０と連結したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ＡＵＶ４０と連結したか否かの判定は、ステップＳ２０１と同様である。
【０１２２】
管理システム２２６がＡＵＶ４０と連結していないと判定した場合（ステップＳ２０８−ＮＯ）、ＵＲＵ２０はＡＵＶ４０と連結状態となるまで（連結通知を受信するまで）待機する。
一方、管理システム２２６がＡＵＶ４０と連結したと判定した場合（ステップＳ２０８−ＹＥＳ）、ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になったか否か判定する（ステップＳ２０９）。ＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になっていない場合（ステップＳ２０９−ＮＯ）、ＵＲＵ２０はＡＵＶ４０と連結状態かつ光学通信可能な状態になるまで待機する。
一方、ＡＵＶ４０と光学通信可能な状態になった場合（ステップＳ２０９−ＹＥＳ）、ＵＲＵ２０はＡＵＶ４０に対して給電を行う（ステップＳ２１０）。ＡＵＶ４０への給電のプロセスは、ステップＳ２０３と同様である。
【０１２３】
また、光学通信部２１５は、ＡＵＶ４０から送信された状態情報及び探索結果を受信する（ステップＳ２１１）。光学通信制御部２１６は、受信された状態情報及び探索結果を、管理システム２２６を介して記憶部２０７に記憶させる。具体的には、光学通信制御部２１６は、状態情報及び探索結果を時系列順に記憶部２０７に記憶させる。なおこのとき、ＵＲＵ２０によるＡＵＶ４０に対する給電は２回目である。ＵＲＵ２０は、１回目の給電時に既に行動計画を送信しているため、２回目以降の給電時には行動計画をＡＵＶ４０に送信しなくてもよい。その後、ＵＲＵ２０は、浮上するまでの間、ステップＳ２０６以降の処理を繰り返し実行する。これにより、ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０に対して複数回の給電と、ＡＵＶ４０から複数回の状態情報及び探索結果を取得する。
【０１２４】
管理システム２２６は、行動計画に基づいて、ＡＵＶ４０が探索を継続するか否かを判定する（ステップＳ２１２）。例えば、行動計画にＡＵＶ４０に対して給電する回数が記述されているとすると、管理システム２２６は行動計画に記述されている回数分の給電を行っていない場合にＡＵＶ４０が探索を継続すると判定する。一方、管理システム２２６は行動計画に記述されている回数分の給電を行った場合にＡＵＶ４０が探索を継続しないと判定する。
【０１２５】
なお、ステップＳ２１２の判定は、上記の判定に限られない。例えば、行動計画にＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリの残量がないと判定するための閾値が記述されている場合には、以下のように判定してもよい。管理システム２２６はＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリの残量が、行動計画に記述されている閾値よりも多い場合にＡＵＶ４０が探索を継続すると判定する。一方、管理システム２２６はＡＵＶ４０に対する送電用のバッテリの残量が、行動計画に記述されている閾値以下である場合にＡＵＶ４０が探索を継続しないと判定する。
【０１２６】
ＡＵＶ４０が探索を継続しないと判定した場合（ステップＳ２１２−ＮＯ）、ＵＲＵ２０は図１１の処理を終了する。
一方、ＡＵＶ４０が探索を継続すると判定した場合（ステップＳ２１２−ＹＥＳ）、ＵＲＵ２０はステップＳ２０６以降の処理を実行する。
【０１２７】
図１２〜図１４は、充電システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。なお、図１２〜図１４の処理開始時には、ＡＦＤ１０及びＵＲＵ２０が船上あるいは地上の基地局５０に待機している状態であり、ＡＲＶ３０が海上の任意の地点で待機しており、これに連動してＡＵＶ４０も海中で待機している場合を例に説明する。
【０１２８】
ＡＦＤ１０は、ＵＲＵ２０を把持して、行動計画に基づく海上の任意の地点まで飛行する（ステップＳ３０１）。具体的には、まずＡＦＤ１０の制御部１０８は、アーム部１０１を制御してＵＲＵ２０を把持する。次に、制御部１０８は、推進器１０６を制御して、ＵＲＵ２０を把持した状態で飛行する。そして、制御部１０８は、記憶部１０２に記憶されている行動計画を参照し、行動計画に記述されている海上の任意の地点までＵＲＵ２０を把持した状態で飛行する。
【０１２９】
ＡＲＶ３０は、海上の任意の地点で待機している間、位置情報取得部３０８より自装置の位置情報を取得し、取得した自装置の位置情報で自装置の位置情報を更新する（ステップＳ３０２）。
ＡＵＶ４０は、海中で待機しつつ自装置の位置を推定する（ステップＳ３０３）。
【０１３０】
ＡＦＤ１０は、海上の任意の地点まで飛行すると、海上で待機しているＡＲＶ３０との間で無線通信を行う（ステップＳ３０４）。この際、ＡＦＤ１０は、自装置の位置情報をＡＲＶ３０に送信し、ＡＲＶ３０の位置情報をＡＲＶ３０から受信する。ＡＦＤ１０は、受信したＡＲＶ３０の位置情報と、自装置の位置情報とに基づいて、ＡＲＶ３０の位置を探索する（ステップＳ３０５）。
【０１３１】
その後、ＡＦＤ１０は、ＡＲＶ３０の位置を把握すると、ＡＲＶ３０のガイド部３０１にＵＲＵ２０を設置する（ステップＳ３０６）。具体的には、制御部１０８は、ＡＲＶ３０の位置を把握した後、撮像部１０５により撮像された画像からＡＲＶ３０のガイド部３０１の位置を特定する。そして、制御部１０８は、ガイド部３０１内にＵＲＵ２０を設置するように推進器１０６を制御する。ＡＦＤ１０は、ガイド部３０１内にＵＲＵ２０を設置後、行動計画に基づいて陸上あるいは船上に設置されている基地局５０に帰還する（ステップＳ３０７）。
【０１３２】
ＵＲＵ２０がガイド部３０１内に設置されると、ＡＲＶ３０の連結検出部３１７はＵＲＵ２０との連結を検出する（ステップＳ３０８）。具体的には、ＵＲＵ２０がガイド部３０１に挿入されると、ガイド部３０１の底部に設置されている不図示のタッチセンサ（例えば、押し込み式のボタン）がＵＲＵ２０により押されてアクティブとなり、連結検出部３１７はこれを検知することによってＵＲＵ２０との連結を検出する。また、ＡＲＶ３０にＵＲＵ２０が連結された場合にＵＲＵ２０を保持する機構が突出し、ＵＲＵ２０筐体に備えられる凹形状の機構と勘合（凹凸嵌合）することによってＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する。なお、上記構成は一例であり、連結検出部３１７は他の方法でＵＲＵ２０との連結を検出してもよい。
【０１３３】
通信制御部３１３は、連結検出部３１７によってＵＲＵ２０との連結が検出されると、連結した旨を示す連結通知を生成し、生成した連結通知をＵＲＵ２０に通知する。ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０から送信された連結通知を受信することによってＡＲＶ３０との連結を検出する（ステップＳ３０９）。
【０１３４】
ＵＲＵ２０がガイド部３０１内に設置されると、ＵＲＵ２０の送電部２２１及び光学通信部２２４と、ＡＲＶ３０の受電部３０２及び光学通信部３０６とが対向する。ＵＲＵ２０がガイド部３０１内に設置され、ＡＲＶ３０及びＵＲＵ２０双方が連結を検出すると、ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０に対して給電を開始するとともに、ＡＲＶ３０との間で情報の送受信を行う（ステップＳ３１０）。また、ＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０からの受電を開始するとともに、ＵＲＵ２０との間で情報の送受信を行う（ステップＳ３１１）。
【０１３５】
ＵＲＵ２０は、送電部２２１によりＡＲＶ３０に対して給電する（ステップＳ３１２）。また、ＵＲＵ２０は、光学通信部２２４により、ＡＲＶ３０に対して行動計画を送信し、状態情報及び探索結果をＡＲＶ３０から受信する（ステップＳ３１３）。ＵＲＵ２０の光学通信制御部２２５は、光学通信部２２４が受信したＡＲＶ３０の状態情報及び探索結果を、管理システム２２６を介して記憶部２０７に記憶する（ステップＳ３１４）。
【０１３６】
ＡＲＶ３０の受電部３０２は、ＵＲＵ２０の送電部２２１との間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって非接触で受電する。充電制御部３０３は、受電部３０２によって受電された電力を二次電池３０４に蓄電することによって二次電池３０４を充電する。また、光学通信部３０６は、ＵＲＵ２０から送信された行動計画を受信する。通信制御部３１３は、光学通信部３０６によって受信された行動計画を記憶部３０７に記憶させる（ステップＳ３１５）。なお、通信制御部３１３は、記憶部３０７に既に行動計画が記憶されている場合には、既に記憶されている行動計画を新たに受信された行動計画で上書きすることによって行動計画を更新する。
【０１３７】
その後、動作制御部３１６は、バラストタンク３１５内に海水を取り入れることによって負浮力を得て海中に潜航する（ステップＳ３１６）。この際、ＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０を保持した状態で、行動計画に基づき潜航する。動作制御部３１６は、音響測位情報取得部３０９及び航法演算部３１１からの各情報を用いて自装置の位置を推定し（ステップＳ３１７）、推進システム３１４のスラスターを制御することで、ＡＵＶ４０との相対位置を把握しつつ、行動計画に記述されている任意の海底位置周辺に着底し、着底した位置を保持する（ステップＳ３１８）。
【０１３８】
海中において自装置の位置を推定する方法としては、ＩＮＳに対し、ＤＶＬ及び深度計などの他の航法装置からの出力を複合的に適用することで、自装置の各運動パラメータ誤差、各センサ誤差を推定し、自装置の位置を適宜補正する推定複合航法（Dead Reckoning）が挙げられる。航法演算部３１１は、推定複合航法により海中における自装置の位置を把握し、動作制御部３１６に自装置の位置を通知する。
【０１３９】
また、ＡＵＶ４０の航法演算部４１２は、ＡＲＶ３０が海上待機している間、及び海中に潜航し海底に着底している間において、海中で待機しつつ自装置の位置を推定する（ステップＳ３０３、Ｓ３１９及びＳ３４３）。具体的には、航法演算部４１２は、ＩＮＳ、ＤＶＬ及び深度計などの航法装置を用いた推定複合航法により自装置（ＡＵＶ４０）の位置を把握する。なお、航法演算部４１２は、ＡＲＶ３０が海上待機あるいは着底・位置保持をしており、かつＡＲＶ３０を基点とするＳＳＢＬ（Super Short Base Line）レンジ内においては、上記各航法装置にＳＳＢＬを加えた推定複合航法（Dead Reckoning Navigation aiding DVL & SSBL）により自装置の位置を把握する。航法演算部４１２は、ＡＲＶ３０を基点とするＳＳＢＬレンジ外においては、ＩＮＳ、ＤＶＬ及び深度計などの他の航法装置を用いた推定複合航法（Dead Reckoning Navigation aiding DVL）により自装置の位置を把握する。
【０１４０】
その後、動作制御部４１８は、推進器４１６を制御して、行動計画に記述されているＡＲＶ３０が着底・保持する場所に向けて自装置を移動させる。これにより、ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０に接近する（ステップＳ３２０）。ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０の近傍まで移動すると、それまでの推定複合航法に加え、光学技術を用いた推定複合航法を行う。具体的には、動作制御部４１８は、ＡＵＶ４０とＡＲＶ３０との距離が中距離（例えば３０ｍ以内）においては、光学測位情報取得部４１０から得られたＡＵＶ４０が備える不図示のＬＩＤＡＲシステムによる周辺環境把握（マッピング）を全周囲にわたり行う。これにより、動作制御部４１８は、ＡＲＶ３０を発見するとともにＡＲＶ３０の位置を把握し、ＬＩＤＡＲシステムによる測位よりＡＲＶ３０とのｃｍオーダーでの相対距離（位置）を推定する（ステップＳ３２１）。
【０１４１】
また、航法演算部４１２は、ＡＵＶ４０とＡＲＶ３０との距離が近距離（例えば５ｍ以内）においては、ＡＲＶ３０が備える不図示の配置情報が既知であるＣｏｌｏｒ Ｌｉｇｈｔマーカーのアレイを撮影指標に、光学測位情報取得部４１０から得られたＡＵＶ４０が備える不図示イメージングセンサ又は海中光学カメラ等の撮像部４１７が撮影した画像を用いて、ｍｍオーダーでのＡＲＶ３０との相対距離（位置）・姿勢を推定する（ステップＳ３２１）。
【０１４２】
ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０の正確な位置を光学測位情報取得部４１０から取得すると、ＡＲＶ３０が保持するＵＲＵ２０をガイド部４０１で覆うようにしてＵＲＵ２０と連結する（ステップＳ３２２）。具体的には、動作制御部４１８は、ＡＲＶ３０の位置を把握した後、撮像部４１７により撮像された画像からＵＲＵ２０の位置を特定する。そして、動作制御部４１８は、ガイド部４０１内にＵＲＵ２０の上方部分（例えば、容器２２９）が位置するように推進器４１６を制御する。動作制御部４１８は、ＵＲＵ２０の上方部分が、ガイド部４０１内に入るように制御することによってＵＲＵ２０と連結する（ステップＳ３２２）。
【０１４３】
ＵＲＵ２０が、ガイド部４０１内に設置されると、ＡＵＶ４０の連結検出部４１９はＵＲＵ２０との連結を検出する（ステップＳ３２３）。具体的には、ＵＲＵ２０の上方部分が、ガイド部４０１内に入ると、ガイド部４０１の底部（下方の開口部の底）に設置されている不図示のタッチセンサ（例えば、押し込み式のボタン）がＵＲＵ２０により押されてアクティブとなり、連結検出部４１９はこれを検知することによってＵＲＵ２０との連結を検出する。また、ＡＵＶ４０にＵＲＵ２０が連結された場合にＵＲＵ２０を保持する機構が突出し、ＵＲＵ２０筐体に備えられる凹形状の機構と勘合（凹凸嵌合）することによってＵＲＵ２０と連結及びＵＲＵ２０を保持する。なお、上記構成は一例であり、連結検出部４１９は他の方法でＵＲＵ２０との連結を検出してもよい。
【０１４４】
通信制御部４１４は、連結検出部４１９によってＵＲＵ２０との連結が検出されると、連結した旨を示す連結通知を生成し、生成した連結通知をＵＲＵ２０に通知する。ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０から送信された連結通知を受信することによってＡＵＶ４０との連結を検出する（ステップＳ３２４）。
【０１４５】
ＵＲＵ２０の上方部分がガイド部４０１内に位置するように設置されると、ＵＲＵ２０の送電部２１２及び光学通信部２１５と、ＡＵＶ４０の受電部４０２及び光学通信部４０６とが対向する。ＵＲＵ２０がガイド部４０１内に設置され、ＡＵＶ４０及びＵＲＵ２０双方が連結を検知すると、ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０に対して給電を開始するとともに、ＡＵＶ４０との間で情報の送受信を行う（ステップＳ３２５）。また、ＡＵＶ４０は、ＵＲＵ２０からの受電を開始するとともに、ＵＲＵ２０との間で情報の送受信を行う（ステップＳ３２６）。
【０１４６】
ＵＲＵ２０は、送電部２１２によりＡＵＶ４０に対して給電する（ステップＳ３２７）。また、ＵＲＵ２０は、光学通信部２１５により、ＡＵＶ４０に対して行動計画を送信し、状態情報及び探索結果をＡＵＶ４０から受信する（ステップＳ３２８）。ＵＲＵ２０の光学通信制御部２１６は、光学通信部２１５が受信した状態情報及び探索結果を、管理システム２２６を介して記憶部２０７に記憶する（ステップＳ３２９）。
【０１４７】
ＡＵＶ４０の受電部４０２は、ＵＲＵ２０の送電部２１２との間で生じる電磁誘導を用いた結合共振作用によって非接触で受電する。充電制御部４０３は、受電部４０２によって受電された電力を二次電池４０４に蓄電することによって二次電池４０４を充電する。また、光学通信部４０６は、ＵＲＵ２０から送信された行動計画を受信する。通信制御部４１４は、光学通信部４０６によって受信された行動計画を記憶部４０７に記憶させる（ステップＳ３３０）。なお、通信制御部４１４は、記憶部４０７に既に行動計画が記憶されている場合には、既に記憶されている行動計画を新たに受信された行動計画で上書きすることによって行動計画を更新する。
【０１４８】
ＡＵＶ４０は、充電及び情報の送受信が完了すると、行動計画に従って、ＵＲＵ２０から離脱して海中探索を開始する（ステップＳ３３１）。具体的には、ＡＵＶ４０は、充電及び情報の送受信が完了した後、ガイド部４０１のＵＲＵ２０を保持する機構の保持状態を解除することによってＵＲＵ２０とＡＵＶ４０との連結を解除し、ＵＲＵ２０から離脱して海中探索を開始する。なお、ＡＵＶ４０は、再度、充電が必要になった場合には、行動計画に従って、行動計画に記述されているＡＲＶ３０が位置する場所に向けて自装置を移動させる。その後、ステップＳ３１９からステップＳ３３１までの処理が行動計画に記載される回数実行される。
【０１４９】
ＡＲＶ３０は、行動計画に記述されている海上に浮上する時刻になると、離底することによって海上に浮上する（ステップＳ３３２）。具体的には、動作制御部３１６は、バラストタンク３１５内に貯水された海水を排水させることによって正浮力を得て、ＵＲＵ２０を保持した状態で、行動計画に基づき離底する。動作制御部３１６は、離底後、音響測位情報取得部３０９及び航法演算部３１１からの各情報を用いて自装置の位置を推定し（ステップＳ３３３）、推進システム３１４を制御することで、ＡＵＶ４０との相対位置を把握しつつ、行動計画に記述されている任意の海上位置周辺に浮上しその位置を保持、あるいは別位置に向けて移動する（ステップＳ３３４）。
【０１５０】
ＡＵＶ４０は、ＡＲＶ３０が離底後、浮上行動をしている間、行動計画に記述されている任意の海中／海底位置にて待機しつつ自装置の位置を推定する（ステップＳ３３５）。具体的には、航法演算部４１２は、ＡＲＶ３０が海上待機している間、及び海中に潜航し海底に着底している間において、海中で待機しつつ自装置の位置を推定する。その後、ＡＵＶ４０は、浮上後のＡＲＶ３０の行動と連動しつつ、行動計画に記述されている任意の海中／海底位置を保持あるいは別位置に向けて移動する（ステップＳ３３６）。
【０１５１】
ＡＦＤ１０は、ＵＲＵ２０を回収する時刻になると、行動計画に記述されている海上の任意の地点までＵＲＵ２０を回収するために、陸上あるいは船上に設置されている基地局５０から飛行し、ＡＲＶ３０を探索する（ステップＳ３３７）。ＡＦＤ１０は、ＵＲＵ２０の回収に向かう海上の任意の地点に到着し、ＡＲＶ３０の位置を把握すると、ＡＲＶ３０に接近する。その後、制御部１０８は、アーム部１０１を制御して、ＡＲＶ３０のガイド部３０１と連結しているＵＲＵ２０を把持する（ステップＳ３３８）。なお、より精度よくＵＲＵ２０を把持するには、制御部１０８は、撮像部１０５によって撮像された画像に基づいてＵＲＵ２０との相対位置・姿勢を特定し、ＡＦＤ１０機体及びアーム部１０１を連動制御してＵＲＵ２０を把持する。
【０１５２】
アーム部１０１によってＵＲＵ２０が把持されると、ＡＦＤ１０の把持検出部１０７はＵＲＵ２０を把持したことを検出する（ステップＳ３３９）。制御部１０８は、把持検出部１０７によってＵＲＵ２０を把持したことが検出された場合、把持通知を生成する。そして、制御部１０８は、無線通信部１０４を制御して、生成した把持通知をＡＲＶ３０に送信させる。
【０１５３】
ＡＲＶ３０の無線通信部３１０は、ＡＦＤ１０から送信された把持通知を受信する。ＡＲＶ３０は、把持通知が受信されると、ガイド部３０１のＵＲＵ２０を保持する機構の保持状態を解除することによってＵＲＵ２０とＡＲＶ３０との連結及び保持状態を解除する（ステップＳ３４０）。ＡＲＶ３０は、ＡＲＶ３０との連結及び保持状態の解除後、解除通知を生成する。通信制御部３１３は、無線通信部３１０を制御して、解除通知をＡＦＤ１０に送信させる。
【０１５４】
ＡＦＤ１０の無線通信部１０４は、ＡＲＶ３０から送信された解除通知を受信する。ＡＦＤ１０は、ＡＲＶ３０から解除通知が受信された場合、ＡＲＶ３０からＵＲＵ２０を回収して、行動計画に従って推進器１０６を制御してＡＦＤ１０を陸上あるいは船上に設置されている基地局５０に帰還する（ステップＳ３４１）。
【０１５５】
ＡＲＶ３０は、海上の任意の地点で待機している間、位置情報取得部３０８より自装置の位置情報を取得し、取得した自装置の位置情報で自装置の位置情報を更新する（ステップＳ３４２）。
ＡＵＶ４０の航法演算部４１２は、ＡＲＶ３０が海上待機している間において、海中で待機しつつ自装置の位置を推定する（ステップＳ３４３）。
【０１５６】
以上のように構成された充電システム１００によれば、ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０の周辺まで運ぶことが可能なユニットであり、ＡＵＶ４０に給電する送電部２１２（第１の送電部）と、行動計画をＡＵＶ４０に送信し、探索結果及び状態情報をＡＵＶ４０から受信する光学通信部２１５（第１の送受信部）とを備える。そして、光学通信部２１５は、送電部２１２がＡＵＶ４０に給電可能な場合に、ＡＵＶ４０との間で通信可能になる位置に備えられている。このように、ＵＲＵ２０は、従来の充電用基地局のように有線により接続されておらず、運搬が可能なため、ＡＵＶ４０を充電する場所として船上あるいは陸域沿岸部以外（例えば、新たな海底域や未知の海底域）においても、揚収作業をすることなくＡＵＶ４０に給電することができる。そのため、ＡＵＶ４０は、充電及び情報伝送のために過剰に浮上及び浮上後に揚収する必要が無く、長期間運用が可能になる。また、ＵＲＵ２０は、給電が可能な場合には、ＡＵＶ４０との間で通信も可能な構成を有しているため、給電時に行動計画をＡＵＶ４０に対して送信すると同時に、状態情報及び探索結果を受信ことができる。これにより、ＡＵＶ４０は、動力源の充電とともに、十分な記憶領域が確保され、新たな指令が記述された行動計画を取得して新たな海中探索が可能になる。そのため、ＡＵＶ４０の長期間運用において利便性を向上させることが可能になる。
【０１５７】
また、ＵＲＵ２０は、自装置を保持してＡＵＶ４０の周辺まで移動するＡＲＶ３０に給電する送電部２２１（第２の送電部）と、行動計画をＡＲＶ３０に送信し、探索結果をＡＲＶ３０から受信する光学通信部２２４（第２の送受信部）とをさらに備える。そして、光学通信部２２４は、送電部２２１がＡＲＶ３０に給電可能な場合に、ＡＲＶ３０との間で通信可能になる位置に備えられている。これにより、ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０に給電するとともに、行動計画をＡＲＶ３０に送信し、同時にＡＲＶ３０の探索結果及び状態情報を受信することができる。給電されたＡＲＶ３０は、ＵＲＵ２０を保持した状態で、行動計画に従ってその場を保持又はＡＵＶ４０の周辺まで移動する。そのため、ＵＲＵ２０は、ＡＵＶ４０の周辺まで他の装置によって移動することができる。このように、ＵＲＵ２０は運搬が可能なため、ＡＵＶ４０を充電する場所として陸域沿岸部以外（例えば、新たな海底域や未知の海底域）においてもＡＵＶ４０に給電することができる。そのため、ＡＵＶ４０は、充電のために過剰に浮上する必要が無く、長期間運用が可能になる。
【０１５８】
また、送電部２１２及び光学通信部２１５は、容器２２９内に格納され、送電部２２１及び光学通信部２２４は、容器２３０内に格納される。このように、送電部２１２及び光学通信部２１５と、送電部２２１及び光学通信部２２４とはそれぞれ、送電部と光学通信部とが同一容器内の同心円状に格納されている。したがって、給電が可能な場合には、通信も可能な構成になる。そのため、ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０に対する給電と同時に、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０との間で情報の送受信が可能になる。
【０１５９】
また、ＵＲＵ２０が備える容器２２９及び容器２３０と、ＡＲＶ３０が備える容器３１９と、ＡＵＶ４０が備える容器４２０はそれぞれ、円形の容器である。これにより、ＵＲＵ２０の容器２３０とＡＲＶ３０の容器３１９及びＵＲＵ２０の容器２２９とＡＵＶ４０の容器４２０とが、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０の連結時の姿勢（方位角）に依存せずに対向しやすい。したがって、対向させるための向きの調整など必要が無い。そのため、容易に給電及び情報の送受信が可能になる。
【０１６０】
容器２２９及び容器２３０は、油漬け均圧容器である。すなわち、送電部２１２及び光学通信部２１５は同一の容器に格納され、送電部２２１及び光学通信部２２４は同一の容器に格納される。したがって、給電が可能な場合には、通信も可能な構成になる。そのため、ＵＲＵ２０は、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０に対する給電と同時に、ＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０との間で情報の送受信が可能になる。
【０１６１】
油漬け均圧容器に使用される油によっては、送光素子２３１及び受光素子２３２の感度が低下してしまうことも考えられる。また、給電時の送受電間の状態によっては、互いの光学通信部に電気的影響（電気ノイズ）を及ぼすことも考えられる。そこで、ＵＲＵ２０は、容器２２９及び容器２３０の別の形態として、中心部分に所定の大きさの穴を有する油漬け均圧容器と、中心部分に配置される耐圧容器とで構成される容器２２９及び容器２３０を備えることもできる。これにより、電力伝送系と、光学通信系とが完全に区切られる。そのため、均圧容器に使用される油に制限が無くすことができる。また、電力伝送系と、光学通信系とが完全に区切られるため、電気的な耐環境性が保障され、さらに保守性においても有意な効果を得ることができる。
【０１６２】
また、充電システム１００では、光学系の素子を通信に用いている。これには、以下のようなメリットがある。
１．既存通信手段である電磁波(電波)、磁場、音響を通信に用いた場合より、通信速度が相対的に高速である。具体的には、上記媒体（例えば、電磁波(電波)、磁場、音響）による海中通信速度は“数ｋｐｂｓ〜数Ｍｂｐｓ”であるが、光学系による海中通信速度は“数十Ｍｂｐｓ〜Ｇｂｐｓ”である。 
【０１６３】
また、昨今、ＡＵＶ４０等の海中探査機が装備する観測機器（ソナー、光学カメラ）の情報量は膨大であり、その結果、探索結果もまた膨大な量となっている。さらに、ＡＵＶ４０の長期運用を前提とする場合には、その情報総量は上記量の積分となる。従来の電磁波(電波)、磁場、音響が提供する海中通信速度では、仮に非接触充電時間が何かしらの手法で短縮（急速充電）されたとしても、情報伝送時間が膨長となるため実用的ではない。それに対し、光学系の素子を用いた通信では、上記のように高速通信が可能であるため、急速充電がなされた場合、情報伝送も高速伝送が可能になる。
【０１６４】
２．非接触電力伝送技術との共存性（互いの環境影響性がない）
本発明では、非接触での電力伝送として、電磁誘導を基本とする共振方式を採用している。電磁波(電波)、磁場を利用した海中通信においては、非接触電力伝送そのものが、外乱要素でしかなく、その通信状態はこの外乱の影響を何かしら受けることになる。そのような外乱の影響を抑制するために、本発明では、通信に光学系を用いている。光学系は、電力伝送と“完全に絶縁（アイソレーション）が取れている”ため、互いの挙動が影響を与える／及ぼすことがない。つまり、『電力伝送と通信の環境場が完全分離』しているため、“安定した通信状態”を提供することが可能である。このように、本発明において光学系の素子を通信に用いていることは、非接触電力伝送が外界へ及ぼす影響に “非常に高いロバスト性”を有している。
【０１６５】
＜変形例＞
本実施形態では、ＡＦＤ１０が、アーム部１０１によりＵＲＵ２０を把持して海上の任意地点まで運ぶ構成を示したが、ＵＲＵ２０を運ぶ構成はこれに限定される必要はない。例えば、ＡＦＤ１０は、磁力によってＵＲＵ２０を自装置に連結することによってＵＲＵ２０を海上の任意地点まで運ぶように構成されてもよいし、ＵＲＵ２０を海上の任意地点まで運んで、ＵＲＵ２０をＡＲＶ３０に配置することができればどのような構成であってもよい。磁力によってＵＲＵ２０を自装置に連結することによってＵＲＵ２０を海上の任意地点まで運ぶ場合、ＡＦＤ１０はアーム部１０１に代えて、磁力によってＵＲＵ２０を自装置に連結する連結部を備える。
【０１６６】
容器２２９、容器２３０、容器３１９及び容器４２０は、円形に限らず、容易に対向性が保障できれば、その他の形（例えば、多角形）であってもよい。
図１０におけるステップＳ１０４の処理と、ステップＳ１０５の処理において、ステップＳ１０５の処理が行われた後にステップＳ１０４の処理が行われてもよい。図１１におけるステップＳ２０４の処理と、ステップＳ２０５の処理において、ステップＳ２０５の処理が行われた後にステップＳ２０４の処理が行われてもよい。
【０１６７】
本実施形態では、ＵＲＵ２０からＡＲＶ３０及びＡＵＶ４０に対する給電の方法として、電磁誘導を用いた結合共振方式による給電方法を例に説明したが、その他の非接触給電方法が用いられてもよい。例えば、電磁誘導型、結合共振型、電界型などの近傍界を用いる各非接触電力伝送技術において、結合の有無あるいは共振の有無により分類されるいずれの方法が用いられてもよい。
【０１６８】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１６９】
１０…ＡＦＤ，  ２０…ＵＲＵ，  ３０…ＡＲＶ，  ４０…ＡＵＶ，  ５０…基地局，  １０１…アーム部，  １０２…記憶部，  １０３…位置情報取得部，  １０４…無線通信部，  １０５…撮像部，  １０６…推進器，  １０７…把持検出部，  １０８…制御部，  ２０１…駆動用バッテリ，  ２０２…送電用バッテリ，  ２０３…充電用ＩＦ，  ２０４…ＢＭＵ，  ２０５…ＢＭＵ，  ２０６…ＢＭＵ，  ２０７…記憶部，  ２０８…スイッチ，  ２０９…送電電圧制御回路，  ２１１…周波数設定部，  ２１２…送電部，  ２１３…状態監視部，  ２１４…電源制御部，  ２１５…光学通信部，  ２１６…光学通信制御部，  ２１７…スイッチ，  ２１８…送電電圧制御回路，  ２２０…周波数設定部，  ２２１…送電部，  ２２２…状態監視部，  ２２３…電源制御部，  ２２４…光学通信部，  ２２５…光学通信制御部，  ２２６…管理システム，  ２２７…外部通信部，  ２２８…海中通信部，  ３０１…ガイド部，  ３０２…受電部，  ３０３…充電制御部，  ３０３１…整流回路，  ３０３２…降圧回路，  ３０４…二次電池，  ３０５…給電制御部，  ３０６…光学通信部，  ３０７…記憶部，  ３０８…位置情報取得部，  ３０９…音響測位情報取得部，  ３１０…無線通信部，  ３１１…航法演算部，  ３１２…音響通信部，  ３１３…通信制御部，  ３１４…推進システム，  ３１５…バラストタンク，  ３１６…動作制御部，  ３１７…連結検出部，  ３１８…姿勢保障部，  ４０１…ガイド部，  ４０２…受電部，  ４０３…充電制御部，  ４０３１…整流回路，  ４０３２…降圧回路，  ４０４…二次電池，  ４０５…給電制御部，  ４０６…光学通信部，  ４０７…記憶部，  ４０８…位置情報取得部，  ４０９…音響測位情報取得部，  ４１０…光学測位情報取得部，  ４１１…無線通信部，  ４１２…航法演算部，  ４１３…音響通信部，  ４１４…通信制御部，  ４１５…海中通信部，  ４１６…推進器，  ４１７…撮像部，  ４１８…動作制御部，  ４１９…連結検出部
【図１】
2019121167.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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