(57)【要約】【課題】この発明は、目標位置を通過させる移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラムを提供することにある。【解決手段】本発明の移動体制御装置は、目標位置を通過するように移動体が外乱（例えば潮流または風）によって流されているとき、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる。よって、移動体は、大きく舵を切る必要がなく、目標位置を通過しながら出発位置に戻ることができる。位置設定手段は、移動体が流されているとき、移動体の位置と目標位置との距離に基づいて、出発位置を変更する。当該距離は、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる制御に起因する移動体の位置のずれの影響を含んでいる。本発明の移動制御装置は、当該ずれの影響を相殺するように出発位置を変更する制御を行う。すると、移動体は、変更された出発位置から流されると、目標位置を通過できる。
2016104031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを前記移動体に備える移動体制御装置であって、  前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定手段と、  前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出手段と、  前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、  目標位置および出発位置を設定する位置設定手段と、  前記移動体方向検出手段で検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定手段で推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御し、  前記移動体が前記外乱によって前記位置設定手段に設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御手段と、  を備え、  前記位置設定手段は、前記位置検出手段が検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更する  移動体制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体制御装置であって、  前記位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が前記目標位置に最も近づいたときの該移動体の位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更する  移動体制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の移動体制御装置であって、  前記位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が前記目標位置に最も近づいたタイミングを含む所定の時間に算出した前記移動体の位置と前記目標位置との平均の距離に基づいて、前記出発位置を変更する  移動体制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の移動体制御装置であって、  前記位置設定手段は、前記距離および所定の係数に基づいて、前記出発位置を変更する  移動体制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の移動体制御装置であって、  前記外乱は、前記移動体を移動させる風及び潮流であり、  前記制御手段は、前記移動体方向検出手段で検出した移動体の向いている方向が風の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する  移動体制御装置。
【請求項６】
特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを備える前記移動体を制御する移動体制御方法であって、  前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定ステップと、  前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出ステップと、  前記移動体の位置を検出する位置検出ステップと、  前記移動体方向検出ステップで検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定ステップで推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御ステップと、  目標位置および出発位置を設定する位置設定ステップと、  からなり、  前記位置設定ステップは、前記位置検出ステップが検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更し、  前記制御ステップは、前記移動体が前記外乱によって前記位置設定ステップに設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する  移動体制御方法。
【請求項７】
特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを前記移動体に備える移動体制御装置に実行される移動体制御プログラムであって、  前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定ステップと、  前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出ステップと、  前記移動体の位置を検出する位置検出ステップと、  前記移動体方向検出ステップで検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定ステップで推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御ステップと、  目標位置および出発位置を設定する位置設定ステップと、  を実行し、  前記位置設定ステップは、前記位置検出ステップが検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更し、  前記制御ステップは、前記移動体が前記外乱によって前記位置設定ステップに設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する、  移動体制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、移動体を移動させるための移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】  漁の効率の向上のために、漁師は、予め目的の魚が多く生息すると考えられる位置（例えば、魚礁または瀬）において漁を行う。漁師は、当該位置に目的の魚が存在するか否かを確認するために、当該位置を繰り返し通過するように船舶を操る（所謂流し釣りと言う。）。【０００３】  船舶は、海上において、風や潮流等による外乱を受けて流される。船舶の船首の方向は、図７（Ａ）に示すように、外乱の方向に沿って目標位置を通過するように流された場合、外乱の方向（特に風向き）と直交となるように変わる。【０００４】  すると、目標位置がある方向は、船首の方向と直交する方向（外乱の方向）となる。その結果、船舶は、図７（Ｂ）に示すように、最大限、舵を切っても目標位置を通過できないことがある。【０００５】  また、船舶は、図７（Ｂ）に示すように、船首方位が外乱方向に対し傾いたことから、出発位置において船首方位を外乱の方向に向けることができなくなる。【０００６】  このため、船舶は、風からの影響を減らすスパンカを取り付けたり（特許文献１を参照。）、所望通りの方向に（例えば船体の右左舷方向に）移動させるためにバウスラスタを取り付けたりする（特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−０１７０５７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、舵が１つで推進力が１軸のみである１軸１舵船は、船首尾方向に対して直交する方向に移動することができない。【０００９】  上述のようなスパンカやスラスタは、非常に大がかりな物であり、コストも高く、経済性を重視する１軸１舵船（漁船または小型船舶）には適さない。【００１０】  そこで、この発明は、目標位置を通過させる移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  この発明の移動体制御装置は、特定の一方向に移動体を推進させる推進力発生部と、該推進力により移動する方向を調整する移動方向調整部とを前記移動体に備える移動体制御装置であって、前記移動体を移動させる外乱の方向を推定する外乱方向推定手段と、前記移動体の向いている方向を検出する移動体方向検出手段と、前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、目標位置および出発位置を設定する位置設定手段と、前記移動体方向検出手段で検出した移動体の向いている方向が前記外乱方向推定手段で推定した外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御し、前記移動体が前記外乱によって前記位置設定手段に設定された目標位置から所定の距離以上流されると、前記出発位置に戻り、かつ前記出発位置において前記移動体の向いている方向が前記外乱の方向に対向するように前記推進力発生部および前記移動方向調整部を制御する制御手段と、を備える。【００１２】  そして、前記位置設定手段は、前記位置検出手段が検出した位置と前記目標位置との距離に基づいて、前記出発位置を変更する。【００１３】  本発明の移動体制御装置は、目標位置を通過するように移動体が外乱（例えば潮流または風）によって流されているとき、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる。よって、移動体は、大きく舵を切る必要がなく、目標位置を通過しながら出発位置に戻ることができる。【００１４】  位置設定手段は、移動体が流されているとき、移動体の位置と目標位置との距離に基づいて、出発位置を変更する。当該距離は、移動体の向いている方向を外乱の方向に対向させる制御に起因する移動体の位置のずれの影響を含んでいる。【００１５】  本発明の移動制御装置は、当該ずれの影響を相殺するように出発位置を変更する制御を行う。すると、移動体は、変更された出発位置から流されると、目標位置を通過できる。【００１６】  以上のように、本発明の移動体制御装置は、１軸１舵船であっても、移動体を目標位置に繰り返し通過させる流し操船を実現できる。【００１７】  本発明の位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が最も近くに目標位置に近づいたときの該移動体の位置から前記目標位置までの距離に基づいて、前記出発位置を変更してもよい。【００１８】  また、本発明の位置設定手段は、前記外乱によって流される前記移動体が最も近くに目標位置に近づいたタイミングを含む所定の時間に算出した前記移動体の位置から前記目標位置までの平均の距離に基づいて、前記出発位置を変更してもよい。【００１９】  さらに、本発明の位置設定手段は、前記距離および所定の係数に基づいて、前記出発位置を変更することも可能である。【００２０】  所定の係数は、たとえば０より大きく１以下の値である。制御手段は、移動体の位置のずれである距離に所定の係数を乗算した距離を出発位置の変更量として用い、急激にずれの影響を修正せず、徐々にずれの影響をなくすように収束させる。【００２１】  また、前記外乱が前記移動体を移動させる風及び潮流であり、制御手段が移動体の向いている方向を風の向きに対向させる態様であっても構わない。【００２２】  本発明は、装置に限らず、移動体を制御する移動体制御方法または移動体制御装置に実行される移動体制御プログラムであっても構わない。
【発明の効果】
【００２３】  この発明によれば、外乱方向に移動体の向いている方向を向け、目標位置を通過するように流される出発位置を変更するので、スパンカまたはスラスタといった装置を取り付けなくても、移動体に目標位置を繰り返し通過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】船舶の主要構成を示すブロック図である。
【図２】外乱方位を推定する例を示す図である。
【図３】船首方位を外乱に対向させて流される例を示す図である。
【図４】出発位置を変更する例を示す図である。
【図５】新たな出発位置から流される例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る船舶の処理のフローチャートである。
【図７】従来の船舶の移動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】  本発明の実施形態に係る船体制御装置を備える船舶について、図を参照して説明する。
【００２６】  本実施形態に係る船体制御装置は、外乱方位を推定し、船舶に目標の位置を繰り返し通過させるものである。
【００２７】  図１は、船舶１の主要構成を示すブロック図である。
【００２８】  船舶１は、船体制御装置２０、動力源３０、プロペラ３１、および舵４０を備える。船体制御装置２０は、アンテナ２１、測位部２２、センサ２３、船体制御部２４、操作部２５、動力制御部２６、および舵制御部２７を備える。
【００２９】  船体制御部２４は、外乱方位推定部２４０および位置設定部２４１を備える。
【００３０】  動力源３０及びプロペラ３１は、本発明の「推進力発生部」に相当する。舵４０は、本発明の「移動方向調整部」に相当する。外乱方位推定部２４０は、本発明の「外乱方向推定手段」に相当する。測位部２２は、本発明の「位置検出手段」に相当する。位置設定部２４１が、本発明の「位置設定手段」に相当する。船体制御部２４は、本発明の「制御手段」に相当する。
【００３１】  船舶１は、１軸１舵船である。すなわち、プロペラ３１による推進力の方位は、船舶１の船首尾方位である。また、船舶１は、図１に示すように、１つの舵４０を備える。よって、船舶１は、船舶１の船首尾方位にのみ移動する。
【００３２】  アンテナ２１は、ＧＰＳ（；Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）測位信号を受信し、測位部２２へ出力する。測位部２２は、ＧＰＳ測位信号を用いて測位演算を実行し、船舶１の位置を算出する。この測位演算は、予め設定した測位タイミング毎に実行される。測位部２２は、算出した船舶１の位置を、船体制御部２４へ出力する。
【００３３】  センサ２３は、例えば、船首方位を検出するヘディングセンサ、風向センサ、風速センサ、潮流計等のうち、必要なものから構成される。センサ２３は、検出した船首方位、風向、風速、および潮流を、所定時間毎に船体制御部２４へ出力する。なお、センサ２３は、必要に応じて取り付ければよく、本発明の必須の構成ではない。例えば、船体制御部２４は、センサ２３にヘディングセンサが備えられない場合、現在位置の変化から船首の方位を推定することができる。
【００３４】  操作部２５は、所謂ユーザインターフェース機器であり、ユーザによる操作入力を、船体制御部２４へ出力する。
【００３５】  位置設定部２４１は、船舶１が通過すべき目標位置を記憶する。また、位置設定部２４１は、船舶１が流され始める出発位置および流される際の船首の方位である目標船首方位を記憶する。目標位置は、操作部２５を介してユーザから入力される。
【００３６】  外乱方位推定部２４０は、船舶１に対する外乱の方位を推定する。外乱は、主に潮流および風からなる。
【００３７】  船体制御部２４は、船舶１の船首方位を維持したり、船舶１を所定の位置に移動させたりするための制御情報を設定する。制御情報は、例えば、動力量の情報と推進方向の情報とからなる。動力量の情報は、動力制御部２６に出力される。推進方向の情報は、舵制御部２７に出力される。
【００３８】  動力制御部２６は、動力量の情報に基づいて、動力源３０を駆動制御する。
【００３９】  動力源３０は、ディーゼルエンジンまたはモータからなる。動力源３０は、動力制御部２６の制御に基づいて発生させた動力をプロペラ３１に与える。なお、動力源３０は、ディーゼルエンジンおよびモータの両方を備えるハイブリッド機構であっても構わない。
【００４０】  舵制御部２７は、船体制御部２４から出力された推進方向の情報に基づいて、船首尾方位に対する舵４０の舵角を調整する。
【００４１】  船舶１は、プロペラ３１の推進力と、舵４０の舵角を制御することにより、出発位置向かって移動したり、船首方位を目標船首方位に向けたまま目標位置を通過したりする。
【００４２】  次に、本実施形態の船首方位を外乱方位に対向させる制御について、図２および図３を用いて説明する。
【００４３】  まず、外乱方位の推定について説明する。図２は、外乱方位を推定する例を示す図である。図２において、基準位置Ｐｐｄは、外乱方位の推定処理に用いられる基準の位置である。現在位置Ｐｓは、船舶１の現在の位置である。
【００４４】  外乱方位の推定処理のために、ユーザは、操作部２５を用いて基準位置Ｐｂｄの位置情報を入力する。入力された位置情報は、位置設定部２４１に出力されて記憶される。
【００４５】  基準位置Ｐｐｄは、経緯度であっても、左舷方位に１０ｍと相対的に設定されてもよい。
【００４６】  そして、外乱方位推定部２４０は、外乱方位を推定する。初期値としての外乱方位は、どの方位であってもよく、例えば真南方位であってもよい。そして、船体制御部２４は、推定した外乱方位に船首方位が対向するように推進方向の情報を出力する。
【００４７】  次に、外乱方位推定部２４０は、図２に示すように、基準位置Ｐｐｄを通りかつ推定した外乱方位に平行な外乱対向ラインと、現在位置Ｐｓとの距離ＸＴＥ（；Ｃｒｏｓｓ  Ｔｒａｃｋ  Ｅｒｒｏｒ）を求める。
【００４８】  ＸＴＥは、推定した外乱方位と船首方位とが一致し、かつ船舶１が基準位置Ｐｐｄに向かうと、０になる。
【００４９】  そして、外乱方位推定部２４０は、所定時間毎にＸＴＥを求め、以下の数式１に示すように、推定した外乱方位と、ＸＴＥに基づく補正値と、を差分することにより、新たな外乱方位を算出する。
【００５０】
【数１】
2016104031.tif 000003
【００５１】  すなわち、外乱方位推定部２４０は、ＸＴＥの比例成分（数式１の比例補正ゲインの項）およびＸＴＥの積分成分（数式１のΣの項）に基づいて、ＸＴＥが０になるように、推定外乱方位を更新する。
【００５２】  外乱方位推定部２４０は、ＸＴＥの積分成分（数式１のΣの項）にＸＴＥの微分項（数式１の第２積分補正ゲインの項）を含めることにより、収束（ＸＴＥが０となる）を早め、かつ収束まで滑らかに推定外乱方位を実際の外乱方位に近づけることができる。
【００５３】  ただし、数式１によって外乱方位を推定することは必須ではなく、他の方法で外乱方位を求めてもよい。
【００５４】  そして、船体制御部２４は、更新した推定外乱方位に船首方位が対向するように推進方向の制御情報を出力する。
【００５５】    次に、船体制御部２４は、方位制御を常に行いつつ、流され制御と出発位置への移動制御とを切り替える。方位制御は、推定した外乱方位のうち風の向きに船首方位を対向させる制御である。流され制御は、流され始める位置である出発位置から外乱によって流される制御である。出発位置へ向かう制御は、出発位置に船舶１を移動させる制御である。
【００５６】  まず、方位制御について、図３（Ａ）を用いて説明する。
【００５７】  図３（Ａ）において、船舶１（ｎ）は、所定の位置（ｎ）における船舶１を示す。船首方位ＡＤｂは、船舶１の船首の方位を示す。外乱ベクトルＤｄｒは、外乱（風及び潮流からなる）の方位および大きさを示すベクトルである。風ベクトルＷｎｄは、風向き及び風速を示すベクトルである。偏角ψは、船首方位ＡＤｂと目標船首方位ＡＤｄとの偏角である。偏角ψは、目標船首方位ＡＤｄに対して船首方位ＡＤｂが時計回りとなる方位であれば、プラス（＋）の角度とし、目標船首方位ＡＤｄに対して船首方位ＡＤｂが反時計回りとなる方位であれば、マイナス（−）の角度とする。
【００５８】  船体制御部２４は、センサ２３に備えられた風向センサによって得られた風ベクトルＷｎｄの方位に対向するように、目標船首方位ＡＤｄを設定する。そして、船体制御部２４は、船首方位ＡＤｂが目標船首方位ＡＤｄとなるように推進方向の情報を出力する。なお、船体制御部２４は、推定した外乱ベクトルＤｄｒの方位に対向するように目標船首方位ＡＤｄを設定してもよい。
【００５９】  図３において、船舶１（２１）は、目標船首方位ＡＤｄに対して船首方位ＡＤｂが反時計回りとなる方位となっている。すなわち、目標船首方位ＡＤｄと船首方位ＡＤｂとの偏角ψは、マイナスの角度となっている。船体制御部２４は、図３（Ａ）の船舶１（２１）に示すように、マイナスの偏角ψの絶対値が所定の閾値以上となったとき、舵４０を左に切る推進方向の情報と、船舶１（２１）を後進させる動力量の情報を出力する。すると、船舶１は、調整航路３０１のように、マイナスの偏角ψが角度０度に近づくようにしながら後進する。その結果、偏角ψは、船舶１（２１）の状態の偏角ψに比べて角度０度に近づく。そして、船体制御部２４は、舵４０を右に切る推進方向の情報と、船舶１（２２）を前進させる動力量の情報とを出力する。すると、船舶１（２２）は、調整航路３０２のように、マイナスの偏角ψをさらに角度０度に近づけるようにしながら前進する。その結果、偏角ψは、ほぼ０となる。すなわち、船首方位ＡＤｂは、船舶１（２３）に示すように、目標船首方位ＡＤｄに一致する。
【００６０】  なお、船体制御部２４は、偏角ψがプラスの角度であり、かつ偏角ψの絶対値が所定の閾値以上の場合、舵４０を右に切る推進方向の情報と、船舶１を後進させる動力量の情報とを出力する。次に、船体制御部２４は、舵４０を左に切る推進方向の情報と、船舶１を前進させる動力量の情報とを出力する。
【００６１】  また、船体制御部２４は、図３（Ａ）に示す例では、後進する制御を先に行っているが、先に前進する制御を行っても構わない。
【００６２】  次に、流され制御について説明する。
【００６３】  位置設定部２４１は、操作部２５を介してユーザから入力された目標位置Ｐｐを記憶する。さらに、位置設定部２４１は、出発位置Ｐｆを記憶する。出発位置Ｐｆは、初期値として、船舶１の現在位置Ｐｓと設定される。
【００６４】  そして、船体制御部２４は、操作部２５を介したユーザからの開始指示が入力されると、流され制御を開始する。なお、開始指示がユーザから入力されるのは１度だけであり、その後実行される流され制御は、船体制御部２４に自動的に開始される。
【００６５】  船体制御部２４は、流され制御中も、方位制御を行う。すると、船舶１は、流され制御中も、方位制御によって船首方位ＡＤｂを風ベクトルＷｎｄの方位に対向させたまま、外乱Ｄｄｒによって流されていく。漁師は、船舶１が船首方位ＡＤｂを風向きに対向させたまま流されるため、流し釣りを行うことができる。
【００６６】  また、船舶１は、流され終わった位置である終了位置Ｐｅから通過すべき目標位置Ｐｐのある方向が船首方位ＡＤｂとずれる（例えば直交してしまう）ことを防ぐことができる。その結果、船舶１は、出発位置Ｐｆに戻る際、目標位置Ｐｐを通過するために大きく舵４０を切る必要がなく、無駄な航路を通る必要がない。さらに、船舶１は、大きく舵４０を切る必要がないことから、出発位置Ｐｆにおいて船首方位ＡＤｂを目標船首方位ＡＤｄとすることができる。
【００６７】  位置設定部２４１は、流され制御中、図３（Ｂ）に示す流され航路１０１を求める。すなわち、位置設定部２４１は、船舶１が出発位置Ｐｆから終了位置Ｐｅまで流される間、所定時間毎に求めた位置Ｐｓの履歴から流され航路１０１を求める。
【００６８】  次に、出発位置への移動制御について、図３（Ｂ）を用いて説明する。
【００６９】  船体制御部２４は、船舶１が目標位置Ｐｐから外乱の下流側に距離Ｒ離れた終了位置Ｐｅまで流されると、方位制御をしつつ、流され制御を出発位置への移動制御に切り替える。
【００７０】  位置設定部２４１は、出発位置への移動制御に切り替えられる際、出発位置Ｐｆ［ｎ］を新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］に変更する。
【００７１】  位置設定部２４１が出発位置Ｐｆ［ｎ］を変更する例について図４を用いて説明する。
【００７２】  図４（Ａ）は、目標位置Ｐｐから流され航路１０１までの距離を示す図である。位置Ｐｓ（ｔ）は、時刻ｔの時の船舶１の位置である。
【００７３】  位置Ｐｓ（ｔ）は、時刻ｔにおいて、流され航路１０１上であって、目標位置Ｐｐに最も近接した位置である最近接位置である。位置Ｐｓ（ｔ）から目標位置Ｐｐまでの最短距離は、図４（Ａ）に示すように、距離Ｌである。
【００７４】  位置設定部２４１は、位置Ｐｓ（ｔ）を基準とし、目標位置Ｐｐに向かうベクトルである誤差ベクトルＶｅｃＥに基づいて、出発位置Ｐｆ［ｎ］を変更する。
【００７５】  誤差ベクトルＶｅｃＥは、船舶１が船首方位ＡＤｂを目標船首方位ＡＤｄに維持するために前進または後進することから発生する船舶１の位置Ｐｓのずれの影響を含んでいる。
【００７６】  ここで、海上における外乱の方位および大きさは、出発位置Ｐｆ［ｎ］を中心とした所定範囲内であれば、位置によらず一定であるとみなすことができる。
【００７７】  そこで、位置設定部２４１は、船首方位ＡＤｂを維持するための制御に起因する位置Ｐｓのずれの影響を相殺するように、出発位置Ｐｆを当該ずれに基づいて変更するものである。
【００７８】  位置設定部２４１は、図４（Ｂ）に示すように、出発位置Ｐｆ［ｎ］から修正ベクトルＶｅｃＭ移動した位置を新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］と設定する。
【００７９】  修正ベクトルＶｅｃＭは、誤差ベクトルＶｅｃＥに平行であり、かつ大きさは所定の係数α倍である。所定の係数αは、０より大きく１以下の値である。すなわち、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］は、以下のように算出される。
【００８０】  Ｐｆ［ｎ＋１］＝Ｐｆ［ｎ］＋α・ＶｅｃＥ  船体制御部２４は、図４（Ｂ）に示すように、新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］が設定されると、目標位置Ｐｐを通過するような制御情報を出力する。
【００８１】  具体的には、船体制御部２４は、終了位置Ｐｅを基準とし、終了位置Ｐｅから目標位置Ｐｐに向かう推進ベクトル１と、目標位置Ｐｐを基準とし、目標位置Ｐｐから新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］に向かう推進ベクトル２と、を重み付け加算した合成推進ベクトルで船舶１が移動するような制御情報を出力する。この場合、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから目標位置Ｐｐまでの距離に基づいて、加算比率を変更する。例えば、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから目標位置Ｐｐまでの距離が短ければ短いほど、推進ベクトル２の加算比率が高くなるように加算する。また、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから目標位置Ｐｐまでの距離が長ければ長いほど、推進ベクトル１の加算比率が高くなるように加算する。
【００８２】  船体制御部２４は、目標位置Ｐｐを通過すると、推進ベクトル２と、推進ベクトル３と、を重み付加算した合成推進ベクトルで船舶１が移動するような制御情報を出力する。推進ベクトル３は、新たな出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］を基準とし、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］において風ベクトルＷｎｄに対向するように設定される。この場合も、船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］までの距離が短ければ短いほど、推進ベクトル３の加算比率が高くなるように加算する。船体制御部２４は、現在位置Ｐｓから出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］までの距離が長ければ長いほど、推進ベクトル２の加算比率が高くなるように加算する。なお、風ベクトルＷｎｄの速度は、センサ２３に備えられた風速計で求められる。
【００８３】  船体制御部２４は、図４（Ｂ）の復帰航路２０１に示すように、目標位置Ｐｐを通過して、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］に船舶１が到達すると、方位制御を維持しつつ、流され制御に自動的に戻る。
【００８４】  図５は、船舶１が出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］から流され制御で流された例を示す図である。船舶１（１４）は、図５に示すように、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］から流され制御を行うと、流され航路１０２に沿って終了位置Ｐｅ［ｎ＋１］まで流される。目標位置Ｐｐと船舶１の位置Ｐｓとのずれは、誤差ベクトルＶｅｃＥを相殺するように出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］が修正されるため、船舶１が出発位置Ｐｆ［ｎ］から流されたときのずれに比べて小さくなる。
【００８５】  以上のようにして、船体制御部２４は、外乱に沿って流され、目標位置Ｐｐから所定の距離まで流されると、出発位置Ｐｆを変更する処理を繰り返す。その結果、船舶１は、徐々に目標位置Ｐｐに近づく航路で流されるようになる。
【００８６】  また、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］は、目標位置Ｐｐから流され航路１０１までの最短距離に基づいて、船舶１の位置のずれを相殺するように変更される。その結果、船舶１は、出発位置Ｐｆの変更量（距離）が最小限に抑えられることから、航行距離が短くなり、効率よく繰り返し目標位置を通過することができる。
【００８７】  さらに、出発位置Ｐｆ［ｎ＋１］の変更量は、目標位置Ｐｐから流され航路１０１までの距離および所定の係数αに基づいて算出される。その結果、船舶１は、急激にずれを修正せず、徐々にずれをなくすように収束させる。
【００８８】  なお、上記の例では、位置設定部２４１は、流され航路１０１から目標位置Ｐｐまでの最短距離に基づいて、出発位置Ｐｆを変更したが、最短距離に限らず、例えば、以下のように出発位置Ｐｆを変更することも可能である。
【００８９】  位置設定部２４１は、最短距離に加えて、最短距離を検出したタイミングの前後のタイミングにおいてそれぞれ算出した船舶１の位置から目標位置Ｐｐまでの距離も用いて誤差ベクトルＶｅｃＥを求めることができる。
【００９０】  例えば、位置設定部２４１は、図４（Ａ）に示す位置Ｐｓ（ｔ−１）、位置Ｐｓ（ｔ）および位置Ｐｓ（ｔ＋１）から目標位置Ｐｐまでのそれぞれの距離の平均距離を用いることができる。時刻ｔは、時刻ｔ−１より所定の時間（例えば３秒）後の時刻である。時刻ｔ＋１は、時刻ｔより所定の時間（例えば３秒）後の時刻である。
【００９１】  次に、図６は、船体制御装置２０の処理の流れを示すフローチャートである。図６（Ａ）は、方位制御を示すフローチャートである。図６（Ｂ）は、流され制御と出発位置への移動制御の切り替えを示すフローチャートである。図６（Ｃ）は、出発位置の更新（変更）の処理の流れを示すフローチャートである。
【００９２】  図６（Ａ）に示すように、外乱方位推定部２４０は、外乱方位を推定する（Ｓ１）。そして、位置設定部２４１は、目標船首方位ＡＤｄを、ステップＳ１で推定した外乱方位に対向するように設定する（Ｓ２）。そして、船体制御部２４は、船首方位ＡＤｂが目標船首方位ＡＤｄになるように方位制御を開始する（Ｓ３）。
【００９３】  船舶１は、流され制御及び出発位置への移動制御にかかわらず、常にステップＳ１〜Ｓ３を所定時間毎に行い、船首方位ＡＤｂを外乱方位に対向させる。
【００９４】  位置設定部２４１は、図６（Ｂ）に示すように、流され制御開始指示を受け付けると、出発位置Ｐｆを現在位置Ｐｓとして記憶する。位置設定部２４１は、目標位置Ｐｐも記憶する（Ｓ１１）。ただし、目標位置Ｐｐは、操作部２５を介してユーザから入力される。船体制御部２４は、出発位置Ｐｆおよび目標位置Ｐｐが記憶されると、流され制御を開始する（Ｓ１２）。
【００９５】  船体制御部２４は、目標位置Ｐｐと現在位置Ｐｓとの距離に基づいて、船舶１が目標位置Ｐｐから距離Ｒ離れた終了位置Ｐｅに到達したか否かを判断する（Ｓ１３）。船体制御部２４は、船舶１が終了位置Ｐｅに到達すると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に進む。船体制御部２４は、船舶１が終了位置Ｐｅに到達していないと（Ｓ１３：Ｎｏ）、流され制御を続ける。
【００９６】  船体制御部２４は、ステップＳ１４に進むと、出発位置Ｐｆを更新する。出発位置Ｐｆの更新処理の流れについて、図６（Ｃ）を用いて説明する。
【００９７】  位置設定部２４１は、流され航路を読み出す（Ｓ１４１）。そして、位置設定部２４１は、流され航路上であって、目標位置Ｐｐから最も近接する最近接位置Ｐｘを求める（Ｓ１４２）。
【００９８】  そして、位置設定部２４１は、最近接位置Ｐｘおよび目標位置Ｐｐに基づいて、誤差ベクトルＶｅｃＥを求める（Ｓ１４３）。そして、位置設定部２４１は、誤差ベクトルＶｅｃＥと、所定の係数αを用いて、修正ベクトルＶｅｃＭを求める（Ｓ１４４）。
【００９９】  出発位置の更新処理の最後として、位置設定部２４１は、出発位置Ｐｆを、修正ベクトルＶｅｃＭに基づいて更新する（Ｓ１４５）。
【０１００】  図６（Ｂ）に戻り、出発位置Ｐｆが更新されると（Ｓ１４）、船体制御部２４は、流され制御を停止して、更新した出発位置Ｐｆへの移動制御を行う（Ｓ１５）。
【０１０１】  船体制御部２４は、出発位置Ｐｆに到達したか否かを判断する（Ｓ１６）。船体制御部２４は、船舶１が出発位置Ｐｆに到達すると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７に進む。船体制御部２４は、船舶１が出発位置Ｐｆに到達していないと（Ｓ１６：Ｎｏ）、出発位置Ｐｆへの移動制御を続ける。
【０１０２】  船体制御部２４は、ステップＳ１７に進むと、出発位置Ｐｆへの移動制御を停止する。そして、船体制御部２４は、流され制御に戻る（Ｓ１７）。
【０１０３】  流され制御は、船舶１が終了位置Ｐｅに到達するまで行われる（Ｓ１３：Ｎｏ）。
【０１０４】  以上のように、船体制御装置２０は、方位制御を行いつつ、流され制御と出発位置への移動制御とを切り替えて実行する。
【０１０５】  なお、上述の説明では、各機能部は、ハードウェアである例を示したが、測位部２２、船体制御部２４、動力制御部２６、および舵制御部２７は、ソフトウェアでも実現可能である。すなわち、これら機能部の処理をプログラム化して記憶媒体に記憶しておき、演算器（コンピュータ等）で当該船体制御のプログラムを読み出して実行することで、上述の処理を実現することが可能である。
【０１０６】  また、上述の説明では、移動体として船舶を例に示したが、特定方位への推進力のみを備える水上もしくは水中を移動する移動体（例えば、水陸両用車、水上バイク等）にも、上述の構成および処理を適用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】１…船舶２０…船体制御装置２１…アンテナ２２…測位部２３…センサ２４…船体制御部２５…操作部２６…動力制御部２７…舵制御部３０…動力源３１…プロペラ４０…舵２４０…外乱方位推定部２４１…位置設定部
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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