潜水艇の自律航行制御に関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650314
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 宮島 省吾 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (40200175)
• 研究分担者: 木下 健 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70107366) ; 前田 久明 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80013192)
• キーワード: 潜水艇 / 自律航行 / 操縦運動 / 制御 / AI / 無人潜水艇 / 無索潜水艇 / 海中技術

研究概要

これからの海洋開発は人間の到達が容易でない深海域での技術の発展に待つところが多い。この深海域技術の中心をなすものの一つが無人潜水艇である。現在無人潜水艇の研究が多方面で行われ始めたところである。これらの無人潜水艇は、有索で海上より人間の支援を受けるROVの段階から、無索で事前にプログラムを与えられ決まったコースをたどるタイプにまで発展してきている。ここでの制御方式は経路誘導と姿勢制御の階層制御となる。現在までのところ線形フィードバック制御、あいまい制御さらには最近ニューライネットワークによる制御が用いられている。しかしこれらは非線形性の強い制御、直感的なテーブル参照、並列処理的な制御、統一的なソフトのみによる計算機制御には必ずしも適しているとはいいがたい。そこでこの階層制御では、BLACKBOARD ARCHITECTURE、EXPERT SYSTEM等のAIを利用し、センサー制御、経路決定、アクチュエーター制御等を統合的に制御する制御系のSCHEDULER、故障診断、信頼性評価、複数VEHICLEの制御までを行わせることを目的とする。さらに、深海での行動を拡げるためにはミッションに応じて航路を自律的に決定、その上を安全に航行できるような制御を行うことが必要である。そこで、AIを用いてミッションの決定から航路の自律的決定までを行わせる潜水艇の自律航行制御システムを開発することをも目的とする。
今年度は、平行部を有する細長体型潜水艇の操縦微係数をDATCOMとPMM試験により求め、潜水艇の操縦安定性に検討を加えた。さらに、形状抵抗が格段に減少するといわれている細長体型潜水艇のパーソンズ模型を製作し、抵抗試験を実施した。また、トランスピューターを用いて処理速度の早い、自律性を念頭においた分散処理型コントロールアーキテクチャーを作成した。

研究成果

• [文献書誌] E.A.Barros,H.Maeda,H.Yamato,S.Miyajima: "A COOPERATIVE DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM FOR AN UNDERWATER VEHICLE" TECHNO-OCEAN'92 JAMSTEF. 1. 325-332 (1992)
• [文献書誌] T.Ura,H.Maeda,H.Tabuchi et al: "Development of an Autonomous Vehicle with A Closed Cycle Diesel Engine" UJNR/MFP,NOAA. 3.1-10 (1992)
• [文献書誌] H.Maeda,H.J.Jo,S.Miyajima: "Behavior of a Floating Body in Multi-Directional Waves" UJNR/MFP,NOAA. 4.1-17 (1992)
• [文献書誌] エトレ・バロス、前田 久明、宮島 省吾: "A System Identifiacation Experiment for an Underwater Vehicle" 生産研究、東大生研. 44. 441-445 (1992)
• [文献書誌] 宮島 省吾、趙 孝済、前田 久明: "多方向海洋波中の浮体の挙動" 生産研究、東大生研. 44. 421-424 (1992)
• [文献書誌] 浦 環、前田 久明: "海中ロボット研究グループ" 生産研究、東大生研. 44. 327-329 (1992)