JPH0120643Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0120643Y2 JPH0120643Y2 JP5513883U JP5513883U JPH0120643Y2 JP H0120643 Y2 JPH0120643 Y2 JP H0120643Y2 JP 5513883 U JP5513883 U JP 5513883U JP 5513883 U JP5513883 U JP 5513883U JP H0120643 Y2 JPH0120643 Y2 JP H0120643Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- route
- course
- ship
- deviation
- shortest
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 28
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本考案は船舶の自動航行装置に関し、詳しく
は、指示された航海諸条件に基づいて航路を計算
し、その航路またはその後に計算された航路に基
づく針路を演算してオートパイロツトを介して舵
角調整する船舶の自動航行装置に関する。[Detailed explanation of the invention] (a) Industrial application field The present invention relates to an automatic navigation system for ships. The present invention relates to an automatic navigation system for a ship that calculates a course based on a sea route and adjusts a rudder angle via an autopilot.
(ロ) 従来技術
例えば大圏航法などに基づく航法により航海を
行なう船舶において、従来から、指示された出発
地、目的地および航法と記憶されている海図など
に基づいて航路を計画し、その計画航路の中から
選定された設定航路から針路を演算し、目標針路
を採りオートパイロツトを介して舵角を調整する
と共に、船舶が波浪、風、潮流などの各種外乱に
より設定航路よりずれが生じた場合に、船位決定
器によつて決定されたそのときの船舶の位置が、
設定航路より予め設定されたずれ量制限値を越え
ると、その計画航路を保持すべくオートパイロツ
トに針路変更を指令する船舶の自動航行装置があ
る。(b) Prior Art For example, in vessels that navigate using navigation methods such as great-area navigation, it has been the practice to plan a route based on a designated departure point, destination, navigation method, and a memorized nautical chart. The course is calculated from the set route selected from among the routes, the target course is taken, and the rudder angle is adjusted via the autopilot.In addition, when the ship deviates from the set route due to various disturbances such as waves, wind, and currents. If the current position of the ship as determined by the position determiner is
There is an automatic navigation system for ships that instructs an autopilot to change course in order to maintain the planned route when a preset deviation amount limit value is exceeded from the set route.
この種装置として、トータル・ナビゲイシヨ
ン・システムまたはインテグレイテツド・ナビゲ
イシヨン・システムと呼称される装置が実用化さ
れているが、これらの装置は次のような考え方に
基づいて自動航行機能の設計がなされている。 Devices of this type called total navigation systems or integrated navigation systems have been put into practical use, but these devices are designed with automatic navigation functions based on the following ideas. ing.
「目的地までの気象や海象を考慮して初期に航
路を計画し、その中の1つの航路を設定航路とし
て決定する。そして、最終目的地まで必ずその設
定航路に沿つて操船する。」すなわち、船舶が出
発地から最終目的地までの設定航路よりずれを生
じた場合、その設定航路に逐一復帰させるという
考え方である。 ``Plan the route to the destination at an early stage taking into account the weather and sea conditions, and decide one of the routes as the set route. Then, be sure to maneuver the ship along the set route until the final destination.'' The idea is that if a ship deviates from the set route from its departure point to its final destination, it will be returned to the set route one by one.
これを第1図に示す船舶の自動航行装置の系統
図を用いて以下に説明する。この装置は、航路設
定手段1と、航路保持および針路設定手段2と、
操船手段3と、船位決定手段4と、ずれ量比較手
段5とを有する。まづ、航路設定手段1の航海条
件入力部6において出発地、目的地および航法を
航路計画部7に入力する。このとき、必要に応じ
て最終目的地までの幾通りかの航法が入力される
のみならず、場合によつては中間目的地や各中間
目的地までの航法なども入力される。一方、予め
海図が記憶されている海図記憶部8から必要に応
じて出発地、中間目的地または最終目的地(以
下、目的地という)までの海図などの情報も航路
計画部7に入力される。この航路計画部7におい
ては前記情報に基づいて画面上で幾通りかの航路
が計画され、この計画航路の中から決定された1
つの航路が設定航路として航路設定部9に記憶さ
れる。このようにして設定された航路は、航路設
定手段1より航路保持および針路設定手段2に出
力され、この航路保持および針路設定手段2で前
記設定航路に基づいてその目的地までの針路を計
算し、操船手段3のオートパイロツト10に針路
を入力する。オートパイロツト10はその針路に
基づいて舵11に舵角を指令するので、船舶12
はその針路を採るように航行する。なお、船首の
方向が常にコンパス13により検出されているの
で、船首が異なつた針路に方位しているとコンパ
ス13からの信号に基づいてオートパイロツト1
0が、修正された舵角指令を舵11に出力する。
一方、船舶が、波浪、風、潮流などの各種外乱に
より設定航路よりずれることがあるので、船位決
定手段4の船位検出部14においては、デツカ、
ロラン、ネイビイ・ナビゲイシヨン・サテライ
ト・システム(NNSS)などにより、そのときの
船舶の位置が計測されたり、前記コンパス13に
基づいてログによりその位置が推測されたりす
る。このようにして求められた幾つかの船舶の位
置情報から、船位決定部15においてそのときの
位置が決定される。この位置と前記航路設定部9
の設定航路とがずれ量比較手段5のずれ量計算部
16に入力されて突き合わされ、設定航路からの
ずれ量が計算される。このずれ量が予めずれ量制
限値設定部18に設定されたずれ量制限値を越え
るかが比較部17において比較され、越えればそ
のずれ量に基づいて航路保持および針路設定手段
2において、船舶が設定航路に復帰するようその
時点での針路が計算され、これが前述と同様操船
手段3のオートパイロツト10に入力され、つい
で、その修正された針路に基づいて舵11に舵角
が指令されるので、設定航路に復帰すべく船舶1
2はその針路を採るように航行する。 This will be explained below using the system diagram of the automatic navigation system for a ship shown in FIG. This device includes a route setting means 1, a route keeping and course setting means 2,
It has a ship maneuvering means 3, a ship position determining means 4, and a deviation comparing means 5. First, the departure point, destination, and navigation method are input to the route planning section 7 in the navigation condition input section 6 of the route setting means 1. At this time, not only several navigation directions to the final destination are input as necessary, but also intermediate destinations and navigation directions to each intermediate destination, etc., as the case may be. On the other hand, information such as a nautical chart to the departure point, intermediate destination, or final destination (hereinafter referred to as destination) is also input to the route planning section 7 as necessary from the nautical chart storage section 8 in which nautical charts are stored in advance. . In this route planning section 7, several routes are planned on the screen based on the above information, and one route is determined from among the planned routes.
The two routes are stored in the route setting section 9 as set routes. The route set in this way is output from the route setting means 1 to the route keeping and course setting means 2, which calculates the course to the destination based on the set route. , the course is input to the autopilot 10 of the ship maneuvering means 3. Since the autopilot 10 commands the rudder angle to the rudder 11 based on the course, the ship 12
will sail on that course. Note that the direction of the ship's bow is always detected by the compass 13, so if the ship's bow is heading on a different course, the autopilot 1 will
0 outputs the modified rudder angle command to the rudder 11.
On the other hand, since the ship may deviate from the set route due to various disturbances such as waves, wind, and currents, the ship position detecting section 14 of the ship position determining means 4 detects
The current position of the ship is measured by a Navy Navigation Satellite System (NNSS) or the like, or the position is estimated from a log based on the compass 13. Based on the position information of several ships obtained in this way, the ship position determining section 15 determines the current position. This position and the route setting section 9
is inputted to the deviation amount calculation unit 16 of the deviation amount comparison means 5 and compared with the set route, and the deviation amount from the set route is calculated. A comparison unit 17 compares whether this deviation exceeds a deviation limit value set in advance in the deviation limit value setting unit 18, and if it exceeds the deviation amount, the course keeping and course setting means 2 determines whether the ship is The current course is calculated so as to return to the set course, and this is input to the autopilot 10 of the vessel maneuvering means 3 in the same way as described above, and then the rudder angle is commanded to the rudder 11 based on the corrected course. , Vessel 1 to return to the set route.
2 will sail on that course.
その結果、最短の航路である設定航路に対し
て、その都度船舶は第2図に誇張して想像線で示
した航路を辿り、目的地に至るまで各所で設定航
路を迂回した航路を採るように航行する。したが
つて、船舶は設定された最短航路の近傍を右往左
往しながら最短航程とならない航路を辿り、航行
時間が長くなると共に燃料の消費量も増大して、
不経済な運行が余儀なくされる欠点がある。 As a result, with respect to the set route, which is the shortest route, ships will follow the route shown by the exaggerated imaginary line in Figure 2 each time, and take routes that detour from the set route at various points to reach the destination. sail to. Therefore, ships move back and forth in the vicinity of the set shortest route, following a route that is not the shortest route, resulting in longer voyage times and increased fuel consumption.
The disadvantage is that uneconomical operation is forced.
(ハ) 考案の目的
本考案は上述の問題点を解決するためになされ
たもので、出発地から目的地までの航路は固定せ
ず、各種外乱の影響により所定航路よりずれを生
じた場合に、現在位置から所定航路に復帰させる
ことなくその位置から目的地までの残余航程を自
動的に新たに当面航路として計算し、その計算航
路を所定航路に置き換えて目的地までの最短航路
を辿りながら航行することができ、その結果、船
舶の航行時間を短くして燃料の消費量も低減し、
経済的な航海を可能とする船舶の自動航行装置を
提供することを目的とする。(c) Purpose of the invention This invention was made to solve the above-mentioned problems, and the route from the departure point to the destination is not fixed, and if deviations from the specified route occur due to the influence of various disturbances, the route will be fixed. , without returning to the predetermined route from the current position, automatically calculates the remaining route from that position to the destination as a new route for the time being, replaces the calculated route with the predetermined route, and follows the shortest route to the destination. As a result, the ship's voyage time is shortened and fuel consumption is reduced.
The purpose is to provide an automatic navigation system for ships that enables economical navigation.
(ニ) 考案の構成
本考案の船舶の自動航行装置は、目標針路をと
るようオートパイロツト10を介して舵角を調整
する船舶の自動航行装置に適用される。その特徴
とするところは、
船舶12の位置が所定航路より予め設定された
ずれ量制限値を越えると、その位置より目的地ま
での新たな最短航路を計画するため、航海条件入
力部6と海図記憶部8と最短航路計算部26とで
構成される最短航路計画手段21と、
その計画された最短航路が危険区域を通過して
いれば、危険区域を回避するように最短航路の計
画を修正するため、危険区域指定部27と危険区
域確認部28と危険区域回避航路計算部29とで
構成される危険区域回避航路計画手段22と、
その危険区域回避航路を当面航路として前記所
定航路と置き換える当面航路決定手段23と、
船舶12の位置が所定航路より予め設定された
ずれ量制限値を越えていると、そのずれ率の履歴
から針路補正量を決定し、前記所定航路の目標針
路を補正するため、ずれ率計算部31と針路補正
量計算部32とで構成される針路補正手段30
と、
上記当面航路と上記針路補正量により目標針路
を決定する目標針路決定手段24と、
を有することである。(d) Structure of the invention The automatic navigation system for a ship according to the invention is applied to an automatic navigation system for a ship that adjusts the rudder angle via an autopilot 10 so as to take a target course. The feature is that when the position of the vessel 12 exceeds a preset deviation amount limit value from the predetermined route, a new shortest route from that position to the destination is planned. A shortest route planning means 21 comprising a storage unit 8 and a shortest route calculation unit 26, and if the planned shortest route passes through a dangerous area, the plan of the shortest route is corrected so as to avoid the dangerous area. In order to do so, the dangerous area avoidance route planning means 22 includes a dangerous area designation unit 27, a dangerous area confirmation unit 28, and a dangerous area avoidance route calculation unit 29, and the dangerous area avoidance route is replaced with the predetermined route as a temporary route. If the position of the ship 12 exceeds a preset deviation amount limit value from the predetermined course, the current course determining means 23 determines a course correction amount from the history of the deviation rate, and corrects the target course of the predetermined course. In order to
and a target course determining means 24 for determining a target course based on the above-mentioned current route and the above-mentioned course correction amount.
なお、本考案は従来例のところで述べたように
船舶が設定航路よりずれた場合、設定航路を保持
させるためにそれに復帰させることは、目的地ま
での航程が最短とならないこと、および、ずれ量
がずれ量制限値より大きくなつた場合、その時点
の船舶の位置を基点とした目的地までの新たな最
短航路を設定した方が、結果的に目的地まで最短
の距離で航海することができるという知見に基づ
くものである。 In addition, as described in the conventional example, when a ship deviates from the set route, returning to the set route in order to maintain the set route does not result in the shortest route to the destination, and the amount of deviation If the deviation amount exceeds the limit value, it is better to set a new shortest route to the destination based on the ship's position at that time, which will result in the shortest voyage to the destination. This is based on the knowledge that
(ホ) 実施例
以下、本考案をその実施例に基づいて詳細に説
明する。(e) Examples Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples thereof.
第3図は本考案の実施例である船舶の自動航行
装置の全体系統図で、最短航路計画手段21と、
危険区域回避航路計画手段22と、当面航路決定
手段23と、針路補正手段30と、目標針路決定
手段24とをその主たる構成としている。 FIG. 3 is an overall system diagram of an automatic navigation system for a ship which is an embodiment of the present invention, in which the shortest route planning means 21,
The main components are a dangerous area avoidance route planning means 22, a temporary route determining means 23, a course correcting means 30, and a target course determining means 24.
詳述すると、前記最短航路計画手段21は、航
海条件と海図などの航海諸条件に基づいて、出発
地から目的地までの航路を計画すると共にその中
の1つの航路を決定して初期の航路としたり必要
に応じて後述する最短航路を計画するものであ
る。その構成は、航海条件入力部6と海図記憶部
8と最短航路計算部26とを有している。 To be more specific, the shortest route planning means 21 plans a route from a departure point to a destination based on navigation conditions and nautical conditions such as a nautical chart, and determines one of the routes to determine an initial route. or, if necessary, plan the shortest route as described below. Its configuration includes a navigation condition input section 6, a nautical chart storage section 8, and a shortest route calculation section 26.
前記危険区域回避航路計画手段22は、最短航
路計画手段21で計画された初期航路または最短
航路が危険区域を通らぬよう必要に応じて修正す
るものである。すなわち、計画された最短航路が
危険区域を通過していれば、危険区域を回避する
ように最短航路の計画を修正する。その構成は、
危険区域指定部27と危険区域確認部28と危険
区域回避航路計算部29とを有している。 The dangerous area avoidance route planning means 22 corrects the initial route or the shortest route planned by the shortest route planning means 21 as necessary so that it does not pass through the dangerous area. That is, if the planned shortest route passes through a dangerous area, the plan for the shortest route is revised to avoid the dangerous area. Its composition is
It has a dangerous area designation section 27, a dangerous area confirmation section 28, and a dangerous area avoidance route calculation section 29.
前記当面航路決定手段23は、危険区域回避航
路計画手段22で計画された危険区域回避航路を
当面航路として、初期航路またはその後に置き換
えられた従前の当面航路(以下、併せて所定航路
という)と置き換えるものである。 The temporary route determining means 23 sets the dangerous area avoidance route planned by the dangerous area avoidance route planning means 22 as the temporary route, and selects the initial route or the previous temporary route replaced thereafter (hereinafter collectively referred to as the predetermined route). It replaces it.
前記針路補正手段30は、船舶の位置が所定航
路より予め設定されたずれ量制限値を越えている
と、そのずれ率の履歴から針路補正量を決定し、
前記所定航路の目標針路を補正するためのもので
ある。これは、ずれ率計算部31と針路補正量計
算部32とで構成されている。 The course correction means 30 determines a course correction amount from the history of the deviation rate when the position of the ship exceeds a preset deviation amount limit value from a predetermined route;
This is for correcting the target course of the predetermined route. This is composed of a deviation rate calculation section 31 and a course correction amount calculation section 32.
前記目標針路決定手段24は、当面航路決定手
段23の所定航路と上記の針路補正量に基づいて
目的地までの針路を計算して操船手段3のオート
パイロツト10に針路を入力するものである。 The target course determining means 24 calculates the course to the destination based on the predetermined route of the current route determining means 23 and the above-mentioned course correction amount, and inputs the course to the autopilot 10 of the vessel maneuvering means 3.
なお、操船手段3、船位決定手段4、ずれ量比
較手段5は従来例で述べたのと異なるところはな
いが、ずれ量比較手段5は船舶が波浪、風、潮流
などの各種外乱により所定航路よりずれた場合
に、船位決定手段4によつて決定されたそのとき
の船舶の位置が、所定航路よりずれ量制限値を越
えると、最短航路計画手段21による計算の必要
なことを指令したり、ずれていることおよびずれ
量の履歴を針路補正手段30のずれ率計算部31
に入力するものである。 Note that the ship maneuvering means 3, the ship position determining means 4, and the deviation comparing means 5 are the same as those described in the conventional example, but the deviation comparing means 5 is such that the ship moves along a predetermined course due to various disturbances such as waves, wind, and currents. If the current position of the ship determined by the ship position determining means 4 exceeds the deviation amount limit value from the predetermined route, the system instructs the shortest route planning means 21 to perform calculations. , the deviation and the history of the amount of deviation are calculated by the deviation rate calculation unit 31 of the course correction means 30.
This is what you input.
このような実施例によれば、次のようにして常
時最短航路を採るよう船舶を自動航行させること
ができる。 According to such an embodiment, the ship can be automatically navigated so as to always take the shortest route in the following manner.
まづ、最短航路設定手段21の航海条件入力部
6において出発地、目的地および航法を入力す
る。このとき、必要に応じて最終目的地までの幾
通りかの航法が入力されるのみならず、場合によ
つては、中間目的地や各中間目的地までの航法な
ども入力される。一方、航海諸条件の例えば他の
1つである予め記憶されている海図記憶部8から
の中間目的地または最終目的地までの海図などの
情報が、最短航路計算部26に入力される。そし
て、目視画面上で幾通りかの航路が計画され、こ
の計画航路の中から決定された1つの航路が危険
区域回避航路計画手段22に出力され、後述する
ような手順にしたがつて計画された危険区域回避
航路が初期航路として当面航路決定手段23に入
力され、そこで記憶される。そして、そのまゝ目
標針路決定手段24に入力され、その初期航路に
基づいてその目的地までの針路が計算されて、い
かなる針路を採ればよいかが目標針路決定手段2
4で決定される。この目標針路が操船手段3のオ
ートパイロツト10に入力され、オートパイロツ
ト10はその針路に基づいて舵11に舵角を指令
する。その結果、船舶12はその針路を採るよう
に航行する。なお、船首の方向が常にコンパス1
3により検出されているので、船首が異なつた針
路に方位しているとコンパス13からの信号に基
づいてオートパイロツト10が、修正された舵角
指令を舵11に出力する。 First, the departure point, destination, and navigation are input in the navigation condition input section 6 of the shortest route setting means 21. At this time, not only several navigation directions to the final destination are input as necessary, but also navigation directions to an intermediate destination or each intermediate destination, etc., as the case may be. On the other hand, information such as a nautical chart from the pre-stored nautical chart storage unit 8 to the intermediate destination or the final destination, which is another one of the voyage conditions, is input to the shortest route calculation unit 26. Then, several routes are planned on the visual screen, and one route determined from among the planned routes is output to the dangerous area avoidance route planning means 22, and is planned according to the procedure described below. The dangerous area avoidance route is input as an initial route to the route determining means 23 for the time being and is stored there. Then, the information is directly input to the target course determining means 24, the course to the destination is calculated based on the initial route, and the target course determining means 24 determines what course to take.
4. This target course is input to the autopilot 10 of the ship maneuvering means 3, and the autopilot 10 instructs the rudder 11 to set a rudder angle based on the course. As a result, the ship 12 navigates along that course. In addition, the direction of the bow is always set to compass 1.
3, the autopilot 10 outputs a corrected rudder angle command to the rudder 11 based on the signal from the compass 13 if the bow is heading to a different course.
一方、船舶が、波浪、風、潮流などの各種外乱
により設定航路よりずれることがあるので、船位
決定手段4の船位検出部14においては、デツカ
などにより、そのときの船舶の位置が計測された
り、前記コンパス13に基づいてログによりその
位置が推測されたりする。このようにして求めら
れたいくつかの船舶の位置情報から、船位決定部
15においてそのときの位置が決定される。この
位置と前記当面航路決定手段23に記憶されてい
る初期航路またはその後に置き換えられた当面航
路である所定航路が、ずれ量比較手段5のずれ量
計算部16に入力されて突き合わされ、所定航路
からのずれ量が計算される。このずれ量がずれ量
制限設定部18に予め設定されたずれ量制限値を
越えるかが比較部17において比較され、越えれ
ば最短航路計画手段21の最短航路計算部26に
計算指令が発せられる。この最短航路計算部26
は前記航海条件入力部6と海図記憶部8とからの
情報に基づいて、現在位置から最終目的地までの
新たな最短航路を計算する。この計算は初期航路
を計画したのとほゞ同様にして行なわれるが、初
期航路として採用された航海条件のみに基づいた
計算でも、また、一部変更した航海条件に基づく
計算でもよい。そして、最短航路が計算される
と、この最短航路が危険区域回避航路計画手段2
2に出力され、危険区域確認部28において危険
区域指定部27からの情報に基づいて危険区域を
通過しているか否かが判別される。危険区域を通
過していなければ、危険区域回避航路計算部29
を素通りしてその最短航路が当面航路決定手段2
3に入力され、従前の所定航路と置き換えられて
記憶され、かつ、それが目標針路決定手段24に
出力される。その後の制御は上述と同様である。
この様子は第4図に示すようになり、初期航路A
から必要に応じて順次当面航路B,C,Dと所定
航路が変遷し、船舶は破線で示すように航行す
る。 On the other hand, since the ship may deviate from the set route due to various disturbances such as waves, wind, and currents, the ship position detecting section 14 of the ship position determining means 4 measures the ship's position at that time using a deck or the like. , the location can be estimated from a log based on the compass 13. Based on the position information of several ships obtained in this way, the ship position determining section 15 determines the current position. This position and the initial route stored in the current route determining means 23 or the predetermined route which is the current route replaced thereafter are inputted to the shift amount calculation section 16 of the shift amount comparing means 5 and compared, and the predetermined route is determined. The amount of deviation from is calculated. A comparator 17 compares whether this amount of deviation exceeds a deviation amount limit value preset in the deviation amount limit setting section 18, and if it exceeds it, a calculation command is issued to the shortest route calculation section 26 of the shortest route planning means 21. This shortest route calculation section 26
calculates a new shortest route from the current position to the final destination based on information from the navigation condition input section 6 and the nautical chart storage section 8. This calculation is performed in almost the same way as when planning the initial route, but it may be based only on the navigation conditions adopted as the initial route, or it may be based on partially modified navigation conditions. Then, when the shortest route is calculated, this shortest route is determined by the dangerous area avoidance route planning means 2.
2, and the dangerous area confirmation unit 28 determines whether or not the vehicle is passing through a dangerous area based on the information from the dangerous area designation unit 27. If the danger area has not been passed, the danger area avoidance route calculation unit 29
For the time being, the shortest route passing through is route determination means 2.
3, is stored replacing the previous predetermined route, and is output to the target course determining means 24. The subsequent control is the same as described above.
This situation is shown in Figure 4, and the initial route A
From there, the predetermined route changes sequentially to the current route B, C, and D as necessary, and the ship navigates as shown by the broken line.
なお、前記の最短航路が危険区域を通過してい
れば、危険区域回避航路計算部29において第5
図に示すような要領により危険区域を回避した最
短航路が計算されて、それが当面航路決定手段2
3に入力される。すなわち、最短航路Bが海図上
に円または楕円で囲まれた危険区域を通過してい
ると、その円または楕円に接する暫定的な2つの
最短航路a,bを計算する。そして、この内短い
方の航路、図示では最短航路bが危険区域を回避
した最短航路として採択される。このような計算
はいまの船位から最終目的地までの残余の全ての
航路について行なうこともできるし、また、中間
目的地を対象に行なうこともできることはいうま
でもない。 In addition, if the shortest route mentioned above passes through the danger area, the danger area avoidance route calculation section 29 calculates the fifth route.
The shortest route that avoids the dangerous area is calculated according to the procedure shown in the figure, and it is used as the route determining means 2 for the time being.
3 is input. That is, if the shortest route B passes through a dangerous area surrounded by a circle or an ellipse on the nautical chart, two provisional shortest routes a and b that touch the circle or ellipse are calculated. Then, the shorter of these routes, the shortest route b in the illustration, is selected as the shortest route that avoids the dangerous area. It goes without saying that such calculations can be performed for all remaining routes from the current ship position to the final destination, or can also be performed for intermediate destinations.
ところで、前記ずれ量比較手段5においては船
位決定手段4からの情報に基づいて、そのときの
所定航路に対するずれ量が計算されて上述のよう
に第2、第3の当面航路を計算することができる
が、依然として船舶がその当面航路よりずれて第
4、第5の当面航路を航行しなければならなくな
ることも考えられるので、前記針路補正手段30
によつて次のような針路補正が行なわれる。すな
わち、船舶がずれ量制限値を越えてずれるまでに
は気象や潮流などの影響があるが、それらは一定
時間同一状態が続くと考えられるので、ずれ量計
算部16により前回のずれ量確認位置から今回の
ずれ量確認位置までのずれ量を逐一検出してずれ
率計算部31に入力する。ずれ率計算部31は比
較部17からずれ率を計算する旨の信号が発せら
れると、前記ずれ量をもとに第6図に示す要領で
ずれ率Kを計算する。このずれ率Kは前回の確認
位置において計算された当面航路Bから今回の確
認された位置がいかほどずれているかという航路
ずれ量nを、今回の確認位置から前回の当面航路
Bへの垂線を下した位置と前回の確認位置までの
距離mとの比で計算する。したがつて、ずれ率K
=n/mで与えられる。このずれ率Kを細分して
説明すると、第7図に示すようにずれ量計算部1
6からの情報に基づいてずれ量に変化の生じる時
間ごとにずれ率を計算する。いま、図示するよう
に前回確認位置における時刻Taから次の時刻Tb
までのずれ率がKb、時刻Tbから次の時刻Tcま
でのずれ率がKc、同様にKd,Keが計算され、
合計のずれ率KがKb+Kc+Kd+Keとなる。海
図上に特殊な状況すなわち潮流の激しい個所など
を入れておくと、その影響が顕著に現れそれが例
えば図示のKdとして現れる。そこで、今回の確
認位置で計算された当面航路Cに対して、針路補
正量計算部32において次のような針路補正係数
を計算した上針路の補正量を計算する。この補正
係数αを、
α=[{λb・Kb/(Tb−Ta)}+{λc・Kc/(Tc−Tb
)}
+{λd・Kd/(Td−Tc)}+{λe・Ke/(Te−Td)
}]/β
と表わし、これを目標針路決定手段24において
当面航路決定手段23で決定された当面航路Cの
針路に乗じて、第6図の目標針路を矢符33方向
に補正する。なお、λb,λc,λd,λeは、重み係
数で、その都度その大小が決定される。また、β
は予め設定された2や3などの数値中から選択さ
れる係数である。この場合、今回の確認位置に近
い方で一定の時間一定の顕著なずれ率が存在すれ
ば、これを重視した方が針路補正としてより良く
次の当面航路Cの針路に反映させることができる
ので、前記補正係数α中のその項の重み係数λを
他のそれより異ならせる。例えば、当面航路Cに
激しい潮流がないことが予め判つていれば、前記
補正係数αの中の潮流の項の重み係数λcを他の
それに比べて小さくし、逆に、同様の激しい潮流
のあることが判つていれば、それを大きくして、
その結果得られる補正係数αを採用する。また、
第7図中の各時間ごとのずれ率に顕著な変化がな
ければ、補正係数αとして、
α=(Kb+Kc+Kd+Ke)
/(Te−Ta)
を採用すれば十分である。このようにして、当面
航路Cの針路は前回の当面航路Bを航行していた
ときに影響を受けた要素が反映されるので、針路
が矢符33方向でありながら船舶は当面航路Cま
たはそれに近似した航路を辿ることができ、その
後の新たな当面航路の決定を頻繁に行なうといつ
たことが回避される。この針路の補正はたびたび
行なうのではなく、上述したように航路ずれ量が
ずれ量制限値を越える時に始めて行ない、また、
次の当面航路に基づく目標針路に対する補正も、
大きな転舵とならないよう補正量に制限を加えて
おく。このように目標針路補正を行なうことによ
り所定航路が初期計画航路より長くなつたり、座
礁回避航路計算をたびたび行なう必要がなくな
り、総じて最終目的地まで最短航路を辿ることが
できる。なお、航路のずれ量制限値の決め方は、
それを小さくするとしばしば航路計算のやり直し
や目標針路の補正を行なうことになつて転舵の回
数が増大し、推進エネルギーの損失が生じるが、
損失が生じないよう、また、大き過ぎて座礁の危
険を起さないように決められる。 By the way, the deviation comparing means 5 calculates the deviation from the predetermined route at that time based on the information from the ship position determining means 4, and calculates the second and third immediate routes as described above. However, it is conceivable that the ship may still have to deviate from the current course and navigate on the fourth or fifth current course, so the course correction means 30
The course correction is performed as follows. In other words, there are influences such as weather and tidal currents before the ship deviates beyond the deviation amount limit value, but since these conditions are considered to remain the same for a certain period of time, the deviation amount calculation unit 16 calculates the previous deviation confirmed position. The amount of deviation from to the current deviation amount confirmation position is detected one by one and input to the deviation rate calculation unit 31. When the deviation rate calculation unit 31 receives a signal to calculate the deviation rate from the comparison unit 17, it calculates the deviation rate K based on the deviation amount in the manner shown in FIG. This deviation rate K is the route deviation amount n, which is how much the currently confirmed position deviates from the current route B calculated at the previous confirmed position, from the perpendicular line from the current confirmed position to the previous current route B. It is calculated using the ratio of the distance m to the previously confirmed position. Therefore, the deviation rate K
= given by n/m. To subdivide and explain this deviation rate K, as shown in FIG.
Based on the information from 6, the deviation rate is calculated for each time when the deviation amount changes. Now, as shown in the figure, from the time Ta at the previously confirmed position to the next time Tb
The deviation rate from time Tb to the next time Tc is Kc, Kd and Ke are calculated in the same way,
The total deviation rate K is Kb+Kc+Kd+Ke. If you include a special situation on a nautical chart, such as a place with strong currents, the effect will be noticeable and will appear, for example, as Kd shown in the diagram. Therefore, for the current route C calculated at the current confirmed position, the course correction amount calculation unit 32 calculates the correction amount for the upper course by calculating the following course correction coefficient. This correction coefficient α is calculated as α=[{λb・Kb/(Tb−Ta)}+{λc・Kc/(Tc−Tb
)} +{λd・Kd/(Td−Tc)}+{λe・Ke/(Te−Td)
}]/β, which is multiplied by the course of the current route C determined by the current route determining means 23 in the target course determining means 24 to correct the target course in FIG. 6 in the direction of arrow 33. Note that λb, λc, λd, and λe are weighting coefficients, and their magnitudes are determined each time. Also, β
is a coefficient selected from preset numerical values such as 2 and 3. In this case, if there is a noticeable deviation rate that is constant for a certain period of time near the current confirmed position, it is better to focus on this as it can be better reflected in the course of the next route C for the time being as a course correction. , the weighting coefficient λ of that term in the correction coefficient α is made different from that of the other terms. For example, if it is known in advance that there will be no strong tidal currents on route C for the time being, the weighting coefficient λc of the tidal current term in the correction coefficient If you know something, make it bigger,
The correction coefficient α obtained as a result is adopted. Also,
If there is no significant change in the deviation rate for each time shown in FIG. 7, it is sufficient to use α=(Kb+Kc+Kd+Ke)/(Te−Ta) as the correction coefficient α. In this way, the course of the current route C reflects the factors that were influenced when the ship was previously navigating the current route B, so even if the course is in the direction of arrow 33, the ship will be guided to the current route C or to the current route C. It is possible to follow an approximate route, and it is possible to avoid the problem of having to frequently determine a new route for the time being. This course correction is not performed frequently, but is performed only when the course deviation exceeds the deviation limit value, as described above.
Corrections to the target course based on the next immediate route are also possible.
Limits are placed on the amount of correction to prevent large steering changes. By correcting the target course in this way, the predetermined route becomes longer than the initially planned route, and the need to frequently calculate the stranding avoidance route is eliminated, and the shortest route can be followed overall to the final destination. The method of determining the limit value for the amount of deviation of the route is as follows:
If it is made smaller, it will often be necessary to recalculate the route or correct the target course, increasing the number of steering turns and causing a loss of propulsion energy.
The design is made to ensure that no losses occur and that the vessel is not too large to pose a risk of running aground.
以上の説明では大圏航法を行なう船舶に関して
述べたが、本考案は大圏航法を基準とした他の航
法、例えば、漸長緯度航法などによる航程線航法
または集成大圏航法により航海する船舶にも適用
できることはいうまでもない。また、海図を用い
ずレーダー画像を利用する場合も適用できる。 Although the above description has been made regarding ships that perform great-circle navigation, the present invention is applicable to ships that navigate using other navigation methods based on great-circle navigation, such as range-line navigation based on gradual latitude navigation, or integrated great-circle navigation. Needless to say, it can also be applied. It can also be applied to cases where radar images are used without using nautical charts.
(ヘ) 考案の効果
本考案は以上詳細に説明したように、最短航路
計画手段と危険区域回避航路計画手段と当面航路
決定手段と針路補正手段と目標針路決定手段とを
有する船舶の自動航行装置としたので、船舶は外
乱によつて航路ずれが生じても目的地までの最短
航路を航海でき、しかも、座礁の危険を回避でき
安全な航海が自動的に行ないえる。したがつて、
最短航路を無駄な転舵をせずに航海でき、従来の
この種の操船に比較してより省エネルギーを達成
することができる。また、記憶された海図などの
情報に基づいて航路の変更や安全確認が自動的に
行なわれ、操船に関する省力化をより一層向上さ
せることができる効果がある。(f) Effects of the invention As explained in detail above, the invention provides an automatic navigation system for ships, which has a shortest route planning means, a dangerous area avoidance route planning means, a temporary route determining means, a course correction means, and a target course determining means. Therefore, even if a ship deviates from its course due to a disturbance, it can navigate the shortest route to its destination, and moreover, it can automatically navigate safely by avoiding the risk of running aground. Therefore,
It is possible to navigate the shortest route without unnecessary steering, and it is possible to achieve greater energy savings compared to conventional ship maneuvering of this type. In addition, route changes and safety checks are automatically performed based on stored information such as nautical charts, which has the effect of further improving labor savings in vessel operation.
第1図は従来の船舶の自動航行装置の全体系統
図、第2図は設定航路に対する従来の実際の航程
を示す航路図、第3図は本考案の船舶の自動航行
装置の全体系統図、第4図は初期航路に対する当
面航路と船舶の航程を示す航路図、第5図は危険
区域回避航路の計算における航路図、第6図はず
れ率ならびに針路補正を示す航路図、第7図は履
歴を考慮したずれ率の計算要領を説明するずれ率
と時間の関係を示すグラフである。
6……航海条件入力部、8……海図記憶部、1
0……オートパイロツト、11……舵、12……
船舶、21……最短航路計画手段、22……危険
区域回避航路計画手段、23……当面航路決定手
段、24……目標針路決定手段、26……最短航
路計算部、27……危険区域指定部、28……危
険区域確認部、29……危険区域回避航路計算
部、30……針路補正手段、31……ずれ率計算
部、32……針路補正量計算部。
Fig. 1 is an overall system diagram of a conventional automatic navigation system for a ship, Fig. 2 is a route chart showing the conventional actual route for a set route, and Fig. 3 is an overall system diagram of an automatic navigation system for a ship according to the present invention. Figure 4 is a route chart showing the current route and the ship's route relative to the initial route, Figure 5 is a route chart for calculating routes to avoid dangerous areas, Figure 6 is a route chart showing deviation rates and course corrections, and Figure 7 is a history history. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the deviation rate and time and explaining the procedure for calculating the deviation rate in consideration of the deviation rate. FIG. 6... Navigation condition input section, 8... Nautical chart storage section, 1
0... Autopilot, 11... Rudder, 12...
Vessel, 21... Shortest route planning means, 22... Dangerous area avoidance route planning means, 23... Temporary route determining means, 24... Target course determining means, 26... Shortest route calculation unit, 27... Dangerous area designation Section, 28... Dangerous area confirmation section, 29... Dangerous area avoidance route calculation section, 30... Course correction means, 31... Deviation rate calculation section, 32... Course correction amount calculation section.
Claims (1)
舵角を調整する船舶の自動航行装置において、 船舶の位置が所定航路より予め設定されたずれ
量制限値を越えると、その位置より目的地までの
新たな最短航路を計画するため、航海条件入力部
と海図記憶部と最短航路計算部とで構成される最
短航路計画手段と、 その計画された最短航路が危険区域を通過して
いれば、危険区域を回避するように最短航路の計
画を修正するため、危険区域指定部と危険区域確
認部と危険区域回避航路計算部とで構成される危
険区域回避航路計画手段と、 その危険区域回避航路を当面航路として前記所
定航路と置き換える当面航路決定手段と、 船舶の位置が所定航路より予め設定されたずれ
量制限値を越えていると、そのずれ率の履歴から
針路補正量を決定し、前記所定航路の目標針路を
補正するため、ずれ率計算部と針路補正量計算部
とで構成される針路補正手段と、 上記当面航路と上記針路補正量により目標針路
を決定する目標針路決定手段と、 を有することを特徴とする船舶の自動航行装置。[Scope of Claim for Utility Model Registration] In an automatic navigation system for a ship that adjusts the rudder angle via an autopilot so that the ship follows a target course, if the position of the ship exceeds a preset deviation limit value from a predetermined course, In order to plan a new shortest route from a position to a destination, a shortest route planning means is provided that includes a navigation condition input section, a nautical chart storage section, and a shortest route calculation section, and the planned shortest route passes through a dangerous area. If so, in order to modify the plan of the shortest route to avoid the danger area, a danger area avoidance route planning means comprising a danger area designation part, a danger area confirmation part, and a danger area avoidance route calculation part; Temporary route determination means that replaces the dangerous area avoidance route with the predetermined route as the current route, and when the position of the vessel exceeds a preset deviation amount limit value from the predetermined route, a course correction amount is determined based on the history of the deviation rate. and a course correction means comprising a deviation rate calculation section and a course correction amount calculation section in order to correct the target course of the predetermined route; An automatic navigation device for a ship, comprising: a course determining means;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5513883U JPS59161015U (en) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | Automatic navigation system for ships |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5513883U JPS59161015U (en) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | Automatic navigation system for ships |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59161015U JPS59161015U (en) | 1984-10-29 |
| JPH0120643Y2 true JPH0120643Y2 (en) | 1989-06-21 |
Family
ID=30185462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5513883U Granted JPS59161015U (en) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | Automatic navigation system for ships |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59161015U (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007245935A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology | Navigation planning support device |
| JP7799564B2 (en) * | 2022-06-09 | 2026-01-15 | ヤンマーホールディングス株式会社 | Work methods, work systems, and work programs |
-
1983
- 1983-04-12 JP JP5513883U patent/JPS59161015U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59161015U (en) | 1984-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8265812B2 (en) | System and method for a marine vessel autopilot | |
| KR101937439B1 (en) | Alternative route generation and rudder angle control support system for collision avoidance of autonomous ship and the other ships | |
| KR20230011310A (en) | Ship's automatic guidance method, ship's automatic guidance program, ship's automatic guidance system and ship | |
| EP3566942B1 (en) | Automatic steering device, automatic steering method and automatic steering program | |
| JP2021076537A (en) | Pier docking support program for vessel, pier docking support system for vessel, and vessel equipped with pier docking support system for vessel | |
| US20240116619A1 (en) | Steering system having steering angle correction function for single-propeller twin-rudder ship | |
| JP2018103949A (en) | Automatic maneuvering system of vessel, vessel and automatic maneuvering method of vessel | |
| JP7141777B1 (en) | Single-shaft, two-rudder vessel with automatic berthing function | |
| WO2018123948A1 (en) | Autopilot system for vessel, vessel, and autopilot method for vessel | |
| JP4804032B2 (en) | Automatic navigation assistance system for ships | |
| JPH0120643Y2 (en) | ||
| RU2501708C1 (en) | Automatic piloting | |
| JPH07304495A (en) | Evacuation assistance device | |
| US12597355B2 (en) | Navigation control system and marine vessel | |
| US12602046B2 (en) | Automatic watercraft piloting system and automatic watercraft piloting assist method | |
| JPS6318411A (en) | Optimum sea route determining method | |
| JPS6234000B2 (en) | ||
| JPH0578476B2 (en) | ||
| RU2848867C1 (en) | Method for coordinated collision prevention and safe passage of maritime and inland waterway vessels | |
| US20250319956A1 (en) | Autopilot control of a marine vessel | |
| JPS6173015A (en) | automatic navigation system | |
| JPH0438635B2 (en) | ||
| JPS5926518B2 (en) | Marine automatic steering system | |
| JPH04133897A (en) | Ship maneuvering assisting device | |
| JPS63100389A (en) | Collision preventing device |