JPH0363523A - 自律型航行誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、航海の針路変更支援装置に適用される自律型
航行誘導装置ｌこ関する。

〔従来の技術〕

従来は、船長や航海士の経験や勘に基づいて、変針実行
時期が決定されているだけであり、例えば、船の運動特
性や制御装置の特性を考慮した最適な針路変更を支援す
る装置は知られていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、従来、操船者の経険と勘に基づいて行
なわれていた針路変更の開始時機を、船舶の操縦運動特
性データや、自動操舵装置の制御パラメータ、および変
針量等の運航データに基づいて決定し、オーバーシュー
トのない滑らかな変針を可能とした自律型航行誘導装置
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による自律型航行誘導装置は、針路変更動作を開
始するタイミングを計算するデータ処理装置と、前記タ
イミングおよび新針路を操作者１ζ伝達する操作指示装
置と、航路データを入力するデータ入力装置と、現船位
を認識する測位装置と、針路を検出するジャイロコンパ
スと、船速を検出するログと、操舵制御を実行する自動
操舵装置とを具備してなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、船の操縦性能データ、自動操舵装置の
制御パラメータ、および運航データ（船速および変針り
に基づいて、新針路距離を計算し、変針点の手前の地点
で変針開始の警報を発するようにして、オーバーシュー
トを伴なわない針路変更を可能とし、また、衛星航法装
置または電波航法装置等の測位装置を結合して支援装置
による船位の認識を可能とし、さらに、自動操舵装置と
結合することにより、操船者の確認指令波変針動作が自
動的に実行される。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、Ｉはデータ処理装置、２は操作指示装置、３はデ
ータ入力装置、４は測位装置、５はジャイロコンパス、
６はログ、７は自動操舵装置を示す。

Ｍ１図において、データ処理装置Ｉには、データ入力装
置３から航路データが経緯度による変針点のら列として
入力され、一方、衛星航法装置または電波航法装置等の
測位装置４から船位データが時々刻々入力される。これ
らのデータに基づいて次の変針点までの距離ｄが計算さ
れる。他方、ジャイロコンパス５およびログ６からそれ
ぞれ針路データと船速データが入力され、また、自動操
舵装置７から制御パラメータが入力され、これらのデー
タに基づいて、新針路距離りが計算される。

これらの距離ｄとＤの大小関係が連続的に監視され、 ｄ≦Ｄ となった時点で、操作指示装置２に変針開始警報と新針
路が出力される。更に、操作指示装置２上には、確認用
スイッチがあり、操船者による変針開始確認信号を受け
た後、新針路が自動操舵装置７に送られ、変針が実行さ
れる。

次に第２図に基づいて、本発明の一実施例における新針
路距離りの計算方法について詳述する。

変針前の船の進向方向をＸ軸の正の方向にとり、変針開
始地点（原点）ＩＯで変針を開始したと仮定する。慣性
の為に船の航跡１１は弧を描き、最終的に新針路方向に
直進する。この新針路方向の（漸近線ｚ２とＸ軸との交
点）１３と原点ＩＯとの距離が新針路距離りでその計算
も以上の処理過程を経て実行される。

船の操縦運動における船主揺Δψおよび横流れ角βは各
々以下の敏分方程式の解として求まる。

ＴＩＴ、Δψ＋（Ｔ、＋Ｔｔ）Δψ＋Δψ＝Ｋ（δ＋Ｔ
、のまた、船速をＵ、新針路と原針路の針路差、即ち変
針量をΔψＳとし、自動操舵装置の制御則をＦＤ制御 δ＝−Ｋｐ（Δψ−Δψ、）−ＫＩＳ で与えると、点１３のＸ座標即ち新針路距離りは次式で
表わされる。

ここに、 以上の作用により、船が変針点に距離りまで接近すると
変針開始警報が発せられ、操船者の確認操作を得て、針
路変更が実行される。これを各変針点に対して繰返し実
行することにより航路に沿った船舶の自己誘導が行なわ
れる。

なお、上記式中の各変数の説明は以下の通りである。

Ｔ、　、　Ｔ、　：船の船首揺および横流れ運動の時定
数Ｋ　　＝船の船首揺運動における舵効きの強さを示す
ゲイン ：舵角 ：舵の移動速度が船首揺運動に効く強さを表わすパラメ
ータ（舵角の効き方と の比） ：船の横流れ運動における舵効きの強さを示すゲイン Ｔ、β　：舵の移動速度が横流れ運動に効く強さを表わ
すパラメータ（舵角の効き方と の比） ：自動操舵装置の比例ゲイン ：自動操舵装置の微分ゲイン δ Ｔ。

Ｋβ ａ／　　　ａ以上のパラメータから計算される中間パラ
メータ ｂβ　　　：　　　　同　　上 第３図は本発明の一実施例におけるデータ処理装置の制
御内容を示すフローチャート図である・。

〔発明の効果〕

本発明によれば、航路を保持しながら航海する船舶１こ
おいて、変針点における航路のオーバーシェードを防止
することにより、航程の増大を防ぐことによる燃費向上
と、航路の忠実な保持による座礁等の危険防止を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は本発明の一実施例の作用を説明するための図、
第３図は本発明の一実施例の作用を示すフローチャート
図である。 ！・・・データ処理装置、２・・・操作指示装置、３・
・・データ入力装置、４・・・測位装置、５・・・ジャ
イロコンパス、６・・・ログ、７・・・自動操舵装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 針路変更動作を開始するタイミングを計算するデータ処
   理装置と、前記タイミングおよび新針路を操作者に伝達
   する操作指示装置と、航路データを入力するデータ入力
   装置と、現船位を認識する測位装置と、針路を検出する
   ジャイロコンパスと、船速を検出するログと、操舵制御
   を実行する自動操舵装置とを具備してなることを特徴と
   する自律型航行誘導装置。