JPH0417838B2 - - Google Patents
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- JPH0417838B2 JPH0417838B2 JP60074143A JP7414385A JPH0417838B2 JP H0417838 B2 JPH0417838 B2 JP H0417838B2 JP 60074143 A JP60074143 A JP 60074143A JP 7414385 A JP7414385 A JP 7414385A JP H0417838 B2 JPH0417838 B2 JP H0417838B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- course
- line
- ship
- point
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、海図上に設定した予定航路に従つて
自動航行させる自動操船装置に関し、特に設定航
路を線制御と点制御の組合わせによつて保持する
ようにした自動操船装置に関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an automatic ship maneuvering device that automatically navigates a ship according to a planned route set on a nautical chart, and in particular, the set route is controlled by a combination of line control and point control. The present invention relates to an automatic ship maneuvering device that is held in place.
(従来技術)
従来、大多数の船舶はオートパイロツトとして
知られた自動操船装置によつて航行している。即
ち、海図上の予定航路に基づいて自船のに針路
(方位)をオートパイロツトに設定してやると、
この設定針路を常に保ように自動操船が行なわれ
る。(Prior Art) Conventionally, the majority of ships are navigated by an automatic navigation system known as an autopilot. In other words, if you set the course (direction) of your ship on the autopilot based on the planned route on the nautical chart,
Automatic ship maneuvering is performed to maintain this set course at all times.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、従来のオートパイロツトにあつ
ては、針路を保持する機能はあるものの、予定航
路に沿つて船位を保持する機能はなく、乗員が海
図上で予定航路からのズレを求め、予定航路に戻
るようにオートパイロツトの設定針路を決めるよ
うにしている。(Problems to be Solved by the Invention) However, although conventional autopilots have the function of maintaining the course, they do not have the function of maintaining the ship's position along the planned course, and the crew can easily track the planned course on the nautical chart. The autopilot determines the course to return to the planned route by determining the deviation from the original route.
このため、領海パトロール、海難事故の救助活
動、更には漁業水域での操業のように比較的複雑
で且つ緻密な航路設定を行なう場合、針路保持の
機能しかもたない従来のオートパイロツトを使用
することは困難であり、船位位置に基づいた乗員
の判断による操船に依存している。 For this reason, when setting a relatively complex and precise route, such as territorial sea patrols, rescue operations for marine accidents, or even operations in fishing waters, it is recommended to use a conventional autopilot, which only has the function of keeping the course. This is difficult and relies on the crew's judgment based on the ship's position.
(問題点を解決するための手段)
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、針路保持および船位保持の両方の
機能をもたせることにより予定航路に沿つて正確
に自動航行することののできる自動操船装置を提
供することを目的とし、特に予定航路に沿つた航
路保持を点制御と線制御の切換えにより行なつて
予定航路からのズレを最小限に押えるようにした
自動操船装置を提供することを目的とする。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of such conventional problems, and has the functions of maintaining both course and position of the ship, thereby automatically and accurately following the planned route. The purpose of this system is to provide an automatic ship maneuvering device that can navigate, and in particular maintains the course along the planned course by switching between point control and line control to minimize deviations from the planned course. The purpose is to provide automatic ship navigation equipment.
この目的を達成するため本発明にあつては、予
定航路の中の2つの変針点を結んだ直線及びその
延長線を制御線とし、この制御線と自船位置との
航路誤差に基づいて計算した予定航路へ向かう線
制御針路を保持する線制御手段と、次の変針点と
自船位置とを結んだ直線及びその延長線を制御線
とし、この制御線で与えられる点制御針路を保持
する点制御手段とを有し、点制御と線制御との切
換は、予定航路に対する点線制御針路及び点制御
針路との偏角の大小に基づいて行なう。 In order to achieve this purpose, in the present invention, a straight line connecting two waypoints in the planned route and its extension line are used as the control line, and calculations are made based on the route error between this control line and the ship's own position. A line control means that maintains a line control course heading toward the planned route, and a straight line connecting the next waypoint and own ship's position and its extension line as a control line, and maintains a point control course given by this control line. Switching between point control and line control is performed based on the magnitude of the deviation angle between the dotted line control course and the point control course with respect to the planned route.
即ち、点制御の偏角が線制御の偏角より大きい
時には点制御に切換え、逆に点制御の偏角が線制
御の偏角より小さい時には線制御に切換え、この
制御方式の切換により予定航路に対するズレを最
小限に保つようにしたものである。 In other words, when the yaw angle of point control is larger than the yaw angle of line control, it switches to point control, and conversely, when the yaw angle of point control is smaller than the yaw angle of line control, it switches to line control, and by switching the control method, the planned route is changed. This is to keep the deviation between the two to a minimum.
(実施例)
第1図は本発明の一実施例を示したブロツク図
である。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
まず構成を説明すると、1は線制御部であり、
予め設定された予定航路データから与えられる2
つの変針点を結んだ直線及びその延長線を航路保
持のための制御線とし、この制御線と自船位置と
の航路誤差に基づいて計算した予定航路へ向う線
制御針路θlを出力する。 First, to explain the configuration, 1 is a line control section,
2 given from preset scheduled route data
A straight line connecting the two waypoints and its extension are used as a control line for maintaining the course, and a line control course θl toward the planned course calculated based on the course error between this control line and the ship's own position is output.
2は点制御部であり、予定航路データとして与
えられる次の変針点と船位データによる自船位置
を結んだ直線及びその延長線を航路保持のための
制御線とし、この制御線で与えられる点制御針路
θpを出力する。 2 is a point control unit, which uses a straight line connecting the next waypoint given as planned route data and the ship's position according to ship position data, and its extension line as a control line for maintaining the course, and controls the points given by this control line. Outputs the control course θp.
3a,3bは線制御と点制御を切換えるための
切換スイツチであり、切換制御は偏角検出部4と
コンパレータ5によつて行なわれる。 3a and 3b are changeover switches for changing over between line control and point control, and the changeover control is carried out by the declination detecting section 4 and the comparator 5.
偏角検出部4には、線制御部1の出力、即ち線
制御針路θlと点制御部2の出力、即ち点制御針路
θp、更に予め設定した予定航路に基づく予定針
路θoが与えられており。予定針路θoに対する線
制御針路θl及び点制御針路θpの偏角Δθ,Δθpを検
出して出力する。 The declination detection unit 4 is provided with the output of the line control unit 1, that is, the line control course θl, the output of the point control unit 2, that is, the point control course θp, and the planned course θo based on a preset planned route. . The deviation angles Δθ and Δθp of the line control course θl and the point control course θp with respect to the planned course θo are detected and output.
コンパレータ5は偏角検出部4で求められた偏
角ΔθとΔθpの大小を比較判別しており、
Δθl≧Δθp;Hレベル
Δθl<Δθp;Lレベル
となる出力を生ずる。コンパレータ5の出力は直
接切換スイツチ3aに与えられると共に、インバ
ータ6で反転されて切換スイツチ3bに与えられ
ており、比較器5のHレベル出力で切換スイツチ
3aがオンして線制御部1の出力する線制御針路
θlを後の説明で明らかにする自動操舵装置に指令
舵角として出力し、この時、切換スイツチ3bは
インバータ6のLレベル出力でオフとなつてい
る。逆にコンパレータ5がLレベル出力を生じた
時には切換スイツチ3bがオンとなつて点制御部
2より出力する点制御針路θpを指令舵角として
出力する。 The comparator 5 compares and determines the magnitude of the declination angle Δθ obtained by the declination detection unit 4 and Δθp, and generates an output such that Δθl≧Δθp; H level; Δθl<Δθp; L level. The output of the comparator 5 is directly applied to the changeover switch 3a, and is also inverted by an inverter 6 and applied to the changeover switch 3b. The line control course θl is output as a command steering angle to the automatic steering system, which will be explained later. At this time, the changeover switch 3b is turned off by the L level output of the inverter 6. Conversely, when the comparator 5 produces an L level output, the changeover switch 3b is turned on and the point control course θp output from the point control section 2 is output as the command steering angle.
要約すると、点制御の偏角Δθpが線制御の偏角
Δθlより大きい時には、点制御に切換えられ、逆
に点制御の偏角Δθpが線制御の偏角Δθlより小さ
い時には、線制御に切換えることになる。 In summary, when the argument angle Δθp of point control is larger than the argument angle Δθl of line control, the control is switched to point control, and conversely, when the argument angle Δθp of point control is smaller than the argument angle Δθl of line control, it is switched to line control. become.
次に第1図の実施例に於ける線制御部1及び点
制御部2に於ける各制御原理を説明する。 Next, each control principle in the line control section 1 and point control section 2 in the embodiment shown in FIG. 1 will be explained.
第2図は予定航路に対する線制御による航路保
持を示した説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing route maintenance by line control for a scheduled route.
今、仮に自船7が変針点AとBの間を航行した
場合を例にとると、まず予定航路8は2つの変針
点AとBを結んだ直線となる。線制御に於いて
は、この変針点AとBを結んだ予定航路8を制御
目標としての制御線と定義し、自船7の船位を予
定航路8で与えられる制御線に向わせる様に針路
を制御する。尚、線制御に於ける制御線は変針点
AとBを結んだ直線及びその延長線を含むもので
ある。 Now, for example, if the ship 7 sails between waypoints A and B, the planned route 8 will be a straight line connecting the two waypoints A and B. In line control, the planned course 8 connecting these waypoints A and B is defined as the control line as the control target, and the position of own ship 7 is directed to the control line given by the planned course 8. Control the course. Note that the control line in line control includes the straight line connecting the waypoints A and B and its extension.
従つて、線制御に於いては2つの変針点AとB
を結んだ直線及びその延長線で与えられる制御線
に対し、自船7を向わせる線制御針路θlを求める
こととなり、この線制御針路θlは自船7の制御線
に対する航路誤差Δl、潮流や風による外力F及
び速力の各要素を取入れた計算から求める。 Therefore, in line control, there are two waypoints A and B.
The line control course θl for which own ship 7 should be directed is determined for the control line given by the straight line connecting the It is obtained from calculations that incorporate each element of external force F due to wind and wind, and speed.
換言するならば、線制御による航路保持は航路
誤差Δlや外力Fがある時に、船首方位を予定航
路8の予定針路θlからずらして、制御線としての
予定航路8に戻る力を発生させることで行ない、
制御線としての予定航路8に対する線制御針路θl
の設定による方位のずれ量を修正針路角Δθlと定
義する。この修正針路角Δθlは予定針路θoに対す
る線制御針路θlの偏角を与える。 In other words, to maintain the course by line control, when there is a course error Δl or an external force F, the ship's heading is shifted from the planned course θl of the planned course 8, and a force is generated to return the ship to the planned course 8 as the control line. conduct,
Line control course θl for planned route 8 as a control line
The amount of azimuth deviation due to the setting is defined as the corrected course angle Δθl. This corrected course angle Δθl gives the deviation angle of the line control course θl with respect to the planned course θo.
この様な線制御に於ける修正針路角、即ち偏角
Δθlは外力Fに対して自船7が流されない様にす
るための成分Δθ1と、予定航路8から外れた時
に予定航路8に引き戻すための成分Δθ2とに分
けることができる。 The corrected course angle in such line control, that is, the yaw angle Δθl, consists of a component Δθ1 to prevent the own ship 7 from being swept away by the external force F, and a component Δθ1 to pull the own ship 7 back to the planned route 8 when it deviates from the planned route 8. can be divided into components Δθ2 and Δθ2.
ここで外力Fの大きさは航路誤差Δlの変化量
から推定することができる。即ち、航路誤差の変
化量が大きい時には外力Fも大きく、航路誤差の
変化量が少ない程、外力Fが小さい関係にある。
この関係から外力Fの大きさが推定されると、外
力に対して自船が流されない様にするための成分
Δθ1が求まる。 Here, the magnitude of the external force F can be estimated from the amount of change in the route error Δl. That is, when the amount of change in the route error is large, the external force F is also large, and the smaller the amount of change in the route error is, the smaller the external force F is.
When the magnitude of the external force F is estimated from this relationship, the component Δθ1 for preventing the ship from being swept away by the external force is determined.
一方、予定航路に引き戻す成分Δθ2は、航路
誤差Δlに比例する関係にあり、航路誤差θlから一
義的に定まる。 On the other hand, the component Δθ2 that returns the ship to the planned route is proportional to the route error Δl, and is uniquely determined from the route error θl.
更に速力が大きい時には僅かな修正針路角でも
大きな力を発生することができるので、いずれの
成分Δθ1,Δθ2についても速力に反比例する値
とする。 Furthermore, when the speed is high, a large force can be generated even with a small corrected course angle, so both components Δθ1 and Δθ2 are set to values inversely proportional to the speed.
第3図は本発明に於ける点制御による航路保持
も原理を示した説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of course maintenance by point control in the present invention.
即ち、点制御は自船7の現在位置と次の変針点
Bを結んだ直線及びその延長線を制御線とし、こ
の制御線で与えられる点制御針路θpとなる様に
航路保持を行なう。換言するならば、点制御は予
定航路8からずれた時に直接次の変針点Bに船首
方位を向ける航路保持制御となる。また、点制御
針路θpの予定針路θoに対する方位のズレが偏角
Δθpとなる。 That is, point control uses a straight line connecting the current position of own ship 7 and the next waypoint B and its extension line as a control line, and maintains the course so that the point control course θp given by this control line is achieved. In other words, the point control is a course maintenance control that directs the ship's heading directly to the next waypoint B when it deviates from the planned course 8. Further, the deviation of the direction of the point control course θp from the planned course θo becomes the deviation angle Δθp.
次に第4図のフローチヤートを参照して線制御
と点制御の切換えによる航路の保持制御を説明す
る。 Next, route maintenance control by switching between line control and point control will be explained with reference to the flowchart of FIG.
まずブロツク10に於いて、線制御による指令
針路θlと点制御による指令針路θpのそれぞれを計
算する。続いてブロツク11で予定航路との偏角
Δθl,Δθpを計算し、次の判別ブロツク12でそ
の偏角の大小判別を行なう。この偏角の比較判別
で点制御の偏角Δθpが大きければ、ブロツク13
に進み、点制御による航路保持、即ち次の変針点
へ直接向う点制御針路θpを指令舵角とした操船
制御を行う。一方、線制御の偏角Δθlが大きい時
には、ブロツク14に進んで線制御で航路保持を
行なう。即ち、予定航路8に対する自船7の航路
誤差Δlを検出し、航路誤差Δlの変化量から外力
Fを推定して修正針路角Δθlを与える成分Δθ1を
求め、また航路誤差Δlに比例した予定航路8に
自船7を引き戻す成分Δθ2を求め、更に速力に
よる補正計算を施して両成分Δθ1,Δθ2から修
正針路角Δθlを与える線制御針路θを発生し、こ
の線制御針路θlを取ることで予定航路8に戻る針
路保持を行なう。 First, in block 10, a commanded course θl by line control and a commanded course θp by point control are respectively calculated. Next, in block 11, the declination angles Δθl and Δθp with respect to the planned route are calculated, and in the next judgment block 12, the magnitude of the declination angles is determined. If the argument angle Δθp of point control is large in this comparison and judgment of the argument, block 13
Then, the ship maneuvers to maintain the course by point control, that is, to set the point control course θp directly to the next waypoint as the commanded rudder angle. On the other hand, when the deviation angle Δθl of line control is large, the process proceeds to block 14 and the course is maintained by line control. That is, the route error Δl of own ship 7 with respect to the planned route 8 is detected, the external force F is estimated from the amount of change in the route error Δl, the component Δθ1 that gives the corrected course angle Δθl is found, and the planned route is determined in proportion to the route error Δl. 8, find the component Δθ2 that pulls own ship 7 back, and then perform a correction calculation based on speed to generate a line control course θ that gives a corrected course angle Δθl from both components Δθ1 and Δθ2. By taking this line control course θl, the plan Maintain course returning to route 8.
第5図は第4図のフローチヤートに示した線制
御と点制御の切換方式を採用した時の航路保持の
説明図であり、この場合点制御針路θpの偏角θp
に対し、線制御針路θpの偏角Δθlが大きいことか
ら、線制御針路θpが指令針路として選択される。 FIG. 5 is an explanatory diagram of course keeping when the switching method between line control and point control shown in the flowchart of FIG.
On the other hand, since the deviation angle Δθl of the line control course θp is large, the line control course θp is selected as the command course.
一方、点制御の選択は、自船7が次の変針点B
により近付いた時に行なわれる様になる。即ち、
予定航路8に対する自船7の航路差が同じであつ
たとすると、次の変針点Bに近付いても線制御針
路θpは一定である。しかし、点制御針路θpの偏
角Δθpは変針点Bに近付く程増加し、ある位置に
於いて偏角Δθpが偏角Δθlより大きくなつて点制
御への切換えが行なわれる様になる。勿論、変針
点AとBの途中に於いても、両針路の偏角による
切換条件が成立すれば、線制御から点制御、また
は点制御から線制御への切換えが適宜に行われ
る。 On the other hand, when selecting point control, own ship 7 moves to the next waypoint B.
It will be done when you get closer. That is,
Assuming that the course difference of own ship 7 with respect to planned course 8 is the same, line control course θp remains constant even when approaching the next waypoint B. However, the deflection angle Δθp of the point control course θp increases as it approaches the waypoint B, and at a certain position, the deflection angle Δθp becomes larger than the deflection angle Δθl, and a switch to point control is performed. Of course, even in the middle of waypoints A and B, if the switching conditions based on the declination angles of both courses are satisfied, switching from line control to point control or from point control to line control is performed as appropriate.
第6図は第1図の実施例に示した線制御と点制
御の切換方式を持つ航路の保持制御手段を備えた
自動操船装置のシステム構成を示したブロツク図
である。 FIG. 6 is a block diagram showing the system configuration of an automatic ship maneuvering device equipped with a route maintenance control means having a switching method between line control and point control shown in the embodiment of FIG. 1.
まず構成を説明すると、15は船首方位を検出
するジヤイロコンパス、16は速力を検出する音
波ログ、17は船位を検出するロラン受信機、更
に18は同じく船位を検出する航行衛星受信装置
である。ジヤイロコンパス15、音波ログ16、
ロラン受信機、17及び航行衛星受信装置18の
検出データはコントロールユニツト20に与えら
れる。コントロールユニツト20には予定航路設
定部21、船位計算部22、及び第1図の機能を
備えた保持制御部23が設けられ、具体的にはマ
イクロコンピユータのプログラム制御により実現
される。コントロールユニツト22は外部装置と
してカラーグラフイツクデイスプレイ23、デー
タデイスプレイ24及び警報表示器25が接続し
ている。カラーグラフイツクデイスプレイ23
は、予定航路設定部21に設定した複数の変針点
を順次結んだ直線で与えられる予定航路を海岸線
や緯度経度を表した海図と共に表示する。また予
定航路に沿つた自船の航行軌跡も合せて表示す
る。更に海図に重ね合せてレーダ映像を表示して
も良い。データデイスプレイ24には、設定した
予定航路に於ける変針点を示す緯度経度の数値デ
ータが表示される。 First, to explain the configuration, 15 is a gyro compass that detects the ship's heading, 16 is a sonic log that detects speed, 17 is a Loran receiver that detects the ship's position, and 18 is a navigation satellite receiver that also detects the ship's position. . Gyroscope compass 15, sonic log 16,
Detection data from the Loran receiver 17 and the navigation satellite receiver 18 are provided to a control unit 20. The control unit 20 is provided with a planned route setting section 21, a ship position calculation section 22, and a holding control section 23 having the functions shown in FIG. 1, which are specifically realized by program control of a microcomputer. A color graphic display 23, a data display 24 and an alarm indicator 25 are connected to the control unit 22 as external devices. Color graphic display 23
displays a planned route given by a straight line sequentially connecting a plurality of waypoints set in the planned route setting section 21 together with a nautical chart showing coastlines and latitude and longitude. It also displays the own ship's navigation trajectory along the planned route. Furthermore, radar images may be displayed superimposed on the nautical chart. The data display 24 displays numerical data of latitudes and longitudes indicating turning points on the set scheduled route.
コントロールユニツト20の保持制御部23か
らは線制御による指令針路θl、または線制御によ
る指令針路θpが自動操舵装置26に出力される。
自動操舵装置地26は、公知の様にPID制御器2
6a、ラダーサーボ増幅器26b及びパワーユニ
ツト26cを備え、コントロールユニツト20か
らの指令針路、即ち指令舵角とジヤイロコンパス
15からの船首方位との偏差をPID制御器26a
に与え、またPID制御器26aからの命令舵角と
パワーユニツト26cからの実舵角との偏差をラ
ダーサーボ増幅器26bに与える様にしている。
自動操舵装置26の出力は舵取機27に与えられ
舵取機27の駆動による船体28の動きを作り出
す。 The holding control section 23 of the control unit 20 outputs a commanded course θl based on line control or a commanded course θp based on line control to the automatic steering system 26.
The automatic steering system 26 is equipped with a PID controller 2 as is well known.
6a, a rudder servo amplifier 26b and a power unit 26c, the PID controller 26a calculates the deviation between the commanded course from the control unit 20, that is, the commanded rudder angle, and the heading from the gyro compass 15.
Also, the deviation between the commanded steering angle from the PID controller 26a and the actual steering angle from the power unit 26c is given to the rudder servo amplifier 26b.
The output of the automatic steering system 26 is applied to a steering gear 27, and the steering gear 27 is driven to create movement of the hull 28.
第7図は第6図のシステム構成による自動航行
の制御処理を示したフローチヤートである。 FIG. 7 is a flowchart showing automatic navigation control processing using the system configuration of FIG. 6.
まずブロツク30で予定航路を設定する。この
予定航路の設定はカラーグラフイツクデイスプレ
イ23に対象となる海域の海図を表示し、画面を
見ながら予定航路の変針点のデータを入力するこ
とで設定することができる。 First, in block 30, a planned route is set. The planned route can be set by displaying a nautical chart of the target sea area on the color graphic display 23 and inputting data on waypoints of the planned route while looking at the screen.
予定航路の設定が終了すると、判別ブロツク3
1で自動航行開始の有無をチエツクしており、乗
員が自動航行への切換操作を行なうと、ブロツク
32以降の自動航行処理が開始される。 When the setting of the planned route is completed, judgment block 3
In block 1, whether or not automatic navigation is to be started is checked, and when the crew member performs a switching operation to automatic navigation, the automatic navigation processing from block 32 onwards is started.
この自動航行処理はブロツク32に於いて、ま
ず線制御による航路保持を一定のタイムサイク
ル、例えば4分毎に行なつて予定航路に向う線制
御針路θlを出力し、線制御の指令針路を出力する
毎に次の判別ブロツク33で次の変針点の接近ラ
イン通過をチエツクする。変針点接近ラインは、
次の変針点に到達する一定時間前の位置、例えば
3分前の位置であり、(速力×3分)で変針点接
近ラインが設定されており、この変針点接近ライ
ンへの到達の有無をチエツクする。 In block 32, this automatic navigation process first performs course maintenance by line control at a fixed time cycle, for example every 4 minutes, outputs a line control course θl heading toward the planned route, and then outputs a line control command course. Each time, the next judgment block 33 checks whether the next waypoint has passed the approach line. The way point approach line is
This is the position a certain amount of time before reaching the next waypoint, for example, 3 minutes before, and the waypoint approach line is set as (speed x 3 minutes), and whether or not the waypoint approach line is reached is determined. Check.
変針点接近ライン通過が判別されるとブロツク
34に進んで変針点接近警報を出力し、乗員に次
の変針点に近付いたことを知らせる。 When it is determined that the waypoint approach line has been passed, the process proceeds to block 34, where a waypoint approach warning is output to notify the occupants that they are approaching the next waypoint.
変針点接近警報の出力が行なわれると次のブロ
ツク35に進んで本発明による線制御と点制御の
切換えによる航路保持が開始される。このため、
変針点接近ラインを通過しても直ちにそれまでの
線制御から点制御に切換わつてしまうことがな
く、点制御による偏角Δθpが線制御による偏角
Δθより大きくなつた時に点制御に切換えて変針
点へ自船を直進させる針路を取る。 When the waypoint approach warning is output, the process proceeds to the next block 35, where course maintenance by switching between line control and point control according to the present invention is started. For this reason,
Even after passing the way point approach line, the line control does not immediately switch to point control, but when the yaw angle Δθp due to point control becomes larger than the yaw angle Δθ due to line control, it switches to point control. Take a course that will take your ship straight to the waypoint.
具体的に説明すると、もし変針点接近ラインの
通過を判別した時に、単純にそれまでの線制御か
ら点制御に切換えたとすると、点制御については
線制御の様に潮流や風による外力の影響が考慮さ
れていないため、予定航路から大きく外に膨らん
で変針点に向う様になり、変針点への到達に時間
遅れを生ずる。しかし本発明にあつては、偏角の
大小により線制御から点制御への切換えを行なつ
ているため、点制御に切換えても線制御より望ま
しい航路をとつて確実に変針点へ向うことが可能
となる。 To be more specific, if we simply switch from line control to point control when it is determined that the waypoint approach line has passed, point control will not be affected by external forces due to currents or winds like line control. Because this is not taken into account, the ship veers far from the planned course and heads toward the waypoint, resulting in a time delay in reaching the waypoint. However, in the present invention, since line control is switched to point control depending on the magnitude of the declination angle, even if the line control is switched to point control, it is not possible to take a more desirable course than line control and reliably head to the waypoint. It becomes possible.
変針点への到達は判別ブロツク36でチエツク
されており、変針点に到達すると次の判別ブロツ
ク37で変針点接近警報の確認が成されたか否か
をチエツクする。乗員による変針点接近警報の確
認が行なわれれば、次の判別ブロツク38で目的
地への到達か否かをチエツクし、目的地でなけれ
ばブロツク39に進んで変針点を過ぎた次の変針
点との間の直線で与えられる新たな予定航路へ向
つての自動変針制御を行ない、再びブロツク32
に戻つて線制御による航路保持を行なう。 Arrival at the way-way point is checked in a judgment block 36, and when the way-way point is reached, the next judgment block 37 checks whether the way-way point approach warning has been confirmed. If the way-point approach warning is confirmed by the crew, the next judgment block 38 checks whether the destination has been reached, and if it is not the destination, the process proceeds to block 39 and the next way-point that has passed the way-point is checked. Automatic course change control is performed toward the new planned route given by the straight line between
The ship returned to the station and maintained the course through line control.
一方、変針点接近警報の確認動作が行なわれな
かつたり、目的地に到達した場合には、ブロツク
40に進んで自動航行不能警報を出力し、ブロツ
ク41で自動航行を止めて直進状態に保ち、手動
操船可能状態とする。 On the other hand, if the waypoint approach warning is not confirmed or the destination has been reached, the process proceeds to block 40 where an automatic navigation failure warning is output, and in block 41 automatic navigation is stopped to keep the vessel going straight. Make manual maneuvering possible.
尚、第7図のフローチヤートでは変針点接近警
報が出された後に線制御と点制御の切換えを行な
つているが、変針点接近以前の状態で線制御と点
制御の切換えによる航路保持を行なつても良い。 In the flowchart in Figure 7, line control and point control are switched after the waypoint approach warning is issued, but it is also possible to maintain the course by switching between line control and point control before approaching the waypoint. You can do it.
(発明の効果)
以上説明してきた様に本発明によれば、線制御
と点制御による2つの航路保持の制御方式を持
ち、線制御により得られた指令針路の予定針路に
対する偏角が点制御による指令針路の偏角より大
きい時には線制御に切換えて予定航路に沿つた自
動航行のための操船制御を行ない、一方、変針点
接近等により点制御の偏角の方が大きくなつた時
には、点制御に切換えて直接変針点へ向う指令針
路を取る様にしたため、変針点に近付くまでは線
制御による外力の影響を考慮して予定航路を目標
位置とした位置制御により予定航路に沿つた航路
保持を行なうことができ、変針点に近付いた時の
点制御への切換えで変針点へ向う最短コースを取
ることができ、予め設定した予定航路に沿つた自
動航行につき航路誤差の少ない正確な航路保持を
行なうことができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, there are two control methods for maintaining the course using line control and point control, and the deviation angle of the commanded course obtained by line control with respect to the planned course is determined by point control. When the yaw angle is larger than the commanded course, the control switches to line control and maneuvers the ship for automatic navigation along the planned course.On the other hand, when the yaw angle for point control becomes larger due to approaching a waypoint, etc. Since the system switches to control and takes the commanded course directly toward the waypoint, the course is maintained along the planned course by position control with the planned course as the target position, taking into account the influence of external forces due to line control, until the course approaches the waypoint. By switching to point control when approaching the waypoint, you can take the shortest course towards the waypoint, and maintain accurate course with less error due to automatic navigation along the preset planned route. can be done.
第1図は本発明の一実施例を示したブロツク
図、第2図は線制御の原理説明図、第3図は点制
御の原理説明図、第4図は第1図の実施例の制御
処理を示したフローチヤート、第5図は線制御と
点制御の切換状態を示した説明図、第6図は本発
明の航路保持制御を備えた自動操船システムのブ
ロツク図、第7図は第6図のシステムによる制御
処理を示したフローチヤートである。
1……線制御部、2……点制御部、3a,3b
……切換スイツチ、4……偏角検出部、5……コ
ンパレータ、6……インバータ、7……自船、8
……予定航路、15……ジヤイロコンパス、16
……音波ログ、17……ロラン受信機、18……
航行衛星受信装置、20……コントロールユニツ
ト、21……予定航路設定部、22……船位計算
部、23……保持制御部、23……カラーグラフ
イツクデイスプレイ、24……データデイスプレ
イ、25……警報表示器、26……自動操舵装
置、26a……PID制御器、26b……ラダーサ
ーボ増幅器、26c……パワーユニツト、27…
…舵取機、28……船体。
Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram explaining the principle of line control, Fig. 3 is a diagram explaining the principle of point control, and Fig. 4 is a control diagram of the embodiment of Fig. 1. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the switching state between line control and point control, FIG. 6 is a block diagram of an automatic vessel maneuvering system equipped with course keeping control of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart showing the process. 7 is a flowchart showing control processing by the system in FIG. 6; 1... Line control section, 2... Point control section, 3a, 3b
...Selector switch, 4...Declination angle detection section, 5...Comparator, 6...Inverter, 7...Own ship, 8
...Scheduled route, 15...Gyroscope compass, 16
...Sonic wave log, 17...Loran receiver, 18...
Navigation satellite receiver, 20... Control unit, 21... Planned route setting unit, 22... Ship position calculation unit, 23... Holding control unit, 23... Color graphic display, 24... Data display, 25... Alarm indicator, 26...Automatic steering device, 26a...PID controller, 26b...Rudder servo amplifier, 26c...Power unit, 27...
...steering gear, 28...hull.
Claims (1)
ように操船制御する自動操船装置に於いて、 予定航路の中の2つの変針点を結んだ直線及び
その延長線を制御線とし、該制御線と自船位置と
の航路誤差に基づいて計算した予定航路へ向かう
線制御針路を保持する線制御手段と、 次の変針点と自船位置を結んだ直線及びその延
長線を制御線とし、該制御線で与えられる点制御
針路を保持する点制御手段と、 前記線制御針路および点制御針路のそれぞれと
予定航路との偏角を検出し、点制御の偏角が線制
御の偏角より大きい時には前記点制御に切換え、
点制御の偏角が線制御の偏角より小さい時には前
記線制御に切換える切換手段とを備えたことを特
徴とする自動操船装置。[Claims] 1. In an automatic ship maneuvering device that controls the ship to automatically navigate along a preset scheduled route, a straight line connecting two waypoints in the scheduled route and its extension line is defined as a control line. A line control means that maintains a line control course toward the planned route calculated based on the route error between the control line and own ship's position, and a straight line connecting the next waypoint and own ship's position and its extension line. a point control means for maintaining a point control course given by the control line as a control line; detecting the declination angle between each of the line control course and the point control course and the planned course; When the declination is larger than
1. An automatic ship maneuvering device comprising: switching means for switching to the line control when the yaw angle of the point control is smaller than the yaw angle of the line control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60074143A JPS61232994A (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Automatic navigating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60074143A JPS61232994A (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Automatic navigating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232994A JPS61232994A (en) | 1986-10-17 |
| JPH0417838B2 true JPH0417838B2 (en) | 1992-03-26 |
Family
ID=13538653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60074143A Granted JPS61232994A (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Automatic navigating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61232994A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59156896A (en) * | 1983-02-25 | 1984-09-06 | Kumamoto Joho Shiyori Center:Kk | Controller for automatic steering of ship |
-
1985
- 1985-04-08 JP JP60074143A patent/JPS61232994A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61232994A (en) | 1986-10-17 |
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