JPS6145981A - 船舶位置確認方法 - 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 この発明は、船舶の接岸、ｌ１ｉ１１片りなどにおける
位置を確認する方法に関する。

操船上、刻々と変化する船舶の位Ｆ、＋を、リアルタイ
ムに精度よく把握することは非常に重要である。

従来技術とその問題点 従来例１ 第８図を参照して第１の従来例について説明すると、こ
れは１例えば、特公昭５８−２３９０８号公報に開示さ
れているように、岸壁又は桟橋（１９）の水中に設置し
た超音波送受波器（２０）より接岸又は離１４″−中の
船舶（２１）に向（プ超音波パルスを発射し、発剣波の
帰来するまでの時間をｈ１測り−ることにより距離を求
め、こうして得られた距離を岸壁又は桟橋（１９）上に
設置した電光掲示板（２２）に表示し、これを船舶（２
１）がゎで読みとるようにしたものである。

これには、つぎのような問題点がある。第１に、船舶（
２１）が超音波送受波器（２ｏ）に正対する方向に入ら
なければ、計測することができない。

第２に、船舶（１）の向きが岸壁または桟１（１９）に
そう線とほぼ平行でなければ、反射波が超音波送受波器
（２０）に帰来しないから、計測することができない。

第３に、船舶（１）の前後方向の位置を把握することが
できない。第４に、船舶（１）が岸壁又は桟゛橋（１９
）より遠方にあるときは、電光掲示板（２２）を読みど
りにくい。

従来例２ 第９図を参照して第２の従来例について説明すると、こ
れは、例えば、特公昭５８−３０５２５号公報に開示さ
れているように、固定基準基盤（２３）に所定間隔をお
いて、それが規準を受ける自動追尾光波距離計（２４）
に対しての自動追尾用光源望遠鏡付設の反射鏡（２５）
を２点もしくは３点配置し、船台（２６）上には左右端
部の２点とこの２点線上間の１点に自動追尾光波距１１
ｉ１ｆ　１１（２４）を配置し、当該左方２つの自動追
尾光波距１ｌｌＩｔ訓（２４）は左方の反射鏡（２５）
１つもしくは２つを規準し、右方１つの自動追尾光波距
離：Ｉ−（２４）は右方の反射鏡（２５）を規準するも
のとし、この計測距離データを所定の別算式を記憶させ
た甜算ｍ　（２７）にインプットし、さらに、計画値と
の相対的位置を表示する表示部（２８）に表示し、これ
にもとづぎ船台（２６）を計画位置に操船づ−ることを
特徴とする船台の位置決め方法である。

この方法を船舶の接１４′、１１１岸時などにおける位
置をｖＩＩ認する方法に使用するには、つぎの問題点が
ある。第１に、反射鏡（２５）と光波距離計（２４）が
はは正対しなりれば、４測することができない。第２に
、すくなくとも２つの反射鏡（２５）と、３つの光波距
離１ｔ（２４）などの多数のは器を必要とする。第３に
、反射鏡（Ｚ５）と光波距離、；ｔ（２４）の設置され
る高さが異なると、両名が接止したときに、実測値と計
算上必要な水平距離との差によって位置確認の精度が悪
くなる。

この発明の目的は、上記問題点をすべて解消した船舶位
置確認方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段　　　゛ この発明による船舶位置確認方法は、船舶上に定点とこ
れを通る定直線を設定するとともに、地上側に水平面内
においＣ水平基準線に対して所定の角度をなす座標軸を
もつ座標と固定点を設定し、ついで定点から固定点まで
の距離と、定点と固定点を結ぶ直線が水平面となす俯仰
角と、同直線が定直線となす水平角とをそれぞれ測定す
るとともに、定直線が水平基準線となづ角度を測定し、
これらの角測定（ｆｌを所定の目算式に入力して座標上
に船舶の位置を算出することにより、船舶の位置を確認
するようにしたものである。

地上とは、地面・の上のみなら′？１″海面の上を含む
もので、広い意味での地球を示す。

実　　施　　例 船舶位置確認方法は、第１図に示づＪ：うに、船舶（１
）上に定点（Ａ）とこれを通る定直線（ｌ−）を設定す
るとともに、地上（２）側に水平面内において水平基準
線（Ｎ）に対して所定の角度（σ）をなす座標軸（Ｘ）
をもつ座標と固定点（Ｂ）を設定し、ついで定点（Ａ）
から固定点（Ｂ）までの距離（ｌ）と、定点（Ａ＞と固
定点（Ｂ）を結ぶ直線が水平面となす俯仰角（θ）と、
同直線が定直線（Ｌ）となす水平角（φ１　）とをそれ
ぞれ測定するとともに、定直線（ｌ−）が水平基準線（
Ｎ）となす角度（φ２）を測定し、これらの角測定値（
１）（θ）（φ１）（φ２）を所定の４算式に入力して
座標上に船舶（１）の位置を算出することにより、船舶
（１）の位置を確認するようにしたもの、である。

定点（Ａ＞は、船舶（１）の中心点（Ｐ）を通る長手方
向中心線上にその中心点（０）から所定距離（ａ＞を隔
てたところにある。定直線（Ｌ）は同中心線と一致づる
ようにどる。座標は、地上である岸壁（２）の船舶着岸
点（０）を原点とする空間座標であっ−Ｃ，岸壁（２）
にそう線をＸ軸とし、かつこれに直交するＹ軸が水平面
内にある。Ｘ軸が、水平基準線（Ｎ）である北の方位と
所定の角度（σ）をなしている。

固定点（Ｂ）はＹ軸上にあって、原点（０）より所定距
離（ｂ）を隔てている。第２図に示すように、上記角測
定値（１）（０）（φ１）（φ２）のうち、定点（△）
から固定点（Ｐ）までの距離（ｌと、定点（Ａ）と固定
点（Ｂ）を結ぶ直線が水平面となす俯仰角（○）と、同
直線が定着線（Ｌ）となす水平面（φ１　）とを測定す
るために、定点（Ａ＞には距離測定装置（３）が、固定
点（Ｂ）には距離測定用反射プリズム（４）および追尾
用反射プリズム（５）がそれぞれ配置されている。また
、定着線（シ）が水平基準線（Ｎ）となす角度（φ２）
の測定は、中心点（Ｐ）に配置されたジャイロ・コンパ
ス（６）によってなされる。このジャイロ・コンパス（
６）は、船舶（１）に常備されているものでよく、この
方法を実施するために追加装備する必要はない。さらに
船舶（１）には、後述する計算式を記憶さＵたコンピュ
ータ（７）と、ｉＩ算結果を表示するための表示装置（
８）とが装備されている。

距離測定装置（３）は、第３図および第４図に示すよう
に、船舶（１）に揺動自在に支持されかつ距離測定ｍ１
（９）および追尾機構（１０）を有する本体（１１）と
、本体（１１）の姿勢を制御する４ノ一ボ機構（１２）
と、本体（１１）の傾斜角度を検出する角度検出器（１
３）とからなる。距離測定装置（９）は、図示しない距
離測定用光線発生器を有し、光線発生器から距離測定用
プリズム（４）に向かって光線を発射し、同プリズム（
４）から発射した光線を受光して発射光と反射光の位相
差により距離を算出するようにしたものであり、これに
よって定点（△）から固定点（Ｂ）までの距離＜１）が
測定される。発射光および反射光の光軸は本体（１１）
の中心線（Ｍ）と一致させられている。追尾機構（１０
）は、第５図に詳しく示すように追尾用光線発生器（１
４）および受光器（１５）を備えている。光線発生器（
１４）は、本体（１１）の中心線ＣＭ）上に配置された
凸レンズ（１６）と、同中心線（Ｍ　）　ｌであって凸
レンズ（１６）の後方直近に配置された光源（１７）と
からなる。このように光源（１７）が凸レンズ（１６）
の焦点（Ｆ）でない位置に配置されているために、凸レ
ンズ（１６）を通過した光源は、本体（１１）の中心線
（Ｍ）と一致した中心軸をもつ分散光源どなる。その幅
を第４図に（α）で示す。受光器（１５）は第６図に示
すように４分割受光ダイオード（１８）からなるもので
、凸レンズ（１６）の焦点（Ｆ）のやや後方に配置され
ている。実線で示すように受光器（１５）の中心に反射
光線像が現われる場合は、各ダイオード（１８）の出力
が同一となり、鎖線で示すようにその中心からずれた位
置に反射光線像が現われる場合は、各ダイオード（１８
）の出力が不均一となる。前考の場合は本体（１１）の
中心線（Ｍ）すなわち発射光線の中心軸と反射光線軸と
にずれが無いときであり、降車の場合はその両軸にずれ
が生じた場合である。

また受光器（１５）は鎖線で示すように凸レンズ（１６
）の焦点（「）の前方に配置されていてもよい。

各反射プリズム（４）（５）は、第３図および第４図に
示すように上下各位置の水平面内において所定半径を有
する円周にそってそれぞれ３つずつ並べられてい−る。

１個の反射プリズム（４）（５）の光線有効入射角度は
約±２０度であるから、３個の反射プリズム（４）（５
）を合わせると、全体の光線イｉ効入射角度（Ｂ）は約
±６０度となる。

追尾用光線発生器（１４）から分散光線を発射づる。そ
の発射光線は角追尾用ブリスム（５）によって反射され
る。その反射光のうち、いずれかのプリズム（５）から
の反Ｑ＝１光を受光器（１５）に受光する。Ｊると受光
器（１５）には上述したｊ、うに発射光線の中心軸と反
射光線軸のずれに応じた信号が出力される。この出力信
号をリーボ＋ｆｆｉ構’（１２）に入力し、その出力が
零となるように本体（１１）の姿勢をフィードバック制
御する。これによって発射光線の中心軸ど反射光線軸が
一致さけられる。発射光線の中心軸は本体（１つ）の中
心ｋ　（Ｍ　）と一致しており、その中心線（Ｍ）は距
離測定ｉ構（９）の発射光および反射光の光軸と一致し
ているから、発射光線軸は距離測定用反射プリズム（４
）を追尾する。このように、距離測定機構（９）の発射
光線軸は常時距離測定用反則プリズム（４）を追尾して
いるから、角度検出器（１３）によって本体（１１）の
傾斜角度を検出することにより、定点（Ａ）と固定点（
Ｂ）を結ぶ直線が水平面となす俯仰角（θ）と、同直線
が定直線（シ）となす水平角（φ１）とをそれぞれ測定
することができる。

、　　船舶（１）の位置は、これを中心点（Ｐ）が代表
する。第１図において、中心点（Ｐ）の座標（Ｘ、Ｙ）
はっぎの式で現わされる。

Ｘ＝−／ｃｏｓ　ｅ−ｃｏｓ（φ＋　−１，＋ａ）＋　
ａ　ｃｏｓ（φ２　　Ｑ’ｌ　　　　　＝（１）Ｙ−／
ｃｏｓθ−５ｉｎ（φ１〜φ２＋σ）＋　ａ　５ｉｎ（
φ２　　（７）　　ｂ　　　＝（２＞また、定直線（Ｌ
）がＸ軸寸なわら岸壁（２）にそう線となづ゛角度をφ
とすると、 φ＝φ２−σ　　　　・・・（３） と表わさ、れる。なお、上記（１）〜（３）式において
、Ｘ軸は船首側を正、Ｙ「１１０．ｉ海側を正、φ、θ
、およびθ、は峙計方向を正どする。さらに、上記（１
）〜（３）式によって弾出されたＸ、Ｙおよびφの時間
偏差を割算することにより、船舶（１）の速度および中
心点（Ｐ、　）のまわりの角速度を算出することがてき
る。

第７図は、船舶位置を確認するための機器のブロック図
であって、上述の角測定値（１）（θ）（φ１　）（φ
２）に定点（Ａ＞および固定点（Ｂ）などの地理的情報
を加えた入力情報を］ンピー２−タ（７）に入力する過
程から、コンビコータ（７）によって算出された船舶（
１）の位置および速度などの出力情報を表示装置く８）
に表示するまでの過程を示す。表示装置（８）に上記出
力情報を表示するときに、船舶（１）の位置および速度
に船舶（１）の外形状などを付加するようにしてもよい
。

発明の効果 この発明によれば、冒頭で述べた従４来技術の問題点を
ツベで解消することができる。すなわら、 あらかじめ設定した座標上に船舶の位置を算出するため
の情報として、定点と固定点の間で測定される距前、俯
仰角および水平角と、これらに加えて定点を通る定直線
が水平基準線となす角度を測定して得られたものを用い
ており、同定直線が水平基準線になす角度は船舶の１１
路に相当するものであって、これは通富船舶に装備して
いるジャイロ・コンパスなどによって測定することがで
きるために、上述の角情報を１９るためには、定点に測
定装置４丁とと、固定点に反射プリズムなどをそれぞれ
１つずつ配置するだ【ブでよいから、測定機器の数が少
なくてすむ。

さらに、上述の各情報は船舶がわですへて１９られるか
ら、船舶が″岸壁から遠く離れていても船舶の位置を確
認することができ、しかしその情報には定点と固定点を
結ぶ直線が水平面となす俯仰角が含まれているために、
座標上に船舶の位置を正確に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図はこの発明の実施例を示し、第１図は
船舶の位置関係を示すグラフ、第２図は測定樫器の配ｒ
を示す平面図、第３図は距−１測定装置の配置構成を示
す概略側面図、第４図は、同平面図、第５図は同装置の
追尾機構の概略配向構成図、第６図は受光器の正面図、
第７図はブロック図である。 第８図および第９図は、それぞれ従来例を示す第２図相
当の平面図である。 （１）・・・船舶、（２）・・・地上（岸壁）、（Ａ）
・・・定点、（Ｌ）・・・定直線、（Ｎ）・・・水平基
準線、（Ｘ）・・・座標軸、（σ）・・・角度（岸壁の
向き）、（ｆ３）・・・固定点、（θ）・・・俯仰角、
（φＩ）・・・水平角、（φ２）・・・角度（船舶針路
）。 第２図 第８図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船舶（１）上に定点（Ａ）とこれを通る定直線（Ｌ）を
   設定するとともに、地上（２）側に水平面内において水
   平基準線（Ｎ）に対して所定の角度（σ）をなす座標軸
   （Ｘ）をもつ座標と固定点（Ｂ）を設定し、ついで定点
   （Ａ）から固定点（Ｂ）までの距離（ｌ）と、定点（Ａ
   ）と固定点（Ｂ）を結ぶ直線が水平面となす俯仰角（Θ
   ）と、同直線が定直線（Ｌ）となす水平角（φ＿１）と
   をそれぞれ測定するとともに、定直線（Ｌ）が水平基準
   線（Ｎ）となす角度（φ＿２）を測定し、これらの角測
   定値（ｌ）（Θ）（φ＿１）（φ＿２）を所定の計算式
   に入力して座標上に船舶（１）の位置を算出することに
   より、船舶（１）の位置を確認するようにした船舶位置
   確認方法。