JPS62295794A - 自動操船方法 - Google Patents
自動操船方法Info
- Publication number
- JPS62295794A JPS62295794A JP61138637A JP13863786A JPS62295794A JP S62295794 A JPS62295794 A JP S62295794A JP 61138637 A JP61138637 A JP 61138637A JP 13863786 A JP13863786 A JP 13863786A JP S62295794 A JPS62295794 A JP S62295794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- course
- ship
- angle
- point
- calculated
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Navigation (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
この発明は、船舶の目標針路への変針を自動的に行なう
自動操船方法に関する。
自動操船方法に関する。
一般に、船舶が航行する場合、他船等との衝突および座
礁の３それのない安全航・洛が、レーダ等により得られ
る諸データレこもとづいて決定され、決定さ′ｒＬ、た
安全航路を船舶が航行するように操船が行なわれる。
礁の３それのない安全航・洛が、レーダ等により得られ
る諸データレこもとづいて決定され、決定さ′ｒＬ、た
安全航路を船舶が航行するように操船が行なわれる。
ところで、従来安全航路を航行するようシこ操船を行な
う場合、操船者である船長の降験と勘により使用舵角、
船速および変針開始点が選定されているため、最終目標
針路に達するまでに微妙な変針を−憤り返し行なわなけ
ればならず、変針完了まで【こ長時間を要する。
う場合、操船者である船長の降験と勘により使用舵角、
船速および変針開始点が選定されているため、最終目標
針路に達するまでに微妙な変針を−憤り返し行なわなけ
ればならず、変針完了まで【こ長時間を要する。
［発明が解決しようとする問題点］
そこで、安全航路を複数の点を結ぶ折線で近似し、変針
点で現在針路と目標針路とに接するように、使用舵角等
を演算により適宜求めて操舵することが通常行なわれて
いるが、多数の変針点を含む場合には、非常に多くの演
算を繰り返さなければならす、安全性、経済３ｔｔこ欠
けるという問題点がある。
点で現在針路と目標針路とに接するように、使用舵角等
を演算により適宜求めて操舵することが通常行なわれて
いるが、多数の変針点を含む場合には、非常に多くの演
算を繰り返さなければならす、安全性、経済３ｔｔこ欠
けるという問題点がある。
したがって、この発明では、船舶の目標針路−１の変針
の際シこ、予め算出して３いた舵角、変針角と到達点の
位置、船速等との関係にもとづいて簡単な演算により最
適使用並角、変針開始点を短時間で導出できるようシこ
し、安全で経済的な操船を自動的Ｇこ行なえるようりこ
することを技術的課題とする。
の際シこ、予め算出して３いた舵角、変針角と到達点の
位置、船速等との関係にもとづいて簡単な演算により最
適使用並角、変針開始点を短時間で導出できるようシこ
し、安全で経済的な操船を自動的Ｇこ行なえるようりこ
することを技術的課題とする。
この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
船舶の目標針路への変針を自動的に行なう自動操船方法
に２いて、それぞれ所定角度ごとの舵角および変針角と
、船首方向が前記各変針角により定まる針路になるとき
の原点に対する到達点の位置、船速等との関係を、船の
操縦の運動方程式から予め算出しておき、自船の現在針
路および前記目標針路しこそれぞれ障害物との衝突回避
に必要な限界距離である許容偏位を設定し、前記予め算
出した各到達点のうち、前記目標針路を定める変針角に
対応する各到達点を選択し、削記京点としての自船の現
在位置から選択した前記各到達点までの航路を楕円でそ
れぞれ近似し、前記各楕円航路、＠記名到達点の位置、
該各到達点に対応する舵角および前記許容偏位にもとづ
き、最適使用舵角および変針開始点を導出し、導出した
前記最適使用舵角データ、変針開始点データに従って操
船することを特徴とする自動操船方法である。
船舶の目標針路への変針を自動的に行なう自動操船方法
に２いて、それぞれ所定角度ごとの舵角および変針角と
、船首方向が前記各変針角により定まる針路になるとき
の原点に対する到達点の位置、船速等との関係を、船の
操縦の運動方程式から予め算出しておき、自船の現在針
路および前記目標針路しこそれぞれ障害物との衝突回避
に必要な限界距離である許容偏位を設定し、前記予め算
出した各到達点のうち、前記目標針路を定める変針角に
対応する各到達点を選択し、削記京点としての自船の現
在位置から選択した前記各到達点までの航路を楕円でそ
れぞれ近似し、前記各楕円航路、＠記名到達点の位置、
該各到達点に対応する舵角および前記許容偏位にもとづ
き、最適使用舵角および変針開始点を導出し、導出した
前記最適使用舵角データ、変針開始点データに従って操
船することを特徴とする自動操船方法である。
したがって、この発明によると、それぞれ所定角度ごと
の舵角および変針角と、船首方向が各変針角により定ま
る針路になるときの原点に対する到達点の位置、船速等
との関係が予め算出され、算出された各到達点のうち目
標針路を定める変針角に対応する各到達点が選択されて
原点としての自船の現在位置から選択された各到達点ま
での航路が隋円でそれぞれ近似され、各清円航路、各到
達点の位置、該各到達点に対応する舵角および許容偏位
にもとづき、最適使用舵角？よび変針開始点が導出され
、導出さ′ｒＬ之データに従って操船が行なわれる。
の舵角および変針角と、船首方向が各変針角により定ま
る針路になるときの原点に対する到達点の位置、船速等
との関係が予め算出され、算出された各到達点のうち目
標針路を定める変針角に対応する各到達点が選択されて
原点としての自船の現在位置から選択された各到達点ま
での航路が隋円でそれぞれ近似され、各清円航路、各到
達点の位置、該各到達点に対応する舵角および許容偏位
にもとづき、最適使用舵角？よび変針開始点が導出され
、導出さ′ｒＬ之データに従って操船が行なわれる。
このとき、予め算出して２いた舵角、変針角と到達点の
佐賀、船速等との関係Ｇこもとづいて最適使用舵角、変
針開始点を短時間で導出でき、安全で経済的な操船を自
動的に行なえる。
佐賀、船速等との関係Ｇこもとづいて最適使用舵角、変
針開始点を短時間で導出でき、安全で経済的な操船を自
動的に行なえる。
つぎに、この発明を、そのｌ実施例を示した第１図とと
もに詳細に説明する。
もに詳細に説明する。
ます、実施例の説明に先立ち、この発明の原理について
説明する。
説明する。
いま、自船の現在針路をＹ軸の正方向に一致させ、自船
の現在位置をＸＹ座漂系の原点０とし、変針後の目標針
路全。
の現在位置をＸＹ座漂系の原点０とし、変針後の目標針
路全。
Ｙ−Ｃｏｔφ・Ｘ＋ｙ１ ・・・■
の式で示される直ｉＬとする。ただし、Φは現在針Ｂ
）こ対する目標針路の変針角である。
の式で示される直ｉＬとする。ただし、Φは現在針Ｂ
）こ対する目標針路の変針角である。
そして、自船の現在針路および目標針路に、第１図中の
１点鎖線に示すようシこ、障害物との衝突回避に必要な
限界距離である許容偏位γを設定すると、これらの１点
鎖線で囲まｎた領域内に自船の航路があればよく、その
ときに、自船の舵角が大き過ぎると、抵抗増加が大きく
なり、操舵機構Ｑこ加わる負担が大きくなり、操舵上あ
まり好ましいとは財えず、逆に舵角が小さ過きると、許
容偏位を越えて変針完了後には図中の１点鎖線で囲まれ
た領域からはみ出し、安全性に欠ける。
１点鎖線に示すようシこ、障害物との衝突回避に必要な
限界距離である許容偏位γを設定すると、これらの１点
鎖線で囲まｎた領域内に自船の航路があればよく、その
ときに、自船の舵角が大き過ぎると、抵抗増加が大きく
なり、操舵機構Ｑこ加わる負担が大きくなり、操舵上あ
まり好ましいとは財えず、逆に舵角が小さ過きると、許
容偏位を越えて変針完了後には図中の１点鎖線で囲まれ
た領域からはみ出し、安全性に欠ける。
従って、現在針路？よび目標針路に対する内（則の許容
偏位を示す線、すなわち第１図中のＹ軸および直線りそ
れぞれの右側の両１点鎖線の交点Ｐを曲るような舵角が
最適舵角となり、点Ｐの座標を（γ、・ε）とすれは、
同図中の２点鎖線で示すように、点Ｐ（γ、ε）を通り
、かつ現在針路、目標針路であるＹ軸および直線りに接
する楕円へ１が最適航路となり、当該楕円のＹ軸および
〕１Ｌとのそれぞれの接点Ｑ、Ｒが最適変針開始点およ
び目標針路到達点となり、このような楕円へ１に最も近
くなる航路を与える舵角および変針開始点を求めればよ
い。
偏位を示す線、すなわち第１図中のＹ軸および直線りそ
れぞれの右側の両１点鎖線の交点Ｐを曲るような舵角が
最適舵角となり、点Ｐの座標を（γ、・ε）とすれは、
同図中の２点鎖線で示すように、点Ｐ（γ、ε）を通り
、かつ現在針路、目標針路であるＹ軸および直線りに接
する楕円へ１が最適航路となり、当該楕円のＹ軸および
〕１Ｌとのそれぞれの接点Ｑ、Ｒが最適変針開始点およ
び目標針路到達点となり、このような楕円へ１に最も近
くなる航路を与える舵角および変針開始点を求めればよ
い。
そこで、所定角度（たとえば５°）ごとの舵角ζ２ｎお
よび異なる所定角度（たとえば１５°）ごとの変針角ψ
と、船首方向か各変針角φにより定まる針路になるとき
の原点Ｏに対する到達点Ｒ′の座標（α、β）、船速Ｖ
、到達所要時間ｔとの関係を、船の操縦の運動方程式か
ら予め算出し、次のような表を作成し、あるいはメモリ
等に予め記憶させて２く。
よび異なる所定角度（たとえば１５°）ごとの変針角ψ
と、船首方向か各変針角φにより定まる針路になるとき
の原点Ｏに対する到達点Ｒ′の座標（α、β）、船速Ｖ
、到達所要時間ｔとの関係を、船の操縦の運動方程式か
ら予め算出し、次のような表を作成し、あるいはメモリ
等に予め記憶させて２く。
な３、前記表に示されない変針角、たとえばφ＝２０°
の場合のα、βｌｖｌ ｔは、ψ＝０°、１５°、３０
゜の各位から２次式近似等Ｇこより適宜求めればよい。
の場合のα、βｌｖｌ ｔは、ψ＝０°、１５°、３０
゜の各位から２次式近似等Ｇこより適宜求めればよい。
つきに、前記した第１ヌＩの作図により、幾何学的に定
まる点ＰのＸ座標γおよびＹ座標εを算出するとともに
、前記表から目標針路を定める変針角ψＱこ３ける各到
達点Ｒ′を選択し、これらの各到達点Ｒ′のうち、第１
図しこ示すように、目標針路しこ対する許容偏位を越え
ないような点をさらに選択する。
まる点ＰのＸ座標γおよびＹ座標εを算出するとともに
、前記表から目標針路を定める変針角ψＱこ３ける各到
達点Ｒ′を選択し、これらの各到達点Ｒ′のうち、第１
図しこ示すように、目標針路しこ対する許容偏位を越え
ないような点をさらに選択する。
すなわち、目標針路への変針角ψがたとえば１５゜であ
ると、前記０式のψに１５°を代入すると同時に初期条
件としてのｙｌか代入されて前記第１図のような目標針
路の直線りを作図し、この直＠Ｌに対する許容偏位γの
設定を行なうとともに、最適航路を定める点Ｐの座標（
γｉε）を算出し、前記表に３ける変針角φ＝１５°の
各到達点Ｒ′の座標（α夕β）のうち、直、ＩＬに対す
る許容偏位γを越えない点。
ると、前記０式のψに１５°を代入すると同時に初期条
件としてのｙｌか代入されて前記第１図のような目標針
路の直線りを作図し、この直＠Ｌに対する許容偏位γの
設定を行なうとともに、最適航路を定める点Ｐの座標（
γｉε）を算出し、前記表に３ける変針角φ＝１５°の
各到達点Ｒ′の座標（α夕β）のうち、直、ＩＬに対す
る許容偏位γを越えない点。
すなわち第１図中の直線りの両側の１点鎖暇の直線間の
領域からはみ出さないような点を選択する。
領域からはみ出さないような点を選択する。
そして、第１図中の破線に示すように、最終的に選択さ
れた各到達点Ｒ’ｓよび自船の現在位置である原点Ｏに
３いて接する楕円を形成し、原点Ｏから各到達点Ｒ′ま
での航路を楕円で近似し、これらの楕円と現在針路すな
わちＹ軸に対する許容偏位γを示す１点鎖線の直線との
交点Ｓの座標（γ、ｈ）を算出し、前記第１図の作図シ
こより求めた点ＰのＹ座標εが、 ε≦１１ ＋ ｃｏｔψ・α＋ｙ１−β
・・・■全満足するα、βを与える到達点Ｒ′を選定
し、選定した各到達点Ｒ′の舵角ζｍのうち最小のもの
を最適使用舵角とし、当該最適使用並角を与える到達点
Ｒ′の座標を ｓ ＝ ｃｏｔψ・α＋ｙ１−β
・・・■◇こ代入して得られるＹ軸上の点（Ｏ，ｓ）を
変針開始点とし、このようにして導出した最適使用並角
データ、変針開始点データにもとづいてラヤ舵装置 ・
の制御を行ない、目標針路への変針を自動的に行なう。
れた各到達点Ｒ’ｓよび自船の現在位置である原点Ｏに
３いて接する楕円を形成し、原点Ｏから各到達点Ｒ′ま
での航路を楕円で近似し、これらの楕円と現在針路すな
わちＹ軸に対する許容偏位γを示す１点鎖線の直線との
交点Ｓの座標（γ、ｈ）を算出し、前記第１図の作図シ
こより求めた点ＰのＹ座標εが、 ε≦１１ ＋ ｃｏｔψ・α＋ｙ１−β
・・・■全満足するα、βを与える到達点Ｒ′を選定
し、選定した各到達点Ｒ′の舵角ζｍのうち最小のもの
を最適使用舵角とし、当該最適使用並角を与える到達点
Ｒ′の座標を ｓ ＝ ｃｏｔψ・α＋ｙ１−β
・・・■◇こ代入して得られるＹ軸上の点（Ｏ，ｓ）を
変針開始点とし、このようにして導出した最適使用並角
データ、変針開始点データにもとづいてラヤ舵装置 ・
の制御を行ない、目標針路への変針を自動的に行なう。
従って、前記表に示す所定角度ごとの舵角、変針角と、
船首方向が各変針角により定まる針路Ｇ、二なるときの
原点に対する到達点の座環、船速、到達所要時間との関
係を予め求め、％９ＬシステムのメモリＧこ記憶させて
２き、旧記し之手、Ｉ旧に従い、前記記憶データを用い
て前記■〜メ毬簡単な演算を適宜性なうのみで、最適使
用舵角および方針開始点を短時間で導出できることにな
る。
船首方向が各変針角により定まる針路Ｇ、二なるときの
原点に対する到達点の座環、船速、到達所要時間との関
係を予め求め、％９ＬシステムのメモリＧこ記憶させて
２き、旧記し之手、Ｉ旧に従い、前記記憶データを用い
て前記■〜メ毬簡単な演算を適宜性なうのみで、最適使
用舵角および方針開始点を短時間で導出できることにな
る。
〔発明の効剰
以上のように、この発明の自動操船°方法によると、船
舶の目標針路への変針の際に、予め算出して２いた舵角
、変針角と到達点の位置、船速等との関係シこもとづい
て最適使用蛇角、変針開始点を短時間で導出することが
でき、安全で経済的な操船全自動的シこ行なうことがで
き、船舶の操船自動化しこ８いて非常に有効であり、そ
の効果は極めて大きい。
舶の目標針路への変針の際に、予め算出して２いた舵角
、変針角と到達点の位置、船速等との関係シこもとづい
て最適使用蛇角、変針開始点を短時間で導出することが
でき、安全で経済的な操船全自動的シこ行なうことがで
き、船舶の操船自動化しこ８いて非常に有効であり、そ
の効果は極めて大きい。
第１図は、この発明の自劾操５１ａ方法の１実、施例の
原理説明図である。 ψ−・・変針角、Ｌ・・目標針路、Ｒ′・・・到達点、
γ許容偏位、０・・・原へ。
原理説明図である。 ψ−・・変針角、Ｌ・・目標針路、Ｒ′・・・到達点、
γ許容偏位、０・・・原へ。
Claims (1)
- （１）船舶の目標針路への変針を自動的に行なう自動操
船方法において、それぞれ所定角度ごとの舵角および変
針角と、船首方向が前記各変針角により定まる針路にな
るときの原点に対する到達点の位置、船速等との関係を
、船の操縦の運動方程式から予め算出しておき、自船の
現在針路および前記目標針路にそれぞれ障害物との衝突
回避に必要な限界距離である許容偏位を設定し、前記予
め算出した各到達点のうち、前記目標針路を定める変針
角に対応する各到達点を選択し、前記原点としての自船
の現在位置から選択した前記各到達点までの航路を楕円
でそれぞれ近似し、前記各楕円航路、前記各到達点の位
置、該各到達点に対応する舵角および前記許容偏位にも
とづき、最適使用舵角および変針開始点を導出し、導出
した前記最適使用舵角データ、変針開始点データに従つ
て操船することを特徴とする自動操船方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61138637A JPS62295794A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 自動操船方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61138637A JPS62295794A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 自動操船方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62295794A true JPS62295794A (ja) | 1987-12-23 |
| JPH0555359B2 JPH0555359B2 (ja) | 1993-08-16 |
Family
ID=15226691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61138637A Granted JPS62295794A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 自動操船方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62295794A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203497A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 船舶の変針制御装置 |
| KR100645115B1 (ko) | 2004-12-23 | 2006-11-14 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 선박 접안 시스템 |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP61138637A patent/JPS62295794A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203497A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 船舶の変針制御装置 |
| KR100645115B1 (ko) | 2004-12-23 | 2006-11-14 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 선박 접안 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0555359B2 (ja) | 1993-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111186549B (zh) | 一种具有船舶避碰功能的航向自动舵控制系统 | |
| KR101937439B1 (ko) | 자율 운항 선박 및 그 외 선박의 충돌 회피를 위한 대체 항로 생성과 타각 조절 지원 시스템 | |
| KR101937443B1 (ko) | 자율 운항 선박 및 그 외 선박의 충돌 회피를 위한 대체 항로 생성과 타각 조절 지원 시스템의 제어／운영 방법 | |
| Wang et al. | A COLREGs-based obstacle avoidance approach for unmanned surface vehicles | |
| US5646854A (en) | Lateral guidance transition control apparatus for aircraft area navigation systems | |
| EP1365301A2 (en) | Method and system for maneuvering a movable object | |
| JP6882243B2 (ja) | 避航支援装置 | |
| CN109460045B (zh) | 动态障碍在线感知下usv基于改进蚁群优化的避碰规划方法 | |
| Lee et al. | A collision avoidance method for multi-ship encounter situations | |
| CN111026116B (zh) | 船舶操纵控制方法、装置及电子设备 | |
| CN106598051B (zh) | 一种基于动力矢量的航迹控制方法 | |
| CN117970786A (zh) | 一种船舶自主航行决策方法、装置、船舶及存储介质 | |
| JP2023013071A (ja) | 航行支援装置、航行支援方法、プログラム | |
| CN108241368B (zh) | 一种无人船路线导航方法及设备 | |
| JPH0555359B2 (ja) | ||
| CN112363512A (zh) | 一种基于艏向及航速的智能船避碰路径规划方法 | |
| CN111207748B (zh) | 基于感知信息的水面/水下无人航行器目标环绕跟踪方法 | |
| JP2021098391A (ja) | 船体制御装置、船体制御方法、および、船体制御プログラム | |
| Villa et al. | Model-based path planning and obstacle avoidance architecture for a twin jet Unmanned Surface Vessel | |
| JPH0578476B2 (ja) | ||
| JPH03189805A (ja) | 車両の自動操舵方法及びその自動操舵装置 | |
| JP2021093200A (ja) | 避航支援装置 | |
| JP7776820B2 (ja) | 着桟システム | |
| JPS63201805A (ja) | 航路保持装置 | |
| JPS62288517A (ja) | 船舶の衝突回避方法 |