JPS63100389A - 衝突予防装置 - 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〕 本発明は船舶や固定障害物等との衝突を回避する衝突予
防装置に関する。

〔従来の技術〕

他船や固定障害物等との衝突を回避するために適切な避
航航路をタイムリーに選択することは安全航海上に不可
決なことである。特に現在の船舶は省人教化が図られ、
かつ船舶の航路が輻峻しているので、衝突危険度を求め
て報知等することは重要である。そこで、このような船
舶では衝突予防援助装置１ｔ（ＡＲＰＡ）が備えられて
いる。このＡＲＰＡは、他船や固定障害物等をレーダに
より探知して補足追尾し、その結果から他船等の航路方
向やその航行速度を求めて衝突の危険度を求め、この衝
突危険度が設定危険度よりも高くなった場合に衝突危険
のアラーム表示を行なうものである。

ところが、省人数の船舶では操船に未熟な者が携わるこ
とが多くあり、このような船舶では他船との衝突の危険
が高くなった場合、具体的にどのように面突を回避する
操船を行なえば良いか、またどのように元の航路に復帰
してよいのかの判断に迷うことが多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、衝突危険度が高いのは船員に０識されるが、衝
突を回避するためにどのような避航航路を選択するかは
船長や航海士の長年の経験とノウハウに頼るしかないの
が現状である。このため、省人教化の船舶や未熟１１者
が操船に携わる場合には面突危険度の高い場合の対応が
困難となる。

そこで本発明は衝突危険度が高くなった場合に適確な避
航航路の操船制罪値を指示できる衝突予防装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、レーダにより探知される他船や固定障害物等
を捕捉、追尾してこれら他船や固定障害物等との衝突危
険度を求める危険度演算手段と、船体運動特性により導
き出された運動範囲から求めた複数の避航航路データを
記憶する避航航路メモリカードと、各避航航路データに
対応し推進１系の特性および舵系の特性から導き出され
た各操船制御！０ｆｆｉデータを記憶する制御メモリカ
ードと、危険度演算手段により高衝突危険度と判定され
た場合、衝突危険度を低下させる避航航路を避航航路メ
モリカードから選択するとともにこの避航航路に対応す
る操船制御１１ｆｄを制御メモリカードから読み出し、
かつこの操船制御量と現状の操船状態とを比較して衝突
回避の操船指示値を求める避航操船選択手段と、この避
航操船選択手段により求められた操船指示値を表示する
表示手段とを備えて上記目的を達成しようとする衝突予
防装置である。

〔作用〕

このような手段を備えたことにより、他船や固定障害物
等の捕捉、追尾の結果により危険度演算手段が高衝突危
険度と判定すると、この判定を受けて避航操船選択手段
は避航航路メモリカードから衝突危険度を低下させる避
航航路を選択するとともに制御メモリカードからこの避
航航路データに対応した操船制＠邑データを読み出し、
ざらにこの操船制御量と現状の操船状態とを比較して衝
突回避の操船指示値を求め、もって、この操船指示値を
表示手段において表示する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は衝突予防装置の構成図であり、第２図は外観図
である。同図において１は危険度演算手段であって、こ
れはレーダ２により探知される他船や固定障害物等を補
足、追尾してこれら他船や固定障害物等との衝突危険度
を求めて高衝突危険度のときにその旨を避航操船選択手
段３へ送出する瀬能をもったものである。具体的には次
のような各機能をもっている。補足追尾部４はレーダ２
からの探知データを受けて他船の航行を追尾したり、ま
た自船の航行に伴う固定障害物等の相対位置を求めてこ
れら位置をＣＲ７表示装置５へ送って表示させるもので
ある。危険度演算部６は補足追尾部４で得られる他船等
の航行軌跡等から他船の航行方向およびその航行速度を
示す航行ベクトル等を求め、この航行ベクトルおよび自
船との相関関係等から航行範囲を予測して衝突危険度を
演算し求めるものである。高危険度判定部７は危険ｒ！
１演算部６で求められた衝突危険度が予め設定された設
定危険度以上となった場合にこれを判定してその旨を避
航操船選択手段３へ送出するものである。

ところで、本装置には避航航路ＩＣメモリカード８およ
び制御ＩＩＣメモリカード９が使用されている。避航航
路ＩＣメモリカード８には船体運動特性により導き出さ
れた船舶の運動範囲から求めた複数の避航航路データが
記憶されている。なお、避航航路データは第３図に示す
ように本来の航路Ｑａに対して避航航路Ｑ１、Ｑ２等の
複数の避航航路が記憶されている。また、制御ＩＩＣメ
モリカード９には避航航路ＩＣメモリカード８に記憶さ
れている各避航航路データにそれぞれ対応し、船舶に設
けられている推進機や推進制御機等から惰成される推進
別系の特性および船舶に設けられている操舵機や操舵ｆ
ｆ１ｌｌ　ｙＡ機から構成される操舵系の特性から導き
出された各操船制御はデータが記憶されている。なお、
この操船制御量読出部は避航航路Ｑ１の場合は第４図に
示すように期間ｔ１において本来の航路Ｑａから避航航
路Ｑ１へ移るときの操舵方向およびその推進制御量を示
し、期間ｔ２において避航航路Ｑ２に移って直進航行へ
変更するときの操舵方向およびその推進制御０ｆｆｉを
示している。また、期間℃３は避航航路Ｑ１から本来の
航路Ｑａに復帰するときの操舵方向およびその推進制御
量を示している。なお、避航航路Ｑ２に対しての制御量
データは第５図に示す如くである。

前記避航操船選択手段３は危険度演算手段１により高衝
突危険度と判定された場合、衝突危険度を低下させる避
航航路を避航航路ＩＣメモリカード８から選択するとと
もにこの避航航路に対応する操船ＩＩＩ　ｌｌｆｆ１デ
ータを制御ＩＩＣメモリカード９から読み出し、かつこ
の操船制御層データと現状の操船状態とを比較して衝突
回避の操船指示値を求める機能をもったものである。具
体的には次の各機能を有している。避Ｍ航路選択ｓｉｏ
はへ田突危険の旨を受けて他船や固定障害物等の位置関
係等から評価関数メモリ１１に記憶されている評価関数
に基づいて衝突を回避する避航航路を避航航路ＩＣメモ
リカード８から選択するものである。

操船制御量読出部１２は避航航路選択部１０で選択され
た避航航路に対応する操船制御出データを読み出して操
船指示値演算部１３へ送出するものである。この操船指
示値演算部１３は操船制御量読出部１２から受けた操舵
方向およびその推進制御色と現状の操船制御昌つまり舵
角発信器１４からの舵角、回転数発信器１５からの推進
機の回転数、船位計測装置１６からの船位および時計１
７からの時刻データとから求められる現状の操舵制御１
ｆｆｉとを比較して実際に避航航路に従って操船するた
めの操舵方向およびその推進制＠量を操船指示値として
求めるものである。そして、この操船指示値演算部１３
には表示手段１８が設けられ、操船指示値演算部１３で
求められた操舵方向およびその推進側ｔｉｌｌがそれぞ
れ表示駆動部１９によって操舵υＪｔｌ１表示部２０お
よび推進機制御表示部２１にアナログ表示されるように
なっている。なお、操舵制御表示部２０は第６図（ａ）
に示す如くの外観であり、また推進製制御表示部２１は
第６図（ｂ）に示す如くの外観となっている。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。補足追尾部４はレーダ２によって探知された他船や固
定障害物等を逐次補足、追尾してこれをＣＲＴ表示装置
５へ送出する。これにより、他船の航行状態や固定障害
物等の相対位置がＣＲＴ画面に表示される。これと同時
に危険度演算部６は過去の補足、追尾データから他船の
航行軌跡や固定障害物等の相対位置の軌跡を求めて例え
ば他船の航行ベクトルを求める。そして、この航行ベク
トルから航行範囲等を求めて自船との衝突危険度を求め
る。ここで、高危険度判定部７は危険度演算部６で求め
られる衝突危険度と設定危険度とを逐次比較して設定危
険度を越した場合にその旨を避航航路選択部１０へ送出
する。

さて、高危険度判定部７において他船との間で高衝突危
険度と判定された場合、避航航路選択部１０は他船との
相対位置関係等から他船との衝突を回避する避航航路例
えばＱ２を評価関数に従って避航航路ＩＣメモリカード
８から選択し、この避航航路データを操船制御（至）読
出９１２へ送出する。この操船制御量読出部１２は避航
航路Ｑ２に対応する操船制’ｙａｍデータを制ａＩＣメ
モリカード９から読み出して、このデータをＣＲＴ表示
装置５および操船指示値演算部１３へ送出する。そうし
て、この操船指示値演算部１３は操船制ｉ１］ｆｆｌ誘
出部１２からの操舵方向およびその推進制御ｊと現状の
禄船制御門つまり舵角発信器１４からの舵角、回転数発
信器１５からの推進機の回転数、船位計測装置１６から
の船位および時計１７からの時刻データとから求められ
る現状の操舵側！２！Ｉωとを比較して選択された避航
航路Ｑ２に従って実際に操船する操舵方向およびその推
進側Ｗａを求める。かくして、これら操舵方向およびそ
の推進制御色は第６図（ａ）（ｂ）に示すように操舵制
御表示部２０および推進線制御表示部２１においてそれ
ぞれアナログ化されて表示される。従って、衝突危険度
の高いときにはこれら操舵方向およびその推進、Ｍ　Ｉ
ｊＵ　ｌｉｔに従って操船の操作を実行することになる
。

ところで、運航航路ＩＣメモリカード８への避航航路デ
ータおよびυ１１！０Ｉ　Ｃメモリカード９への操船ｉ
ｂ制御制御−データ憶は第７図に示すデータ記憶作成装
置によって行われている。このデータ記憶作成手段は避
航航路作成手段３０と操舵制御作成手段３１とから構成
され、避航航路作成手段３０は船体運動モデルメモリ３
２を有し、このメモリ３２に記憶されている船体運動モ
デルを３連立微分方程式演専部３３により解いてその運
動範囲を求め、この運動範囲から１数の避航航路を求め
てマガジンテープ（ＭＴ）３４に一旦スドアするように
なっている。そして、マガジンテープ３４に記憶された
避航航路データを避航航路データ作成部３５により第１
デイスケツト３６に一時スドアした後、避航航路ＩＣメ
モリカード８へ記憶するものとなっている。

一方、操舵制御作成手段３１は推進機および推進制ｍ＋
ｔｉを含む推進系の推進系モデルメモリ３７と操舵機お
よび操舵制御８機を含む操舵系の操舵系モデルメモリ３
８を有し、これら推進機系および操舵系のシミュレーシ
ョンを実行するシミュレーション実行部３９を備えてい
る。従って、このシミュレーション実行部３９でのシミ
ュレーション結果で求められた各避航航路別の操舵方向
およびその推進制御量がそれぞれ第２デイスケツト４０
、第３デイスケツト４１で一時スドアされて制御ＩＣメ
モリカード９に記憶されるように構成している。

このように上記一実施例においては、高衝突危険度と判
定されると避航操船選択手段３により避航航路ＩＣメモ
リカード８から衝突危険度を低下させる避航航路が選択
されるとともに制御ＩＣメモリカード９から避航航路デ
ータに対応した操船制御Ｄｆｆｉデータを読み出し、さ
らにこの操船制御量と現状の操船状態とを比較して衝突
回避の操船指示値を求めてこれを表示手段１８において
表示する構成としたので、他船や固定障害物等との相対
位置関係に応じた最適な避航航路を選択できるとともに
この避航航路に従って航行するための操舵方向およびそ
の推進制御量を表示できる。従って、省人数の船舶や未
熟練者の船員であっても高衝突危険度時に他船との衝突
が操船の判断に迷わず確実に回避できる。そして、避航
航路や操舵方向、推進制御量はそれぞれ船体運動モデル
、推進系モデル、舵系モデルから求めているので、信頼
性の高い操舵方向およびその推進側′ｇｆＪ邑が得られ
、さらにこれらの表示をアナログ化で行なうので視覚で
適確に把握できる。一方、避航航路、操舵方向およびそ
の推進υ制御量はデータ記憶作成装置で各ＩＣメモリカ
ード８．９に記憶するので、船体運動モデルを変更する
ことによって各挿船舶に容易に適用でき、さらにＩｃメ
モリカード８．９の使用で本発明装置を小形化できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、衝突危険度が高く
なった場合に適確な避航航路の操船制御値を指示できる
衝突予防装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる衝突予防装置の一実施例を示す
構成図、第２図は本発明装置の外観図、第３図は避航航
路データの模式図、第４図および第５図は操船制御量デ
ータの模式図、第６図は表示手段の具体例を示す外観図
、第７図は本発明装置に適用されるデータ記憶作成装置
の構成図である。 １・・・危険度演算手段、２・・・レーダ、３・・・避
航操船選択手段、４・・・補足追尾部、５・・・ＣＲＴ
表示装置、６・・・危Ｗｔ度演算部、７・・・高危険度
判定部、８・・・避航航路ＩＣメモリカード、９・・・
制御ＩＣメモリカード、１０・・・避航航路選択部、１
１・・・評価関数メモリ、１２・・・操船制ｍｕａ読出
部、１３・・・操船指示値演算部、１４・・・舵角発信
器、１５・・・回転数発信器、１６・・・船位計測装置
、１７・・・時計、１８・・・表示手段、１９・・・表
示駆動部、２０・・・舵制御表示部、２１・・・推進四
制御表示部。 第２図 第３因 ￥６４　因 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーダにより探知される他船や固定障害物等を捕捉、追
   尾してこれら他船や固定障害物等との衝突危険度を求め
   る危険度演算手段と、船体運動特性により導き出された
   運動範囲から求めた複数の避航航路データを記憶する避
   航航路メモリカードと、前記各避航航路データに対応し
   推進機系の特性および舵系の特性から導き出された各操
   船制御量データを記憶する制御メモリカードと、前記危
   険度演算手段により高衝突危険度と判定された場合、前
   記衝突危険度を低下させる避航航路を前記避航航路メモ
   リカードから選択するとともにこの避航航路に対応する
   前記操船制御量を前記制御メモリカードから読み出し、
   かつこの操船制御量と現状の操船状態とを比較して衝突
   回避の操船指示値を求める避航操船選択手段と、この避
   航操船選択手段により求められた操船指示値を表示する
   表示手段とを具備したことを特徴とする衝突予防装置。