JPS63162400A - 船舶用自動操舵装置 - 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〕 本発明は船舶用自動操舵装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図を参照して従来の船舶用自動操舵装置の一例を説
明する。同図の例においては、船舶（１）の実際の針路
（φ）を、船舶（１）に設置したジャイロコンパス又は
磁気コンパス等の方位センサー（３）が　　　′検出し
、検出した針路（φ）を針路設定部（４）に入力する。

針路設定部（４）においては、航路計画により決定され
た設定針路（φｉ）と実際の針路（φ）との偏差（△φ
）を作り、これを操舵演算部（６）に入力する。操舵演
算部（６）においては、偏差（△φ）をもとに、ゲイン
調整、微分、積分演算等を行った後、その出力を操舵装
置（２０）に送り、船舶（１）の舵（２）を所定の角度
、動作させ、船舶（１）を設定針路（φｉ）に一致させ
るよう、操舵を行う。

第３図は船舶（１）の重心（０）と、船舶（１）に取り
付けたＧＰＳアンテナ（１１）との関係を示す路線図で
ある。同図に於て、（１）は重心（０）とＧＰＳアンテ
ナ（１１）との間の水平距離を示し、（ｈ）は重心（０
）よりのＧＰＳアンテナ（１１）の高さを示す。

即ち、第３図に示す如く、ＧＰＳアンテナ（１１）は、
船舶（１）の重心（０）と離れているのが一般的である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来の自動操舵装置においては、
船舶（１）が航行中、横風や潮流をうけると、針路は保
持していても、所定の航路からドリフトしてしまう欠点
があった。又、上記欠点を避けるため電波航法装置であ
るＮＮ５Ｓや、ＧＰＳ等の位置センサーを設け、この出
力と、計画航路との位置偏差を求め、この偏差をゼロと
するような制御も行われているが、この場合、位置セン
サーのアンテナ位置を航路上に一致させるような制御が
行われるため、船舶（１）の重心（０）は、逆にローリ
ングやピッチングによって動かされることになり、無駄
舵をとり、抵抗増加を持たらす等の問題があった。

従って、本発明の主目的は、上記従来の欠点を除いた船
舶用自動操舵装置を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、針路設定部（４）、操舵装置（２０）
、該操舵装置を制御する操舵演算部（６）とよりなる船
舶用自動操舵装置において、ＧＰＳ受信器（８）からの
位置信号（ＰＳ）及び方位信号（ＧＡＳ）と、水平化（
７）からのロール角、ピッチ角信号等の傾斜信号（ＲＰ
Ｓ）と、方位センサー（３）からの方位信号（ＡＳ）を
入力とし、船舶（１１の重心（０）からＧＰＳアンテナ
（１１）までの水平距離（（１）及び高さくｈ）とから
船舶の重心位置及び重心速度ベクトル方位とを演算する
演算部を設け、該演算部よりの重心速度ベクトル方位を
船首方位信号として上記針路設定部に入力すると共に、
上記重心位置を計画航路と共に設定針路演算部に入力し
、その出力である設定針路を針路設定部に入力するよう
になしたものである。

〔作用〕

本発明の船舶用自動操舵装置に於ては、方位センサー（
３）よりの方位信号（ＡＳ）　、水平化（７）よりの傾
斜信号（ＲＰＳ）及びＧＰＳ受信器（８）よりの位置信
号（ＰＳ）及び方位信号（ＧＡＳ）を、演算部（９）に
供給し、これ等信号と船舶（１）の重心（０）からＧＰ
Ｓアンテナ（１１）までの水平距離（１）及びその高さ
くｈ）とから、船舶（１）の重心位置（Ｐｇ）及びその
重心速度ベクトル方位（φＶ）を演算し、重心速度ベク
トル方位を船首方位信号として針路設定部（４）に供給
すると共に、重心位置（Ｐｇ）を計画航路（Ｐｄ）と−
緒に設定針路演算部（１０）へ供給し、これより設定針
路（φｉ）を得、これも針路設定部（４）に供給し、船
首方位と設定針路との偏差（△φ）を得、この偏差に基
づき、これをゼロにするよう船舶（１）の舵（２）を、
操舵演算部（６）を介して、操舵装置（２０）で操舵す
る。

〔実施例〕

第１図は本発明による船舶用自動操舵装置の一実施例を
示すブロック図である。同図に於て、第２図と同一符号
は互に同一部分を示す。従って、それ等の詳細な説明は
省略する。

船舶（１）に、方位センサー（３）のほかに、ロール／
ピッチセンサーである水平化（７）と、位置センサーで
あるＧＰＳ受信器（８）とを搭載する。

一方、演算部（９）を設け、これに第３図に示すＧＰＳ
アンテナ（１１）を有するＧＰＳ受信器（８）からの位
置信号（ＰＳ）及び方位信号（ＧＡＳ）と、水平化（７
）からのロール角、ピッチ角信号等の傾斜信号（ＲＰＳ
）と、方位センサー（３）からの方位信号（ＡＳ）とを
入力し、これ等の信号と、第３図に示した船舶（１）の
重心（０）からＧＰＳアンテナ（１１）までの水平距離
（Ａ）及び高さくｈ）とを用いて、船舶（１１の地球表
面に対する重心位置（Ｐｇ）及び重心の速度ベクトル方
位（φＶ）を計算する。

演算部（９）よりの速度ベクトル方位（φＶ）を、従来
の方位センサー（３）の出力（φ）の代りに、針路設定
部（４）に入力すると共に、重心位置（Ｐｇ）を計画航
路（Ｐｄ）と共に、設定針路演算部（１０）に入力して
、ここで、設定針路（φｉ）を演算して、これを針路設
定部（４）に入力し、方位偏差△φ（−φｉ〜φＶ）を
得る。この方位偏差（△φ）を操舵演算部（６）へ入力
する。他は第２図の従来例と同様に、船舶（１）の舵（
２）を操舵装置（２０）により動かし、偏差（△φ）を
ゼロにして、船首方位を設定針路（φｉ）に一致させる
。

〔発明の効果〕

ＧＰＳ受信器（８）により、位置信号（ＰＳ）を自動操
舵系内にとり入れているため、横風や潮流下においても
、計画航路（Ｐｄ）を保持することができる。

ＧＰＳ受信器（８）の位置信号（ＰＳ）及び方位センサ
ーの方位信号（ＡＳ）及び水平儀（７）からの傾斜信号
（ＲＰＳ）を用いて、船舶（１１の地球表面に対する重
心の位置信号（Ｐｇ）に変換し、この値が計画航路（Ｐ
ｄ）上にあるような制御を行うため、船体が動揺運動を
して、ＧＰＳアンテナ（１１）が水平方向に周期運動を
行っても、偏差信号は全（なく、無駄舵をとることによ
る抵抗増加等の影響のない船舶用自動操舵装置を得るこ
とが出来る。

ＧＰＳ受信器（８）の方位信号（ＧＡＳ）を水平儀（７
）の傾斜信号（ＲＰＳ）によって重心の速度ベクトル方
位（φＶ）に変換し、この信号（φＶ）を方位センサー
よりの船首方位の代りに用いていることにより、単に船
首方位が変っているようなヨーイング運動に対して、こ
れをなくするような操舵は行なわなくなり、効率の良い
操舵装置を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による船舶用自動操舵装置の一例を示す
ブロック図、第２図は従来の船舶用自動操舵装置の一例
のブロック図、第３図は船舶の船体の重心とＧＰＳアン
テナとの関係を示す路線図である。 図において、（１１は船舶、（２）は舵、（３）は方位
セン号−１（４）は針路設定部、（６）は操舵演算部、
（２０）は操舵装置、（７）は水平儀、（８）はＧＰＳ
受信器、（９）は演算部、（１０）は設定針路演算部、
り１１）はＧＰＳアンテナをそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 針路設定部、操舵装置、該操舵装置を制御する操舵演算
   部とよりなる船舶用自動操舵装置において、ＧＰＳ受信
   器からの位置信号及び方位信号と、水平儀からのロール
   角、ピッチ角信号と、方位センサーからの方位信号とを
   入力とし、船舶の重心位置からＧＰＳアンテナまでの水
   平距離及び高さとから船舶の重心位置及び重心速度ベク
   トル方位とを演算する演算部を設け、該演算部よりの重
   心速度ベクトル方位を船首方位信号として上記針路設定
   部に入力すると共に、上記重心位置を計画航路と共に設
   定針路演算部に入力し、その出力である設定針路を針路
   設定部に入力するようになしたことを特徴とする船舶用
   自動操舵装置。