JPS63271184A - 位置検出装置 - 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、海図情報とレーダの画像情報とから船舶等の
現在位置を自動的に検出する位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、船舶等の現在位置検出装置としては、以下に示す
各種の方法がある。

（１）船舶に装備したジャイロコンパスの方位信号と、
速度針（ログ）よりの船舶の対水速度信号と、船舶の初
期位置とから、積分演算を行って自船の位置を計算する
（デッドレコニング）。

（２）太陽や星の高度角や方位角を計測し、その結果か
ら天体暦表等により、自船の位置を求める（天文航法）
。

（３）船舶等が沿岸近くを航行する時に、灯台等の複数
個の物標の方位を観測し、海図上に作図することによっ
て自船の位置を求める（地文航法）。

（４１ＮＮ５Ｓ　（航海衛星）、ロラ７．　ＧＰＳ等の
電波航法装置により自船の位置を求める。

（５）　　第５図に示すレーダ／海図情報表示装置。

即ち、第５図において、（１）は、自船のレーダ（６）
からの画像信号が入力されるレーダ画像入力部で、海岸
線等のレーダ画像信号をディジタル化し、このディジタ
ル信号を、自船のジャイロコンパス（５）の方位信号を
方位入力部（３）においてディジタル化した方位信号と
共に、座標変換演算器（２）に入力し、レーダ画像を真
北基準の画像に座標変換し、この画像情報を情報表示制
御器（４）に入力する。一方、海図記憶装置（７）から
の船舶の現在位置に対応した海図情報を、海図入力部（
８）を介して、情報表示制御器（４）に入力する。又、
ログ（９′）からの速度信号を、ログ入力部（９）を介
して、ディジタル変換した後、方位入力部（３）よりの
ディジタル方位信号及び初期位置と共に、位置計算演算
器（１０）に入力し、ここに於て、積分によって、自船
の位置を演算しく推測航法、デッドレコニング）、その
結果を情報表示制御器（４）に入力する。

一方、ＮＮ５Ｓ、　　ロラン等の電波航法或いは物標等
による位置信号が、手動或いは自動的に位置計算演算器
（１０）に断続的に入力され（第５図点線参照）、上記
推測航法による位置誤差をリセットする。

情報表示制御器（４）では、方位基準に変換した座標変
換演算器（２）のレーダ画像情報出力を、位置計算演算
器（１０）からの位置情報をもとに、海図入力部（８）
からの海図情報に対応させ、ＣＲＴ　（陰極線管）等の
情報表示器（１１）に出力し、両者を同一画面上に表示
する。

一方、第５図に示すレーダ／海図情報表示装置において
は、位置計算演算器（１０）からの位置情報出力に誤差
があると、レーダ画像と海図の画像とにズレが生じる。

これを避ける為に、人為的に両画像を一致させるように
、手動位置修正器（１２）で、位置計算演算器（１０）
の修正を行うようになっているが、人手と時間を要する
という問題点があった。又、ジャイロコンパス（５）の
誤差によっても、レーダ画像と海図面像とにズレが生じ
るという問題もあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の各航法には、いずれも下
記に示す問題があり、特に船舶等の内海。

湾内等の狭水域航行時の船舶等の位置決めに難点がある
。

（１）デッドレコニング法では、速度計（ログ）が自船
の対水速度を計測するタイプの為、潮流の影響が大で、
特に上述した狭水域で誤差が大きい。

（２）天文航法では、日中は太陽だけの為、連続的に位
置がとれない。又、曇天、雨天時には、位置の測定が不
可能となる。

（３）地文航法は、特定できる複数個の物標が同時に捕
捉できるときに限定され、連続測定ができない。又、レ
ーダ画像から、位置を求める方法も行われているが、乗
組員が画像等を判断する必要があり、時間と手間と熟練
とを必要とする。

（４）電波航法では、各種の方法が実用化されているが
、誤差が大きく、大洋航行時は有効であるが、狭水域航
行には使用が困難である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、ディジタル化したレーダ画像信号と、
船舶の方位信号及びスイープ制御器（３２）の方位補正
スイープ信号を入力とする方位補正スイープ器（３３）
の出力とを入力とするレーダ画像の座標変換器（３１）
と、位置信号及び上記スイープ制御器（３２）の位置補
正スイープ信号を入力とする位置補正スイープ器（３５
）と、上記座標変換器（３１）のレーダ画像信号、海図
情報信号及び上記位置補正スイープ器（３５）の位置出
力信号を入力とし、これ等の信号からレーダ画像信号と
海図情報信号との一致度を表わす評価指数を演算し、こ
れをそのファイルに記憶するパターン比較演算器（３４
）とを有し、上記評価指数を記憶したファイルから、最
適評価指数に対応した方位スイープ値と位置スイープ値
とを方位誤差修正値及び位置誤差修正値として出力する
ようにしたことを特徴とする位置検出装置が得られる。

〔作用〕

本発明に於ては、座標変換器（３１）よりの方位が補正
されたレーダ画像信号と、海図情報信号とをパターン比
較演算器（３４）で、位置信号及び位置補正スイープ信
号が入力される位置補正スイープ器（３５）の位置出力
信号のもとで、比較し、これに於て、両者の一致度を表
わす評価指数を演算し、この評価指数をパターン比較演
算器（３４）のファイルに記憶し、このファイルから最
適評価指数に対応した方位スイープ値及び位置スイープ
値を方位誤差修正値及び位置誤差修正値として得、これ
等値を用いて船舶の正しい位置を自動的に検出する。

〔実施例〕

第１図は、本発明のレーダパターン海図照合方式の位置
検出装置（３０）を含む、レーダ／海図情報表示装置の
システムブロック図である。尚、同図において、第５図
と同一素子には互に同一番号を付し、それ等の詳細説明
を省略する。

本発明の位置検出装置（３０）は、第り図に於て一点鎖
線及び点線で囲った部分である。同図に示す如く、レー
ダ画像入力部（１）からのレーダ画像信号を、座標変換
器（３１）に入力する。又、方位入力部（３）からの方
位信号を、スイープ制御器（３２）からの方位スイープ
信号ΔＡと共に、方位補正スイープ器（３３）に入力し
、その出力を座標変換角として上記座標変換器（３１）
に入力し、その出力をパターン比較演算器（３４）に入
力する。

位置計算演算器（１０）の位置信号を、スイープ制御器
（３２）の位置スイープ信号ΔＸ、ΔＹと共に、位置補
正スイープ器（３５）に入力し、これよりのスイープの
かかった位置信号を、パターン比較演算器（３４）に入
力する。

海図入力部（８）からの海図情報信号を、同様に、パタ
ーン比較演算器（３４）に入力する。パターン比較演算
器（３４）においては、位置補正スイープ値ΔＸ、ΔＹ
及び方位補正スイープ値ΔＡの各値に対応したレーダ画
像と、海図との一致度に対応した評価指数を計算し、そ
の値を上記ΔＸ、ΔＹ。

ΔＡと共に、その内部の評価指数ファイルに記憶する。

最適値選択器（３５Ａ）は、パターン比較演算器（３４
）よりの上記評価指数の例えば最大値に対応する位置補
正スイープ値ΔＸ、ΔＹ及び方位補正スイープ値ΔＡを
、それぞれ最適な位置補正信号Δ交、Δ♀及び最適な方
位補正信号Δ大として出力する。

速度演算器（３６）は、最適値選択器（３５Ａ）の最適
な位置補正信号Δ交、Δ♀及び位置計算演算器（１０）
からの位置信号とを時刻と共に入力とし、これ等を所定
の経過時間ΔＴをおいて、少くとも２組記憶しておき、
その間の位置変化を経過時間ΔＴで除算することにより
、速度信号９を出力する。

尚、最適値選択器（３５Ａ）からの位置出力信号八交、
Δ♀を、例えば上述のレーダ／海図情報表示装置内の位
置計算演算器（１０）の出力側に設けた位置修正演算部
（３７）に入力し、これより、正しい位置信号を出力す
ることができる。又、最適値選択器（３５Ａ）の最適な
方位補正信号Δλを、上記装置の方位入力部（３）の出
力側に設けた方位修正演算部（３８）に入力することに
より、方位信号の誤差に起因する画像のズレをなくすこ
とができる。

この方位修正演算部（３８）の出力は、第５図の例と同
様に、座標変換演算器（２）及び位置計算演算器（１０
）へ夫々供給される。

速度演算器（３６）の速度信号９を、ログ入力部（９）
と位置計算演算器（１０）との間に設けたログ誤差修正
演算部（３９）に入力することにより、潮流等の影響を
なくした速度信号を出力することが可能となる。

次に、第１図の本発明の例に示すパターン比較演算器（
３４）の動作を、第２図を参照して説明する。同図Ａは
船舶のレーダ（６）よりのレーダ画像信号によるレーダ
画像、同図Ｃはこのレーダの画像をディジタル的に処理
して、記憶した画像である。

同図Ｂはレーダが捕えた当該海域の実際の海図で、同図
りは、同図Ｂの海図をディジタル的に処理した海図であ
る。

パターン比較演算器（３４）は、スイープ制御器（３２
）からの位置スイープ信号ΔＸ、ΔＹ、方位スイープ信
号ΔＡの各組合せが与えられたレーダ画像信号と、海図
情報信号とを比較し、即ち第２図Ｃ及びＤの画像を重ね
合せ、その時、それぞれの画像の黒で塗りつぶした点が
同時に存在する数を数えて（評価指数）、これをそのフ
ァイルに登録する。

第２図Ｃ及びＤの両画像を重ね合せ、両者が一致した黒
点の数を、スイープ量ΔＸ、ΔＹについて勘定した評価
指数の表を、第３図に、これをグラフ化したものを第４
図に示す。同図より、ΔＸ＝２．ΔＹ−０において最も
良い合致度を示すことが判る。

〔発明の効果〕

レーダ画像情報と、海図情報と、自船の概略位置情報と
から、２個の画像情報を重ね合せたときに、その−政変
を表わす評価指数を計算し、この値が最適値を示したと
きの位置の、スイープ量から船位誤差を演算することに
より、狭水域或いは沿岸航行時に於ても、正しい船位情
報を得ることができ、航海の安全に有効な、船位検出装
置を提供し得る。

又、上記評価指数が最適値を示したときの方位のスイー
プ量から、コンパスの誤差を検出補正することができる
。更に、上記船位情報を時間微分することにより、ログ
（速度計）の誤差、或いは当該地点における潮流の速度
及び方位を検出出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位置検出装置を従来のレーダ／海
図情報表示装置と組合せた場合のブロック図、第２図は
本発明の原理説明図、第３図は評価指数の一計算例の表
、第４図は評価指数の一計算例のグラフ、第５図は従来
のレーダ／海図情報表示装置のブロック図である。 図において（５）はジャイロコンパス、（６）はレーダ
、（ηは海図記憶装置、（９′）　はログ、（３０）は
位置ネ★出装置、（３１）は座標変換器、（３２）はス
イープ制御器、（３３）は方位補正スイープ器、（３５
）は位置補正スイープ器、（３４）はパターン比較演算
器、（３５Ａ）は最適値選択器をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ディジタル化したレーダ画像信号と、船舶の方位信号
   及びスイープ制御器の方位補正スイープ信号を入力とす
   る方位補正スイープ器の出力とを入力とするレーダ画像
   の座標変換器と、位置信号及び上記スイープ制御器の位
   置補正スイープ信号を入力とする位置補正スイープ器と
   、上記座標変換器のレーダ画像信号、海図情報信号及び
   上記位置補正スイープ器の位置出力信号を入力とし、こ
   れ等の信号からレーダ画像信号と海図情報との一致度を
   表わす評価指数を演算し、これをそのファイルに記憶す
   るパターン比較演算器とを有し、上記評価指数を記憶し
   たファイルから、最適評価指数に対応した方位スイープ
   値と位置スイープ値とを方位誤差修正値及び位置誤差修
   正値として出力するようにしたことを特徴とする位置検
   出装置。