JP2004034805A - Course display terminal, course evaluation device, and course determining method - Google Patents

Course display terminal, course evaluation device, and course determining method Download PDF

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JP2004034805A JP2002193494A JP2002193494A JP2004034805A JP 2004034805 A JP2004034805 A JP 2004034805A JP 2002193494 A JP2002193494 A JP 2002193494A JP 2002193494 A JP2002193494 A JP 2002193494A JP 2004034805 A JP2004034805 A JP 2004034805A
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risk
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Kiyotaka Sasano
佐々野 清隆
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a course display terminal, a course evaluation device, and a course determining method for reliably establishing a safe ship-maneuvering technology without relying on the experiences, and rapidly selecting an adequate course by utilizing empirical knowledge. <P>SOLUTION: A course display terminal comprises a first screen 12-1 to relatively display the spatial presence distribution of a wave group 6 to a subject hull 1, and a second screen 12-1 to display the risk Nj corresponding to an element 6-j of the wave group 6. A ship maneuvering person can rapidly select an adequate course by utilizing empirical knowledge. The result of complicated calculations is displayed on the screen, and the ship maneuvering person can naturally obtain a safe course by watching the screen. The risk Nj is the risk for the capsizing, which is important display data for a captain or a pilot. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、針路表示端末、針路評価装置、及び、針路決定方法に関し、特に、波に対して操船を容易化する針路表示端末、針路評価装置、及び、針路決定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高波から船舶の転覆又は大傾斜(以下、転覆といわれる)を回避することが重要である。転覆は、高波に起因する。転覆の回避のためには、高波の波頭(白波)の波高と、その位置(距離)と、船体に対する相対速度とを知ることが大事である。操船者は、目視により波頭の位置と波高と相対速度とを常態的に確認していなければならない。波頭の波高と距離とをレーダーにより測定する技術は、特開昭60−93317号で知られている。
【0003】
レーダー測定により波高と距離を見落としなく知ることができた操船者は、その波高と距離に対応して得た経験上の知識に基づいて、操舵と速度の制御を行う。未熟な操船者の操舵と速度の制御は、転覆を招く恐れがある。
【0004】
経験に頼らずに確実に安全である操船技術の確立が求められる。経験的知識が活用されてより速く適正針路を選択することができることが望まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、経験に頼らずに確実に安全である操船技術を確立することができる針路表示端末、針路評価装置、及び、針路決定方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、経験的知識が活用されてより速く適正針路を選択することができる針路表示端末、針路評価装置、及び、針路決定方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【0007】
本発明による針路表示端末は、自己船体(1)に対して相対的に波群(6)の空間的存在分布を表示する第1画面(12−1)と、波群(6)の要素(6−j)に対応する危険度(Nj)を表示する第2画面(12−1)とから構成されている。操船者は、経験的知識を活用しながらより速く適正針路を選択することができる。複雑な計算の結果が画面に表示され、操船者は画面を見て自然に安全な進路を知ることができる。危険度(Nj)は転覆に関する危険度であり、キャプテン又はパイロットにとって重要な表示データである。
【0008】
第1画面(12−1)が第2画面(12−1)に同一であることは好ましい。又は、画面選択が好ましい。第1画面(12−1)は、波群(6)の要素(6−j)の速度ベクトル(31−j)を表示する。接近遭遇までの時間を容易に知ることができる。速度ベクトル(31−j)は要素(6−j)に位置対応して表示されることは重要である。
【0009】
第2画面(12−1)は、危険度(Nj)を数字で表示する表示領域(29)を有することが更に重要である。波に対する危険度と相手船舶の接近度合いとの兼ね合いで、操船が行われ得る。第2画面(12−1)は、要素(6−j)に位置対応させて危険度(Nj)を色で表示することは好ましい。自己船体(1)の針路(αj)を表示する第3画面(12−2)の存在は有効である。第3画面(12−2)は、第1画面(12−1)に同一であり得る。
【0010】
第3画面(12−2)は船体位置を原点とする座標系を有し、自己船体(34)の船体方向は常態的に固定方向に表示され、船体の仮想的針路は、船体方向に対して図形(33)で表示される。人の普通の3次元的視覚に対応する視覚的表現は、有効である。その座標系は極座標系であり図形は直線であることは、視覚的に有効である。
【0011】
第1画面(12−1)と第3画面(12−2)とは互いに異なり、第1画面(12−1)と第3画面(12−2)とには、第1画面(12−1)と第3画面(12−2)とを選択するボタン領域(27,28)をそれぞれに有することは、情報の書き込み量の増大の点で有効である。
【0012】
本発明による針路評価装置は、船体(1)の周囲の波群(6)の空間的存在分布を検出する分布検出センサ(3)と、分布検出センサ(3)が出力する電気信号に基づいて波群(6)の空間的分布を計算し、波群(6)の要素(6−j)の波高を計算する波状態計算器(23)と、船体(1)の運動を検出する運動検出センサ(4)と、船体(1)と要素(6−j)との相互作用に基づいて船体(1)の傾度を計算する傾度計算器(13)と、要素(6−j)に対応する船体(1)の傾度に対応する危険度(N)を評価する評価器(11)と、危険度(N)を表示する表示画面(12)とから構成されている。複雑な計算と直観的理解の画面が融合し、操船の容易化が可能である。
【0013】
危険度(N)は、傾度(θj)と船体(1)に固有である傾度(θ’)との関係に基づいて第2画面(12−1)に段階的に表示される。
【0014】
本発明による針路決定方法は、自己船体(1)に対して相対的に波群(6)の空間的存在分布を表示するステップと、波群(6)の要素(6−j)に対応する危険度(N)を表示するステップとから構成されている。リアルタイムに操船を容易化する。波群(6)の要素(6−j)に対応する針路(αj)を表示するステップの追加は、操船の容易化のために特に重要である。針路(αj)は、取舵と速度とが数字により表示され、熟練操船者に特に有効である。数字を操舵装置に自動的に入力するステップの追加により、自動操船が可能になる。その場合、ハイブリッド化されることが重要である。
【0015】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による針路表示端末の実施の形態は、船体周域物理状況検知センサが、船体に配置されている。船体周域物理状況検知センサは、図1に示されるように、船体1の頂部2に取り付けられている波頭検知センサ3と、ログとジャイロコンパスとから形成される船体運動センサ4と、風向風速センサ5とから構成されている。
【0016】
波頭検知センサ3としては、光学的カメラが好適に例示される。光学的カメラは時系列的に実質的にリアルタイムで、船体周囲の海面情報を撮影することができ、その撮像面を形成するCCDは海面情報画像を電気的信号として出力する。波頭検知センサ3は、回転して、船体の周囲の海面情報を集めることができる。波6は、白波といわれる波頭部分7を有している。波頭部分7は、本体部分8よりも白く、本体部分8の反射強度よりその反射光強度がより強い。
【0017】
図2は、船体1に搭載されている針路算出器9を示している。針路算出器9は、針路状態値計算器11と、針路表示器12とから構成されている。針路状態値計算器11は、予測船体傾度計算器13と予測危険度計算器14とから形成されている。
【0018】
予測船体傾度計算器13には、船体運動データ15と白波データ16と評価対象針路17とが入力される。評価対象針路17は、オペレータにより入力用機器を介して予測船体傾度計算器13に入力される。船体運動センサ4により検出される船体運動データ15は、船速ベクトル19と、風向風速21と、ロールとピッチから構成される動揺22とから形成されている。船体運動センサ4のジャイロコンパスは動揺を計測し、船体運動センサ4のログは船速を計測し、船体運動センサ4のジャイロコンパスとログは針路を計測する。
【0019】
波頭検知センサ3により出力される電気信号は、画像処理装置23に入力される。画像処理装置23は、波高と、波の進行方向と、波の進行速度と、波の空間分布とから形成される白波データ16を出力する。予測船体傾度計算器13には、このような白波データ16が入力される。予測船体傾度計算器13は、船体運動データ15と白波データ16とに基づいて、波6に相対的に出会っている時間帯t(=t1〜t2)の船体の動揺を計算し、特に、船体傾度θ(t)24を計算し、最大傾度θmaxを計算する。最大傾度θmaxは、複数の波の空間分布θmax(αj,rj)として計算される。ここでαjは、j番目の波に船体1が向かう針路(船体の長軸線と、波と船体とを結ぶ線との間の角度)であり、rjはj番目の波と船体1との間の距離である。波は、進行方向に直交する直交方向に長く延びる水の盛り上がりの集団的周期的分布(時間的空間的分布)であり、概ねの中央領域を持ち、その中央領域に対して横方向(直交方向)に長く分布する長楕円的塊であり、船体の中心点を原点とする極座標系で分布関数として記述され得る。
【0020】
予測危険度計算器14に、船体傾度θ(t)24と復元力曲線25とが入力される。復元力曲線25は、船体1に関する運動方程式で表される復元力に基づいて計算されるロール、ピッチの運動であり、特に、重心を通る船体中心線(その方向は針路方向に一致)のまわりの船体固有動揺傾度θ’(t)である。船体固有動揺傾度θ’(t)25は、船型、排水量(積荷に対応して可変)、バラスト状態、船体傾斜角度、復元性能(例示:重心位置、浮力中心、メタセンタのような定数パラメータ)を含む動揺運動方程式に基づいて既に計算済み(設計段階で計算されている)の固有的関数である。
【0021】
針路状態値計算器11は、船体固有動揺傾度θ’(t)25と船体傾度θ(t)24を比較する。船体固有動揺傾度θ’(t)25のうちで危険傾度(転覆必然傾度又は復原不可能傾度)がθ”(t)で表され、次の危険度Dが設定される。
D=θ”(t)−θ(t)
ここで、鉛直面から左右に船体が傾く角度はともに正で表される。θ”は必ずしも定数であるとは限らず、θ”は関数形として必然転覆関数が存在するが、概ね、定数として扱われ得る。θ(t)は、最大傾度θmaxとして扱われ得る。
【0022】
Dが負であれば、船体1は必然的に転覆する。角度領域Dが、段階的に分割される。
危険度0=0<D<D1
危険度1=D1<D<D2
危険度2=D2<D<D3
・・・
危険度N=DN<D<DN+1
【0023】
危険度Nは、波番号jについて個別的に算出される。個々の波に対応する危険度は、Njで表される。針路算出器9は、危険度Njと針路方向αjと距離rjの3つの関係である針路情報26を出力する。針路情報26は、針路表示器12に出力される。
【0024】
図3は、針路表示器12を示している。針路表示器12は、波(波頭、白波)の波高Hjの分布を示している。波高Hjの分布は、波の空間的存在分布に概ね一致して対応する。波高Hjは、リアルタイムに関数形態H(αj,rj)として表示される。波6として、波6−1〜6−15の15個の波が現時刻で示されている。針路表示器12の画面の右下隅に、危険度表示画面選択クリックボタン領域27と、安全針路表示画面選択クリックボタン28とが設定されている。危険度表示画面12−1と安全針路表示画面12−2(図4参照)は、共通画像を共有している。両画面は、危険度表示領域29を共有している。各表示波6−jについて、その進行方向(船体1に対する相対的方向)が進行方向表示矢印31−jにより表示されている。進行方向表示矢印31−jの表示は、船体位置を原点とする座標系でベクトルとして表示され、そのベクトル表示の矢印はそれぞれに表示波に位置対応している。
【0025】
操船者(キャプテン、パイロット、又は、一般船内従業者)は、危険度表示画面選択クリックボタン領域27を既に押している。その操船者は、表示波6−9の領域をカーソル32でクリックする。表示波6−9の波高Hjは大きいが、その進行方向は針路αjに対して概ね一致し、波の分布の横方向に対して概ね直交している。表示波6−9の危険度Njは、比較的に小さく、危険度表示領域29に数字”3”が表示されている。表示波6−10は、その波高は小さいが、横方向拡がりは小さく危険である。表示波6−10の領域をカーソル32で押せば、恐らく、その危険度は7が表示されるであろう。既に通り過ぎている表示波6−1の危険度の表示は、有効である(小さい船では、引き返すことがあり得る)。
【0026】
図4は、安全針路表示画面を示している。その安全針路表示画面は、安全針路表示画面選択クリックボタン28が押されることにより選択的に表示され、船体1が進むべき最善の針路αjを表示している。最善針路を示すαj(j=9)に対応する予想船体角度状態形33が表示されている。現在船体角度状態34の表示色は、予想船体角度状態形33の表示色と異なっている。
【0027】
カーソル32によるクリックによらず、全ての波6−1〜15について、位置対応で危険度の数を表示し、又は、波6−1〜15の全てについて段階表示色で塗りつぶすことは可能である。設定針路表示欄35が、画面の左下隅に配置されている。設定針路表示欄35は、波6−1〜15に向かうための適正操船値を表示する。適正操船値は、取舵(例示:30゜)と速度(例示:10ノット)とから構成されている。それぞれの波について、波高と到達時間と方位を数字で表示することは好ましい。波高と到達時間と方位との表示は、熟練船長又は熟練パイロットにとっては極めて有効である。
【0028】
針路αjが選択された場合、計算済みの速度、方向に従って自動操舵(自動操船)がコンピュータ制御により実行されることは好ましい。この場合、操船者のアクチェータ制御とコンピュータのアクチュエータ制御とはハイブリッド化され、操船者優先とコンピュータ優先は選択的であることが好ましい。メカ的制御(例示:繰舵制御)を含む制御は、操船者優先が好ましい。評価対象針路17の選択は、画面上で波6−jをカーソルクリックすることにより可能である。
【0029】
【発明の効果】
本発明による進路表示端末、針路評価装置、及び、針路決定方法は、操船を容易化し且つ安全化する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による針路表示端末の実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図2】図2は、本発明による針路表示端末の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図3】図3は、本発明による針路表示端末の実施の形態の画面を示す正面図である。
【図4】図4は、本発明による針路表示端末の実施の形態の他の画面を示す正面図である。
【符号の説明】
1…船体(自己船体)
3…分布検出センサ
4…運動検出センサ
6…波群
6−j…要素
12−1…第1画面(第2画面)
12−2…第3画面
11…評価器
12…表示画面
13…傾度計算器
23…波状態計算器
27,28…ボタン領域
29…表示領域
31−j…速度ベクトル
33…図形
34…自己船体
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a course display terminal, a course evaluation apparatus, and a course determination method, and more particularly, to a course display terminal, a course evaluation apparatus, and a course determination method for facilitating maneuvering with respect to waves.
[0002]
[Prior art]
It is important to avoid capsizing or steeping of a ship from high waves (hereinafter referred to as capsizing). Capsize is due to high waves. In order to avoid overturning, it is important to know the wave height of the crest (white wave) of the high wave, its position (distance), and the relative speed with respect to the hull. The ship operator must normally visually check the position of the crest, the wave height and the relative speed. A technique for measuring the wave height and the distance of a wave front with a radar is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-93317.
[0003]
The operator, who has been able to know the wave height and distance without fail by radar measurement, performs steering and speed control based on the empirical knowledge obtained corresponding to the wave height and distance. Controlling the steering and speed of an unskilled vessel operator can lead to a capsize.
[0004]
There is a need to establish ship maneuvering techniques that do not rely on experience and are safe. It is desirable that empirical knowledge can be used to select an appropriate course faster.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a course display terminal, a course evaluation device, and a course determination method that can establish a safe ship maneuvering technique without relying on experience.
It is another object of the present invention to provide a course display terminal, a course evaluation apparatus, and a course determination method that can select an appropriate course faster by utilizing empirical knowledge.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem are expressed as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of embodiments of the embodiments or the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the embodiments. Corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.
[0007]
The course display terminal according to the present invention includes a first screen (12-1) for displaying the spatial existence distribution of the wave group (6) relative to the own hull (1), and an element of the wave group (6) ( 6-j) and a second screen (12-1) displaying the degree of risk (Nj). The operator can use the empirical knowledge to select an appropriate course faster. The result of the complicated calculation is displayed on the screen, and the operator can naturally know the safe course by looking at the screen. The risk (Nj) is a risk related to a capsize and is important display data for a captain or a pilot.
[0008]
It is preferable that the first screen (12-1) is the same as the second screen (12-1). Alternatively, screen selection is preferable. The first screen (12-1) displays the velocity vector (31-j) of the element (6-j) of the wave group (6). You can easily know the time until the close encounter. It is important that the velocity vector (31-j) is displayed corresponding to the position of the element (6-j).
[0009]
It is further important that the second screen (12-1) has a display area (29) for displaying the degree of risk (Nj) by a numeral. Ship maneuvering can be performed in consideration of the degree of danger to the waves and the degree of approach of the other ship. It is preferable that the second screen (12-1) displays the degree of risk (Nj) in color in correspondence with the position of the element (6-j). The existence of the third screen (12-2) displaying the course (αj) of the own hull (1) is effective. The third screen (12-2) may be the same as the first screen (12-1).
[0010]
The third screen (12-2) has a coordinate system whose origin is the hull position, the hull direction of the own hull (34) is normally displayed in a fixed direction, and the virtual course of the hull is in relation to the hull direction. Is displayed as a graphic (33). Visual representations that correspond to a person's normal three-dimensional vision are useful. It is visually effective that the coordinate system is a polar coordinate system and the figure is a straight line.
[0011]
The first screen (12-1) and the third screen (12-2) are different from each other, and the first screen (12-1) and the third screen (12-2) include the first screen (12-1). ) And a button area (27, 28) for selecting the third screen (12-2) are effective in increasing the amount of information to be written.
[0012]
A course evaluation device according to the present invention is based on a distribution detection sensor (3) for detecting a spatial existence distribution of a wave group (6) around a hull (1) and an electric signal output from the distribution detection sensor (3). A wave state calculator (23) for calculating the spatial distribution of the wave group (6) and calculating the wave height of the element (6-j) of the wave group (6), and a motion detection for detecting the motion of the hull (1). A sensor (4), a gradient calculator (13) for calculating the gradient of the hull (1) based on the interaction between the hull (1) and the element (6-j), and a component (6-j). It comprises an evaluator (11) for evaluating the degree of danger (N) corresponding to the inclination of the hull (1), and a display screen (12) for displaying the degree of danger (N). Complex calculations and intuitive understanding screens are fused, making it easy to maneuver.
[0013]
The risk (N) is displayed stepwise on the second screen (12-1) based on the relationship between the inclination (θj) and the inclination (θ ′) unique to the hull (1).
[0014]
The course determination method according to the present invention corresponds to the step of displaying the spatial existence distribution of the wave group (6) relative to the own hull (1) and the element (6-j) of the wave group (6). Displaying the degree of risk (N). Facilitate maneuvering in real time. The addition of the step of displaying the course (αj) corresponding to the element (6-j) of the wave group (6) is particularly important for facilitating maneuvering. In the course (αj), the steering and the speed are indicated by numbers, which is particularly effective for a skilled ship operator. The addition of a step of automatically entering numbers into the steering system allows for automatic steering. In that case, it is important to be hybridized.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Corresponding to the figure, in the embodiment of the course display terminal according to the present invention, the hull physical condition detection sensor is arranged on the hull. As shown in FIG. 1, the hull physical condition detection sensor includes a wavefront detection sensor 3 attached to the top 2 of the hull 1, a hull motion sensor 4 formed from a log and a gyrocompass, and a wind direction and wind speed. And a sensor 5.
[0016]
An optical camera is preferably exemplified as the wavefront detection sensor 3. An optical camera can photograph sea surface information around a hull in a time series substantially in real time, and a CCD forming the imaging surface outputs a sea surface information image as an electric signal. The wavefront detection sensor 3 can rotate and collect sea surface information around the hull. The wave 6 has a crest portion 7 called a white wave. The wave front part 7 is whiter than the main body part 8 and the reflected light intensity is stronger than the reflection intensity of the main body part 8.
[0017]
FIG. 2 shows a course calculator 9 mounted on the hull 1. The course calculator 9 includes a course state value calculator 11 and a course indicator 12. The course state value calculator 11 is composed of a predicted hull inclination calculator 13 and a predicted risk calculator 14.
[0018]
The predicted hull inclination calculator 13 receives hull motion data 15, white wave data 16, and a course 17 to be evaluated. The evaluation target course 17 is input to the predicted hull inclination calculator 13 via an input device by an operator. The hull motion data 15 detected by the hull motion sensor 4 is formed from a ship speed vector 19, a wind direction / wind speed 21, and a sway 22 composed of a roll and a pitch. The gyro compass of the hull motion sensor 4 measures the sway, the log of the hull motion sensor 4 measures the ship speed, and the gyro compass and the log of the hull motion sensor 4 measure the course.
[0019]
The electric signal output by the wavefront detection sensor 3 is input to the image processing device 23. The image processing device 23 outputs white wave data 16 formed from the wave height, the wave traveling direction, the wave traveling speed, and the spatial distribution of the waves. Such white wave data 16 is input to the predicted hull inclination calculator 13. The predicted hull inclination calculator 13 calculates the sway of the hull in the time zone t (= t1 to t2) relatively meeting the wave 6, based on the hull motion data 15 and the white wave data 16. The inclination θ (t) 24 is calculated, and the maximum inclination θmax is calculated. The maximum gradient θmax is calculated as a spatial distribution θmax (αj, rj) of a plurality of waves. Here, αj is the course (the angle between the long axis of the hull and the line connecting the wave and the hull) to which the hull 1 goes to the jth wave, and rj is the distance between the jth wave and the hull 1 Is the distance. A wave is a collective periodic distribution (temporal and spatial distribution) of water bulges that extend long in the orthogonal direction perpendicular to the traveling direction, has a roughly central region, and is transverse to the central region (in the orthogonal direction). ), Which can be described as a distribution function in a polar coordinate system whose origin is at the center point of the hull.
[0020]
The hull inclination θ (t) 24 and the restoring force curve 25 are input to the predicted risk calculator 14. The restoring force curve 25 is a roll and pitch motion calculated based on a restoring force represented by an equation of motion related to the hull 1, and particularly around a hull center line passing through the center of gravity (the direction coincides with the course direction). Is the hull peculiar rocking inclination θ ′ (t). The hull peculiar rocking inclination θ ′ (t) 25 indicates the hull form, the displacement (variable according to the load), the ballast state, the hull inclination angle, and the restoring performance (for example, constant parameters such as the position of the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter). This is a unique function that has already been calculated (calculated at the design stage) based on the swaying motion equation including the above.
[0021]
The course state value calculator 11 compares the hull tilt angle θ ′ (t) 25 with the hull tilt angle θ (t) 24. Among the hull peculiar rocking inclinations θ ′ (t) 25, the danger inclination (overturn inevitable inclination or unrecoverable inclination) is represented by θ ″ (t), and the next danger D is set.
D = θ ″ (t) −θ (t)
Here, the angle at which the hull inclines left and right from the vertical plane is both expressed as positive. θ ″ is not always a constant, and θ ″ necessarily has a subversion function as a functional form, but can be generally treated as a constant. θ (t) can be treated as the maximum gradient θmax.
[0022]
If D is negative, the hull 1 inevitably rolls over. The angle area D is divided stepwise.
Risk level 0 = 0 <D <D1
Risk level 1 = D1 <D <D2
Risk level 2 = D2 <D <D3
...
Risk level N = DN <D <DN + 1
[0023]
The risk N is individually calculated for the wave number j. The risk corresponding to each wave is represented by Nj. The course calculator 9 outputs course information 26 which is a relationship between the risk Nj, the course direction αj, and the distance rj. The course information 26 is output to the course display 12.
[0024]
FIG. 3 shows the course indicator 12. The course indicator 12 shows the distribution of the wave height Hj of the wave (wave front, white wave). The distribution of the wave height Hj generally corresponds to and corresponds to the spatial existence distribution of the wave. The wave height Hj is displayed in real time as a function form H (αj, rj). As the wave 6, fifteen waves 6-1 to 6-15 are shown at the current time. At the lower right corner of the screen of the course indicator 12, a risk degree display screen selection click button area 27 and a safety course display screen selection click button 28 are set. The risk display screen 12-1 and the safety course display screen 12-2 (see FIG. 4) share a common image. Both screens share the risk display area 29. The traveling direction (relative direction with respect to the hull 1) of each display wave 6-j is displayed by a traveling direction display arrow 31-j. The display of the traveling direction display arrows 31-j is displayed as a vector in a coordinate system having the hull position as the origin, and the arrows of the vector display correspond to the display waves, respectively.
[0025]
The ship operator (captain, pilot, or general shipboard employee) has already pressed the risk display screen selection click button area 27. The operator clicks the area of the display wave 6-9 with the cursor 32. Although the wave height Hj of the display wave 6-9 is large, its traveling direction is substantially coincident with the course αj, and is substantially perpendicular to the horizontal direction of the wave distribution. The risk Nj of the display wave 6-9 is relatively small, and the number “3” is displayed in the risk display area 29. Although the display wave 6-10 has a small wave height, the spread in the lateral direction is small and dangerous. If the area of the display wave 6-10 is pressed by the cursor 32, the risk will probably be displayed as 7. The display of the danger level of the display wave 6-1 that has already passed is valid (it can be turned back on a small ship).
[0026]
FIG. 4 shows a safety course display screen. The safety course display screen is selectively displayed by pressing the safety course display screen selection click button 28, and displays the best course αj to which the hull 1 should proceed. The predicted hull angle state shape 33 corresponding to αj (j = 9) indicating the best course is displayed. The display color of the current hull angle state 34 is different from the display color of the expected hull angle state type 33.
[0027]
Regardless of the click by the cursor 32, it is possible to display the number of danger levels corresponding to the positions of all the waves 6-1 to 15 or to fill all of the waves 6-1 to 15 with a step display color. . A set course display field 35 is arranged at the lower left corner of the screen. The set course display field 35 displays an appropriate marine vessel maneuvering value for going to the waves 6-1 to -15. The proper ship maneuvering value is composed of steering (for example, 30 °) and speed (for example, 10 knots). For each wave, it is preferable to display the wave height, the arrival time, and the azimuth numerically. The display of the wave height, the arrival time, and the direction is extremely effective for a skilled captain or a skilled pilot.
[0028]
When the course αj is selected, it is preferable that automatic steering (automatic steering) is executed by computer control according to the calculated speed and direction. In this case, it is preferable that the operator control of the operator and the actuator control of the computer are hybridized, and the operator priority and the computer priority are selective. Control including mechanical control (eg, steering control) is preferably performed by the operator. The course 17 to be evaluated can be selected by cursor-clicking the wave 6-j on the screen.
[0029]
【The invention's effect】
The course display terminal, the course evaluation device, and the course determination method according to the present invention facilitate and maneuver a ship.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective projection view showing an embodiment of a course display terminal according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing an embodiment of a course display terminal according to the present invention.
FIG. 3 is a front view showing a screen of the embodiment of the course display terminal according to the present invention.
FIG. 4 is a front view showing another screen of the embodiment of the course display terminal according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Hull (self-hull)
3. Distribution detection sensor 4 Motion detection sensor 6 Wave group 6-j Element 12-1 First screen (second screen)
12-2 Third screen 11 Evaluator 12 Display screen 13 Gradient calculator 23 Wave state calculators 27 and 28 Button area 29 Display area 31-j Speed vector 33 Graphic 34 Self-hull

Claims (19)

自己船体に対して相対的に波群の空間的存在分布を表示する第1画面と、
前記波群の要素に対応する危険度を表示する第2画面
とを具える針路表示端末。
A first screen displaying the spatial existence distribution of the wave group relative to the own hull,
A heading display terminal comprising: a second screen displaying a degree of danger corresponding to the element of the wave group.
前記危険度は転覆に関する危険度である
請求項1の針路表示端末。
The course display terminal according to claim 1, wherein the risk is a risk related to a capsize.
前記第1画面と前記第2画面は同一である
請求項1又は2の針路表示端末。
The course display terminal according to claim 1, wherein the first screen and the second screen are the same.
前記第1画面は、前記波群の要素の速度ベクトルを表示する
請求項1〜3から選択される1請求項の針路表示端末。
The course display terminal according to claim 1, wherein the first screen displays a velocity vector of an element of the wave group.
前記速度ベクトルは前記要素に位置対応して表示される
請求項4の針路表示端末。
The course display terminal according to claim 4, wherein the speed vector is displayed in correspondence with the position of the element.
前記第2画面は、前記危険度を数字で表示する表示領域を有する
請求項1〜5から選択される1請求項の針路表示端末。
The course display terminal according to claim 1, wherein the second screen has a display area for displaying the degree of risk by a number.
前記第2画面は、前記要素に位置対応させて前記危険度を色で表示する
請求項1〜6から選択される1請求項の針路表示端末。
The course display terminal according to claim 1, wherein the second screen displays the degree of risk in color in correspondence with the position of the element.
前記自己船体の針路を表示する第3画面
を更に具える請求項1〜7から選択される1請求項の針路表示端末。
8. The course display terminal according to claim 1, further comprising a third screen displaying a course of the self-hull.
前記第3画面は前記第1画面に同一である
請求項8の針路表示端末。
9. The course display terminal according to claim 8, wherein the third screen is the same as the first screen.
前記第3画面は船体位置を原点とする座標系を有し、前記自己船体の船体方向は常態的に固定方向に表示され、
前記船体の仮想的針路は、前記船体方向に対して図形で表示される
請求項8の針路表示端末。
The third screen has a coordinate system whose origin is the hull position, and the hull direction of the self-hull is normally displayed in a fixed direction,
9. The course display terminal according to claim 8, wherein the virtual course of the hull is displayed in a figure with respect to the hull direction.
前記座標系は極座標系であり、前記図形は直線である
請求項10の針路表示端末。
The course display terminal according to claim 10, wherein the coordinate system is a polar coordinate system, and the graphic is a straight line.
前記第1画面と前記第3画面とは互いに異なり、
前記第1画面と前記第3画面とには、前記第1画面と前記第3画面とを選択するボタン領域をそれぞれに有する
請求項8〜11から選択される1請求項の針路表示端末。
The first screen and the third screen are different from each other,
The course display terminal according to claim 1, wherein the first screen and the third screen each have a button area for selecting the first screen and the third screen, respectively.
船体の周囲の波群の空間的存在分布を検出する分布検出センサと、
前記分布検出センサが出力する電気信号に基づいて前記波群の空間的分布を計算し、前記波群の要素の波高を計算する波状態計算器と、
前記船体の運動を検出する運動検出センサと、
前記船体と前記要素との相互作用に基づいて前記船体の傾度を計算する傾度計算器と、
前記要素に対応する前記船体の傾度に対応する危険度を評価する評価器と、
前記危険度を表示する表示画面
とを具える針路評価装置。
A distribution detection sensor for detecting a spatial existence distribution of a wave group around the hull,
A wave state calculator that calculates a spatial distribution of the wave group based on the electric signal output by the distribution detection sensor and calculates a wave height of an element of the wave group,
A motion detection sensor for detecting the motion of the hull,
A gradient calculator that calculates the gradient of the hull based on the interaction between the hull and the elements;
An evaluator that evaluates the degree of risk corresponding to the inclination of the hull corresponding to the element,
And a display screen for displaying the degree of risk.
前記表示画面は、
前記空間的存在分布を表示する第1画面と、
前記危険度を表示する第2画面とを備える
請求項13の針路評価装置。
The display screen includes:
A first screen displaying the spatial presence distribution;
14. The course evaluation device according to claim 13, further comprising a second screen for displaying the degree of risk.
前記危険度は、前記傾度と前記船体に固有である傾度との関係に基づいて前記第2画面に段階的に表示される
請求項14の針路評価装置。
The course evaluation device according to claim 14, wherein the degree of danger is displayed in a stepwise manner on the second screen based on a relationship between the inclination and an inclination peculiar to the hull.
自己船体に対して相対的に波群の空間的存在分布を表示するステップと、
前記波群の要素に対応する危険度を表示するステップ
とを具える針路決定方法。
Displaying the spatial existence distribution of the wave group relative to the own hull;
Displaying a degree of risk corresponding to the element of the wave group.
前記波群の要素に対応する針路を表示するステップ
を更に具える請求項16の針路決定方法。
17. The heading determination method of claim 16, further comprising displaying a heading corresponding to the elements of the wave group.
前記針路は、取舵と速度とが数字により表示される
請求項17の針路決定方法。
18. The course determination method according to claim 17, wherein the course is indicated by a number indicating a steering and a speed.
前記数字を操舵装置に自動的に入力するステップ
を更に具える請求項17の針路決定方法。
18. The method of claim 17 further comprising the step of automatically inputting the number into a steering device.
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