JP2017088111A - Ship maneuvering control method and ship maneuvering control system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、船舶の操船制御方法および船舶の操船制御システムに関する。 The present invention relates to a ship maneuvering control method and a ship maneuvering control system.
従来、ユーザの操作を必要とせずに目標位置に船舶を略保持する(定点保持する)ための船舶の操船制御方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a marine vessel maneuvering control method for holding a vessel substantially at a target position (holding a fixed point) without requiring any user operation is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、推進機を有する船舶の定点位置保持方法であって、目標位置に船位(船舶)を保持するために、船舶の船首方向を目標位置に向ける制御と船舶を前後方向または左右方向に移動させる制御とを行う定点位置保持方法が開示されている。この特許文献1の定点位置保持方法では、目標位置を中心とする制御円の外に船舶が移動された場合には、船舶の前後方向および左右方向のいずれかの方向に推進機の推進力を発生させて、船舶を制御円内に移動させる。
In
上記特許文献1の定点位置保持方法では、たとえば海など流れがある場所や、風が吹く場所などに船舶が位置している場合には、制御円内に船舶が一旦位置して船舶を前後方向または左右方向に移動させる制御が終了されたとしても、流れにより再度制御円の外に船舶が移動されてしまうと考えられる。このため、船舶を前後方向または左右方向に移動させる推進機の制御と船舶を停止させる推進機の制御とが頻繁に入れ替わり、その結果、頻繁に船舶が移動してしまうという問題点があると考えられる。
In the fixed point position holding method of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、船舶を目標位置に略保持する際に、頻繁に船舶が移動するのを抑制することが可能な船舶の操船制御方法および船舶の操船制御システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress frequent movement of a ship when the ship is substantially held at a target position. A ship maneuvering control method and a ship maneuvering control system are provided.
この発明の第1の局面による船舶の操船制御方法は、推進機が設けられた船舶の操船制御方法であって、目標位置の設定を受け付け、所定の方向において、目標位置に対する船舶の離間距離をずれ量として取得し、ずれ量に応じた目標速度を設定し、船舶の実際の速度を検出し、目標速度と実際の速度とに基づいて、所定の方向における目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御する。なお、「所定の方向における目標位置」とは、目標位置がある点(目標点)ではなく、目標点を通り、所定の方向と直交する線上のいずれかの位置であることを意味する。 A marine vessel maneuvering control method according to a first aspect of the present invention is a marine vessel maneuvering control method provided with a propulsion device, which accepts setting of a target position and sets a distance of the marine vessel with respect to the target position in a predetermined direction. Obtained as a deviation amount, set a target speed according to the deviation amount, detect the actual speed of the ship, and based on the target speed and the actual speed, the ship is substantially held at the target position in a predetermined direction Control the magnitude of the propulsion force of the propulsion machine. Note that “target position in a predetermined direction” means not a point (target point) where the target position is located but any position on a line passing through the target point and orthogonal to the predetermined direction.
この第1の局面による船舶の操船制御方法では、上記のように、船舶の実際の速度を検出し、目標速度と実際の速度とに基づいて、所定の方向における目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御する。これにより、流れがある場所に船舶が位置している場合であっても、その流れを含む船舶の実際の速度を考慮して目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御することができるので、船舶を目標位置に略保持する際に、頻繁に船舶が移動するのを抑制することができる。 In the ship maneuvering control method according to the first aspect, as described above, the actual speed of the ship is detected, and the ship is substantially held at the target position in a predetermined direction based on the target speed and the actual speed. The magnitude of the propulsive force of the propulsion device is controlled so that As a result, even when the ship is located at a place where there is a flow, the propulsive force of the propulsion device is adjusted so that the ship is substantially held at the target position in consideration of the actual speed of the ship including the flow. Since the size can be controlled, it is possible to suppress frequent movement of the ship when the ship is substantially held at the target position.
この第1の局面による船舶の操船制御方法では、所定の方向における目標位置に対する船舶のずれ量に応じた目標速度を設定するとともに、目標速度と実際の速度とに基づいて、所定の方向における目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御する。これにより、所定の方向において船舶が目標位置からずれた場合であっても、実際の速度を考慮しつつずれ量を小さくするように船舶を移動させることができる。これにより、所定の方向において目標位置からのずれを修正することによって、目標位置に船舶を略保持することができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, the target speed in accordance with the amount of deviation of the ship with respect to the target position in the predetermined direction is set, and the target in the predetermined direction is set based on the target speed and the actual speed. The propulsive force of the propulsion device is controlled so that the ship is substantially held at the position. Thereby, even if it is a case where a ship has shifted | deviated from the target position in a predetermined | prescribed direction, a ship can be moved so that deviation | shift amount may be made small, considering an actual speed. Thereby, the ship can be substantially held at the target position by correcting the deviation from the target position in the predetermined direction.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、目標速度と実際の速度との差分に基づいて、推進力の大きさを制御する。このように構成すれば、実際の速度を考慮しつつずれ量を小さくするように船舶を確実に移動させることができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, preferably, the magnitude of the propulsive force is controlled based on the difference between the target speed and the actual speed. If comprised in this way, a ship can be reliably moved so that deviation | shift amount may be made small, considering actual speed.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、目標速度と実際の速度とに基づいて、推進力の大きさを制御するのに加えて、推進力の向きを制御する。このように構成すれば、推進力の向きも制御することによって、より確実に、目標位置に船舶を略保持することができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, preferably, in addition to controlling the magnitude of the propulsive force, the direction of the propulsive force is controlled based on the target speed and the actual speed. If comprised in this way, a ship can be substantially hold | maintained more reliably at a target position by controlling the direction of propulsive force.
この場合、好ましくは、ずれ量の絶対値がずれ量閾値以下である場合には、ずれ量に応じた目標速度を略ゼロに設定した状態で、推進力の大きさと向きとを制御する。なお、「目標速度を略ゼロにする」という内容には、目標速度を完全にゼロにする場合と、目標速度を完全にはゼロではないものの、ゼロに限りなく近くする場合とが含まれている。このように構成すれば、ずれ量の絶対値がずれ量閾値以下であり、船舶が目標位置の近傍に位置する場合に、目標速度を略ゼロに設定した状態で推進力を発生させることによって、船舶が目標位置の近傍から移動しないように推進機の推進力の大きさと向きとを制御することができる。 In this case, preferably, when the absolute value of the deviation amount is equal to or less than the deviation amount threshold value, the magnitude and direction of the propulsive force are controlled with the target speed corresponding to the deviation amount set to substantially zero. In addition, the content of “reducing the target speed to approximately zero” includes the case where the target speed is completely zero and the case where the target speed is not completely zero but is close to zero. Yes. By configuring in this way, when the absolute value of the deviation amount is equal to or less than the deviation amount threshold and the ship is located in the vicinity of the target position, by generating the propulsive force with the target speed set to substantially zero, The magnitude and direction of the propulsive force of the propulsion device can be controlled so that the ship does not move from the vicinity of the target position.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、目標方位を受け付け、目標方位に対する船舶のずれ角を取得し、ずれ角に基づいて、目標方位に船舶が略保持されるように推進機の転舵角を制御する。このように構成すれば、目標位置において目標方位を向くように船舶を略保持することができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, preferably, the target azimuth is received, the deviation angle of the vessel with respect to the target azimuth is acquired, and the vessel is propelled so as to be substantially held in the target azimuth based on the deviation angle. Control the turning angle of the machine. If comprised in this way, a ship can be substantially hold | maintained so that it may face a target azimuth | direction in a target position.
この場合、好ましくは、シフト状態に基づいて、転舵角を制御する。ここで、推進機の転舵角が所定の角度である場合において、シフト状態が前進状態である場合に推進機を駆動させた場合の船舶の回転方向と、シフト状態が後進状態にある場合に推進機を駆動させた場合の船舶の回転方向とは逆になる。そこで、上記第1の局面による船舶の操船制御方法では、シフト状態に基づいて転舵角を制御することによって、シフト状態に対応して推進機の転舵角を正しく制御することができるので、目標方位から離れる方向に船舶が回転するのを確実に抑制することができる。 In this case, preferably, the turning angle is controlled based on the shift state. Here, when the turning angle of the propulsion device is a predetermined angle, the rotation direction of the ship when the propulsion device is driven when the shift state is a forward state, and the shift state is a reverse state The direction of rotation of the ship is reversed when the propulsion device is driven. Therefore, in the ship maneuvering control method according to the first aspect, by controlling the turning angle based on the shift state, it is possible to correctly control the turning angle of the propulsion unit corresponding to the shift state. It can suppress reliably that a ship rotates in the direction away from a target azimuth | direction.
上記シフト状態に基づいて転舵角を制御する船舶の操船制御方法において、好ましくは、シフト状態が中立状態の場合には、シフト状態をシフトイン状態に切り替えて、転舵角を制御する。このように構成すれば、シフト状態が中立状態であり推進機から推進力が発生していない状態であっても、推進機から推進力が発生するシフトイン状態に切り替えられるので、目標方位を向くように船舶を確実に回転移動させて船舶の向きを修正することができる。 In the marine vessel maneuvering control method for controlling the turning angle based on the shift state, preferably, when the shift state is a neutral state, the shift state is switched to the shift-in state to control the turning angle. With this configuration, even if the shift state is a neutral state and no propulsive force is generated from the propulsion device, it can be switched to the shift-in state in which the propulsion force is generated from the propulsion device. Thus, the direction of the ship can be corrected by reliably rotating and moving the ship.
上記転舵角を制御する船舶の操船制御方法において、好ましくは、ずれ角の絶対値がずれ角閾値以上である場合に転舵角を制御する。このように構成すれば、ずれ角の絶対値がずれ角閾値未満の問題ない程度であっても船舶の向きを修正するように転舵角が制御されてしまうのを抑制することができるので、頻繁に船舶が移動するのを抑制することができる。 In the marine vessel maneuvering control method for controlling the turning angle, the turning angle is preferably controlled when the absolute value of the deviation angle is equal to or greater than a deviation angle threshold. By configuring in this way, it is possible to suppress the turning angle from being controlled so as to correct the direction of the ship even if the absolute value of the deviation angle is less than the deviation angle threshold value. It is possible to suppress the movement of the ship frequently.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、所定の方向は、目標方位に対する前後方向である。このように構成すれば、目標方位に対する前後方向において、目標位置に対する船舶のずれを抑制することができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, preferably, the predetermined direction is a front-rear direction with respect to the target direction. If comprised in this way, the shift | offset | difference of the ship with respect to a target position can be suppressed in the front-back direction with respect to a target azimuth | direction.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、ずれ量に応じた目標速度の絶対値は、所定の上限値以下に設定される。このように構成すれば、目標位置からずれた船舶を目標位置に移動させる際に、目標速度の絶対値が過度に大きいことに起因して船舶が目標位置を越えて再度ずれた位置に移動してしまうのを抑制することができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, preferably, the absolute value of the target speed corresponding to the amount of deviation is set to a predetermined upper limit value or less. With this configuration, when moving a ship that deviates from the target position to the target position, the ship moves to a position deviated again beyond the target position due to the absolute value of the target speed being excessively large. Can be suppressed.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、シフト状態をシフトイン状態と中立状態とに交互に切り替える間欠制御により、推進力の大きさを制御する。このように構成すれば、間欠制御により推進機において小さな推進力を容易に発生させることができるので、推進力をより精密に制御して目標位置に船舶をより確実に略保持することができる。 In the ship maneuvering control method according to the first aspect, preferably, the magnitude of the propulsive force is controlled by intermittent control in which the shift state is alternately switched between the shift-in state and the neutral state. If comprised in this way, since a small propulsive force can be easily generated in a propulsion machine by intermittent control, a propulsive force can be controlled more precisely and a ship can be more reliably substantially held at a target position.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、目標速度と実際の速度とに基づいて、目標位置に1つの推進機により駆動される船舶が略保持されるように、1つの推進機の推進力の大きさを制御する。上記した船舶の操船制御方法を適用することで、船舶が1つの推進機しか有していない場合であっても容易に船舶を目標位置に移動させることができる。 In the ship maneuvering control method according to the first aspect, preferably, one propulsion is performed so that the ship driven by one propulsion device is substantially held at the target position based on the target speed and the actual speed. Control the propulsion power of the aircraft. By applying the above-described ship maneuvering control method, the ship can be easily moved to the target position even when the ship has only one propulsion device.
上記第1の局面による船舶の操船制御方法において、好ましくは、ずれ量と目標速度との対応関係が示されたマップに基づいて、ずれ量に応じて目標速度を設定する。このように構成すれば、ずれ量に応じた目標速度を容易に取得および設定することができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, preferably, the target speed is set according to the deviation amount based on the map showing the correspondence between the deviation amount and the target speed. If comprised in this way, the target speed according to deviation | shift amount can be acquired and set easily.
上記目標速度と実際の速度との差分に基づいて推進力の大きさを制御する船舶の操船制御方法において、好ましくは、目標速度と実際の速度との差分に基づいて、推進力の大きさを段階的に加減することにより船舶の速度を調整する。このように構成すれば、船舶の速度を調整する際において、推進力の大きさに関する制御が複雑化するのを抑制することができる。 In the ship maneuvering control method for controlling the magnitude of the propulsive force based on the difference between the target speed and the actual speed, preferably, the magnitude of the propulsive force is set based on the difference between the target speed and the actual speed. The speed of the ship is adjusted by adjusting in steps. If comprised in this way, when adjusting the speed of a ship, it can suppress that the control regarding the magnitude | size of a thrust is complicated.
この発明の第2の局面による船舶の操船制御システムは、推進機と、目標位置の設定を受け付ける位置設定受付部と、所定の方向において、目標位置に対する船舶の離間距離をずれ量として取得するずれ量取得部と、ずれ量に応じた目標速度を設定する目標速度設定部と、船舶の実際の速度を検出する実速度検出部と、目標速度と実際の速度とに基づいて、目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御する制御部と、を備える。 A marine vessel maneuvering control system according to a second aspect of the present invention includes a propulsion device, a position setting accepting unit that accepts setting of a target position, and a deviation that acquires, as a deviation amount, a distance of the vessel from the target position in a predetermined direction. A target speed setting unit that sets a target speed according to the amount of deviation, an actual speed detection unit that detects an actual speed of the ship, and a ship at a target position based on the target speed and the actual speed. And a control unit that controls the magnitude of the propulsive force of the propulsion device so that the is substantially held.
この第2の局面による船舶の操船制御システムでは、上記第1の局面の船舶の操船制御方法と同様に、船舶を目標位置に略保持する際に、頻繁に船舶が移動するのを抑制することができるとともに、所定の方向において目標位置からのずれを修正することによって、目標位置に船舶を略保持することができる。 In the marine vessel maneuvering control system according to the second aspect, as in the marine vessel maneuvering control method according to the first aspect, when the marine vessel is substantially held at the target position, it is possible to suppress frequent movement of the marine vessel. In addition, the ship can be substantially held at the target position by correcting the deviation from the target position in the predetermined direction.
上記第2の局面による船舶の操船制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、目標速度と実際の速度との差分に基づいて、推進力の大きさを制御するように構成されている。このように構成すれば、実際の速度を考慮しつつずれ量を小さくするように船舶を確実に移動させることができる。 In the marine vessel maneuvering control system according to the second aspect, preferably, the control unit is configured to control the magnitude of the propulsive force based on the difference between the target speed and the actual speed. If comprised in this way, a ship can be reliably moved so that deviation | shift amount may be made small, considering actual speed.
上記第2の局面による船舶の操船制御システムにおいて、好ましくは、制御部は、目標速度と実際の速度とに基づいて、推進力の大きさを制御するのに加えて、推進力の向きを制御するように構成されている。このように構成すれば、推進力の向きも制御することによって、より確実に、目標位置に船舶を略保持することができる。 In the ship maneuvering control system according to the second aspect, preferably, the control unit controls the direction of the propulsive force in addition to controlling the magnitude of the propulsive force based on the target speed and the actual speed. Is configured to do. If comprised in this way, a ship can be substantially hold | maintained more reliably at a target position by controlling the direction of propulsive force.
この場合、好ましくは、制御部は、ずれ量の絶対値がずれ量閾値以下である場合には、ずれ量に応じた目標速度を略ゼロに設定した状態で、推進力の大きさと向きとを制御するように構成されている。このように構成すれば、船舶が目標位置の近傍に位置する場合に、船舶が目標位置の近傍から移動しないように推進機の推進力の大きさと向きとを制御することができるので、船舶が目標位置の近傍から移動するのを確実に抑制することができる。 In this case, preferably, when the absolute value of the deviation amount is equal to or less than the deviation amount threshold, the control unit sets the magnitude and direction of the propulsive force with the target speed corresponding to the deviation amount set to substantially zero. Configured to control. With this configuration, when the ship is located near the target position, the magnitude and direction of the propulsion force of the propulsion device can be controlled so that the ship does not move from the vicinity of the target position. It is possible to reliably suppress movement from the vicinity of the target position.
上記第2の局面による船舶の操船制御システムにおいて、好ましくは、目標方位の設定を受け付ける目標方位受付部と、目標方位に対する船舶のずれ角を取得するずれ角取得部と、をさらに備え、制御部は、ずれ角に基づいて、目標方位に船舶が略保持されるように推進機の転舵角を制御するように構成されている。このように構成すれば、目標位置において目標方位を向くように船舶を略保持することができる。 The ship maneuvering control system according to the second aspect described above preferably includes a target azimuth receiving unit that receives setting of the target azimuth, and a deviation angle obtaining unit that obtains a deviation angle of the ship with respect to the target azimuth, and a control unit Is configured to control the turning angle of the propulsion device based on the deviation angle so that the ship is substantially held in the target direction. If comprised in this way, a ship can be substantially hold | maintained so that it may face a target azimuth | direction in a target position.
この発明の第3の局面による船舶の操船制御方法は、推進機が設けられた船舶の操船制御方法であって、船舶の実際の速度を検出し、実際の速度に基づく目標推進力を取得し、目標推進力に基づいて、目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御する。 A marine vessel maneuvering control method according to a third aspect of the present invention is a marine vessel maneuvering control method provided with a propulsion device, which detects an actual speed of a marine vessel and obtains a target propulsive force based on the actual speed. Based on the target propulsive force, the propulsive force of the propulsion device is controlled so that the ship is substantially held at the target position.
この第3の局面による船舶の操船制御方法では、上記のように、実際の速度に基づく目標推進力に基づいて、目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御する。これにより、流れがある場所に船舶が位置している場合であっても、その流れを含む船舶の実際の速度を考慮して目標推進力を取得し、目標推進力に基づいて目標位置に船舶が略保持されるように推進機の推進力の大きさを制御することができるので、流れに起因して船舶が目標位置から移動されてしまうのを抑制することができる。これにより、船舶を目標位置に略保持する際に、頻繁に船舶が移動するのを抑制することができる。加えて、所定の方向において船舶が目標位置からずれた場合であっても、目標推進力を適切に取得することによって、実際の速度を考慮しつつずれ量を小さくするように船舶を移動させることができる。これにより、所定の方向において目標位置からのずれを修正することによって、目標位置に船舶を略保持することができる。 In the marine vessel maneuvering control method according to the third aspect, as described above, based on the target propulsive force based on the actual speed, the magnitude of the propulsive force of the propulsion device is set so that the ship is substantially held at the target position. Control. As a result, even when the ship is located at a place where there is a flow, the target propulsive force is acquired in consideration of the actual speed of the ship including the flow, and the ship is at the target position based on the target propulsive force. Since the magnitude of the propulsive force of the propulsion device can be controlled so as to be substantially maintained, it is possible to prevent the ship from being moved from the target position due to the flow. Thereby, when a ship is substantially hold | maintained at a target position, it can suppress that a ship moves frequently. In addition, even when the ship deviates from the target position in a predetermined direction, the ship is moved so as to reduce the deviation amount while considering the actual speed by appropriately acquiring the target propulsive force. Can do. Thereby, the ship can be substantially held at the target position by correcting the deviation from the target position in the predetermined direction.
本発明によれば、上記のように、船舶を目標位置に略保持する際に、頻繁に船舶が移動するのを抑制することができる。 According to the present invention, as described above, when the ship is substantially held at the target position, frequent movement of the ship can be suppressed.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
<船舶の構成>
図1〜図5を参照して、本発明の一実施形態による操船制御システム100を備えた船舶1の構成について説明する。図中、FWDは、船舶1の前後方向のうちの前進方向を示しており、BWDは、船舶1の後進方向を示している。図中、Rは、船舶1の幅方向(前後方向と直交する方向)の右舷(スターボード)方向を示しており、Lは、船舶1の左舷(ポートサイド)方向を示している。
<Ship configuration>
With reference to FIGS. 1-5, the structure of the
船舶1は、図1に示すように、船体2と、船外機3と、ステアリングホイール4と、リモコン5と、タッチパネル6と、GPS(グローバルポジショニングシステム)装置7と、電子コンパス8と、転舵装置9とを備えている。図2に示すように、船外機3は、エンジン30と、シフトアクチュエータ31と、ECU(エンジンコントロールユニット)32と、ドライブシャフト33と、ギア部34と、プロペラシャフト35と、プロペラ36とを含んでいる。図3に示すように、リモコン5は、操作部50と、制御部51とを含んでいる。船外機3は、特許請求の範囲の「推進機」の一例であり、タッチパネル6は、特許請求の範囲の「位置設定受付部」および「目標方位受付部」の一例である。GPS装置7は、特許請求の範囲の「実速度検出部」の一例であり、制御部51は、特許請求の範囲の「ずれ量取得部」、「目標船速設定部」および「ずれ角取得部」の一例である。
As shown in FIG. 1, the
船外機3は、図4に示すように、船舶1(船体2)の前後方向に延びるとともに、船舶1の幅方向の中心を通る船体中心線A上で、かつ、船体2の後部に転舵装置9を介して1機取り付けられている。船外機3は、転舵装置9により上下方向の軸および水平方向の軸を中心にそれぞれ所定の角度範囲だけ回動可能に船体2に取り付けられている。船外機3の転舵角θは、船体中心線Aと船外機3とが水平方向においてなす角度である。船体中心線Aに対して船外機3が時計回りに回動している場合には、転舵角θを正の値(+)とし、船体中心線Aに対して船外機3が反時計回りに回動している場合には、転舵角θを負の値(−)とする。
As shown in FIG. 4, the
エンジン30は、図2に示すように、船外機3の上方に設けられており、ガソリンや軽油などの爆発燃焼により駆動される内燃機関により構成されている。エンジン30は、エンジンカバーにより覆われている。
As shown in FIG. 2, the
シフトアクチュエータ31は、エンジン30の近傍に配置されている。シフトアクチュエータ31は、船外機3のシフト状態を切り替える。具体的には、シフトアクチュエータ31は、船舶1のシフト状態を前進状態(シフトF)、後進状態(シフトR)および中立状態(ニュートラル)のうちいずれかに切り替える。シフト状態が前進状態である場合には、FWD側に向かって船外機3の推進力が発生し、シフト状態が後進状態である場合には、BWD側に向かって船外機3の推進力が発生し、シフト状態が中立状態である場合には、船外機3の推進力は発生しない。シフトアクチュエータ31は、ギア部34の噛み合いを切り替えて、シフト状態を切り替える。
The
ECU32は、図3に示すように、エンジン30の駆動を制御する。具体的には、ECU32は、シフトアクチュエータ31などを制御して、エンジン30の駆動を制御する。
The
ドライブシャフト33は、図2に示すように、エンジン30の動力を伝達可能にエンジン30のクランクシャフトに連結されている。ドライブシャフト33は、上下方向に延びるように配置されている。ギア部34は、船外機3の下方に配置されている。ギア部34は、ドライブシャフト33の回転を減速して、プロペラシャフト35に伝達する。つまり、ギア部34は、上下方向に延びる回転軸線回りに回転するドライブシャフト33の駆動力を、前後方向に延びる回転軸線回りに回転するプロペラシャフト35に伝達する。
As shown in FIG. 2, the
プロペラ36(スクリュー)は、プロペラシャフト35に接続されている。プロペラ36は、前後方向に延びる回転軸線回りに回転駆動される。プロペラ36は、水中で回転することにより、軸方向に推進力を発生させる。プロペラ36は、シフト状態によって切り替えられる回転方向に応じて、船体2を前進または後進させる。
The propeller 36 (screw) is connected to the
ステアリングホイール4は、図1に示すように、船体2を操舵する(船外機3を転舵する)ために設けられている。具体的には、ステアリングホイール4は、転舵装置9に接続されている。そして、ステアリングホイール4の操作に基づいて転舵装置9が船外機3を水平方向に回動させる。
As shown in FIG. 1, the steering wheel 4 is provided for steering the hull 2 (steering the outboard motor 3). Specifically, the steering wheel 4 is connected to the
リモコン5は、船外機3のシフト状態および推進力を操作するために設けられている。具体的には、リモコン5は、船外機3に接続されている。そして、リモコン5の操作部50の操作に基づいて、制御部51により船外機3のシフト状態および推進力が制御される。制御部51の図示しない記憶部には、後述するずれ量−目標速度対照マップ(図5参照)が記憶されているとともに、制御部51の記憶部は、後述する目標位置Tp(目標点O)と目標方位Td1とを記憶可能に構成されている。
The remote controller 5 is provided for operating the shift state and propulsive force of the
タッチパネル6は、船舶1の情報を表示するとともに、船体2の移動を操作するためや、船舶1の運転状態のモードの選択(たとえば、オートパイロットモードや定点保持モードなど)および切り替えるためなどに用いられる。タッチパネル6は、ユーザの操作により、船舶1の定点保持を行うか否かを受け付ける。
The touch panel 6 displays information on the
GPS装置7は、船舶1の現在位置Pおよび実際の速度を測定するために設けられている。GPS装置7は、検出した船舶1の位置の時間変化に基づいて船舶1の実際の速度を検出する。GPS装置7により検出された船舶1の現在位置および実際の速度は、制御部51に送信される。
The
電子コンパス8は、船舶1の船首の向き(FWD)を測定するために設けられている。電子コンパス8により検出された船舶1の船首の向きは、船舶1の実際の向きDとして制御部51に送信される。
The
<操船制御システムの構成>
操船制御システム100は、図3に示すように、船外機3と、リモコン5と、タッチパネル6と、GPS装置7と、電子コンパス8と、転舵装置9とを備えている。操船制御システム100は、ユーザによりタッチパネル6を介して船舶1の定点保持モードに移行するという設定を受け付けた際に、船舶1の定点保持モードに移行する。
<Configuration of ship maneuvering control system>
As shown in FIG. 3, the boat
<定点保持モードの説明>
次に、図6〜図9を参照して、定点保持モードにおけるリモコン5の制御部51の制御処理について説明する。
<Description of fixed point hold mode>
Next, control processing of the
図6に示すように、制御部51は、定点保持モードに移行するという設定を受け付けた際に、GPS装置7(図1参照)から送信された船舶1の現在位置(目標点O)と、電子コンパス8(図1参照)から送信された船舶1の実際の向きD(目標方位Td1)とを記憶する。制御部51は、定点保持モードに移行するという設定を受け付けた際の船舶1の前後方向を、目標方向Tdに設定する。なお、目標方向TdのFWD側が、目標方向Tdに対する目標方位Td1になる。目標方向Tdは、特許請求の範囲の「所定の方向」の一例である。
As shown in FIG. 6, when the
(ずれ量に対する制御)
制御部51は、定点保持制御として、ずれ量Gに対する制御を行う。この際、制御部51は、目標点Oを通り、目標方向Tdと直交する方向に延びる線B上を目標位置Tpとして設定する。そして、制御部51は、GPS装置7から送信された船舶1の現在位置Pと設定された目標位置Tpとに基づいて、目標方向Tdにおいて、目標位置Tpに対する船舶1の現在位置Pとの離間距離をずれ量Gとして取得する。目標位置Tpに対して目標方位Td1側に船舶1がずれている場合には、ずれ量Gを正の値(+)とし、目標位置Tpに対して目標方位Td1とは反対側に船舶1がずれている場合には、ずれ量Gを負の値(−)とする。
(Control over deviation)
The
制御部51は、ずれ量Gから船舶1の目標速度を設定する。この際、制御部51は、図5に示すずれ量−目標速度対照マップ(以降、「マップ」と省略する)に基づいて、船舶1の目標速度を設定する。ずれ量Gの絶対値が第1ずれ量閾値G1以下(第1ずれ量範囲内)である場合には、マップに基づいて、目標速度が0km/h(ゼロ)に設定される。ずれ量Gの絶対値が第1ずれ量閾値G1より大きく第2ずれ量閾値G2以下(第2ずれ量範囲内)である場合には、マップに基づいて、ずれ量を小さくする方向に目標速度が設定される。つまり、ずれ量Gが正の値である場合には、目標速度は目標方位Td1とは反対向き(負の値)になり、ずれ量Gが負の値である場合には、目標速度は目標方位Td1の向き(正の値)になる。この際、ずれ量Gの絶対値が大きくなるにつれて、目標速度の絶対値が線形に大きくなる。ずれ量Gの絶対値が第2ずれ量閾値G2より大きい(第3ずれ量範囲内である)場合には、マップに基づいて、ずれ量を小さくする方向に目標速度が設定される。この際、ずれ量Gの絶対値に拘わらずに、目標速度の絶対値は所定の上限値に設定される。たとえば、図5では、ずれ量Gの絶対値に拘わらずに、目標速度の絶対値は3km/h以下に設定される。この所定の上限値(3km/h)は、船外機3の最高速度よりも十分に小さい。
The
ここで、本実施形態では、図7に示すように、制御部51は、GPS装置7から送信された実際の速度に基づく目標推進力に基づいて、目標方向Tdにおいて、目標位置Tpに船舶1が略保持されるように船外機3の推進力の大きさと向き(シフト状態)とを制御することによって、船舶1の定点保持制御を行う。具体的には、制御部51は、ずれ量Gに基づいて設定した船舶1の目標速度と実際の速度との差分に応じた目標推進力に基づいて、目標方向Tdにおいて、目標位置Tpに船舶1が略保持されるように船外機3の推進力の大きさと向きとを制御する。この制御は、所定の制御期間ごとに行われる。なお、目標速度と実際の速度(目標速度−実際の速度)の差分がゼロでもずれ量Gがゼロであるとは限らない。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
図6の船舶1aの場合における、制御部51での具体的な制御の一例を図7に示す。ずれ量Gの絶対値が第1ずれ量閾値を超えるまで(時間t1まで)はずれ量Gに基づく目標速度がゼロに設定される。実際の速度が負(−)であるため、実際の速度を打ち消す方向になるようにシフト状態が前進状態(シフトF)となり、前進方向(FWD)の推進力が発生する。前進方向の推進力により、負の実際の速度が打ち消されるため、目標速度と実際の速度との差分が小さくなり目標速度がゼロに近づく。
An example of specific control by the
目標速度と実際の速度との差分が正であるので、前進方向の推進力は大きくなる。この際、目標速度と実際の速度との差分の絶対値が大きくなるに従い、前進方向の推進力の増加量が多くなるように制御される。 Since the difference between the target speed and the actual speed is positive, the propulsive force in the forward direction increases. At this time, as the absolute value of the difference between the target speed and the actual speed increases, the amount of increase in propulsive force in the forward direction is controlled to increase.
時間t1においてずれ量Gの絶対値が第1ずれ量閾値を超えると、目標速度がずれ量Gに応じて新たに設定されて、新たに設定された目標速度と実際の速度との差分に応じて、前進方向の推進力の増加量が求められる。図7では、ずれ量Gに応じて目標速度が正の値になるように新たに設定された場合を図示している。 When the absolute value of the deviation amount G exceeds the first deviation amount threshold at time t1, the target speed is newly set according to the deviation amount G, and according to the difference between the newly set target speed and the actual speed. Therefore, an increase in propulsive force in the forward direction is required. FIG. 7 illustrates a case where the target speed is newly set so as to become a positive value according to the deviation amount G.
時間t2において目標速度と実際の速度との差分が負になると、前進方向の推進力は小さくなる。この際、目標速度と実際の速度との差分の絶対値が大きくなるに従い、前進方向の推進力の減少量が多くなる。これらにより、目標速度と実際の速度との差分に基づいて、前進方向の推進力の大きさが段階的に加減されることにより、船舶1の速度が調整される。
When the difference between the target speed and the actual speed becomes negative at time t2, the propulsive force in the forward direction decreases. At this time, as the absolute value of the difference between the target speed and the actual speed increases, the amount of decrease in propulsive force in the forward direction increases. Thus, based on the difference between the target speed and the actual speed, the speed of the
時間t3においてずれ量Gの絶対値が第1ずれ量閾値以下になると、目標速度がずれ量Gに応じて新たに設定されて、新たに設定された目標速度と実際の速度との差分に応じて、前進方向の推進力の増加量が求められる。図7では、ずれ量Gに応じて目標速度がゼロになるように新たに設定された場合を図示している。このようにして、実際の速度を考慮した状態でずれ量Gが小さくなるように、目標位置Tpに船舶1が略保持されるように船外機3の推進力の大きさと向きが制御部51により制御される。
When the absolute value of the deviation amount G becomes equal to or smaller than the first deviation amount threshold at time t3, the target speed is newly set according to the deviation amount G, and according to the difference between the newly set target speed and the actual speed. Therefore, an increase in propulsive force in the forward direction is required. FIG. 7 illustrates a case where the target speed is newly set so as to become zero according to the deviation amount G. In this way, the
なお、船外機3の推進力の向きは、常に実際の速度を打ち消す方向になるわけではない。たとえば、実際の速度がゼロである場合であっても、波などの流れがある場合には、推進力の向きが流れに逆らう向きになるように制御部51により船外機3が制御される場合がある。
Note that the direction of the propulsive force of the
図6の船舶1bの場合における、制御部51での具体的な制御の一例では、図7の目標速度および実際の速度の正負が逆になるとともに、シフト状態が前進状態(シフトF)から後進状態(シフトR)に代わる。
In the example of the specific control by the
制御部51は、ECU32を介して、エンジン回転数やスロットル開度などを調整したり、間欠制御(パターンシフト)を行ったりすることによって、船外機3の推進力の大きさを制御する。なお、間欠制御とは、シフト状態をシフトイン状態(前進状態または後進状態)と中立状態とに交互に切り替える制御のことであり、制御部51は、シフトイン状態の期間と中立状態の期間との比率を調整するにより、船外機3の推進力の大きさをより細かく制御することが可能である。制御部51は、シフト状態を前進状態または後進状態に切り替えることによって、船外機3の推進力の向きを制御する。
The
ここで、船舶1が目標位置Tpから離間している場合における制御の一例を示す。一例として、ずれ量GがG1≦G<G2を満たす値であり、目標方向Tdにおける船舶1のずれ量Gに基づく目標速度が−2km/hであるとともに、波などの流れおよび船外機3の駆動に起因する船舶1の実際の速度が1km/hである場合を想定する。この場合には、目標速度と実際の速度との差分は−3(=−2−1)km/hになる。そして、制御部51は、差分(−3km/h)に対応する推進力を目標推進力として、目標推進力に基づいて船外機3の大きさと向きとを制御する。この結果、制御部51によって、ずれ量Gを小さくする方向で、かつ、実際の速度を打ち消す方向(目標方位Td1とは反対向き)に船舶1の推進力が発生されることにより、船舶1が目標位置Tpに近づく。
Here, an example of the control when the
次に、船舶1が目標位置Tpから離間していない(目標位置Tp近傍である)場合における制御の一例を示す。一例として、ずれ量Gが−G1≦G≦G1を満たす値であり、目標方向Tdにおける船舶1の目標速度が0km/hであるとともに、船舶1の実際の速度が1km/hである場合を想定する。この場合には、目標速度と実際の速度との差分が−1(=0−1)km/hになる。そして、制御部51は、差分(−1km/h)に対応する推進力を目標推進力として、目標推進力に基づいて船外機3の大きさと向きとを制御する。この結果、制御部51によって、実際の速度を打ち消す大きさおよび方向(目標方位Td1とは反対向き)に船舶1の推進力が発生されることにより、船舶1が目標位置Tpで略保持される。
Next, an example of the control when the
なお、制御部51は、差分(たとえば、−1km/h)よりも絶対値の小さな速度(たとえば、−0.5km/h)または大きな速度(たとえば、−1.5km/h)に対応する推進力を目標推進力として、目標推進力に基づいて船外機3の大きさと向きとを制御してもよい。たとえば、制御部51は、ずれ量Gに対する制御の初期段階だけ大きな速度に対応する推進力を目標推進力とするような制御を行ってもよい。
Note that the
(ずれ角に対する制御)
制御部51は、定点保持制御として、ずれ量Gに対する制御に加えて、ずれ角αに対する制御も行う。具体的には、制御部51は、図8に示すように、電子コンパス8から送信された船舶1の現在位置Pにおける実際の向きDと設定された目標方位Td1とに基づいて、目標方位Td1と実際の向きDとのなす角度をずれ角αとして取得する。この際、目標方位Td1に対して時計回りに船舶1がずれている場合には、ずれ角αを正の値(+)とし、目標方位Td1に対して反時計回りに船舶1がずれている場合には、ずれ角αを負の値(−)とする。
(Control for deviation angle)
In addition to the control for the shift amount G, the
制御部51は、ずれ角αの絶対値の大きさがずれ角閾値以上である場合に、ずれ角αを修正して目標方位Td1に船舶1が略保持されるように船外機3の転舵角θを制御する。なお、ずれ角閾値は、たとえば約10度である。この際、制御部51は、船舶1のシフト状態に基づいて船外機3の転舵角θを制御する。
When the magnitude of the absolute value of the deviation angle α is equal to or larger than the deviation angle threshold, the
具体的には、ずれ角αが正の値である際に、シフト状態が前進状態である場合には、制御部51は、船外機3の転舵角θが正の値で、かつ、可能な限り大きな角度になるように、転舵装置9を制御する。そして、船外機3に所定の推進力を発生させることにより、船舶1の重心を中心として反時計回りに船舶1を回転させる力が発生する。この結果、目標方位Td1に近づくように船舶1が回転される。ここで、転舵角θを可能な限り大きな角度にすることによって、船舶1の回転半径を小さくすることができるので、ずれ角αを修正することに起因して大きなずれ量Gが生じるのを抑制することが可能である。
Specifically, when the shift angle α is a positive value and the shift state is a forward state, the
ずれ角αが正の値である際に、シフト状態が後進状態である場合には、制御部51は、船外機3の転舵角θが負の値で、かつ、可能な限り大きな角度になるように、転舵装置9を制御する。そして、船外機3に所定の推進力を発生させることにより、シフト状態が前進状態である場合と同様に、船舶1の重心を中心として反時計回りに船舶1を回転させる力が発生する。この結果、目標方位Td1に近づくように船舶1が回転される。
When the shift angle α is a positive value and the shift state is the reverse drive state, the
図9に示すように、ずれ角αが負の値である際に、シフト状態が前進状態である場合には、制御部51は、船外機3の転舵角θが負の値になるように制御し、シフト状態が後進状態である場合には、制御部51は、船外機3の転舵角θが正の値になるように制御する。これにより、船舶1の重心を中心として時計回りに船舶1を回転させる力が発生して、目標方位Td1に近づくように船舶1が回転される。
As shown in FIG. 9, when the shift angle α is a negative value and the shift state is a forward state, the
そして、船舶1の回転に伴いずれ量Gが発生した場合には、ずれ量Gに対応する制御が制御部51により行われる。
When the amount G is generated along with the rotation of the
制御部51は、シフト状態が中立状態である場合には、シフト状態を前進状態に強制的に切り替えて(シフトイン状態にして)、上記のように船外機3の転舵角θを制御する。
When the shift state is the neutral state, the
(定点保持モードにおける制御処理)
次に、図10のフローチャートを用いて、本実施形態の操船制御システム100の定点保持モードにおける制御処理について説明する。なお、この制御処理は、制御部51により所定の制御期間ごとに行われる。
(Control processing in fixed point hold mode)
Next, control processing in the fixed point holding mode of the boat
図10のステップS1において、現在定点保持モードであるか否かを判断する。現在定点保持モードであれば、ステップS4に進む。現在定点保持モードでなければ、ステップS2において、定点保持モードの設定を受け付けたか否かを判断する。定点保持モードの設定を受け付けていなければ、定点保持制御を行わずに、ステップS1に戻る。定点保持モードの設定を受け付ければ、ステップS3において、定点保持モード設定時の船舶1の現在位置(目標点O)と、船舶1の実際の向きD(目標方位Td1)とを記憶して、ステップS4に進む。
In step S1 of FIG. 10, it is determined whether or not the current fixed point holding mode is set. If it is the current fixed point holding mode, the process proceeds to step S4. If it is not the current fixed point holding mode, it is determined in step S2 whether or not the setting of the fixed point holding mode has been accepted. If the setting of the fixed point holding mode has not been received, the fixed point holding control is not performed and the process returns to step S1. If the setting of the fixed point holding mode is accepted, in step S3, the current position (target point O) of the
ステップS4において、ずれ量Gを検出し、ステップS5において、マップに基づいて、ずれ量Gに対応する目標速度を設定する。ステップS6において、実際の速度を取得し、ステップS7において、目標速度と実際の速度との差分に基づいて、目標方向Tdにおける目標位置Tpに船舶1が略保持されるように船外機3の推進力の大きさと向きとを取得する。
In step S4, a deviation amount G is detected, and in step S5, a target speed corresponding to the deviation amount G is set based on the map. In step S6, the actual speed is obtained. In step S7, the
ステップS8において、ずれ角αを検出し、ステップS9において、ずれ角αがずれ角閾値以上であるか否かを判断する。ずれ角αがずれ角閾値未満であれば、ステップS10において、船舶1の転舵角θが略0度になるように転舵装置9を駆動制御して、ステップS11において、ステップS7で取得した船外機3の大きさおよび向き(前進または後進)になるように船外機3を制御して、ステップS1に戻る。
In step S8, the shift angle α is detected, and in step S9, it is determined whether or not the shift angle α is greater than or equal to the shift angle threshold. If the deviation angle α is less than the deviation angle threshold value, in step S10, the steered
ステップS9において、ずれ角αがずれ角閾値以上であれば、ステップS12において、船舶1のシフト状態が中立状態であるか否かを判断する。シフト状態がシフトイン状態であり、中立状態でなければ、ステップS14に進む。シフト状態が中立状態であれば、ステップS13において、シフト状態を前進状態に強制的に切り替えて、ステップS14に進む。
If the deviation angle α is greater than or equal to the deviation angle threshold value in step S9, it is determined in step S12 whether or not the shift state of the
ステップS14において、シフト状態に応じた転舵角θを取得する。つまり、ずれ角αの正負と、シフト状態(前進状態または後進状態)とに基づいて、転舵角θを取得する。ステップS15において、転舵角θになるように転舵装置9を駆動制御する。これにより、シフト状態が途中で切り替わった場合であっても、適切な転舵角θを取得および設定することが可能である。
In step S14, the steering angle θ corresponding to the shift state is acquired. That is, the turning angle θ is acquired based on the sign of the shift angle α and the shift state (forward or reverse). In step S15, the
ステップS16において、目標方位TdにおいてステップS7で取得した船外機3の大きさおよび向きになるように船外機3を制御する。これにより、制御部51において、ずれ量Gに対する制御と、ずれ角αに対する制御とが同時に行われる。そして、ステップS1に戻ることにより、フィードバック制御が行われる。
In step S16, the
(実施形態の効果)
上記実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of embodiment)
In the above embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、制御部51は、船舶1の実際の速度を検出し、目標速度と実際の速度とに基づいて、目標方向Tdにおける目標位置Tpに船舶1が略保持されるように船外機3の推進力の大きさを制御する。これにより、流れがある場所に船舶1が位置している場合であっても、その流れを含む船舶1の実際の速度を考慮して、目標位置Tpに船舶1が略保持されるように船外機3の推進力の大きさを制御することができるので、船舶1を目標位置Tpに略保持する際に、頻繁に船舶1が移動するのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、目標方向Tdにおける目標位置Tpに対する船舶1のずれ量Gに応じた目標速度を設定するとともに、目標速度と実際の速度とに基づいて、目標方向Tdにおける目標位置Tpに船舶1が略保持されるように船外機3の推進力の大きさを制御する。これにより、目標方向Tdにおいて船舶1が目標位置Tpからずれた場合であっても、ずれ量Gに応じた目標速度が設定され、目標速度と実際の速度とに基づいて船外機3の推進力の大きさが制御されるので、目標推進力を適切に取得して実際の速度を考慮しつつずれ量Gを小さくするように船舶1を移動させることができる。この結果、目標方向Tdにおいて目標位置Tpからのずれを修正することによって、目標位置Tpに船舶1を略保持することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、目標速度と実際の速度との差分に基づいて、推進力の大きさを制御する。これにより、実際の速度を考慮しつつずれ量Gを小さくするように船舶1を確実に移動させることができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、推進力の大きさを制御するのに加えて推進力の向きも制御することによって、より確実に、目標位置Tpに船舶1を略保持することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、ずれ量Gの絶対値が第1ずれ量閾値G1以下である場合には、ずれ量Gに応じた目標速度を略ゼロにした状態で、推進力の大きさと向きとを制御する。これにより、ずれ量Gの絶対値が第1ずれ量閾値G1以下であり、船舶1が目標位置Tpの近傍に位置する場合に、目標速度を略ゼロにした状態で推進力を発生させることによって、船舶1が目標位置Tpの近傍から移動しないように船外機3の推進力の大きさと向きとを制御することができる。この結果、船舶1が目標位置Tpの近傍から移動するのを確実に抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, when the absolute value of the deviation amount G is equal to or smaller than the first deviation amount threshold value G1, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、目標位置Tpの設定を受け付けた際の船舶1の向きを目標方位Td1として受け付け、目標方位Td1に対する船舶1のずれ角αを取得し、ずれ角αに基づいて、目標方位Td1に船舶1が略保持されるように船外機3の転舵角θを制御する。これにより、目標位置Tpにおいて目標方位Td1を向くように船舶1を略保持することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、シフト状態に基づいて、転舵角θを制御する。これにより、シフト状態に対応して船外機3の転舵角θを正しく制御することができるので、目標方位Td1から離れる方向に船舶1が回転するのを確実に抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、シフト状態が中立状態の場合には、シフト状態をシフトイン状態(前進状態)に切り替えて、転舵角θを制御する。これにより、シフト状態が中立状態であり船外機3から推進力が発生していない状態であっても、船外機3から推進力が発生するシフトイン状態に切り替えられるので、目標方位Td1を向くように船舶1を確実に回転移動させて船舶1の向きを修正することができる。
In the present embodiment, as described above, when the shift state is the neutral state, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、ずれ角αの絶対値がずれ角閾値以上である場合に転舵角θを制御する。これにより、ずれ角αの絶対値がずれ角閾値未満の問題ない程度であっても船舶1の向きを修正するように転舵角θが制御されてしまうのを抑制することができるので、制御部51の制御負荷を軽減することができるとともに、頻繁に船舶1が移動するのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、目標方向Tdが目標方位Td1に対する前後方向であることによって、目標方位Td1に対する前後方向において、目標位置Tpに対する船舶1のずれを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, since the target direction Td is the front-rear direction with respect to the target direction Td1, the deviation of the
本実施形態では、上記のように、ずれ量Gに応じた目標速度の絶対値が所定の上限値(たとえば、3km/h)以下に設定されることによって、目標位置Tpからずれた船舶1を目標位置Tpに移動させる際に、目標速度の絶対値が過度に大きいことに起因して船舶1が目標位置Tpを越えて再度ずれた位置に移動してしまうのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the absolute value of the target speed corresponding to the deviation amount G is set to a predetermined upper limit value (for example, 3 km / h) or less, so that the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、シフト状態をシフトイン状態と中立状態とに交互に切り替える間欠制御により、推進力の大きさを制御する。これにより、間欠制御により船外機3において小さな推進力を容易に発生させることができるので、推進力をより精密に制御して目標位置Tpに船舶1をより確実に略保持することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、目標速度と実際の速度とに基づいて、目標位置Tpに1つの船外機3により駆動される船舶1が略保持されるように、1つの船外機3の推進力の大きさを制御する。これにより、目標方向Tdにおける目標位置Tp(目標点Oを通り、目標方向Tdと直交する線B上の位置)に船舶1を略保持することによって、目標位置Tpが目標点Oのみである場合と比べて、船舶1が1つの船外機3しか有していない場合であっても容易に船舶1を目標位置Tpに移動させることができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、ずれ量Gと目標速度との対応関係が示されたマップに基づいて、ずれ量Gに応じて目標速度を設定する。これにより、ずれ量Gに応じた目標速度を容易に取得および設定することができる。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態では、上記のように、制御部51は、目標速度と実際の速度との差分に基づいて、推進力の大きさを段階的に加減することにより、船舶1の速度を調整する。これにより、船舶1の速度を調整する際において、推進力の大きさに関する制御が複雑化するのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the
(変形例)
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification)
It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、推進機として船体の外に取り付けられる船外機を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。推進機として、船体の内に取り付けられる船内機を用いてもよいし、船体の内および外に設けられた船内外機(スターンドライブ)を用いてもよい。 For example, in the above embodiment, an example in which an outboard motor attached to the outside of the hull is used as a propulsion device has been described, but the present invention is not limited to this. As the propulsion device, an inboard motor installed in the hull may be used, or an inboard / outboard motor (stern drive) provided inside and outside the hull may be used.
上記実施形態では、本発明のずれ量取得部、目標船速設定部およびずれ角取得部として、リモコンに設けられた制御部を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明のずれ量取得部、目標船速設定部およびずれ角取得部は、たとえば、推進機など船体のリモコン以外の装置に設けられていてもよい。 In the said embodiment, although the example which uses the control part provided in the remote control was shown as a deviation | shift amount acquisition part of this invention, a target ship speed setting part, and a deviation angle acquisition part, this invention is not limited to this. The deviation amount acquisition unit, the target ship speed setting unit, and the deviation angle acquisition unit of the present invention may be provided in a device other than the hull remote control such as a propulsion unit, for example.
上記実施形態では、定点保持モードにおいて、制御部がずれ量に対する制御のみならず、ずれ角に対する制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部は、定点保持モードにおいて、ずれ量に対する制御のみを行い、ずれ角に対する制御を行わなくてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the control unit performs not only control on the shift amount but also control on the shift angle in the fixed point holding mode is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, in the fixed point holding mode, the control unit only performs control on the shift amount and does not have to perform control on the shift angle.
上記実施形態では、制御部が目標速度と実際の速度との差分に基づいて、推進力の大きさを制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部は、目標速度と実際の速度とに基づいて推進力の大きさを制御するのであれば、目標速度と実際の速度との差分以外のパラメータに基づいて推進力の大きさを制御してもよい。 In the above embodiment, an example in which the control unit controls the magnitude of the propulsive force based on the difference between the target speed and the actual speed has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, if the control unit controls the magnitude of the propulsive force based on the target speed and the actual speed, the magnitude of the propulsive force is based on a parameter other than the difference between the target speed and the actual speed. May be controlled.
上記実施形態では、制御部がずれ量に対応する目標速度を上限値が設定されたマップに基づいて取得および設定した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部はずれ量に対応する目標速度をマップ以外の方法で取得および設定してもよいし、目標速度の絶対値の上限値を設けなくてもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the control unit acquires and sets the target speed corresponding to the deviation amount based on the map in which the upper limit value is set is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the control unit may acquire and set the target speed corresponding to the deviation amount by a method other than the map, or may not provide an upper limit value of the absolute value of the target speed.
上記実施形態では、ずれ量および目標位置の基準となる所定の方向を、目標位置の設定を受け付けた際の船舶の前後方向とした例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、目標位置の設定を受け付けた際の船舶の幅方向など、所定の方向を目標位置の設定を受け付けた際の船舶の前後方向以外の方向(たとえば、所定の斜め方向など)にしてもよい。 In the said embodiment, although the predetermined direction used as the reference | standard of deviation | shift amount and a target position was shown as the front-back direction of the ship at the time of receiving the setting of a target position, this invention is not limited to this. For example, a predetermined direction such as the width direction of the ship when the setting of the target position is accepted may be a direction other than the front and rear direction of the ship when the setting of the target position is accepted (for example, a predetermined oblique direction). .
上記実施形態では、船舶に推進機としての船外機が1機設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船舶に推進機が複数設けられていてもよい。たとえば、船舶に船外機が2機設けた場合には、2機の船外機の転舵角を調整することによって、船外機が1機のみである場合と比べて、ずれ角の修正をより効率的に行うことが可能である。 In the said embodiment, although the example in which one outboard motor as a propulsion machine was provided in the ship was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, a plurality of propulsion devices may be provided on the ship. For example, when two outboard motors are installed in a ship, the deviation angle can be corrected by adjusting the turning angle of the two outboard motors, compared to the case where there is only one outboard motor. Can be performed more efficiently.
上記実施形態では、船舶の実際の速度をGPS装置を用いて検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船舶の実際の速度をGPS装置以外により検出してもよい。たとえば、ピトー管を用いて、静圧と動圧との差から船舶の実際の速度を検出してもよいし、水車装置を用いて、水車の回転数から船舶の実際の速度を検出してもよい。 Although the example which detects the actual speed of a ship using a GPS apparatus was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, the actual speed of the ship may be detected by a device other than the GPS device. For example, the actual speed of the ship may be detected from the difference between the static pressure and the dynamic pressure using a Pitot tube, or the actual speed of the ship may be detected from the rotational speed of the water turbine using a water turbine device. Also good.
上記実施形態では、制御部は、シフト状態が中立状態である場合には、シフト状態を前進状態に強制的に切り替えて船外機の転舵角を制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部は、シフト状態が中立状態である場合には、シフト状態を後進状態に強制的に切り替えて船外機の転舵角を制御してもよい。なお、一般的な船外機では、シフト状態が前進状態である方が効率的に推進力を発生させることができるため、シフト状態が中立状態である場合には、シフト状態を前進状態に強制的に切り替える方が好ましい。 In the above embodiment, the control unit has shown an example of controlling the turning angle of the outboard motor by forcibly switching the shift state to the forward state when the shift state is the neutral state. It is not limited to this. In the present invention, when the shift state is a neutral state, the control unit may control the turning angle of the outboard motor by forcibly switching the shift state to the reverse state. In general, outboard motors can generate propulsive force more efficiently when the shift state is in the forward state. Therefore, when the shift state is the neutral state, the shift state is forced to the forward state. It is preferable to switch automatically.
上記実施形態では、制御部は、目標方位に船舶が略保持されるように船外機の転舵角を制御する際に、転舵角を可能な限り大きな角度になるように船外機の転舵角を制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部は、目標方位に船舶が略保持されるように船外機の転舵角を制御する際に、転舵角を船舶の状態などから取得して、取得した転舵角になるように船外機の転舵角を制御してもよい。 In the above embodiment, the control unit controls the outboard motor so that the turning angle is as large as possible when controlling the turning angle of the outboard motor so that the ship is substantially held in the target direction. Although the example which controls a steering angle was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the control unit acquires the turning angle from the state of the ship and the like when controlling the turning angle of the outboard motor so that the ship is substantially held in the target direction. The turning angle of the outboard motor may be controlled so that
上記実施形態では、タッチパネルを介して船舶の定点保持モードに移行するという設定を受け付けることによって、目標位置および目標方位を受け付ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、オートパイロットモードにおいて目的地に到着した際に目標位置および目標方位を受け付けてもよいし、ユーザがステアリングにより船舶の操作を行う際に、ステアリングの操作が停止された際に目標位置および目標方位を受け付けてもよい。なお、ステアリングの代わりにジョイスティックによりユーザが操船する場合であっても、ステアリングの場合と同様に、ジョイスティックの操作が停止された際に目標位置および目標方位を受け付けてもよい。さらに、タッチパネルなどからの入力に基づいて目標位置と目標方位とをそれぞれ別個に受け付けてもよい。さらに、目標方位を受け付けずに目標位置のみを受け付けてもよい。 In the said embodiment, although the example which receives a target position and a target azimuth | direction by accepting the setting which transfers to the fixed point holding | maintenance mode of a ship via a touch panel was shown, this invention is not limited to this. For example, the target position and target direction may be received when arriving at the destination in the autopilot mode, or when the steering operation is stopped when the user operates the ship by steering. The direction may be accepted. Note that, even when the user navigates with a joystick instead of steering, the target position and target orientation may be received when the operation of the joystick is stopped, as in the case of steering. Furthermore, the target position and the target direction may be received separately based on input from a touch panel or the like. Furthermore, only the target position may be received without receiving the target direction.
上記実施形態では、制御部が、ずれ量の絶対値が第1ずれ量閾値以下(第1ずれ量範囲内)であり、船舶の現在位置が目標位置近傍である場合に、目標速度を0km/h(ゼロ)に設定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部は、船舶の現在位置が目標位置近傍である場合であっても、目標速度を0km/h以外の速度に設定してもよい。この際、目標速度は0km/hに限りなく近いことが好ましい。 In the above embodiment, the control unit sets the target speed to 0 km / when the absolute value of the deviation amount is equal to or less than the first deviation amount threshold (within the first deviation amount range) and the current position of the ship is near the target position. Although an example of setting to h (zero) has been shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, the control unit may set the target speed to a speed other than 0 km / h even when the current position of the ship is near the target position. At this time, the target speed is preferably close to 0 km / h.
上記実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アクチュエータ制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。 In the above embodiment, for convenience of explanation, the processing operation of the control unit has been described using a flow-driven flowchart that performs processing in order along the processing flow, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the processing operation of the actuator control unit may be performed by event driven type (event driven type) processing that executes processing in units of events. In this case, it may be performed by a complete event drive type or a combination of event drive and flow drive.
1、1a、1b 船舶
3 船外機(推進機)
6 タッチパネル(位置設定受付部、目標方位受付部)
7 GPS装置(実速度検出部)
51 制御部(ずれ量取得部、目標船速設定部、ずれ角取得部)
100 操船制御システム
G ずれ量
Td 目標方向(所定の方向)
Td1 目標方位
Tp 目標位置
α ずれ角
θ 転舵角
1, 1a,
6 Touch panel (position setting reception unit, target orientation reception unit)
7 GPS device (actual speed detector)
51 Control part (deviation amount acquisition part, target ship speed setting part, deviation angle acquisition part)
100 Maneuvering control system G Deviation amount Td Target direction (predetermined direction)
Td1 Target direction Tp Target position α Deviation angle θ Turning angle
Claims (20)
目標位置の設定を受け付け、
所定の方向において、前記目標位置に対する前記船舶の離間距離をずれ量として取得し、
前記ずれ量に応じた目標速度を設定し、
前記船舶の実際の速度を検出し、
前記目標速度と前記実際の速度とに基づいて、前記所定の方向における前記目標位置に前記船舶が略保持されるように前記推進機の推進力の大きさを制御する、船舶の操船制御方法。 A ship maneuvering control method for a ship provided with a propulsion device,
Accept the target position setting,
In a predetermined direction, the distance of the ship with respect to the target position is acquired as a deviation amount,
Set a target speed according to the amount of deviation,
Detecting the actual speed of the ship,
A marine vessel maneuvering control method for controlling a magnitude of a propulsion force of the propulsion device based on the target speed and the actual speed so that the marine vessel is substantially held at the target position in the predetermined direction.
前記目標方位に対する前記船舶のずれ角を取得し、
前記ずれ角に基づいて、前記目標方位に前記船舶が略保持されるように前記推進機の転舵角を制御する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の船舶の操船制御方法。 Accept setting of target direction,
Obtaining a deviation angle of the ship with respect to the target direction;
5. The marine vessel maneuvering control method according to claim 1, wherein a turning angle of the propulsion device is controlled based on the deviation angle so that the marine vessel is substantially held in the target azimuth.
目標位置の設定を受け付ける位置設定受付部と、
所定の方向において、前記目標位置に対する前記船舶の離間距離をずれ量として取得するずれ量取得部と、
前記ずれ量に応じた目標速度を設定する目標速度設定部と、
前記船舶の実際の速度を検出する実速度検出部と、
前記目標速度と前記実際の速度とに基づいて、前記所定の方向における前記目標位置に前記船舶が略保持されるように前記推進機の推進力の大きさを制御する制御部と、を備える、船舶の操船制御システム。 A propulsion machine,
A position setting receiving unit for receiving setting of the target position;
In a predetermined direction, a deviation amount acquisition unit that acquires, as a deviation amount, a separation distance of the ship with respect to the target position;
A target speed setting unit for setting a target speed according to the deviation amount;
An actual speed detector for detecting an actual speed of the ship;
A control unit that controls the magnitude of the propulsion force of the propulsion device based on the target speed and the actual speed so that the ship is substantially held at the target position in the predetermined direction; Ship maneuvering control system.
前記目標方位に対する前記船舶のずれ角を取得するずれ角取得部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記ずれ角に基づいて、前記目標方位に前記船舶が略保持されるように前記推進機の転舵角を制御するように構成されている、請求項15〜18のいずれか1項に記載の船舶の操船制御システム。 A target azimuth receiving unit for receiving the setting of the target azimuth;
A deviation angle obtaining unit for obtaining a deviation angle of the ship with respect to the target azimuth, and
The said control part is comprised so that the turning angle of the said propulsion machine may be controlled so that the said ship may be substantially hold | maintained in the said target azimuth | direction based on the said deviation angle. The marine vessel maneuvering control system according to item 1.
前記船舶の実際の速度を検出し、
前記実際の速度に基づく目標推進力を取得し、
前記目標推進力に基づいて、目標位置に前記船舶が略保持されるように前記推進機の推進力の大きさを制御する、船舶の操船制御方法。 A ship maneuvering control method for a ship provided with a propulsion device,
Detecting the actual speed of the ship,
Obtaining a target driving force based on the actual speed,
A marine vessel maneuvering control method for controlling the magnitude of the propulsive force of the propulsion device based on the target propulsive force so that the vessel is substantially held at a target position.
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