JPS6173015A - Automatic navigation system - Google Patents
Automatic navigation systemInfo
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- JPS6173015A JPS6173015A JP19405584A JP19405584A JPS6173015A JP S6173015 A JPS6173015 A JP S6173015A JP 19405584 A JP19405584 A JP 19405584A JP 19405584 A JP19405584 A JP 19405584A JP S6173015 A JPS6173015 A JP S6173015A
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- Japan
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- ship
- unit
- movement
- ship position
- inputted
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、船舶があらかじめ設定した航路から逸脱しな
い様に適切なる制御を行う自動航法システムに関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic navigation system that performs appropriate control so that a ship does not deviate from a preset course.
従来の船舶の航法は、電子航海計器あるいは衛星航海計
器などによシ轟該船舶の位置を知シ、これと、あらかじ
め設定された航路との誤差を求め、この誤差を修正する
ようにフィードバック制御を行うことによって舵、推進
機などの操船手段を操作制御するようになっている。Conventional ship navigation uses electronic navigation instruments or satellite navigation instruments to determine the position of the ship, determines the error between this and a preset route, and uses feedback control to correct this error. By doing this, it is possible to operate and control ship maneuvering means such as the rudder and propulsion equipment.
しかしながら、外洋のようなとζろは別として、港湾内
とか狭水道とかの輻鱗した海域における低速航行時は、
風による影響あるいは波浪による漂流の影響が相対的に
大きく、従来のフィードバック制御では設定航路からの
逸脱に多大の注意舎払う必要があり、多くの要員が必要
となる。However, apart from speeds such as the open ocean, when navigating at low speed in convergent sea areas such as in ports or narrow channels,
The influence of wind or drifting due to waves is relatively large, and conventional feedback control requires great attention to deviations from the set course, requiring a large number of personnel.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであシ、特に
船舶の輻績する海域における船舶の設定航路からの逸脱
を少くシ、船舶の航行上の安全性を大幅に向上させるよ
うにしたものである。The present invention has been made in view of these points, and is designed to significantly improve the navigational safety of ships by reducing the deviation of ships from their set routes, especially in sea areas where ships pass. It is something.
また本発明は、かかる輻椿海域の航行において必要とさ
れる要員を削減するようKしたものである。Furthermore, the present invention is designed to reduce the number of personnel required for navigation in such a rich camellia sea area.
本発明は、風の影響による船体の移動量を求める第1の
船体移動計測手段と、波の影響による船体の移動量を求
める第2の船体移動計測手段と、これら第1及び第2の
船体移動計測手段によって求められた船体の移動力4“
に基づいて船位推測手段による船位の推測値を修正する
修正手段とを含むことを特徴とするものである。The present invention includes a first hull movement measuring means for determining the amount of movement of the ship due to the influence of wind, a second ship movement measuring means for determining the amount of movement of the ship due to the influence of waves, and a first and second ship body movement measuring means for determining the amount of movement of the ship due to the influence of waves. The displacement force of the ship determined by the displacement measurement means 4"
and a correction means for correcting the estimated value of the ship position by the ship position estimation means based on the ship position estimation means.
本発明によれば、船位の推測値は、船体移動計測手段に
よって求められた風及び波の影響によって生じた船体の
移動量によって修正を受ける0この修正された船位の推
測値と、船位の実測値とに基づいて操船手段の制御が行
なわれる。According to the present invention, the estimated value of the ship position is corrected by the amount of movement of the ship caused by the influence of wind and waves determined by the ship movement measuring means. This corrected estimated value of the ship position and the actual measurement of the ship position The ship maneuvering means is controlled based on the value.
以下、本発明にかかる自動航法システムを添付図面に示
す実施例に基づいて詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The automatic navigation system according to the present invention will be described in detail below based on embodiments shown in the accompanying drawings.
第1図には、本発明にかかる自動航法システムの一実施
例が示されている。ま九、第2図には、第1図に示す装
置の船舶上における配置例が示されている。FIG. 1 shows an embodiment of an automatic navigation system according to the present invention. 9. FIG. 2 shows an example of the arrangement of the apparatus shown in FIG. 1 on a ship.
これら第1図及び第2図において、自動航法システムは
、自差が航法装置100と、各種のセンサ類200とに
よって構成されている。自動航法装置100は、対風船
体移動演算ユニット102対波船体移動量演算ユニツ)
104.船位推測演算ユニット106.船位実測演算ユ
ニット108及び船位決定前舵・推進機の制御信号出カ
ニニット110を有している。In FIGS. 1 and 2, the automatic navigation system is composed of a navigation device 100 and various sensors 200. The automatic navigation device 100 includes a ship body movement calculation unit 102 (a unit for calculating the amount of ship movement against waves).
104. Ship position estimation calculation unit 106. It has a ship position actual measurement calculation unit 108 and a control signal output unit 110 for the ship position determination front rudder/propulsion unit.
ユニット102には、対風圧力船形数学モデルが格納さ
れたメモリ112が接続されておシ、工ニット102の
出力は、ユニット110に対してり114が接続されて
おり、ユニット104の出力は、ユニット110に対し
て行なわれるように接続されている。また、=シト11
0には、ユニット106の出力も入力されている。ユニ
ツ)110の出力と、ユニット108の出力は、演算器
116に出力されており、演算器116の出力は、カル
マンフィルタ118に対して行われるようになっている
。このカルマンフィルタ118の出力は、ユニット11
0に対してフィードバックされておシ、このユニット1
10の出力は、舵・推進機りが格納されているメモリ1
22が接続されている。The unit 102 is connected to a memory 112 that stores a wind pressure ship shape mathematical model, and the output of the engineering unit 102 is connected to the unit 110. Connected as is done to unit 110. Also, =Sito11
0 also receives the output of the unit 106. The output of the unit 110 and the output of the unit 108 are output to an arithmetic unit 116, and the output of the arithmetic unit 116 is sent to a Kalman filter 118. The output of this Kalman filter 118 is the unit 11
0, this unit 1
The output of 10 is the memory 1 in which the rudder and propulsion machine are stored.
22 are connected.
次に、センサ類200について説明する。まず風向風速
計2021波浪レーダ204.波浪センサ206及びレ
ーダ208は、第2図に示すように1マスト上の適宜位
置に配置されている。なお図示の例では、1本のマスト
に配置されているが複数の1ストに対してセンサ類を配
置してもよく、適宜必WK応じて配置は決定してよい。Next, the sensors 200 will be explained. First, the wind direction anemometer 2021 and the wave radar 204. The wave sensor 206 and radar 208 are arranged at appropriate positions on one mast, as shown in FIG. In the illustrated example, sensors are arranged on one mast, but sensors may be arranged on a plurality of masts, and the arrangement may be determined as appropriate depending on the WK.
次に、ジャイロコンパス210は自動航法装置100と
ともにブリッジ内に配置されている。また、ドラフト計
212.214は、航舶の伯、蝿に各々配置され、ドラ
フト計212の近傍には、ドプラスピードログ216が
配置されている。なお、ドラフト計212.214は、
適宜のアンプ218゜220に接続されている。Next, the gyro compass 210 is placed in the bridge together with the automatic navigation device 100. Further, draft gauges 212 and 214 are placed on each side of the vessel, and a Doppler speed log 216 is placed near the draft gauge 212. In addition, the draft total 212.214 is
It is connected to appropriate amplifiers 218 and 220.
次に、以上のセンサ類200の接続について説明する。Next, the connection of the above sensors 200 will be explained.
まず、風向風速計202は、ユニット102に接続され
ている。ドラフト計212゜214は、それぞれがユニ
ット102,104に接続されている。また、ユニツ)
104には、波浪レーダ204及び波浪センサ206が
各々接続されている。更に1ユニツト106には、ジャ
イロコンパス210及びドプラスピードログ216が各
々接続されておシ、ユニット108には、レーダ208
が接続されている。First, the anemometer 202 is connected to the unit 102 . The draft gauges 212 and 214 are connected to the units 102 and 104, respectively. Also, Units)
A wave radar 204 and a wave sensor 206 are connected to the wave radar 104, respectively. Further, a gyro compass 210 and a Doppler speed log 216 are connected to one unit 106, and a radar 208 is connected to the unit 108.
is connected.
次に、上記実施例の全体的作用動作について説明する。Next, the overall operation of the above embodiment will be explained.
まず、オペレータのスイッチ操作によシシステム全体が
動作状態とな夛、センサ類200から第1図に示すよう
な風向風速、ドラフト量。First, the entire system is put into operation by the operator's switch operation, and the sensors 200 detect the wind direction, wind speed, and draft amount as shown in FIG.
波高々どのデータが自動航法装置100に対して入力さ
れる。Data regarding the wave height is input to the automatic navigation device 100.
まず、ユニットは、風向風速計202から入力される風
向風速データと、ドラフト計212゜214から入力さ
れるドラフト量を、メモリ112に格納されている対風
圧力船形数学モデルに照合し、対風船体移動量すなわち
風圧による船体移動量を演算する。First, the unit compares the wind speed and direction data inputted from the anemometer 202 and the draft amount inputted from the draft gauges 212 and 214 against the wind pressure boat shape mathematical model stored in the memory 112. The amount of body movement, that is, the amount of ship movement due to wind pressure is calculated.
また、ユニット104は、ドラフト計212゜214か
ら入力されるドラフト量と、波浪レーダ204から入力
される波高と、波浪センサ206から入力される波向と
を、メモリ114に格納されている対波漂流力船体数学
モデルに照合し、対性船体移動量すなわち波源流力によ
る船体移動量を演算する。Further, the unit 104 inputs the draft amount inputted from the draft gauges 212 and 214, the wave height inputted from the wave radar 204, and the wave direction inputted from the wave sensor 206 to the wave direction stored in the memory 114. The drifting force is compared with the mathematical model of the hull, and the amount of hull displacement due to the wave source current force is calculated.
更に、ユニット106は、ジャイロコンパス210から
入力される方位と、ドプラスピードログ216から入力
される速度とを積分して船位を推測演算する。Further, the unit 106 integrates the azimuth input from the gyro compass 210 and the speed input from the Doppler speed log 216 to estimate the ship's position.
他方、ユニット108は、レーダ208から入ツチング
させて船位を実測する。On the other hand, the unit 108 actually measures the ship's position by turning on the radar 208.
次に、制御信号出カニニット110では、ユニッ)10
2,104から入力される風圧及び波源流力による船体
移動量に基づいて、ユニット106から入力される船位
推測値をフィードフォワード修正する。この修正値は、
演算器116に入力される◎他方、演算器116には、
ユニット108から船位の実測値が入力されておシ、こ
れと前記修正値とが比較されてその誤差が求められ、カ
ルマンフィルタ118に入力される。このカルマンフィ
ルタ118の出力は、ユニット110に入力されておシ
、ユニット110から出力される信号による舵・推進機
120の制御が最適の状態となるように行なわれること
となる。Next, in the control signal output unit 110, the unit) 10
Based on the amount of ship movement due to wind pressure and wave source current input from unit 2,104, the estimated ship position value input from unit 106 is corrected in a feedforward manner. This correction value is
is input to the computing unit 116 ◎On the other hand, the computing unit 116 has the following information:
The actual measured value of the ship's position is input from the unit 108, and this is compared with the corrected value to determine its error, which is input to the Kalman filter 118. The output of this Kalman filter 118 is input to the unit 110, and the control of the rudder/propulsion device 120 by the signal output from the unit 110 is performed in an optimal state.
以上説明したように、本発明による自動航法システムに
よれば、風及び波の影響による船体の移動量を測定し、
これに基づいて船位の推測値をフィードフォワード修正
することとしたので、あらかじめ設定した航路からの逸
脱量及び可能性が低減されて精度のよい航行を行うこと
ができるので、他航との衝突、接触あるいは座礁が防止
され、航行の安全性が向上するとともに、操船人員も削
減できるという効果がある。As explained above, according to the automatic navigation system according to the present invention, the amount of movement of the ship due to the influence of wind and waves is measured,
Based on this, we decided to make feedforward corrections to the ship's estimated position, which reduces the amount and possibility of deviation from the preset route, allowing for highly accurate navigation, thereby preventing collisions with other ships. This has the effect of preventing collisions or groundings, improving navigation safety, and reducing the number of ship operators.
4、 t′2.を面の簡単な説明
第1図は本発明にかかる自動航法システムの一実施例を
示すブロック図、第2図は第1図に示す装置の船舶上に
おける配置例を示す説明図である。4, t'2. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic navigation system according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of the device shown in FIG. 1 on a ship.
100・・・自動航法装置、102・・・対風船体移動
量演算ユニット、104・・・対性船体移動量演算ユニ
ット、106・・・船位推測演算ユニット、108・・
・船位実測演算ユニット、110・・・制御信号出カニ
ニット、200・・・センサ類。100... automatic navigation device, 102... anti-balloon body movement amount calculation unit, 104... relative ship movement amount calculation unit, 106... ship position estimation calculation unit, 108...
・Ship position actual measurement calculation unit, 110...Control signal output unit, 200...Sensors.
Claims (1)
実測手段によつて求められた船位の実測値とに基づいて
操船手段の制御を行う自動航法システムにおいて、 風の影響による船体の移動量を求める第1の船体移動計
測手段と、波の影響による船体の移動量を求める第2の
船体移動計測手段と、これら第1及び第2の船体移動計
測手段によつて求められた船体の移動量に基づいて前記
船位推測手段による船位の推測値を修正する修正手段と
を含むことを特徴とする自動航法システム。[Scope of Claims] An automatic navigation system that controls a ship maneuvering means based on an estimated value of the ship's position obtained by a ship's position estimation means and an actual measured value of the ship's position obtained by an actual ship position measuring means. a first ship movement measuring means for calculating the amount of movement of the ship due to the influence of waves; a second ship movement measuring means for calculating the amount of movement of the ship due to the influence of waves; and correction means for correcting the estimated value of the ship position by the ship position estimating means based on the amount of movement of the ship body determined by the ship position estimation means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19405584A JPS6173015A (en) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Automatic navigation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19405584A JPS6173015A (en) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Automatic navigation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6173015A true JPS6173015A (en) | 1986-04-15 |
JPH0414287B2 JPH0414287B2 (en) | 1992-03-12 |
Family
ID=16318193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19405584A Granted JPS6173015A (en) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Automatic navigation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6173015A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6238314A (en) * | 1985-08-12 | 1987-02-19 | Shipbuild Res Assoc Japan | Assuming device for ship position |
JPS63173900U (en) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | ||
JP2009202644A (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Propulsion control device of vessel |
JP2011213153A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Wave height and wave direction estimating method of incident wave, automatic position holding controlling method, automatic position holding system, and ship and offshore structure |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5956106A (en) * | 1982-09-24 | 1984-03-31 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Navigation device |
-
1984
- 1984-09-18 JP JP19405584A patent/JPS6173015A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0414287B2 (en) | 1992-03-12 |
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