DE2457737A1

DE2457737A1 - Verfahren und vorrichtung zum anzeigen gefahrbringender bewegungen moeglicher kollisionsgegner in der see- und kuestenschiffahrt

Info

Publication number: DE2457737A1
Application number: DE19742457737
Authority: DE
Inventors: Werner Hinsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Can Gesellschaft fur Navigationssysteme Mbh &
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE2457737B2; NO140080C; FR2293715B1; JPS5185394A; NO754054L; GB1534519A; NO140080B; FR2293715A1

Description

-5. Dez, ΐ9

Werner H i η s c h

2000 V,^r edel

Pferdekoppel 70 Anwaltsakte 3483

Verfahren und Vorrichtung zum Anzeigen gefahrbringender Bewegungen möglicher Kollisionsgegner in der See- und Küstenschiffahrt

In etwa av/ei Dritteln aller Pälle ereignen sich Schiffskollisionen auf See 1. bei Radarfahrt und verminderter optischer Sicht, 2. unter Entgegenkommern, deren Kurse sich in spitzem Winkel kreuzen. Jede Kollipionssituation unter Wasserfahrzeugen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit nähern, ist für jedes der £ahrzeuge gekennzeichnet durch stehende Seitenpeilung zu seinem Kolli si onsgegner.

Aus der laufenden Messung von Seitenpeilungen zu gegnerischen Fahrzeugen, die eich mit konstanter Geschwindigkeit nähern, läßt sich feststellen:

1. Kollisionsgefahr: Stehende Seitenpeilung

2. Keine Kollisionsgefahr: Auswandernde Seitenpeilung.

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3. Lage des Gegners bei Kollisionsgefahr:

Steven links: Stehende Seitenpeilung an Steuerbord, Steven rechts!Stehende Seitenpeilung an Backbord.

4. Gefährliche Bev/egungsänderung des Gegners:

Die Drehung der Seitenpeilung kommt zum Stillstand«

Für die eigenen Kursänderungen ergeben sich folgende Regeln :

Kursänderungen in Richtung auf eine stehende Seitenpeilung führen weg vom gegnerischen Vorsteven und hinter dem Heck des Gegners vorbei.

Kursänderungen entgegen der Drehung einer Seitenpeilung vergrößern den Passierabstand·

Kursänderungen mit der Drehung einer Seitenpeilung verringern den Passierabstand.

Um in dichtem Schiffsverkehr und bei bedrohlicher Annäherung schnelle Entscheidungen für sichere Auswelchmanöver treffen zu können, muß auf der Brücke der Seeschiffe

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mit Hilfe des Radars zu Fahrzeugen im Vorausbereich kontinuierlich das Verhalten von Seitenpeilungen überwacht werden, um festzustellen,

1. ob Kollisionsgefahr besteht oder nicht,

2. welche "lage" der Gegner bei Kollisionsgefahr hat.

Die herkömmlichen Methoden zur Bestimmung der Seitenpeilung aus optischer oder Radarsicht liefern stets einzelne Peilungen, deren digitale Ablesewerte üb^rlicherweise miteinander verglichen werden, um Rückschlüsse auf die Drehung der Peilung und damit auf die Kollisionsgefährdung zu ziehen.

Rechnergestützte Antikollisionssysteme,wie sie bereits in der Schiffahrt verwendet werden, liefern Informationen über die Bahnen, die gegnerische Schiffe einschlagen werden.

Diese Informationen werden gewonnen durch lineares Vorausplotten der bisher eingeschlagenen Wege.

Dem Schiffsführer wird ein Zuviel an ungesicherten Informationen geboten.

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Aufgabe dar Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines dieses Verfahren ermöglichenden Gerätes, welches dem Schiffsführer ohne Überangebot an Informationen unmittelbar Auskunft gibt, ob zu irgendeinem Gegner Kollisionsgefahr besteht, ob überhaupt ein Ausweichmanöver gefahren werden muß, in welche Richtung eine Kursänderung durchzuführen ist, um den Passierabstand zum Gegner zu vergrößern und ob solche Kursänderungsmanöver zum erwarteten Erfolg führen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die vom Radar-Gerät empfangenen Echos möglicher Kollisionsgegner entsprechend ihrer erfaßten Richtung kontinuierlich als Seitenpeilungen aui dem Bildschirm eines zusätzlichen Sichtgerätes auf einer der Horizontlinie entsprechenden Geraden zur Schau gestellt werden. Vorzugsweise werden die Echos zusätzlich auch entsprechend ihrer zeitlichen Verzögerung als Entfernungswert auf dem Bildschirm dargestellt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient vorzugsweise ein rechteckiger Bildschirm, dessen zugehöriger Elektronenstrahlerzeuger, den der Seitenpeilung entsprechenden Eohosignalwert zur horizontalen Auelenkung und den der Entfernung entsprechender Echosignalwert sur vertikalen Auslenkung verwendet.

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Während die Vogelperspektive herkömmlicher Radardarstellungen nur ein sehr unvollkommenes Hilfsmittel für die Vermeidung von Kollisionen ist, erhält der Schiffsführer durch die Radardarstellung in einem rechtwinkligen Koordinatensystem aus Eigenpeilung und Entfernung möglicher Kollisionsgegner entsprechend einer normalerweise auf den Horizont gerichteten Blickrichtung ein sehr einfaches Hilfsmittel für die au treffenden Manöver aur Vermeidung von Kollisionen.

Die erfindungsgeiaäße Darstellungsart ist auch unabhängig von der Eigenfahrt und von Einflüssen durch Wind und Strom. Auch brauchen die absoluten Werte der Gregnerfahrt nicht erfaßt zu werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungs-

formen erfindungsgemäßer Anzeigegeräte beispielsweise veranschaulicht sind.

In der Zeichnung zeigen :

Pig· 1 eine leilansicht auf den Bildschirm eines Rundsuch-Radargerätes mit zwei im Vorausbereich befindlichen möglichen Kolli si onsgegnem,

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Pig. 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Bildschirmes zur Darstellung der Seitenpeilungen der beiden möglichen Kollisionsgegner gemäß 3?ig, 1,

Pig, 3 eine Ansicht eines abgewandelten Bildschirmes, auf dem zusätzlich zur Pig. 2 auch die Entfernung der möglichen Kollisionsgegner zur Schau gestellt wird.

Der in Pig. I ausschnittsweise dargestellte Bildschirm eines Rundsuch-Radargerätes ist in üblicher Weise mit Hilfslinien unterteilt« Der eigene Standpunkt befindet sich bei "O" im Mittelpunkt des Bildschirmes. Die konzentrischen Kreise geben in üblicher Weise in Seemeilen die Entfernung wieder, in denen sich die echoerzeugenden Gegenstände, hier die möglichen Kollisionsgegner A und B befinden. Der Radius 0-Y liegt in Richtung der Eigenfahrt.

Bei der auf dem Schirm dargestellten Situation handelt es sich um zwei Schiffe, die sich anfänglich in den Positionen A* und B¹ befanden und zu den Positionen A und B weitergefahren sind. Da der Radarschirm nachleuchtend ausgebildet ist, erscheinen auf ihn die Leuchtbahnen A* A und B¹ - B · Der Verlauf dieser Leuchtbahnen entspricht der

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Kielrichtung, der beiden möglichen Kollisionsgegner,

Wenn der Schiffsführer bisher feststellen wollte, ob die beiden angezeigten Schiffe eine Kollision hervorrufen können, miete bisher ein graphisches Verfahren zur Anwendung kommen· Hierzu zeichnete man ausgehend von den Punkten A* und B¹ linien parallel zur Eigenfahrtrichtung 0-V. Indem man diese Linien so lang wählte wie es der zurückgelegten Pakrtstrecke entspricht innerhalb der Zeit zwischen der Positionsänderung von A* au A bzw. B¹ zu B₉ ermittelte man die beiden Punkte A" bzw. B".Das Kriterium einer möglichen Kollision liegt nun darin, daß eine Verbindungslinie von A^R über A hinaus bzw· B" über B hinaus den Punkt 0 schneidet* Dies ist offensichtlich bei der dargestellten Situation für den möglichen Kollisionsgegner A der !Fall, wohingegen sofern keine zusätzlichen Manöver durchgeführt werden der mögliche Kollisionsgegner B an seinem Heck hinterlaufen wird. Der Punkt, an dem die Linie B" - B die Linie 0-V schneidet gibt auf den konzentrischen Kreisen des Radar— •chlorates den voraussichtlichen Passierabstand an·

Die vorstehende Erläuterung hat gezeigt, daß es für den Schiffsf ührer äußerst schwer ist,genau die Wahrscheinlichkeit einer !abglichen Kollision zu erkennen und abzuschätzen·

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Die vorliegende Erfindung geht nunmehr davon aus, daß das Hauptkriteriura für eine mögliche Kollision darin liegt, daß die Seitenpeilung im wesentlichen konstant bleibt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist - wie Pig. 2 zeigt ein zusätzliches Anaeigegerät vorgesehen, das auf einer "Horizontlinie¹¹ mit einer Gradskala versehen ist, die im dargestellten Beispiel von Backbord $G° bis Steuerbord geteilt ist. Mit Hilfe der im Radargerät verarbeiteten Signale wird die Peilung der beiden möglichen Kollisionsgegner A und B zur Schau gestellt. Der Schirm des Anzeigegerätes gem. Fig. 2 ist in ähnlicher V/eise wie das Radargerät nachleuchtend ausgebildet, so daß man erkennen kann» daß die Peilung des Gegners A konstant bei beispielsweise 33° Steuerbord stehen bleibt, während für den Gegner B die S_eitenpeilung in Richtung Backbord von etwa 27° bis 21° nach links auswandert. Durch diese Darstellung erkennt der Schiffsführer mit einem Blick, daß die Gefahr nur vom Gegner A droht und daß der Gegner B hinter lauf en werden kann.

Wie die Zeichnung erkennen läß£ liegt die Horizontlinie auf dem Bildschirm des Sichtgerätes waagerecht. Der

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Vorauspunkt, der auf dem Sichtgerät die Horizont linie gleichmäßig teilt, wird in Voraussicht . des Beobachters und des betreffenden Schiffes angeordnet. Dabei kann der Schirm des Sichtgerätes eine horizontale Ausdehnung von etwa 40 cm haben« Auch ist es möglich, auf elektronischem Wege die Skala des Sichtgerätes zu verändern, so daß größere oder kleinere Seitenpeilbereiche erfaßbar sind. Im allgemeinen wird es ausreichen, wenn auf dem Sichtgerät nur ein Bereich von 20° beidseitig des Torauspunkte3 abgebildet wird. Das Bild dieses Sichtgerätes, das man als Radarpeiler ansprechen kann, läßt sich mit Hilfe eines Kreiselkompasses kursstabilisieren. Bei Erfordernis kann man auch den Sichtsektor des Sichtgerätes in beliebigen Richtungen verschwenken.

An Bord wird der erfindungsgemäße Eadarpeiler über dem herkömmlichen Sichtgerät des Schiffsradars aufgestellt. In Verbindung mit dem Radarpeiler wird das Schiffsradargerät vorzugsweise in "True"-Darstellung gefahren. Das "True"-Bild soll schnellen Aufschluß über- eine mögliche räumliche Begrenzung geplanter Ausweichmanöver geben.

Bine verbesserte und vollständigere Anzeige der möglichen Kollisionsgegner ist mit einem Gerät gem. Fig· 3 möglich· Hier werden die aus dem Rundsuch-Radar einkommenden Echos

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elektronisch aufbereitet und in einem rechtwinkligen Koordinatensystem aus Seitenpeiluiig und Gegnerentfernung dargestellt. Auf der Horizont linie vrird, wie isuvor, die Seitenpeilung abgebildet und ausgehend von der Horizontlinie wird die Gegnerentfernung von unten nach oben abnehmend auf einer Richtlinearen Skala dargestellt. Die nichtlineare Skalenteilung kann dem Abstand der Kreise auf dem Schirm eines Rundsuch-Radars entsprechen..

Wie Pig. 5 erkennen läßt,bleibt die Peilung des Gegners A konstant, doch vermindert sich stetig die Gegnerentfernung d, welche ohne Kurskorrekturen zu einer Kollision führen kann. Demgegenüber erkennt man, daß der Gegner B unter einer stetig kleiner werdenden Seitenpeilung erscheint. Die nachleuchtenden Signalstriche auf dem Schirm lassen zusätzlich erkennen, daß der Gegnerabstand zwar kleiner wird, aber voraussichtlich die Torauslinie im Punkte 0 noch in einem Passierabstand d-, , schneiden wird und den eigenen Kurs überläuft, bevor das eigene Schiff an den Gegner B herangekommen ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Anzeigen gefahrbringender Bewegungen möglicher Kollisionsgegner in der See- und Küstenschiffahrt mit einem Radarpeil- oder Rundsuchgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Radar-Gerät empfangenen Echos möglicher Kollisionsgegner entsprechend ihrer erfaßten Richtung kontinuierlich als Seitenpeilungen auf dem Bildschirm eines zusätzlichen Sichtgerätes auf einer der Horizontlinie entsprechenden Geraden zur Schau gestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Echos zusätzlich auch entsprechend ihrer zeitlichen Verzögerung als Entfernungswert auf dem Bildschirm dargestellt werden·

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm die Echosignale in rechtwinkligen Koordinaten als Leuchtpunkte dargestellt werden, deren seitlicher Abstand vom Koordinatenmittelpunkt der Peilung und deren vertikaler Abstand von der Horizontlinie der Entfernung entspricht.

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4. Anzeigegerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5 gekennzeichnet durch einen rechteckigen Bildschirm, dessen zugehöriger Elektronenstrahlerzeuger, den der Seitenpeilung entsprechenden Echosignalwert zur horizontalen Auslenkung und den der Entfernung entsprechender Echosignalwert zur vertikalen Auslenkung verwendet.

5. Anzeigegerät nach Anspruch 4- dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm in an sich bekannter Weise nachleuchtend ausgebildet ist.

6. Anzeigegerät nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die vorangegangenen Signalbilder für eine vorgegebene Zeit gespeichert und zusammen mit den neuesten Signalbildern zur Schau gestellt werden.

7. Anzeigegerät nach Anspruch 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm die kurzen Entfernungen entsprechenden Echosignal· als große Strahlauslenkungen und die großen Entfernungen entsprechender Echosignale als kleine Auelenkungen dargestellt werden.

8« Anzeigegerät nach Anspruch 4 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Bildecnlraekala entsprechend größerer oder kleinerer angezeigter Seitenpeilunge- bereiohe uaechaltbtr ^iet·
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