JP2002362489A - 潜水艇の操舵ガイダンスシステム - Google Patents

潜水艇の操舵ガイダンスシステム

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JP2002362489A
JP2002362489A JP2001175786A JP2001175786A JP2002362489A JP 2002362489 A JP2002362489 A JP 2002362489A JP 2001175786 A JP2001175786 A JP 2001175786A JP 2001175786 A JP2001175786 A JP 2001175786A JP 2002362489 A JP2002362489 A JP 2002362489A
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submersible
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motion
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Gouma Otsubo
剛磨 大坪
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Abstract

(57)【要約】 【課題】潜水艇の目標の航行に適合する操舵量のガイダ
ンスを行う。 【解決手段】操舵者コンソール21は操舵設定入力33
及び操舵入力34を出力し、操舵ガイダンス37により
操舵指示を受ける。航行目標設定器25は航行目標値3
0を出力する。操舵装置22は操舵入力34から実操舵
量35を出力する。アクチュエータ23は実操舵量35
により舵を駆動する操舵信号36を出力する。各舵24
は操舵信号36を受けて駆動される。慣性装置28は潜
水艇の現在の運動状態を検出し運動情報31を出力す
る。運動制御演算器27は航行目標値30と運動情報3
1とから操舵量の演算を行い、演算操舵量32を出力す
る。操舵ガイダンス表示器26は演算操舵量32と実操
舵量35との差分を表示し、操舵ガイダンス37を出力
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は潜水艇の操舵ガイダ
ンスシステムに関し、特に潜水艇を操舵者によって航行
させる場合、自潜水艇内の運動検出系情報から運動制御
演算を行うことにより目標の航行に合った操舵量を操舵
者へガイダンスする潜水艇の操舵ガイダンスシステムに
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、海中を潜水航行する潜水艇が安
全に活動するためには、深度センサにより取得する深度
信号や角速度センサ等より取得する姿勢角信号を入力
し、自潜水艇の運動量状態と海底等の外囲情報をもとに
操舵することが必要であるが、潜水艇の操舵は操舵者の
経験や勘に依存する場合が多い。
【0003】このような潜水艇操舵技術の一例として、
特開平5−64282号公報記載の「潜水船ツリム・浮
量算出装置」や特開平2−175395号公報記載の
「トリム表示装置」が知られている。
【0004】この特開平5−64282号の公報では、
舵角センサ、速度センサ、深度センサやピッチ角センサ
からの各センサデータを利用して、潜水船のトリム状態
と浮力とを算出し表示することで、操舵者の勘に依存す
ることなく確実に潜水航行させる技術が記載されてい
る。
【0005】また、特開平2−175395号の公報で
は、潜水船の運動情報である深度、姿勢角及び速度を検
知する運動情報検知手段、前舵、後舵の操舵量を検知す
る操舵量検知手段、タンク液量を検知するタンク液量検
知手段、運動情報及び操舵量から潜水船の浮力や不平衡
力、不釣合モーメントを計算し表示する技術が記載され
ている。
【0006】これらの潜水船の表示データから操舵者は
潜水船を水中航行させることになるが、操舵者の操舵経
験や熟練度を習熟させるためには、実際に水中航行中に
適切なガイダンスをリアルタイムに操舵者に指示するマ
ンマシンインターフェースに優れた潜水艇の操舵ガイダ
ンスシステムが必要とされる。
【0007】例えば、本発明の対象である「潜水艇」と
は異なるが、「車両」を対象とした従来の操舵ガイダン
スシステムの一例が、特開昭63−291200号公報
の「駐車誘導装置」に記載されている。
【0008】この従来の操舵ガイダンスシステムは、操
舵者が車両を駐車位置まで、予め内部記憶された最適軌
道に沿って操舵できるよう、操舵者に操舵ガイダンスを
行うことを目標としたシステムである。
【0009】図5は従来の操舵ガイダンスシステムを示
すブロック図である。
【0010】この従来の操舵ガイダンスシステムにおい
て、セットSW18は、熟練した運転者の模範的な運転
による軌跡を基準誘導軌跡(Tm)5として内部記憶す
る際に用いる。
【0011】また、制御装置10は、位置センサ14に
より検出された反射板12、反射板13との距離をもと
に、車両設定位置(Ps)2に対する車両現在位置(P
m)3を演算する。制御装置10は、車両設定位置(P
s)2と車両現在位置(Pm)3との位置ずれに対応し
て基準誘導軌跡(Tm)5を補正し、車両現在位置(P
m)3から車両駐車位置(Pe)1に連続する目標誘導
軌跡(Tt)4を決定し、この目標誘導軌跡(Tt)4
に従い、表示器11に操舵方向とともに目標誘導軌跡
(Tt)4からのずれ量としての操舵角度を表示器11
に表示する。これにより、車両は基準誘導軌跡(Tm)
5に従い誘導されることになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の操舵ガ
イダンスシステムは、車両を目標とする駐車位置に誘導
していく際に自車両の位置を求めるための反射板が必要
であるが、潜水艇を対象とする場合は、海中航行中で反
射板のような潜水艇の位置あるいは姿勢等を特定するた
めの基準や指標が存在しないので、潜水艇を誘導する場
合にこの従来システムを適用できないという欠点を有し
ている。
【0013】また、地上において車両を駐車位置まで誘
導する際、通常は車両の運動特性が大きく変動するよう
な要素は存在しないが、海中において潜水艇を誘導する
際には、海水温度変化や潮流の存在等の外乱により潜水
艇の運動特性は大きく変動するので、予め記憶された操
舵パターンを操舵者にガイダンスしたとしても外乱によ
り目標とする航行からのずれが発生し、目標への誘導が
達成できなくなり、外囲環境の変動に無防備であるとい
う欠点を有している。
【0014】つまり、操舵時に他計器表示等に常に注意
を払う必要があるので、操舵者の負荷が大きく、また、
実際の操舵を行うまでに訓練装置等により相当期間の操
舵訓練が必要である。
【0015】本発明の目的は、潜水艇を操舵者によって
航行させる場合に、自潜水艇の位置あるいは姿勢を特定
するための特別な設備基盤を海中に構築することなく、
目標の航行に合った操舵量を操舵者へ適切にガイダンス
を行い、操舵者の負荷軽減及び操舵訓練時間の短縮を図
る潜水艇の操舵ガイダンスシステムを提供することにあ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の潜水艇の操舵ガ
イダンスシステムは、潜水艇の操舵ガイダンスシステム
において、操舵装置と、この操舵装置により駆動される
各舵と、前記潜水艇の運動状態を検出する慣性装置と、
目標とする航行運動の目標値を設定する航行目標設定器
と、設定された航行目標と前記潜水艇の運動状態から航
行目標を達成するための操舵量を計算する運動制御演算
器と、前記操舵量と実操舵量の差分を表示する操舵ガイ
ダンス表示器と、予め設定された前記航行目標に応じて
操舵ガイダンスの指示を受ける操舵者コンソールとを備
えたことを特徴としている。
【0017】潜水艇の操舵ガイダンスシステムにおい
て、操舵設定入力及び操舵入力を出力し、操舵ガイダン
スにより操舵指示を受ける操舵者コンソールと;前記操
舵設定入力により航行目標を設定し、航行目標値を出力
する航行目標設定器と;前記操舵入力から実操舵量を出
力する操舵装置と;前記実操舵量により舵を駆動する操
舵信号を出力するアクチュエータと;前記操舵信号を受
けて駆動される各舵と;前記潜水艇の現在の運動状態を
検出し、運動情報を出力する慣性装置と;前記航行目標
値と前記運動情報とから操舵量の演算を行い、演算操舵
量を出力する運動制御演算器と;前記演算操舵量と前記
実操舵量との差分を表示し、操舵ガイダンスを出力する
操作ガイダンス表示器と;を備えたことを特徴としてい
る。
【0018】また、潜水艇の航行運動を最終的に到達さ
せたい潜行深度あるいは針路等の目標値を、航行目標設
定器により設定する航行目標設定ステップと;前記航行
目標設定ステップで設定された航行運動の目標値と前記
潜水艇の現在の航行運動状態とから各舵の操舵すべき量
を運動制御演算器により計算する運動制御演算ステップ
と;前記運動制御演算ステップで計算された各舵の操舵
量と前記潜水艇の現在の舵角量との差分表示を操舵ガイ
ダンス表示器により行い、操舵者に操舵するべき操舵量
のガイダンス表示を行うガイダンス表示ステップと;前
記ガイダンス表示ステップで、ガイダンスされた操舵量
に従い、操舵者が操舵者コンソールにより操舵を行う操
舵ステップと;前記潜水艇の航行運動が前記航行目標設
定ステップの航行目標設定に到達したか否かの判断を運
動制御演算器により行い、到達していれば操舵ガイダン
スを終了し、到達していなければ前記運動制御演算ステ
ップに戻り、再度操舵ガイダンスを継続する目標到達判
定ステップと;を備えた潜水艇の操舵ガイダンス方法を
特徴とする。
【0019】潜水艇の操舵ガイダンスシステムにおい
て、操舵入力を出力し、操舵ガイダンスにより操舵指示
を受ける操舵者コンソールと;前記操舵入力から実操舵
量を出力する操舵装置と;前記実操舵量により舵を駆動
する操舵信号を出力するアクチュエータと;前記操舵信
号を受けて駆動される各舵と;前記潜水艇の現在の運動
状態を検出し、運動情報を出力する慣性装置と;前記各
舵からの舵角値を入力し、舵角量を出力する舵角検出器
と;前記舵角量と前記運動情報とから前記潜水艇の運動
状態を予測し、運動予測値を出力する運動予測器と;前
記運動予測値を表示し、操舵ガイダンスを出力する操舵
ガイダンス表示器と;を備えたことを特徴としている。
【0020】潜水艇の操舵ガイダンスシステムにおい
て、操舵設定入力及び操舵入力を出力し、操舵ガイダン
スにより操舵指示を受ける操舵者コンソールと;前記操
舵設定入力により航行目標を設定し、航行目標値を出力
する航行目標設定器と;前記操舵入力から実操舵量を出
力する操舵装置と;前記実操舵量により舵を駆動する操
舵信号を出力するアクチュエータと;前記操舵信号を受
けて駆動される各舵と;前記潜水艇の現在の運動状態を
検出し運動情報を出力し、かつ前記潜水艇の緯度及び経
度を示す位置情報を出力する慣性装置と;前記位置情報
を入力し、現在の潜水艇が位置する海域の深度値を出力
する海底深度検出器と;前記航行目標値と前記運動情報
とから操舵量の演算を行い、演算操舵量を出力する運動
制御演算器と;前記演算操舵量と前記実操舵量との差分
ならびに前記潜水艇の位置する海域の深度値を表示し、
操舵ガイダンスを出力する操作ガイダンス表示器と;を
備えたことを特徴としている。
【0021】前記各舵は、横舵、縦舵、潜航舵から構成
され、これら舵角量にもとづき、前記潜水艇の航行運動
を制御することを特徴としている。
【0022】前記慣性装置は、前記潜水艇の3軸方向の
加速度及び角速度を検出する運動センサ及び前記潜水艇
の深度を検出する圧力計を備え、現在の運動状態を検出
し、前記運動情報を前記運動制御演算器に出力すること
を特徴としている。
【0023】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0024】図1は本発明の潜水艇の操舵ガイダンスシ
ステムの一つの実施の形態を示すブロック図である。
【0025】図1に示す本実施の形態は、操舵設定入力
33および操舵入力34を出力し、操舵ガイダンス37
により操舵指示を受ける操舵者コンソール21と、操舵
設定入力33により航行目標を設定し、航行目標値30
を出力する航行目標設定器25と、操舵入力34から実
操舵量35を出力する操舵装置22と、実操舵量35に
より舵を駆動する操舵信号36を出力するアクチュエー
タ23と、操舵信号36を受けて駆動される各舵24
と、潜水艇の現在の運動状態を検出し運動情報31を出
力する慣性装置28と、航行目標値30と運動情報31
とから操舵量の演算を行い、演算操舵量32を出力する
運動制御演算器27と、演算操舵量32と実操舵量35
との差分を表示し、操舵ガイダンス37を出力する操作
ガイダンス表示器26とから構成されている。
【0026】次に図1を参照して動作を説明する。
【0027】航行目標設定器25は、操舵者コンソール
21からの操舵設定入力33により設定された航行目標
値30を運動制御演算器27に出力する。操舵装置22
は、操舵者コンソール21から操舵入力34を入力し、
実操舵量35をアクチュエータ23および操舵ガイダン
ス表示器26に出力する。
【0028】アクチュエータ23は、操舵装置22から
の実操舵量35にもとづき操舵信号36を各舵24に出
力し、各舵24を実駆動する。各舵24は、横舵、縦舵
あるいは潜舵等から構成され、その舵角量にもとづき潜
水艇の航行運動を制御する。
【0029】慣性装置28は、潜水艇の3軸方向の加速
度や角速度を検出する運動センサや自潜水艇の深度を検
出する圧力計等から構成され、自潜水艇の現在の運動状
態を検出し、運動情報31を運動制御演算器27に出力
する。運動制御演算器27は、航行目標設定器25が設
定した航行目標値30と慣性装置28から入力される自
潜水艇の現在の運動状態を示す運動情報31とから、航
行目標を満足するための操舵量の演算を行い、演算操舵
量32を操舵ガイダンス表示器26に出力する。操舵ガ
イダンス表示器26は、運動制御演算器27から出力さ
れる演算操舵量32と操舵装置22から出力される実操
舵量35との差分を表示することで、操舵者コンソール
21に操舵ガイダンス37を行う。
【0030】図2は図1の操舵ガイダンスシステムの動
作を示すフローチャートである。
【0031】次に、図1および図2を参照して本実施の
形態の動作をより詳細に説明する。
【0032】図2を参照すると、潜水艇の航行目標設定
のステップは航行目標設定器25により実施され、自潜
水艇の航行運動を最終的に到達させたい潜行深度あるい
は針路等の目標値に設定する(ステップ1:S1)。
【0033】次に、運動制御演算ステップは、ステップ
1で設定された航行運動の目標値と自潜水艇の現在の航
行運動状態とから各舵の操舵すべき量を運動制御演算器
27により計算する(ステップ2:S2)。
【0034】ガイダンス表示ステップは、ステップ2で
計算された各舵の演算操舵量と自潜水艇の現在の舵角量
との差分表示を操舵ガイダンス表示器26により表示
し、操舵者に操舵するべき操舵量のガイダンス表示を行
う(ステップ3:S3)。
【0035】次の操舵ステップでは、ステップ3でガイ
ダンスされた操舵量に従い、操舵者が操舵者コンソール
21により操舵を行う(ステップ4:S4)。
【0036】次のステップで、自潜水艇の航行運動がス
テップ1の航行目標設定に到達したか否かの判断を運動
制御演算器27により行い、到達していれば操舵ガイダ
ンスを終了し、到達していなければステップ2に戻り、
再度操舵ガイダンスを継続する(ステップ5:S5)。
【0037】このように、操舵ガイダンスを潜水艇の艇
内に積載している検出センサのみによって操舵ガイダン
スを実現しているので、海中に潜水艇の位置あるいは姿
勢等を特定するための指標を必要としない。さらには、
操舵するべき操舵量の計算に運動制御演算を用いている
ので、周囲海水温の変化による自潜水艇の浮力あるいは
流体力の変動や潮流等による外乱流体力の存在下におい
ても、適切な操舵量をリアルタイムにガイダンスするこ
とができる。
【0038】図3は本発明の潜水艇の操舵ガイダンスシ
ステムの第2の実施の形態を示すブロック図である。
【0039】図3に示す本第2の実施の形態は、操舵入
力58を出力し、操舵ガイダンス57により操舵指示を
受ける操舵者コンソール41と、操舵入力58から実操
舵量52を出力する操舵装置42と、実操舵量52によ
り舵を駆動する操舵信号53を出力するアクチュエータ
43と、操舵信号53を受けて駆動される各舵44と、
潜水艇の現在の運動状態を検出し運動情報51を出力す
る慣性装置47と、各舵44からの舵角値56を入力し
舵角量54を出力する舵角検出器48と、舵角量54と
運動情報51とから自潜水艇の運動状態を予測し、運動
予測値55を出力する運動予測器46と、運動予測値5
5を表示し操舵ガイダンス57を出力する操舵ガイダン
ス表示器45とから構成されている。
【0040】次に図3を参照して動作を説明する。
【0041】操舵装置42は、操舵者コンソール41の
操舵入力58を実操舵量52としてアクチュエータ43
に出力する。アクチュエータ43は、操舵装置42から
の実操舵量52にもとづき操舵信号53を各舵44に出
力し、各舵44を実駆動する。
【0042】一方、舵角検出器48は各舵44からの舵
角値56を入力し、舵角量54を運動予測器46に出力
する。各舵44は、横舵、縦舵あるいは潜舵等から構成
され、その舵角量にもとづき、潜水艇の航行運動を制御
する。慣性装置47は、潜水艇の3軸方向の加速度や角
速度を検出する運動センサや自潜水艇の深度を検出する
圧力計等から構成され、自潜水艇の現在の運動状態を検
出し運動情報51を運動予測器46に出力する。
【0043】運動予測器46は、慣性装置47から入力
される自潜水艇の運動状態を示す運動情報51と舵角検
出器48から入力される舵角量54とを初期値として、
自潜水艇に対する運動方程式を解くことにより相応経過
時間後の自潜水艇の運動状態を予測し、運動予測値55
を操舵ガイダンス表示器45に出力する。なお、慣性装
置47からの自潜水艇の運動状態を示す運動情報51の
うち、対水速度と対地速度から潮流成分の抽出を行い、
運動予測値55に合わせて操舵ガイダンス表示器45に
出力する。
【0044】操舵ガイダンス表示器45は、運動予測値
55が示す予測された運動状態を用いて、操舵者コンソ
ール41により現在の操舵状態を継続した場合の相応時
間経過後における自潜水艇の運動状態を表示し、操舵者
コンソール41に操舵ガイダンス57を行う。
【0045】図4は本発明の潜水艇の操舵ガイダンスシ
ステムの第3の実施の形態を示すブロック図である。
【0046】なお、図4において図1に示す構成要素に
対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その
説明を省略する。
【0047】ここでは海底深度データを活用することに
より操舵ガイダンスに自潜水艇の外囲情報を付加するこ
とができる。
【0048】図4に示す本第3の実施の形態は、操舵設
定入力33および操舵入力34を出力し、操舵ガイダン
ス40により操舵指示を受ける操舵者コンソール21
と、操舵設定入力33により航行目標を設定し、航行目
標値30を出力する航行目標設定器25と、操舵入力3
4から実操舵量35を出力する操舵装置22と、実操舵
量35により舵を駆動する操舵信号36を出力するアク
チュエータ23と、操舵信号36を受けて駆動される各
舵24と、潜水艇の現在の運動状態を検出し運動情報3
1を出力し、かつ自潜水艇の緯度及び経度を示す位置情
報38を出力する慣性装置49と、位置情報38を入力
し現在の潜水艇が位置する海域の深度値39を出力する
海底深度検出器29と、航行目標値30と運動情報31
とから操舵量の演算を行い、演算操舵量32を出力する
運動制御演算器27と、演算操舵量32と実操舵量35
との差分ならびに自潜水艇の位置する海域の深度値39
を表示し、操舵ガイダンス40を出力する操作ガイダン
ス表示器50とから構成されている。
【0049】次に図4を参照して動作を説明する。
【0050】航行目標設定器25は、操舵者コンソール
21から操舵設定入力33により設定された航行目標値
30を運動制御演算器27に出力する。操舵装置22
は、操舵者コンソール21からの操舵入力34を入力
し、アクチュエータ23および操舵ガイダンス表示器5
0に実操舵量35を出力する。アクチュエータ23は、
操舵装置22からの実操舵量35にもとづき操舵信号3
6を各舵24に出力し、各舵24を実駆動する。
【0051】各舵24は、横舵、縦舵あるいは潜舵等か
ら構成され、その舵角量にもとづき自潜水艇の航行運動
を制御する。慣性装置49は、潜水艇の3軸方向の加速
度や角速度を検出する運動センサや自潜水艇の深度を検
出する圧力計等から構成され、自潜水艇の現在の運動状
態を検出し、運動情報31を運動制御演算器27に出力
する。
【0052】また、慣性装置49は、自潜水艇の緯度及
び経度を示す位置情報38を海底深度検出器29に出力
する。海底深度検出器29は、海図等に記された海底深
度をディジタルデータ化したものと、慣性装置49から
入力される自潜水艇の緯度及び経度の位置情報38をも
とに、現在の潜水艇が位置する海域の深度値39を操舵
ガイダンス表示器50に出力する。
【0053】運動制御演算器27は、航行目標設定器2
5から設定される航行目標値30と慣性装置49から入
力される自潜水艇の現在の運動状態を示す運動情報31
とから、航行目標を満足するための操舵量の演算を行
い、操舵ガイダンス表示器50に演算操舵量32を出力
する。
【0054】操舵ガイダンス表示器50は、運動制御演
算器27から出力される演算操舵量32と操舵装置22
から出力される実操舵量35との差分ならびに海底深度
検出器29から入力される自潜水艇の位置する海域の深
度値39を表示し、操舵者コンソール21に操舵ガイダ
ンス40を行う。これにより、操舵ガイダンス表示器5
0に自潜水艇の位置する海域の深度値39が表示される
ため、操舵者コンソール21に着底及び触底警告を行う
ことができる。
【0055】上述の通り、本発明による操舵ガイダンス
システムは、ガイダンスする操舵量を決定する部分に運
動制御演算器27を設けることで、慣性装置28,49
から出力される速度や姿勢角等の自潜水艇の運動情報3
1と、予め航行目標設定器25によって設定された航行
目標値30とを照らし合わせ、航行目標を達成するため
の演算操舵量32を計算することができるので、潜水艇
内に積載されている検出センサのみによって操舵量を求
めることができるとともに、外囲条件の変化による外乱
の影響は運動制御演算器27により適切に補償され低減
することができる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の潜水艇の
操舵ガイダンスシステムは、操舵ガイダンスに従い操舵
すれば良く、従来の操舵時のように他計器表示等に常に
注意を払う必要がないので、操舵者の負荷を低減できる
という効果を有している。
【0057】また、実際の操舵を行うまでに訓練装置等
により相当期間の操舵訓練が必要であったが、操舵ガイ
ダンス機能により短時間で操舵方法を習得することがで
きるので操舵者の操舵訓練時間を短縮できるという効果
を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の潜水艇の操舵ガイダンスシステムの一
つの実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1の操舵ガイダンスシステムの動作を示すフ
ローチャートである。
【図3】本発明の潜水艇の操舵ガイダンスシステムの第
2の実施の形態を示すブロック図である。
【図4】本発明の潜水艇の操舵ガイダンスシステムの第
3の実施の形態を示すブロック図である。
【図5】従来の操舵ガイダンスシステムを示すブロック
図である。
【符号の説明】
1 車両駐車位置(Pe) 2 車両設定位置(Ps) 3 車両現在位置(Pm) 4 目標誘導軌跡(Tt) 5 基準誘導軌跡(Tm) 10 制御装置 11 表示器 12,13 反射板 14 位置センサ 18 セットSW 21 操舵者コンソール 22 操舵装置 23 アクチュエータ 24 各舵 25 航行目標設定器 26 操舵ガイダンス表示器 27 運動制御演算器 28 慣性装置 29 海底深度検出器 30 航行目標値 31 運動情報 32 演算操舵量 33 操舵設定入力 34 操舵入力 35 実操舵量 36 操舵信号 37 操舵ガイダンス 38 位置情報 39 深度値 40 操舵ガイダンス 41 操舵者コンソール 42 操舵装置 43 アクチュエータ 44 各舵 45 操舵ガイダンス表示器 46 運動予測器 47 慣性装置 48 舵角検出器 49 慣性装置 50 操舵ガイダンス表示器 51 運動情報 52 実操舵量 53 操舵信号 54 舵角量 55 運動予測値 56 舵角値 57 操舵ガイダンス 58 操舵入力

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潜水艇の操舵ガイダンスシステムにおい
    て、 操舵装置と、この操舵装置により駆動される各舵と、前
    記潜水艇の運動状態を検出する慣性装置と、目標とする
    航行運動の目標値を設定する航行目標設定器と、設定さ
    れた航行目標と前記潜水艇の運動状態から航行目標を達
    成するための操舵量を計算する運動制御演算器と、前記
    操舵量と実操舵量の差分を表示する操舵ガイダンス表示
    器と、予め設定された前記航行目標に応じて操舵ガイダ
    ンスの指示を受ける操舵者コンソールとを備えたことを
    特徴とする潜水艇の操舵ガイダンスシステム。
  2. 【請求項2】 潜水艇の操舵ガイダンスシステムにおい
    て、 操舵設定入力及び操舵入力を出力し、操舵ガイダンスに
    より操舵指示を受ける操舵者コンソールと;前記操舵設
    定入力により航行目標を設定し、航行目標値を出力する
    航行目標設定器と;前記操舵入力から実操舵量を出力す
    る操舵装置と;前記実操舵量により舵を駆動する操舵信
    号を出力するアクチュエータと;前記操舵信号を受けて
    駆動される各舵と;前記潜水艇の現在の運動状態を検出
    し、運動情報を出力する慣性装置と;前記航行目標値と
    前記運動情報とから操舵量の演算を行い、演算操舵量を
    出力する運動制御演算器と;前記演算操舵量と前記実操
    舵量との差分を表示し、操舵ガイダンスを出力する操作
    ガイダンス表示器と;を備えたことを特徴とする潜水艇
    の操舵ガイダンスシステム。
  3. 【請求項3】 潜水艇の航行運動を最終的に到達させた
    い潜行深度あるいは針路等の目標値を、航行目標設定器
    により設定する航行目標設定ステップと;前記航行目標
    設定ステップで設定された航行運動の目標値と前記潜水
    艇の現在の航行運動状態とから各舵の操舵すべき量を運
    動制御演算器により計算する運動制御演算ステップと;
    前記運動制御演算ステップで計算された各舵の操舵量と
    前記潜水艇の現在の舵角量との差分表示を操舵ガイダン
    ス表示器により行い、操舵者に操舵するべき操舵量のガ
    イダンス表示を行うガイダンス表示ステップと;前記ガ
    イダンス表示ステップで、ガイダンスされた操舵量に従
    い、操舵者が操舵者コンソールにより操舵を行う操舵ス
    テップと;前記潜水艇の航行運動が前記航行目標設定ス
    テップの航行目標設定に到達したか否かの判断を運動制
    御演算器により行い、到達していれば操舵ガイダンスを
    終了し、到達していなければ前記運動制御演算ステップ
    に戻り、再度操舵ガイダンスを継続する目標到達判定ス
    テップと;を備えたことを特徴とする潜水艇の操舵ガイ
    ダンス方法。
  4. 【請求項4】 潜水艇の操舵ガイダンスシステムにおい
    て、 操舵入力を出力し、操舵ガイダンスにより操舵指示を受
    ける操舵者コンソールと;前記操舵入力から実操舵量を
    出力する操舵装置と;前記実操舵量により舵を駆動する
    操舵信号を出力するアクチュエータと;前記操舵信号を
    受けて駆動される各舵と;前記潜水艇の現在の運動状態
    を検出し、運動情報を出力する慣性装置と;前記各舵か
    らの舵角値を入力し、舵角量を出力する舵角検出器と;
    前記舵角量と前記運動情報とから前記潜水艇の運動状態
    を予測し、運動予測値を出力する運動予測器と;前記運
    動予測値を表示し、操舵ガイダンスを出力する操舵ガイ
    ダンス表示器と;を備えたことを特徴とする潜水艇の操
    舵ガイダンスシステム。
  5. 【請求項5】 潜水艇の操舵ガイダンスシステムにおい
    て、 操舵設定入力及び操舵入力を出力し、操舵ガイダンスに
    より操舵指示を受ける操舵者コンソールと;前記操舵設
    定入力により航行目標を設定し、航行目標値を出力する
    航行目標設定器と;前記操舵入力から実操舵量を出力す
    る操舵装置と;前記実操舵量により舵を駆動する操舵信
    号を出力するアクチュエータと;前記操舵信号を受けて
    駆動される各舵と;前記潜水艇の現在の運動状態を検出
    し運動情報を出力し、かつ前記潜水艇の緯度及び経度を
    示す位置情報を出力する慣性装置と;前記位置情報を入
    力し、現在の潜水艇が位置する海域の深度値を出力する
    海底深度検出器と;前記航行目標値と前記運動情報とか
    ら操舵量の演算を行い、演算操舵量を出力する運動制御
    演算器と;前記演算操舵量と前記実操舵量との差分なら
    びに前記潜水艇の位置する海域の深度値を表示し、操舵
    ガイダンスを出力する操作ガイダンス表示器と;を備え
    たことを特徴とする潜水艇の操舵ガイダンスシステム。
  6. 【請求項6】 前記各舵は、横舵、縦舵、潜航舵から構
    成され、これら舵角量にもとづき、前記潜水艇の航行運
    動を制御することを特徴とする請求項2、3、4又は5
    記載の潜水艇の操舵ガイダンスシステム。
  7. 【請求項7】 前記慣性装置は、前記潜水艇の3軸方向
    の加速度及び角速度を検出する運動センサ及び前記潜水
    艇の深度を検出する圧力計を備え、現在の運動状態を検
    出し、前記運動情報を前記運動制御演算器に出力するこ
    とを特徴とする請求項2、4又は5記載の潜水艇の操舵
    ガイダンスシステム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019055658A (ja) * 2017-09-20 2019-04-11 株式会社Ihi 水中移動体の制御システム

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JP2019055658A (ja) * 2017-09-20 2019-04-11 株式会社Ihi 水中移動体の制御システム

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