JP2012210940A - 操船制御装置、自動操船制御システム、操船制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】航走体3の位置に関する情報が入力される入力部11と、航走体3の位置に関する情報に基づき、自船1が航走体3に追従するように、自動操船装置20への指令値及び航走体操縦装置40への指令値を求める指令値演算部12とを備えたものである。
【選択図】図3
Description
前記航走体の位置に関する情報を取得するステップと、少なくとも前記航走体の位置に関する情報に基づき、前記船舶が前記航走体に追従するように、前記自動操船装置及び前記航走体操縦装置への指令値を求めるステップと、前記指令値の情報を前記自動操船装置及び前記航走体操縦装置へ出力するステップとを有するものである。
以下、実施の形態においては、自船以外の船舶(他船)や航走体、自船が曳航する被曳航体などと連携又は協調を図った制御を例として説明するが、本発明はこれに限るものでなく、この発明思想内における種々の変形をも含むことはいうまでもない。
図1は実施の形態1に係る自動操船制御システムの構成図である。図1において、本実施の形態1における自動操船制御システムは、自動操船の対象となる船舶である自船1に搭載され、自船1を自動操船する自動操船装置20(後述)への指令値を出力する操船制御装置10と、この操船制御装置10から入力された指令値に基づき、自船1を自動操船する自動操船装置20と、指令値の補正に関する情報として、例えば海面を航行する他の船舶である他船2の位置に関する情報を取得し、操船制御装置10へ出力する観測・計測装置としての他船船位観測・計測装置30とにより構成されている。尚、他船2は、海面を航行する船舶に限らず、海面又は海中を航行する移動体であれば良い。
次に、操船制御装置10の指令値演算部12は、入力部11に入力された相対方位、相対距離、及び相対速度の情報に基づき、相対距離が所定範囲内となるように自動操船させる方位指令値及び船速指令値を求める。つまり、自船1が他船2に追従するような指令値を求める。例えば、相対方位及び相対速度を用いて、所定時間経過後における他船2の相対方位を予測し、当該相対方位を自動操船装置20への方位指令値とする(S101)。
また、相対速度及び相対距離を用いて、自船1と他船2との相対距離が所定範囲外である場合には、相対速度と相対距離に応じて船速を増速または減少するように船速を調節する船速指令値を出力する(S102)。
そして、自動操船装置20は、操船制御装置10から入力された、補正後の方位指令値及び船速指令値に基づき、自船1を自動操船する。
上記実施の形態1では、他船2に追従する操船制御を行ったが、本実施の形態2では、自船1により制御される航走体(後述)との協調を図った自船1の自動操船及び航走体の操縦制御を行う。
尚、上記実施の形態1と同様に、例えば観測・計測装置などにより、航走体3の相対方位、相対距離、及び相対速度を観測により求めて、当該情報を入力部11へ出力し、指令値演算部12は、入力された相対方位、相対距離、及び相対速度の情報に基づき、指令値を求めても良い。
一方、航走体3への追従制御を行う場合においては、操船制御装置10は、自船1及び航走体3の位置に関する情報に基づき、入力された各目標値を補正した指令値を自動操船装置20及び航走体操縦装置40へ出力して、自船1が航走体3に追従するように、自船1及び航走体の少なくとも一方を制御する。このような本実施の形態2の動作について図4を用いて次に説明する。
次に、指令値演算部12は、相対運動算出部13により求められた相対方位、相対距離、及び相対速度の情報に基づき、自船1と航走体3との相対距離が所定範囲内となるように、自動操船装置20及び航走体操縦装置40への方位指令値及び船速指令値を求める(S202)。つまり、自船1が航走体3に追従するような指令値を求める。例えば、航走体3が自船1に対して先行し、且つ、自船1より速い速度で航走している場合には、航走体3の速度を減速させて自船1の船速を増速させる、又は航走体3のみを減速させる若しくは自船1のみを増速させるように、各目標値を補正する。また、例えば、相対方位と相対速度とを用いて、所定時間経過後における航走体3の相対方位を予測し、当該相対方位が船首方位又は船尾方位など所定方位と一致するように自動操船装置20や航走体操縦装置40への各目標値を補正する(S203〜S206)。
そして、自動操船装置20は、操船制御装置10から入力された、補正後の自船方位指令値及び自船船速指令値に基づき、自船1を自動操船する。また、航走体操縦装置40は、操船制御装置10から入力された、補正後の航走体方位指令値及び航走体速度指令値に基づき、航走体3を制御する。
即ち、自動操船装置20及び航走体操縦装置40と操船制御装置10との間での連携を考慮した制御が実現でき、より機能を拡張した高度な制御システムが構成できる。
上記実施の形態1又は2では、他船2又は航走体3に追従する操船制御を行ったが、本実施の形態3では、自船1により被曳航体(後述)を曳航する場合に、被曳航体の動きに合わせた操船制御を行う。
また、上記実施の形態1と同様に、例えば観測・計測装置などにより、被曳航体4の相対方位及び相対距離を観測により求めて当該情報を入力部11へ出力し、指令値演算部12は、入力された情報に基づき各指令値を求めても良い。
一方、曳航装置50により被曳航体4を曳航する場合においては、操船制御装置10は、曳航装置50からの情報に基づき、入力された目標値を補正した指令値、及び曳航装置50へのウインチ指令値を出力して、自船1及び曳航装置50の少なくとも一方を制御する。このような本実施の形態3の動作について図6を用いて次に説明する。
次に、操船制御装置10の指令値演算部12は、入力部11に入力された曳航装置50からの被曳航体4の相対方位及び相対距離の情報に基づき、自船1と被曳航体4との相対距離が所定距離内となるように、又は曳索張力の情報に基づき、曳索張力が所定範囲内となるように、自動操船装置20への方位指令値及び船速指令値、並びに曳航装置50へのウインチ指令値を求める(S301)。例えば、相対方位及び相対距離を用いて、被曳航体4が自船1の船尾方向で、且つ、所定距離の位置を航行するような、方位指令値及び船速指令値、並びにウインチ指令値とする(S302〜S304)。また例えば、曳索張力の情報を用いて、曳索張力が所定範囲を超える場合には、自船1の船速を減速させ、且つ曳航装置50のウインチを巻出し制御させる、又は自船1のみを減速させる若しくはウインチの巻だし制御のみをさせるように、各目標値を補正する(S302〜S304)。また、曳索張力が所定範囲を下回る場合には、自船1の船速を増速させ、且つ曳航装置50のウインチを巻取り制御させる、又は自船1のみを増速させる若しくはウインチの巻取り制御のみをさせるように、各目標値を補正する(S302〜S304)。尚、操船制御はこれに限らず、例えば、被曳航体4が所定の航路を曳航されるように各指令値を求めるなど、任意の操船制御を行うことが可能である。
Claims (8)
- 船舶を自動操船する自動操船装置への指令値、及び海面又は海中を航走する航走体を操縦する航走体操縦装置への指令値を出力する操船制御装置であって、
前記航走体の位置に関する情報が入力される入力手段と、
少なくとも前記航走体の位置に関する情報に基づき、前記船舶が前記航走体に追従するように、前記自動操船装置への指令値及び前記航走体操縦装置への指令値を求める指令値演算手段と
を備えたことを特徴とする操船制御装置。 - 前記入力手段は、
前記航走体の位置に関する情報として、前記船舶と前記航走体との相対方位、相対距離、及び相対速度の情報が入力され、
前記指令値演算手段は、
前記相対方位、前記相対距離、及び前記相対速度の情報に基づき、前記船舶と前記航走体との相対距離が所定範囲内となるように、前記自動操船装置及び前記航走体操縦装置への方位指令値及び船速指令値を求めることを特徴とする請求項1記載の操船制御装置。 - 前記船舶及び前記航走体の位置、方位、及び速度の情報に基づき、前記船舶と前記航走体との相対方位、相対距離、及び相対速度の情報を求める相対運動算出手段を更に備え、
前記入力手段は、
前記航走体の位置に関する情報として、前記船舶及び前記航走体の位置、方位、及び速度の情報が入力され、
前記指令値演算手段は、
前記相対運動算出手段により求められた前記相対方位、前記相対距離、及び前記相対速度の情報に基づき、前記船舶と前記航走体との相対距離が所定範囲内となるように、前記自動操船装置及び前記航走体操縦装置への方位指令値及び船速指令値を求めることを特徴とする請求項1記載の操船制御装置。 - 前記指令値演算手段は、
前記入力手段に入力された情報が更新される度に、前記指令値を求めることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の操船制御装置。 - 請求項1〜4の何れかに記載の操船制御装置と、
前記操船制御装置から入力された指令値に基づき、船舶を自動操船する自動操船装置と
を備えたことを特徴とする自動操船制御システム。 - 前記操船制御装置から入力された指令値に基づき、海面又は海中を航走する航走体を操縦する航走体操縦装置を更に備えたことを特徴とする請求項5記載の自動操船制御システム。
- 船舶を自動操船する自動操船装置、及び海面又は海中を航走する航走体を操縦する航走体操縦装置を制御する操船制御方法であって、
前記航走体の位置に関する情報を取得するステップと、
少なくとも前記航走体の位置に関する情報に基づき、前記船舶が前記航走体に追従するように、前記自動操船装置及び前記航走体操縦装置への指令値を求めるステップと、
前記指令値の情報を前記自動操船装置及び前記航走体操縦装置へ出力するステップと
を有することを特徴とする操船制御方法。 - 請求項7記載の操船制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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WO2018123948A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 三井造船株式会社 | 船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法 |
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