JP2014065495A - Apparatus for assisting vessel arrival at wharf - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶の着岸支援装置に関し、船舶を岸壁または桟橋に着桟させる際に、着岸目標位置を設定し、港への入港時から着岸目標位置までの軌跡を作成する記録装置を設けて、該軌跡に沿うように操船者に指示を行う船舶の着岸支援装置に関する。 The present invention relates to a berthing support device for a ship, provided with a recording device for setting a berthing target position and creating a trajectory from the time of entering a port to the berthing target position when the ship is berthed on a quay or a pier. Further, the present invention relates to a berthing support apparatus for a ship that gives instructions to a ship operator along the trajectory.
船舶を桟橋や岸壁に着桟させる(以下、着岸という)場合、従来の船舶においては、GPS、レーダ等によって一般に操船者の位置から船が岸壁や桟橋に接近している部分の動きを直接モニターで見ることができる。また、入港から着岸までの類似記録を利用して、該着岸までの軌跡をモニターで見ることができる。 When a ship is docked on a pier or quay (hereinafter referred to as berthing), in conventional ships, the movement of the part where the ship is approaching the quay or pier is generally monitored from the position of the operator by GPS, radar, etc. Can be seen in In addition, by using a similar record from arrival to berthing, the trajectory to berthing can be viewed on a monitor.
ところで、着岸時の操船情報を目視により行う前記方法は、例えば、衛星を利用して測位するGPS(地球規模測位システム)、D−GPS、特に、センチメートル単位で測位できるキネマティックGPSを使用し、その位置情報と、岸壁または桟橋との正確な位置とを比較して操船をするものである。しかしながら、着岸までの操船指示はなく、操船技術を要していた。また、理想的な速度、操舵タイミング、入港角度などを細かく指示する装置はなかった。 By the way, the method for visually observing the ship maneuvering information at the time of berthing uses, for example, GPS (Global Positioning System) that uses satellites, D-GPS, and in particular kinematic GPS that can be measured in centimeters. The ship is operated by comparing the position information with the exact position of the quay or pier. However, there was no maneuvering instruction until docking, and maneuvering skills were required. In addition, there was no device for finely instructing ideal speed, steering timing, port entry angle, etc.
例えば、特開昭60−263812号公報に記載された発明は、赤外線追尾カメラにより地上の目標からの反射赤外線を受光し、カメラの回転角計測装置によりカメラと目標との距離を求め、ジャイロから船体方位角を求めることにより、船体位置を自動的に検出するものである。 For example, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-263812, an infrared tracking camera receives reflected infrared rays from a ground target, a camera rotation angle measuring device obtains the distance between the camera and the target, and the gyro By obtaining the hull azimuth, the hull position is automatically detected.
また、特開2007−230455号公報に記載された発明は、着岸までの軌跡記録を表示するが、着岸の為の操作指示にいたるものではない。 In addition, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-230455 displays a locus record until berthing but does not lead to an operation instruction for berthing.
そこで、本発明は、以上の問題に着目して成されたものであり、船舶を岸壁または桟橋に着岸させる際に、港への入港時から着岸目標位置までの軌跡を記録する記録装置を備え、該軌跡に沿うように操船者に指示を行うことができる船舶の着岸支援装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the above problems, and includes a recording device that records a trajectory from the time of entering a port to a berthing target position when the ship is berthed on a quay or a pier. An object of the present invention is to provide a berthing assistance device for a ship that can instruct a marine vessel operator along the trajectory.
次に問題を解決するための手段を説明する。 Next, means for solving the problem will be described.
請求項1においては、港へ入港する船舶の着岸支援装置であって、船舶の着岸目標位置を設定し、港への入港時から前記着岸目標位置までの着岸軌跡を記録する記録装置を設け、前記記録装置に記録されている理想的な着岸軌跡に沿って進行できるように指示を行う構成とし、入港から着岸までの操船指示は、着岸支援開始の地点にて着岸支援モードをスタートさせると、理想的な着岸軌跡が表示される構成とし、現在の船舶位置がアプローチ範囲に進行しているかのチェックを行う構成としたものである。
In
請求項2においては、請求項1記載の船舶の着岸支援装置において、現在の船舶位置がアプローチ範囲から外れた所に船舶が進行している場合、操船指示により前記アプローチ範囲までの移動指示を行う構成としたものである。
According to Claim 2, in the ship berthing support apparatus according to
請求項3においては、請求項2記載の船舶の着岸支援装置において、前記アプローチ範囲までの移動が終了した後、船舶が適正な速度で入港しているかのチェックを行い、適正な速度ではない場合、適正な速度となるように指示を行う構成としたものである。
In
本発明の船舶の着岸支援装置によれば、次のような効果が得られる。 According to the ship berthing assistance apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.
(1)入港からの着岸経験がない操船者であっても、該支援装置の指示によって、着岸することができる。 (1) Even a ship operator who has no experience of berthing from entering a port can berth in accordance with instructions from the support device.
(2)また、着岸軌跡、速度、操舵角度等の指示をするので、操船者にとって、一層の着岸が容易となる。 (2) Moreover, since instructions such as a berthing trajectory, speed, and steering angle are given, it is easier for the operator to berth.
(3)軌跡を記録したデータを転送できるので、特定の船舶に限定されることはない。 (3) Since the data recording the trajectory can be transferred, the present invention is not limited to a specific ship.
図1は、岸壁1上に測定ポイントA,Bを定め、ミリ波レーダー3, 3によって距離および測定ポイントA,Bが船体7の軸方向となす角度θaA,θaB,θbA,θbB,および距離SaA,SaB,SbA,SbBを演算することにより三角測量の手法により、岸壁1と船舶2との相対位置を知ることができる。
In FIG. 1, measurement points A and B are defined on the
前記ミリ波レーダー3は、図示はないがレーダーユニット、指向性アンテナ、駆動装置、コンピュータからなる信号処理部及び受信回路からなっている。そして該指向性アンテナを所定の電波放射方向に向ける駆動と、ミリ波パルスの放射・受信動作のとの制御は、いずれも信号処理部によって制御するようにした。アンテナと対象物との間の距離、速度、方向などの演算は信号処理部で行い、その結果を図2で示す船橋の信号処理装置11に出力するようにした。
Although not shown, the
また、船舶にGPS4を取り付け、GPS4から出力される緯度・経度による位置信号を前記信号処理装置11に入力し、GPS4による測位信号、ミリ波レーダーから出力される信号、及び予め前記信号処理装置11に入力した海図データから、船舶と岸壁又は桟橋との関係位置を割り出せるようにする。得られた関係位置は、図2で示す表示装置13に表示できるようにすることができる。 A GPS 4 is attached to the ship, and a position signal based on latitude and longitude output from the GPS 4 is input to the signal processing device 11. A positioning signal from the GPS 4, a signal output from the millimeter wave radar, and the signal processing device 11 in advance. The relationship between the ship and the quay or pier can be determined from the chart data entered in. The obtained relational position can be displayed on the display device 13 shown in FIG.
図2は、着岸支援装置10の回路構成を示したブロック図である。前記ミリ波レーダ3から船舶の速度、角度、距離を算出する。GPS4からは、自船位置を算出する。これらの信号を信号処理装置11で船舶と岸壁又は桟橋との関係位置を割り出せるようにする。次に軌跡記録装置12により入港から着岸までの軌跡を記録させる。これらの軌跡記録、自船の位置などを比較して軌跡に沿うように指示を行う。該指示は表示装置13にて表示される。また、一度記録した軌跡はその他船舶に転送ができるようにしている。例えば、USBポート(図示無し)を使用してデータの持ち出しを可能とする。また、該記録装置は、前記理想着岸軌跡の記録データと実際の軌跡を比較して、該理想着岸軌跡との差に基づいて点数もつけることができる。該点数は、省エネルギーの貢献に寄与した操船に基づいている。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the
前記表示装置13は、音声又は/ 及び画像表示され、操舵指示、操舵解除指示、速度設定指示等がなされる。例えば、右操舵から元の位置へ(この場合、直進位置)に戻す場合、予め右操舵の指示をした後、ブザーが鳴るまでその位置を保持する指示がなされる。次にブザーが鳴ると直進位置へ戻すよう指示を行う。 The display device 13 displays a sound or / and an image, and gives a steering instruction, a steering release instruction, a speed setting instruction, and the like. For example, when returning from the right steering to the original position (in this case, the straight traveling position), after instructing the right steering in advance, an instruction to hold the position is issued until the buzzer sounds. Next, when the buzzer sounds, an instruction is given to return to the straight position.
図3は、操船指示許容範囲を示す説明図である。着岸支援開始地点21は、予め定められている。着岸支援開始地点21から船舶の着岸位置27まで理想着岸軌跡20、アプローチ範囲22、第一支援許容範囲23、第二支援許容範囲24、復航領域25、停船領域26に分けられる。着岸支援開始地点21から船舶の着岸位置27までこれらの範囲、領域を認識し、指示を行うようにしている。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a maneuvering instruction allowable range. The berthing support start point 21 is determined in advance. From the berthing support start point 21 to the berthing position 27 of the ship, it is divided into an ideal berthing trajectory 20, an approach range 22, a first support allowable range 23, a second support allowable range 24, a return region 25, and a stop region 26. These ranges and areas are recognized from the berthing support start point 21 to the berthing position 27 of the ship, and an instruction is given.
前記アプローチ範囲22とは、理想着岸軌跡20から任意の範囲を定めており、支援指示に従い、進路を修正しながら、安全に着岸のための進行を続けることができる範囲を示している。また、該最終アプローチ開始地点とは、安全に着岸のための進行を続けることができる地点である。具体的には、停船若しくは復航領域時に、該最終アプローチ開始地点まで戻るよう指示が行われる。 The approach range 22 defines an arbitrary range from the ideal landing track 20 and indicates a range in which the progress for landing can be safely continued while correcting the course according to the support instruction. In addition, the final approach start point is a point where it is possible to continue advancing for safe landing. Specifically, an instruction is given to return to the final approach start point when the ship stops or returns.
図4は、着岸軌跡を記録するためのフローチャートである。まず、着岸軌跡モード30をスタートさせ、次に操船熟練者であるかの選択がなされる(S1)。該熟練者を選択すれば、該スタート地点が着岸開始地点となり、着岸軌跡が記録される(S2)。これらの記録は1回限りであるが、過去の着岸軌跡をリセットさせることで再度着岸軌跡を記録することもできる。
FIG. 4 is a flowchart for recording a landing track. First, the
前記操船熟練者でない方を選択した場合は、数回着岸軌跡を記録して平均値をとり、理想的な着岸軌跡を記録させる(S3)。ここでいう理想とは、着岸までの最短距離、省エネ、安全を考慮した軌跡となっている。 If a person who is not a skilled ship operator is selected, the berthing trajectory is recorded several times, an average value is taken, and an ideal berthing trajectory is recorded (S3). The ideal here is a trajectory considering the shortest distance to berth, energy saving and safety.
図5は、入港から着岸までのマニュアル操船指示のフローチャートである。まず、着岸支援モードをスタートさせ、理想的な着岸軌跡が表示される。該フローチャートは前記着岸支援開始の地点であり、初めに、現在の船舶位置がアプローチ範囲に進行しているかチェックを行う(S4)。アプローチ範囲から外れた所に船舶が進行している場合、アプローチ範囲までの移動指示を行う(S5)。 FIG. 5 is a flowchart of a manual maneuvering instruction from entering the port to berthing. First, the docking support mode is started and an ideal docking locus is displayed. The flowchart is a point where the berthing support is started. First, it is checked whether or not the current ship position is in the approach range (S4). If the ship is moving away from the approach range, an instruction to move to the approach range is given (S5).
次に適正な速度で入港しているかチェックを行う(S6)。適正な速度ではない場合は、適正な速度にするよう指示がなされる(S7)。 Next, a check is made to see if the port is entering at an appropriate speed (S6). If it is not an appropriate speed, an instruction is given to make it an appropriate speed (S7).
次に第一許容範囲内に船舶が進行しているかをチェックする(S8)。第一許容範囲から外れた所に船舶が進行している場合、次に第二許容範囲であるかチェックを行う(S9)。第二支援許容範囲内である場合は、該第一支援許容範囲までの移動指示を行う(S10)。 Next, it is checked whether the ship is moving within the first allowable range (S8). If the ship is moving away from the first allowable range, it is next checked whether it is within the second allowable range (S9). If it is within the second support allowable range, a movement instruction to the first support allowable range is given (S10).
第二支援許容範囲から外れた所に船舶が進行している場合は、更に復航領域であるか、又は停船領域であるかをチェックする(S11)。復航領域であれば、最終アプローチ開始地点まで戻るよう指示がなされる(S12)。また、停船領域に船舶が進行している場合は、即停船の指示がなされる(S13)。 If the ship is moving out of the second support allowable range, it is further checked whether it is a return area or a stop area (S11). If it is a return region, an instruction is given to return to the final approach start point (S12). Further, if the ship is moving in the stop area, an instruction to stop immediately is given (S13).
次に前記第一支援許容範囲内に船舶が進行している場合は、次に、船首が、理想着岸軌跡に沿っているかチェックを行う(S14)。該船首が沿っていない場合、船首を沿うように指示がなされる(S15)。例えば、図3で示す7a が指示の対象となる。該船首が沿うようになるとフローが再度適正な速度をチェックする(S7)に戻り、途中で該軌跡から外れないように速度、範囲、領域のチェックを行う。 Next, when the ship is moving within the first support allowable range, it is next checked whether the bow is along the ideal landing track (S14). If the bow is not along, an instruction is given to follow the bow (S15). For example, 7a shown in FIG. When the bow comes along, the flow returns to checking the proper speed again (S7), and the speed, range and area are checked so as not to deviate from the trajectory.
図6は、入港から着岸までの自動操船のフローチャートである。指示がなされて、操船者が操船するマニュアルモードではなく、入港から着岸まですべて自動で操船される。図6では、自動補正(S16)が該当する。自動補正以外は、図5の説明と重複するので割愛する。 FIG. 6 is a flowchart of automatic ship maneuvering from entry to dock. The instruction is given and the ship is automatically operated from the port to the berth, not in the manual mode where the operator operates the ship. In FIG. 6, automatic correction (S16) corresponds. Except for the automatic correction, the description is omitted because it overlaps with the description of FIG.
1 岸壁
2 船舶
3 ミリ波レーダー
4 GPS
11 信号処理装置
12 軌跡記録装置
13 表示装置
20 理想着岸軌跡
22 アプローチ範囲
23 第一支援許容範囲
24 第二支援許容範囲
25 復航領域
26 停船領域
27 着岸位置
1 quay 2
11
Claims (3)
船舶の着岸目標位置を設定し、港への入港時から前記着岸目標位置までの着岸軌跡を記録する記録装置を設け、
前記記録装置に記録されている理想的な着岸軌跡に沿って進行できるように指示を行う構成とし、
入港から着岸までの操船指示は、着岸支援開始の地点にて着岸支援モードをスタートさせると、理想的な着岸軌跡が表示される構成とし、
現在の船舶位置がアプローチ範囲に進行しているかのチェックを行う構成とした
ことを特徴とする船舶の着岸支援装置。 A berthing support device for a ship entering a port,
Set a berthing target position of the ship, and provide a recording device that records the berthing trajectory from the time of entering the port to the berthing target position,
It is configured to instruct so that it can proceed along an ideal berthing trajectory recorded in the recording device,
The instructions for maneuvering from berthing to berthing are configured so that an ideal berthing trajectory is displayed when the berthing support mode is started at the point where berthing support starts.
A berthing assistance device for a ship, characterized in that it is configured to check whether the current ship position is in the approach range.
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