JP2745015B2 - 方位航跡プロッター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、船の現方位を表示するとともに、所要のポ
イント位置に復帰する操作を容易とする方位航跡プロッ
ター装置に関する。

＜従来技術＞ 東西南北を示す方角座標と、船の実際の走行方向を方
角座標上に示す船位画像とを表示してなるディスプレイ
装置を備えたものは公知である。

＜発明が解決しようとする課題＞ 魚釣り用の小型船舶にあっては、魚群探知機によっ
て、魚影を発見した場合に、その当該ポイント位置に復
帰して、魚釣りをしたい場合がある。ところで、一旦魚
群の棲息する魚釣のポイント位置を発見しても、船が当
該位置を通過すると、そこに復帰するのは、岩礁が海面
から突出している等目印がある場合を除いては困難であ
って、再度、魚群探知機で魚影を探索しなければならな
い。

また、例えば、人が船から落水したような場合には、
その落下位置に復帰するのが難儀な場合がある。

この様に、所定位置に容易に復帰する機能を保有する
ことは、魚釣りや、火災発生等に対応する場合に有用で
ある。

本発明は、目標位置への船の航行を容易とすると共
に、その航行中にあっても、船舶の所定位置復帰を容易
とし得る機能を備えた方位航跡プロッター装置の提供を
目的とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、 船の目標方位を設定する方位設定スイッチと、 船の現方位を検出する方位センサーと、 船の速度情報を出力する船速出力手段と、 船の現位置をポイント位置として設定するポイント設
定スイッチと、 ポイント位置を示すポイント印像と、船の実際の走行
方向を示す船位画像とを方角座標上に示す航跡画面を出
力するディスプレイ装置と、 方位設定スイッチのオン操作に伴って、方角座標の座
標軸が目標方位を示すように設定すると共に、前記方位
センサーからの方位情報により、目標方位と船の実際の
走行方向との方位ずれ角θを検出して、船位画像の方位
を設定し、さらに、方位ずれ角θと、船速出力手段から
の船の速度ｖとから、船位画像の方角座標上の位置（X,
Y）を 演算式 （ここで、ｔは読み取り開始時からの経過時間、Ｃは定
数） に基づいて算出し、方角座標上に船位画像を刻々表示
し、かつポイント設定スイッチの入力と共に、当該現位
置（X,Y）をポイント印像として方角座標上に継続表示
するようにディスプレイ装置に表示指令する制御内容を
備えた中央制御装置CPUと を具備するものである。

ここで、航跡画面の方角座標とは、該画面に、目標方
位に対しての所定位置関係を特定するものであって、必
ずしも座標軸を要しない。すなわち船位画像が、実際の
船の位置に対応して、所定位置に出力表示し得るよう
に、中央制御装置CPUに設定された座標をいう。

尚、船速出力手段としては、速度センサーのほかは、
近似速度をデータ入力し得るテンキースイッチ等があ
る。

上記位置Ｘは、現在の速度ｖと、次の読み取りまでの
時間（dt）とから移動距離ｖ・dtを算出し、これから目
標方位と、船の実際の走行方向との方位ずれ角θにより
算出される単位時間（dt）あたりの離間距離dt・ｖ・si
nθを累積することにより算出することができる。この
場合に、データの読み取り時間間隔が一定であればdtは
一定であるから、上式は次の様にも書ける。

ここでｎは読み取り開始した後の方位及び速度の読み
取りカウント値、Ｎは現時点の読み取りカウント値を示
す。また、dtは一定であるから、 とも表わせる。

更には、上述の様に速度ｖをテンキースイッチからの
入力により近似設定すれば、これを一定とすることがで
きるから、 とも表わせることとなる。

同様に、位置Ｙは、 と表わすことができる。

＜作用＞ 中央制御装置CPUは、方位センサーからの情報により
演算し、座標軸が目標方位を示す方角座標上に、離間距
離座標（X,Y）の演算設定により、その航行に伴って刻
々変化する船位画像をディスプレイ装置に表示する。そ
して、ポイント設定スイッチのオン操作により、ポイン
ト印像が方角座標に対して固定して表示される。

このため、船位画像を目標方位に沿って航行させるこ
とにより舵取容易に目標位置へ船へ航行させることがで
きると共に、ポイント印像は、方角座標に対して固定さ
れているから、該ポイント位置に復帰するには、画面を
見ながら船位画像がポイント印像の方向に向くように操
舵すればよく、目印の少ない海上にあっても、所要位置
への復帰を容易にすることができ、魚釣り、人命救助等
に最適に利用し得る。

＜実施例＞ 添付図面について本発明の一実施例を説明する。ま
ず、第１図のブロック図において、その全体構成を説明
する。

中央制御装置CPUには、入力装置として、方位センサ
ー１が、該センサー１からのアナログ信号をデジタル信
号に変換するA/D変換器２を介して接続され、同じく、
速度センサー３、ポイント設定スイッチ4aを含むキース
イッチ４、タイマー５等が接続されている。

また外部出力装置として、ディスプレイ装置（表示
部）６が表示用RAM7及び表示制御部８を介して接続され
る。さらには、制御用プログラムROM10及び、演算制御
用RAM11が接続される。その他、魚群探知器としても利
用する場合には送受波器12等が接続されたり、方位セン
サー１からの情報等に基づいて自動操舵を可能とするよ
うに、自動操舵装置が接続される場合もある。

前記方位センサー１の構成にあっては、例えば実開昭
58−145565号等に開示されている様に、地磁気によりマ
グネットが回転する様に構成し、該マグネットの回転角
度を磁束変化としてホール素子により検知するタイプの
方位センサーや、フラックスゲートセンサーや、ジャイ
ロセンサー等の方位センサーが適用され得る。

この方位センサー１は、Ｎ極検出方向と、船首方向と
が平行となる様に船の適宜箇所に取り付けられる。

かかる方位センサー１は、船の現方位に対応して変化
するsin出力又はcos出力を発生し、この出力は、A/D変
換器２を介して中央制御装置CPUに入力され、該中央制
御装置CPUのプログラムにより解読され、船の現方位が
判定される。

またキースイッチ４は、第２図に示す様に、ポイント
設定スイッチ4aのほかに、テンキー4b、方位設定スイッ
チ4c、切換スイッチ4d等からなるものである。

次に、ディスプレイ装置６の出力態様について説明す
る。

第２図に示す様に、ディスプレイ装置６の画面には、
前記送受波器12からの入力情報により表示される魚探用
表示画面20が表示される。この魚探用表示画面20は、海
底及び魚影等の深度及びそれらの時間的変化、すなわち
船の進行距離に従って生じた変化を画像として表わすも
のである。

また、この魚探用表示画面20は、キースイッチ４の操
作により、第３図に示すように、本発明に係る航跡画面
21に転換表示される。魚探用表示画面20と航跡画面21と
は、裏画面となっている時にも実行され、後記する様に
魚探用表示画面20で魚影を確認し、キースイッチ４の切
換スイッチ4aを押すことにより、その入力情報が航跡画
面21で表示され得る様にしている。

前記航跡画面21には、上下方向（又は上下左右方向）
の座標軸23を備えた方角座標22と、方角座標22に対して
現在の進行方向及び位置を示す船型状の船位画像30が表
示される。また、座標軸23の直上部には、船の進行方位
を０〜359（度）の数値でデジタル表示する設定方位指
標窓24が設けられる。そしてこの設定方位指標窓24によ
り目標方位がデジタル表示される。従って、この場合に
は、操舵者は方角座標22と、船位画像30との位置関係及
び設定方位指標窓24を見ながら、その目標方位に修正す
る舵取制御が可能となる。

尚、座標軸23に換えて、座標升を方角座標22に表示す
ることもできる。更には、座標軸23等の指標線がなくて
も、画面に位置関係が特定されていれば、航跡画面21に
方角座標22が設定されていると言い得る。

この航跡画面21での、目標方位設定につき詳細に説明
する。

まず、船を正しく目標に向けた状態で、前記方位設定
スイッチ4cを押して、当該船の位置及び現方位を目標方
位として記憶（例えば340度）することにより、方位設
定がなされる（第３図ｈ位置）。

この目標方位の設定は、キースイッチ４のテンキー4b
を用いて、データ入力する事により設定することもでき
る。この場合には、船が必ずしも適正方向を向いていな
い場合に有用である。そしてこの場合には、テンキー4b
が方位設定スイッチとして把握される。

尚、前記方位設定スイッチ4cのオンオフ作動は、目標
方位設定を、海上の目標淵に向けて船を走らせるだけ
で、自動設定できるから簡便である利点がある。そこ
で、方位設定スイッチ4c及びテンキー4bのいずれでも目
標方位設定を可能とする様にしても良い。

また目標方位の訂正は、方位設定スイッチ4c,テンキ
ー4bを用いて、同じ方法で再設定すれば良い。また、一
旦設定された目標方位は、前記訂正がないかぎり、表示
を魚探用表示画面20に切換えても、表示用RAM7で記憶さ
れ、再表示する事ができる。

上記の方位設定スイッチ4cにより、方角座標22が固定
され、その座標軸23が目標方位を示す様に設定されると
ともに、座標軸23の上部に設定方位指標窓24が表示さ
れ、設定方位の角度が「340」と指示される。従って、
その上部にはＮ極が、必ずしも位置しない。そして、こ
の方角座標22は、以後目標位置の訂正がないかぎり、こ
の位置で固定されたままとなる。またこの設定時が、船
位画像30のスタート時（零点設定時）ともなる。

次に、本発明の船位画像30の作動について説明する。

前記目標方位の設定に伴って、船位画像30は、座標軸
23上で、その船先を上方に向けて表示される。そして、
船を操舵すると、該船位画像30は刻々変化する。

この船の現位置に対応した方角座標22に対する船の変
動は、中央制御装置CPUによって制御される。即ち、該
中央制御装置CPUは、方位センサー１からの情報によ
り、上述の目標方位と現在の船の方角から方位ずれ角θ
を算出する。そして、タイマー５からのクロックパルス
を基準として、所定時間dt毎に速度センサー３からの速
度ｖの入力と、実際の距離と画面上の距離との縮小変換
率を示す比例定数Ｃとから、 dX_n＝Ｃ×v_n×dt×sinθ_ｎ （１） dY_n＝Ｃ×v_n×dt×cosθ_ｎ （２） を算出する。ここでｎは読み取りカウント値を示す。そ
して、この値に基づきdt時間の経過毎に、船位画像30の
座標位置（X,Y）を方角座標22に対して変位させる。

そしてこれにより、ｎ＝１の時には第４図イ、ｎ＝２
の時には第４図ロの様に、各読み取り毎に、船位画像30
が航跡画面21上にプロットされ、航跡線31により船の航
跡を確認することができる。尚、図上のプロットは誇張
して示しており、dtは微小時間単位であって、実際の画
面上においては、船位座像30は円滑にスライドし、その
航跡線31は節の無いなだらかな線となる。

上述の式から前記位置（X,Y）は、 と表わすことができる。（ここで、ｔは読み取り開始時
からの経過時間） 尚、各データはデジタル値としてdt毎に入力され演算
されるものである。従って、座標位置（X,Y）は、
（１），（２）式に示す単位時間（dt）あたりの推進距
離を累積することにより算出されるから、次の様に表わ
すことができる。

ここでＮは現時点の読み取りカウント値を示し、v_n・
sinθ_ｎ及びv_n・cosθ_ｎはｎ回目の読み取りカウント時
の値を示す。また、dtは一定でであるから、 とも表わせる。

さらに、航行中はほぼ一定速度で走行する場合が多い
ので、速度ｖを一定とすることができる。また速度セン
サー３を備えない船にあっては、その速度を近似的にキ
ースイッチ４のテンキー4bから入力することができる。
そして、この各場合には、ｖ＝一定とすることができる
から、 又は、 とすることができる。すなわち、方位センサー１からの
情報のみにより船の現位置を、方角座標22に対して近似
的に示すことができる。

一方、船の現方位は、第３図に示すように船位画像30
付近に現方位指標窓25を表示して、数値で示される。

上述の目標方位と現在方位との誤差情報（方位ずれ角
θ）は自動操舵装置の制御情報として利用することがで
きる。この場合には、I/Oポート、出力バッファー、コ
ネクタ及びケーブル等を介して中央制御装置CPUに自動
操舵装置を接続することにより可能となる。その他、自
動操舵装置以外であっても、プリンター等、種々の機器
に中央制御装置CPUを接続し、前記情報を有効に利用す
る事が可能である。

次に、ポイント位置設定について説明する。

ディスプレイ装置６に魚探用表示画面20を表示した状
態で魚群を探査し、魚群の棲息する位置を発見した場合
に、ポイント設定スイッチ4aを押す。

この操作により、当該現位置の座標位置（X,Y）は、
ポイント位置として設定される。この位置は、切換スイ
ッチ4dにより、ディスプレイ装置６を魚探用表示画面20
から航跡画面21に変換すると、ポイント設定スイッチ4a
を押した時点で座標位置（X,Y）に、第３図丸印のポイ
ント印像32が表示される。

このポイント印像32は、その座標データが演算制御用
RAM11に記憶され、その後においても表示されたままと
なる。また、次の魚釣のポイントを発見した場合には、
同様にポイント設定スイッチ4aを押す。これにより、そ
の座標データも演算制御用RAM11に記憶されて、随時複
数のポイント印像32を航跡線31上に表示することが可能
となる。

そして、このポイント印像32の表示後に、当該ポイン
ト位置へ船を復帰させる場合には、航跡画面21が表示さ
れた状態で船を操舵し、第３図のように船位画像30を所
望のポイント印像32に向けて進行する様にすれば良い。

この場合に、前記船位画像30がポイント印像32に一致
すると、アラーム機能により、鳴音を発して、その到達
を知らせるようにすることもできる。また、船位画像30
とポイント印像32との位置関係をさらに正確に視認でき
るように、ズーム機構を備えて、所望部分を拡大表示し
得るようにしても良い。

而して、航跡画面21で、船位画像30の進行状態を確認
することができると共に、その航行中に発見したポイン
ト位置を、ポイント印像32として航跡線31上にマークす
ることができるから、そのポイント位置への復帰を容易
になすことができる。

このポイント印像32のマーキング機能は、船から人が
落水したような場合に、その所定位置へ容易に復帰でき
る様にするために用いる等、魚釣り以外にも種々の用途
がある。

＜発明の効果＞ 本発明は、上述の様に、方位設定スイッチ4b,4cのオ
ン操作により、ディスプレイ装置６に座標軸が目標方位
を示す方位角座標22を表示し得ると共に、該方角座標22
上に船位画像30を表示し、船の進行に伴って、該船位画
像30を方角座標22に対して移動すると共に、ポイント印
像32でポイント位置をマークすることができるようにし
たから、船位画像を目標方位に沿って航行させることに
より舵取容易に目標位置へ船を航行させることができる
と共に、目印の少ない海上にあっても、当該ポイント位
置への復帰を容易にすることができ、魚釣り、人命救助
等に最適に利用し得る等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の一実施例を示し、第１図はブロック
図、第２図は魚探用表示画面20を表示した状態のディス
プレイ装置６の正面図、第３図は航跡画面21を表示した
状態の同図、第４図は船位画像30の変位制御手段を示す
概念図である。 １……方位センサー ３……速度センサー ４……キースイッチ 4a……ポイント設定スイッチ 4b,4c……方位設定スイッチ ６……ディスプレイ装置 20……魚探用表示画面 21……航跡画面 22……方角座標 23……座標軸 30……船位画像 31……航跡線 32……ポイント印像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−94213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−300983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−149914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−69513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−44810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−233315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−108709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−196816（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−196023（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−33671（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−5283（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−40665（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船の目標方位を設定する方位設定スイッチ
   と、 船の現方位を検出する方位センサーと、 船の速度情報を出力する船速出力手段と、 船の現位置をポイント位置として設定するポイント設定
   スイッチと、 ポイント位置を示すポイント印像と、船の実際の走行方
   向を示す船位画像とを方角座標上に示す航跡画面を出力
   するディスプレイ装置と、 方位設定スイッチのオン操作に伴って、方角座標の座標
   軸が目標方位を示すように設定すると共に、前記方位セ
   ンサーからの方位情報により、目標方位と船の実際の走
   行方向との方位ずれ角θを検出して、船位画像の方位を
   設定し、さらに、方位ずれ角θと、船速出力手段からの
   船の速度ｖとから、船位画像の方角座標上の位置（X,
   Y）を 演算式 （ここで、ｔは読み取り開始時からの経過時間、Ｃは定
   数） に基づいて算出し、方角座標上に船位画像を刻々表示
   し、かつポイント設定スイッチの入力と共に、当該現位
   置（X,Y）をポイント印像として方角座標上に継続表示
   するようにディスプレイ装置に表示指令する制御内容を
   備えた中央制御装置CPUと を具備する方位航跡プロッター装置。