JP2920862B2 - 船位検出装置 - Google Patents

船位検出装置

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JP2920862B2 JP13786793A JP13786793A JP2920862B2 JP 2920862 B2 JP2920862 B2 JP 2920862B2 JP 13786793 A JP13786793 A JP 13786793A JP 13786793 A JP13786793 A JP 13786793A JP 2920862 B2 JP2920862 B2 JP 2920862B2
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寛訓 笹木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶の船体位置を検出
する船位検出装置、特に岸壁などに係留中の船が着岸時
の位置からどの程度移動しているかを検出するための船
位検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、外洋などの航行や作業などを
行っている船の位置を検出するシステムは各種知られて
いるけれども、岸壁などに係留中の船の位置を簡単に検
出するための技術は見当たらない。
【0003】図8は、係留中の船においても船位検出が
必要な理由の一例を示す。船体1が岸壁2に着岸してい
るときには、索止栓3,4によって係留される。索止栓
3にはホーサ5,6が掛止され、船体1上のウィンチ
7,8によってそれぞれ引張られている。索止栓4に
は、ホーサ9,10が掛止され、ウィンチ11,12に
よってそれぞれ引張られている。ウィンチ7,8;1
1,12にはオートテンション機構が備えられ、ホーサ
5,6;9,10の張力を制御して、係船中の船体1の
位置を保持している。船体1は、たとえばタンカとして
用いられ、ホース13,14によって揚貨を行っている
ようなときに、船体1が大幅に移動しないようにしてい
る。
【0004】しかしながら、潮流15や、風の影響で船
体1は移動しやすい。ウィンチ7,8;11,12の制
御は、ホーサ5,6;9,10が引張られて、張力があ
る値を超えるときに繰出し、張力がある値以下になると
巻込むように制御する。このような制御では、潮流15
などの影響で船体1が、図8(1)に示すような状態か
ら図8(2)に示すような状態までΔLだけ移動し、ホ
ース13,14に無理な力が加わるようなときでも、船
体1の位置を元に戻す制御は困難である。タンカの揚貨
などのときには、乗組員によって船体1と岸壁2との距
離関係を一定範囲内に保つように手動によって調整して
いる。
【0005】係留中の船位を自動的に検出して、船位の
修正を行うためのデータを得る先行技術は、たとえば特
開昭60−263812号公報などに開示されている。
この先行技術では、船上に一対の赤外線カメラを設置
し、陸上の共通目標に対する角度を求め、地上の対象物
を基準とした船体の位置や回頭角を求める。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開昭60−2638
12号公報の先行技術では、船上に赤外線カメラやその
追尾装置などを二組必要とし、係留中の船位を簡単に計
測することはできない。
【0007】本発明の目的は、簡単な構成で係留中の船
位を精度よく検出することができる船位検出装置を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、係留中の船体
近傍の陸上に設置され、予め定める船体側壁上の標識を
カメラで検出しながら自動追尾し、光軸の角度を表す信
号を導出する角度検出手段と、角度検出手段と連動し
て、角度検出手段と標識との間の直線距離を非接触で計
測した第1距離を表す信号を導出する第1測長手段と、
角度検出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船
体までの水平距離を非接触で検出した第2距離を表す信
号を導出する第2測長手段と、角度検出手段および第1
測長手段からの信号に応答して、角度および第1距離に
基づいて船体との間の水平距離を第3距離として求め、
さらに第2測長手段からの信号に応答して、第2距離お
よび第3距離から船体の回頭角を求める演算手段とを含
むことを特徴とする船位検出装置である。
【0009】また本発明は、船体に設けられ、音波、光
または電磁波を信号として送信し、反射して戻る信号を
受信して反射対象までの直線距離を測定した第1距離を
表す信号を導出する第1測長手段と、係留中の船体近傍
の陸上に設置され、第1測長手段から送信された信号を
反射し、送信された信号が入射する角度を表す信号を導
出する角度検出手段と、角度検出手段から予め定める間
隔をあけて設置され、船体までの水平距離を非接触で検
出した第2距離を表す信号を導出する第2測長手段と、
角度検出手段および第1測長手段からの信号に応答し
て、角度および第1距離に基づいて船体との間の水平距
離を第3距離として求め、さらに第2測長手段からの信
号に応答して、第2距離および第3距離から船体の回頭
角を求める演算手段とを含むことを特徴とする船位検出
装置である。
【0010】
【作用】本発明に従えば、係留中の船体近傍の陸上に
は、角度検出手段が設置される。角度検出手段は、船体
の側壁上の標識を検出するカメラを備え、標識が移動し
たときに自動的に追尾し、光軸の角度を表す信号を導出
する。第1測長手段は、角度検出手段と連動して、角度
検出手段と標識との間の直線距離を非接触で検出した第
1距離を表す信号を導出する。第2測長手段は、角度検
出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船体まで
の水平距離を非接触で検出し、第2距離を表す信号を導
出する。演算手段は、角度および第1距離から船体との
間の水平距離を第3距離として求め、さらに第2距離と
第3距離とから、船体の回頭角を求める。1つの角度検
出手段に自動追尾機能を設ければよいので、係留中の船
位を簡単に計測することができる。
【0011】また本発明に従えば、船体に設けられる第
1測長手段は音波、光または電磁波による信号を、陸上
に設置される角度検出手段に送信する。第1測長手段
は、反射して戻る信号を受信して第1測長手段と角度検
出手段との間の直線距離である第1距離を表す信号を導
出する。角度検出手段は、送信された信号が入射する角
度を表す信号を導出する。第2測長手段は、角度検出手
段から予め定める間隔をあけて設置され、船体までの水
平距離を非接触で検出し、第2距離を表す信号を導出す
る。演算手段は、角度および第1距離から船体との間の
水平距離を第3距離として求め、さらに第2距離と第3
距離とから、船体の回頭角を求める。このようにして、
自動追尾機能を用いないでも係留中の船位を簡単に計測
することができる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の一実施例による船位検出装
置の概略的な構成を示す。着岸時に所定位置にある船体
20が潮流や風の影響で移動した船体21は、岸壁22
上に設置されるビットなどの索止栓23,24に係留さ
れる。索止栓23には、ホーサ25,26が掛止され、
ウィンチ27,28によってそれぞれ巻取りおよび繰出
しが可能となっている。索止栓24には、ホーサ29,
30が掛止され、ウィンチ31,32によってそれぞれ
巻取りおよび繰出しが可能となっている。
【0013】船体21の船側には、一辺が10cm程度
の正方形のマーク35が表示されている。マーク35
は、岸壁22上に設置されるテレビカメラ36の撮像目
標となる。テレビカメラ36は、自動追尾装置37上に
搭載され、マーク35を撮像した映像が陰極線管(略称
「CRT」などに表示される)画像の中央となるよう
に、水平角αおよび俯仰角βが自動的に調整される。テ
レビカメラ36に隣接して、第1測長手段である距離計
38が設けられる。距離計38は、テレビカメラ36と
マーク35との間の直線距離LMを第1距離として計測
する。計測は非接触で行い、たとえばレーザ、超音波ま
たは光波距離計などの原理に従う。また、テレビカメラ
36の撮像したマーク35の画像の大きさなど、他の方
法によって距離LMを計測するようにしてもよいことは
勿論である。自動追尾装置37は、角度検出手段とし
て、水平角αおよび俯仰角βを表す信号を導出する。マ
ーク35は、テレビカメラ36の撮像画像によって容易
に識別することができる大きさや形状であればよく、船
体21の船側に直接描かれていても、あるいは標識板と
して吊下げられていてもよい。
【0014】岸壁22上には、テレビカメラ36を通っ
て所定位置の船体20と平行な直線である基準線PL上
に、第2測長手段である距離計39が設置される。距離
計39は、テレビカメラ36から予め定める距離Lだけ
間隔があけられ、船体21までの水平距離LBを第2距
離として計測する。
【0015】テレビカメラ36からマーク35までの直
線距離LMは、水平角αおよび俯仰角βを用いて、次の
第1式のようにしてマーク35と平行直線PLとの間の
第3距離である水平距離LAに変換される。
【0016】 LA=LM・cosβ・sinα …(1) 図2は、図1に示す船位の修正を行うための構成を示
す。岸壁22に対して係留されている船体20の船位
は、コンピュータなどを含んで実現される処理装置41
の演算処理によって求められる。演算手段である処理装
置41の処理結果は、たとえばアンテナ42から無線信
号として導出される。岸壁22と船体20の間では、た
とえばホース43,44を介して揚貨作業が行われる。
タンカなどにおいては、揚貨にはたとえば1日以上の時
間を要し、この間で船体20の移動を許容範囲内に制御
する必要がある。この制御のため、船体20側には、ア
ンテナ45および制御装置46が搭載される。アンテナ
45は、アンテナ42から送信される船位データを受信
し、船体20の移動を修正するようにウィンチ27,2
8;31,32を制御する。
【0017】図3は、図2に示す制御を行うための電気
的構成を示す。テレビカメラ36が撮像したマーク35
の画像は、処理装置41によって画像処理され、撮像画
像の中心となるように、自動追尾装置37に設けられる
俯仰角モータ51および水平角モータ52が制御され
る。上述のように、処理装置41が演算して導出した船
位データに基づいて、制御装置46はウィンチ27,2
8;31,32をそれぞれ制御する。
【0018】図4は自動追尾装置37の構成を示す。図
4(1)は正面図、図4(2)は右側面図を示す。テレ
ビカメラ36および距離計38は、揺動台53上に設置
される。テレビカメラ36の光軸と、距離計38の検出
軸の方向とは平行に保たれる。揺動台53は、俯仰角モ
ータ51の回転によって鉛長面内で揺動変位し、テレビ
カメラ36の光軸の俯仰角が変化する。俯仰角モータ5
1および揺動台53は、回転台54の上に設置される。
回転台54は、固定台55内に設けられる水平角モータ
52によって水平面内で角変位可能である。
【0019】図5は、距離計39の設置状態を示す。距
離計39は、水平な直線HLが船体21と交わる点まで
の距離を、第2距離として検出する。
【0020】図6は、船体側の基準線SLと岸壁上の基
準線PLとの関係を示し、図6(2)は回頭角θを求め
るための関係を示す。これらの図において、船体21の
基準線SLは、所定位置での基準線と平行な基準線RL
に対して、回頭角θだけ傾いている。陸上側の基準線P
Lと船体21側の標識35との距離LAは、前述の第1
式によって求められる。回頭角θは次の第2式によって
求められる。
【0021】
【数1】
【0022】図3に示す処理装置41は、たとえば2〜
3秒の設定時間毎に、演算に必要な距離LMおよびLB
と、角度αおよびβとを計測し、制御用データLAおよ
びθを演算する。このデータを元に、制御装置46によ
ってウィンチ27,28;31,32の制御を行えば、
従来人手に頼っていた係船中の船位調整の自動化が可能
となる。
【0023】以上説明した実施例では、岸壁22上と船
体20とのデータ通信は、アンテナ42,45を介して
無線電波で行っているけれども、光通信や、有線の通信
ケーブルを介して行うようにしてもよいことは勿論であ
る。また、テレビカメラ36として赤外線テレビカメラ
を使用し、夜間でも標識35が撮像可能にしてもよいこ
とは勿論である。また夜間には、標識35に対して照明
を行うようにしてもよいことは勿論である。
【0024】図7は、本発明の他の実施例の概略的な構
成を示す。本実施例は図1に示す実施例に類似し、対応
する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、船体
21側に、音波、光または電磁波を信号として送信し、
反射された信号を受信して反射物までの距離を検出する
距離検出装置57が第1測長手段として設けられること
である。岸壁22上には、基準の平行直線PL上に、距
離計39と間隔Lをあけて、送信された信号を反射し、
入射される信号の角度を検出する角度検出装置58が角
度検出手段として設置される。角度検出装置58は、距
離検出装置57から送られる送信信号58の入射方向を
検出し、俯仰角αおよび水平角βを表す信号を導出す
る。距離検出装置57は、送信信号59が角度検出装置
58で反射して戻るまでの時間や、位相変化から、第1
距離である直線距離LRを非接触で計測する。このよう
にして求められる直線距離LRを、図1の実施例の直線
距離LMと同様に用いて、船体21の船位を検出するこ
とができる。角度検出装置58近傍の一定範囲の領域内
に送信信号59を送るようにすれば、この範囲外の設備
等は誤差の原因とはならず、精度よく船位を検出するこ
とができる。
【0025】以上の各実施例では、ホーサ25,26;
29,30をウィンチ27,28;31,32によって
巻上げる張力を調整して船位を修正しているけれども、
船体側にサイドスラスタなどが設けられていれば、それ
を利用するようにしてもよいことは勿論である。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、自動追尾
機能を有する1つの角度検出手段を用いて、係留中の船
体の位置を簡単に計測することができる。船体の位置
は、岸壁側に設置される角度検出手段と第1および第2
測長手段によって船体を目標として検出されるので、岸
壁上に他の設備などが存在しても測定の誤差とはなら
ず、精度よく船位を検出することができる。
【0027】また本発明によれば、カメラや自動追尾機
能を有する装置を用いないでも、係留中の船位を容易に
精度よく検出することができる。また、陸上に設ける装
置が簡単になるので、装置全体を船に積込んでおき、着
岸したときに岸壁に設置することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略的な構成を示す斜視図
である。
【図2】図1の実施例を用いて船位の修正を行うための
構成を示す簡略化した平面図である。
【図3】図2の船位修正を行うための概略的な電気的構
成を示すブロック図である。
【図4】図1の実施例に使用する自動追尾装置37の正
面図および右側面図である。
【図5】図1の実施例に用いる距離計39と船体21と
の関係を示す簡略化した断面図である。
【図6】図1に示す実施例で船位および回頭角を求める
原理を示す簡略化した斜視図および簡略化した平面図で
ある。
【図7】本発明の他の実施例の概略的な構成を示す斜視
図である。
【図8】従来からの船位修正方法を示す簡略化した平面
図である。
【符号の説明】
20,21 船体 22 岸壁 23,24 索止栓 25,26;29,30 ホーサ 27,28;31,32 ウィンチ 36 テレビカメラ 37 自動追尾装置 38,39 距離計 41 処理装置 46 制御装置 51 俯仰角モータ 52 水平角モータ 57 距離検出装置 58 角度検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−303706(JP,A) 特開 平4−283614(JP,A) 特開 昭60−263812(JP,A) 特開 昭60−3511(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01C 15/00 - 15/14 B63B 21/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 係留中の船体近傍の陸上に設置され、予
    め定める船体側壁上の標識をカメラで検出しながら自動
    追尾し、光軸の角度を表す信号を導出する角度検出手段
    と、 角度検出手段と連動して、角度検出手段と標識との間の
    直線距離を非接触で計測した第1距離を表す信号を導出
    する第1測長手段と、 角度検出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船
    体までの水平距離を非接触で検出した第2距離を表す信
    号を導出する第2測長手段と、 角度検出手段および第1測長手段からの信号に応答し
    て、角度および第1距離に基づいて船体との間の水平距
    離を第3距離として求め、さらに第2測長手段からの信
    号に応答して、第2距離および第3距離から船体の回頭
    角を求める演算手段とを含むことを特徴とする船位検出
    装置。
  2. 【請求項2】 船体に設けられ、音波、光または電磁波
    を信号として送信し、反射して戻る信号を受信して反射
    対象までの直線距離を測定した第1距離を表す信号を導
    出する第1測長手段と、 係留中の船体近傍の陸上に設置され、第1測長手段から
    送信された信号を反射し、送信された信号が入射する角
    度を表す信号を導出する角度検出手段と、 角度検出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船
    体までの水平距離を非接触で検出した第2距離を表す信
    号を導出する第2測長手段と、 角度検出手段および第1測長手段からの信号に応答し
    て、角度および第1距離に基づいて船体との間の水平距
    離を第3距離として求め、さらに第2測長手段からの信
    号に応答して、第2距離および第3距離から船体の回頭
    角を求める演算手段とを含むことを特徴とする船位検出
    装置。
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