JP3396381B2 - ジョイスティック制御の予測位置表示装置 - Google Patents
ジョイスティック制御の予測位置表示装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、推進プロペラ、
舵、スラスタなどの複数のアクチュエータを有する船舶
若しくは飛行船（以下飛行船を含めて船舶という）にお
いて、１本のジョイスティックレバーの操作により、複
数のアクチュエータを同時に制御して操船するジョイス
ティック制御の操作ベクトル表示装置に関する発明であ
る。
舵、スラスタなどの複数のアクチュエータを有する船舶
若しくは飛行船（以下飛行船を含めて船舶という）にお
いて、１本のジョイスティックレバーの操作により、複
数のアクチュエータを同時に制御して操船するジョイス
ティック制御の操作ベクトル表示装置に関する発明であ
る。
【０００２】
【従来の技術】海洋調査船やケーブル敷設船等において
は、１本のレバーで複数のアクチュエータを同時に制御
して、船舶を任意の方向に移動操作させるために、ジョ
イスティックコントロールシステムを採用している。そ
してかかるジョイスティックコントロールシステムは、
１本のジョイスティックレバー等によりバウスラスタの
翼角（可変ピッチプロペラ）、主推進機の翼角、舵の舵
角等を制御し、船体移動や旋回などの操船を容易に実現
し得るものである。
は、１本のレバーで複数のアクチュエータを同時に制御
して、船舶を任意の方向に移動操作させるために、ジョ
イスティックコントロールシステムを採用している。そ
してかかるジョイスティックコントロールシステムは、
１本のジョイスティックレバー等によりバウスラスタの
翼角（可変ピッチプロペラ）、主推進機の翼角、舵の舵
角等を制御し、船体移動や旋回などの操船を容易に実現
し得るものである。
【０００３】図５は、従来例のジョイスティックコント
ロールシステムを示している。図５に示すように、船舶
には、左右方向に推力を発生させるバウスラスタ７２Ｓ
と、前後方向に推力を発生させる主推進器７２Ｐ（推進
プロペラ）と、前後、左右方向に推力を発生させる舵７
２Ｒとからなる複数のアクチュエータが装備されてい
る。さらにこれらの複数のアクチュエータを制御するた
めに、バウスラスタ制御盤７１Ｓ、主推進器制御盤７１
Ｐ、オートパイロット７１Ｒが装備されるとともに、セ
ンサとして、船舶の船首方位を検知するジャイロコンパ
ス８１が装備されている。なお、複数のアクチュエータ
の組み合わせはこれに限らず、たとえば、主推進器７２
Ｐおよび舵７２Ｒ等を２組設けたもの、スラスタをバウ
及びスターンに設けたものも使用されている。
ロールシステムを示している。図５に示すように、船舶
には、左右方向に推力を発生させるバウスラスタ７２Ｓ
と、前後方向に推力を発生させる主推進器７２Ｐ（推進
プロペラ）と、前後、左右方向に推力を発生させる舵７
２Ｒとからなる複数のアクチュエータが装備されてい
る。さらにこれらの複数のアクチュエータを制御するた
めに、バウスラスタ制御盤７１Ｓ、主推進器制御盤７１
Ｐ、オートパイロット７１Ｒが装備されるとともに、セ
ンサとして、船舶の船首方位を検知するジャイロコンパ
ス８１が装備されている。なお、複数のアクチュエータ
の組み合わせはこれに限らず、たとえば、主推進器７２
Ｐおよび舵７２Ｒ等を２組設けたもの、スラスタをバウ
及びスターンに設けたものも使用されている。
【０００４】そして、１本のジョイスティックレバー等
の操作で複数のアクチュエータを制御するために、ジョ
イスティックレバー等を備えた操作盤１、およびジョイ
スティックレバー等の操作量に基づき、各制御盤７１
Ｓ、７１Ｐ、７１Ｒへの各指令値を演算する主制御装置
３が配設されている。
の操作で複数のアクチュエータを制御するために、ジョ
イスティックレバー等を備えた操作盤１、およびジョイ
スティックレバー等の操作量に基づき、各制御盤７１
Ｓ、７１Ｐ、７１Ｒへの各指令値を演算する主制御装置
３が配設されている。
【０００５】操作盤１は船舶の操舵室に設置されてお
り、操作盤１には、ジョイスティックレバー１１、旋回
ダイヤル１２、及び操作推力演算器１３が組込まれてい
る。操作推力演算器１３は必ずしも操作盤１内に配置す
る必要はなく、主制御装置３内に配置してもよい。ジョ
イスティックレバー１１には、回転軸が互いに直行する
２個の図示しない回転角検出器が連結されており、ジョ
イスティックレバー１１を任意の角度方向に倒伏させる
ことにより、倒伏角度のｘ、ｙ成分を２個の回転角検出
器で検出して、操作推力演算器１３に出力する。又操作
盤１には、ジョイスティックレバー１１とともに、旋回
ダイヤル１２が備えられており、旋回ダイヤル１２を旋
回させることにより、旋回角度を操作推力演算器１３に
送付する。そして、操作推力演算器１３では、ジョイス
ティックレバー１１および旋回ダイヤル１２からの信号
がＡ／Ｄ変換された後、船舶を移動、旋回させるために
必要な操作推力のΧ軸（船舶の前後方向）座標成分ＦＸ
o 、Ｙ軸（左右舷方向）座標成分ＦＹo 、旋回モーメン
ト成分ＦＮo が演算される。
り、操作盤１には、ジョイスティックレバー１１、旋回
ダイヤル１２、及び操作推力演算器１３が組込まれてい
る。操作推力演算器１３は必ずしも操作盤１内に配置す
る必要はなく、主制御装置３内に配置してもよい。ジョ
イスティックレバー１１には、回転軸が互いに直行する
２個の図示しない回転角検出器が連結されており、ジョ
イスティックレバー１１を任意の角度方向に倒伏させる
ことにより、倒伏角度のｘ、ｙ成分を２個の回転角検出
器で検出して、操作推力演算器１３に出力する。又操作
盤１には、ジョイスティックレバー１１とともに、旋回
ダイヤル１２が備えられており、旋回ダイヤル１２を旋
回させることにより、旋回角度を操作推力演算器１３に
送付する。そして、操作推力演算器１３では、ジョイス
ティックレバー１１および旋回ダイヤル１２からの信号
がＡ／Ｄ変換された後、船舶を移動、旋回させるために
必要な操作推力のΧ軸（船舶の前後方向）座標成分ＦＸ
o 、Ｙ軸（左右舷方向）座標成分ＦＹo 、旋回モーメン
ト成分ＦＮo が演算される。
【０００６】また、操作盤１は必要に応じて複数台（た
とえば、船舶の操舵室の中央と、右舷と、左舷とに３
台）設けられ、使用する操作盤１を図示しない選択スイ
ッチ等により選択する。そして上述の操作推力（ＦＸo
，ＦＹo ，ＦＮo ）は、主制御装置３に送付される。
とえば、船舶の操舵室の中央と、右舷と、左舷とに３
台）設けられ、使用する操作盤１を図示しない選択スイ
ッチ等により選択する。そして上述の操作推力（ＦＸo
，ＦＹo ，ＦＮo ）は、主制御装置３に送付される。
【０００７】主制御装置３は、推力配分部４として、各
アクチュエータの配分推力を演算する推力配分回路４１
と、推力配分回路４１からの各指令推力に基づく各アク
チュエータの指令値を演算する複数の指令値演算回路４
２Ｓ、４２Ｐ、４２Ｒとから構成されている。
アクチュエータの配分推力を演算する推力配分回路４１
と、推力配分回路４１からの各指令推力に基づく各アク
チュエータの指令値を演算する複数の指令値演算回路４
２Ｓ、４２Ｐ、４２Ｒとから構成されている。
【０００８】すなわち推力配分回路４１では、操作盤１
からの操作推力（ＦＸo ，ＦＹo ，ＦＮo ）を下記１）
式により、図５に示すような、バウスラスタ７２Ｓへの
指令推力（ＸＳ，ＹＳ，ＮＳ）、主推進器７２Ｐへの指
令推力（ＸＰ，ＹＰ，ＮＰ）、舵７２Ｒへの指令推力
（ＸＲ，ＹＲ，ＮＲ）に配分する。 （ＦＸo ，ＦＹo ，ＦＮo ）＝ （ＸＳ，ＹＳ，ＮＳ）＋（ＸＰ，ＹＰ，ＮＰ）＋（ＸＲ，ＹＲ，ＮＲ）…１）
からの操作推力（ＦＸo ，ＦＹo ，ＦＮo ）を下記１）
式により、図５に示すような、バウスラスタ７２Ｓへの
指令推力（ＸＳ，ＹＳ，ＮＳ）、主推進器７２Ｐへの指
令推力（ＸＰ，ＹＰ，ＮＰ）、舵７２Ｒへの指令推力
（ＸＲ，ＹＲ，ＮＲ）に配分する。 （ＦＸo ，ＦＹo ，ＦＮo ）＝ （ＸＳ，ＹＳ，ＮＳ）＋（ＸＰ，ＹＰ，ＮＰ）＋（ＸＲ，ＹＲ，ＮＲ）…１）
【０００９】次に、指令値演算回路４２Ｓでは、指令推
力（ＸＳ，ＹＳ，ＮＳ）に基づきバウスラスタ７２Ｓへ
の指令値φＳを演算し、バウスラスタ制御盤７１Ｓに送
出する。同様に指令値演算回路４２Ｐでは、指令推力
（ＸＰ，ＹＰ，ＮＰ）に基づき主推進機７２Ｐへの指令
値φＰを演算し、主推進器制御盤７１Ｐに送出する。更
に指令値演算回路４２Ｒでは、指令推力（ＸＲ，ＹＲ，
ＮＲ）に基づき舵７２Ｒへの指令値δＲ（舵角）を演算
し、オートパイロット７１Ｒに送出する。
力（ＸＳ，ＹＳ，ＮＳ）に基づきバウスラスタ７２Ｓへ
の指令値φＳを演算し、バウスラスタ制御盤７１Ｓに送
出する。同様に指令値演算回路４２Ｐでは、指令推力
（ＸＰ，ＹＰ，ＮＰ）に基づき主推進機７２Ｐへの指令
値φＰを演算し、主推進器制御盤７１Ｐに送出する。更
に指令値演算回路４２Ｒでは、指令推力（ＸＲ，ＹＲ，
ＮＲ）に基づき舵７２Ｒへの指令値δＲ（舵角）を演算
し、オートパイロット７１Ｒに送出する。
【００１０】そしてバウスラスタ制御盤７１Ｓでは、指
令値φＳに基づいてバウスラスタ７２Ｓのピッチ角制御
を行う。又主推進器制御盤７１Ｐでも、指令値φＰに基
づいて主推進機７２Ｐのピッチ角制御を行う。更にオー
トパイロット７１Ｒでは、指令値δＲに基づいて舵７２
Ｒの舵角制御を行う。
令値φＳに基づいてバウスラスタ７２Ｓのピッチ角制御
を行う。又主推進器制御盤７１Ｐでも、指令値φＰに基
づいて主推進機７２Ｐのピッチ角制御を行う。更にオー
トパイロット７１Ｒでは、指令値δＲに基づいて舵７２
Ｒの舵角制御を行う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる装
置による操船方法は、ジョイスティックレバー１１より
の捜査推力を実質的に一方通行で各アクチュエータ７２
に推力を配分し、それにより船体が移動することから、
操作と船の動きの関係、応答性をトレーニング、経験な
どから学習して修得する必要がある。しかしながら、経
験の少ない操船者にとって容易な操船方法とは言えず、
特に接岸、離岸操作での操船動作は極めて熟練度を必要
とする。
置による操船方法は、ジョイスティックレバー１１より
の捜査推力を実質的に一方通行で各アクチュエータ７２
に推力を配分し、それにより船体が移動することから、
操作と船の動きの関係、応答性をトレーニング、経験な
どから学習して修得する必要がある。しかしながら、経
験の少ない操船者にとって容易な操船方法とは言えず、
特に接岸、離岸操作での操船動作は極めて熟練度を必要
とする。
【００１２】本発明は上記課題を解決し、操船者に容易
かつ安全な操船を実現させようとするものである。即ち
本発明は操船の熟練度を必要とする事なく、精度よく容
易に且つ確実に所定位置若しくは所定方向に移動可能な
操作のためのジョイスティック制御の予測位置表示装置
を提供する事を目的とする。
かつ安全な操船を実現させようとするものである。即ち
本発明は操船の熟練度を必要とする事なく、精度よく容
易に且つ確実に所定位置若しくは所定方向に移動可能な
操作のためのジョイスティック制御の予測位置表示装置
を提供する事を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明はジョイスティッ
クレバー等の船舶操船手段よりの操船信号に基づいて推
力演算し、該演算推力を推進プロペラ、舵、スラスタな
どの各アクチュエータに配分しながら操船制御を行う、
ジョイスティック制御の予測位置表示装置として適用さ
れるものである。
クレバー等の船舶操船手段よりの操船信号に基づいて推
力演算し、該演算推力を推進プロペラ、舵、スラスタな
どの各アクチュエータに配分しながら操船制御を行う、
ジョイスティック制御の予測位置表示装置として適用さ
れるものである。
【００１４】即ち本発明の要旨とする所は、前記操作推
力演算器１３よりの操作推力（ＦＸo ，ＦＹo ，ＦＮo
）、又は前記推力を配分回路４１で配分し、夫々の指
令値演算回路４２Ｓ、４２Ｐ、４２Ｒにて演算された指
令値（φＳ、φＰ、φＲ）（以下これら両者を含めて演
算推力データという）と、船体の運動を検知する船速計
８２よりの検出信号とに基づいて複数の未来時間経過後
の船体予測位置を算出し、該算出された船体予測位置
を、好ましくは予め海図が表図された表示器２２に表図
させる事を特徴とするものである。
力演算器１３よりの操作推力（ＦＸo ，ＦＹo ，ＦＮo
）、又は前記推力を配分回路４１で配分し、夫々の指
令値演算回路４２Ｓ、４２Ｐ、４２Ｒにて演算された指
令値（φＳ、φＰ、φＲ）（以下これら両者を含めて演
算推力データという）と、船体の運動を検知する船速計
８２よりの検出信号とに基づいて複数の未来時間経過後
の船体予測位置を算出し、該算出された船体予測位置
を、好ましくは予め海図が表図された表示器２２に表図
させる事を特徴とするものである。
【００１５】そしてかかる発明を達成する装置構成とし
て、本発明は ジョイスティックレバー１１よりの操船
信号に基づいて操作推力を演算する操作推力演算器１３
と、該演算された操作推力を複数のアクチュエータに配
分する推力配分回路４１と、該推力配分回路よりの信号
に基づいて各アクチュエータの指令値を演算する複数の
指令値演算回路４２と、該演算された指令値に基づいて
前記複数のアクチュエータの推進制御を行う各アクチュ
エータの制御盤７１とを具えた船舶移動制御装置におい
て、前記指令値演算回路４２よりの各指令値を船舶全体
に作用する推力に変換する推力演算回路５１及び推力加
算回路５２と、前記推力加算回路５２からの信号に基づ
き船体に作用する加速度を演算する加速度演算回路６１
と、前記加速度演算回路６１からの加速度と船速計８２
からの船体の船速とに基づき複数の時間経過後の船体予
測位置を演算する予測位置演算回路６２と、前記複数の
時間経過後の船体予測位置を表示する表示装置２を具
え、 そして第１の発明においては、 前記複数の経過予測
時間の船体予測移動距離とその予測移動方向を、現在の
船速と推力量に応じた加速度を積分して求めて、経過予
測時間毎に対応する船体予測位置を船体マークとして定
め、表示器の海図上に船の現状位置と経過予測時間毎の
予測位置を前記船体マークと文字により表示させること
を特徴とし、 又第２の発明においては、 前記推力加算回
路で、指令値演算回路で演算された各アクチュエータの
指令値から、合計推力を求めて、 前記加速度演算回路に
おいて、前記合計推力が船舶に作用した時に発生する加
速度の前後方向成分及び左右舷方向成分を演算し、予測
位置演算回路に入力し、 該予測位置演算回路において、
前記加速度の前後方向成分、左右方向成分と、船速計か
ら入力された船速から、経過予測時間毎の移動予測距離
を求め、 前記移動予測距離、船位測定装置からの船位
（緯度、経度）、ジャイロコンパスからの方位を、表示
装置に送出して、前記複数の時間経過後の船体予測位置
を表示することを特徴とするジョイスティック制御の予
測位置表示装置を提案する。
て、本発明は ジョイスティックレバー１１よりの操船
信号に基づいて操作推力を演算する操作推力演算器１３
と、該演算された操作推力を複数のアクチュエータに配
分する推力配分回路４１と、該推力配分回路よりの信号
に基づいて各アクチュエータの指令値を演算する複数の
指令値演算回路４２と、該演算された指令値に基づいて
前記複数のアクチュエータの推進制御を行う各アクチュ
エータの制御盤７１とを具えた船舶移動制御装置におい
て、前記指令値演算回路４２よりの各指令値を船舶全体
に作用する推力に変換する推力演算回路５１及び推力加
算回路５２と、前記推力加算回路５２からの信号に基づ
き船体に作用する加速度を演算する加速度演算回路６１
と、前記加速度演算回路６１からの加速度と船速計８２
からの船体の船速とに基づき複数の時間経過後の船体予
測位置を演算する予測位置演算回路６２と、前記複数の
時間経過後の船体予測位置を表示する表示装置２を具
え、 そして第１の発明においては、 前記複数の経過予測
時間の船体予測移動距離とその予測移動方向を、現在の
船速と推力量に応じた加速度を積分して求めて、経過予
測時間毎に対応する船体予測位置を船体マークとして定
め、表示器の海図上に船の現状位置と経過予測時間毎の
予測位置を前記船体マークと文字により表示させること
を特徴とし、 又第２の発明においては、 前記推力加算回
路で、指令値演算回路で演算された各アクチュエータの
指令値から、合計推力を求めて、 前記加速度演算回路に
おいて、前記合計推力が船舶に作用した時に発生する加
速度の前後方向成分及び左右舷方向成分を演算し、予測
位置演算回路に入力し、 該予測位置演算回路において、
前記加速度の前後方向成分、左右方向成分と、船速計か
ら入力された船速から、経過予測時間毎の移動予測距離
を求め、 前記移動予測距離、船位測定装置からの船位
（緯度、経度）、ジャイロコンパスからの方位を、表示
装置に送出して、前記複数の時間経過後の船体予測位置
を表示することを特徴とするジョイスティック制御の予
測位置表示装置を提案する。
【００１６】
【作用】本発明によれば、図３に示すように、船体の現
位置Ｈａとともに例えば、３０秒、６０秒、９０秒後な
どの未来時間経過後の船体予測位置Ｈｔi を前記演算推
力若しくはアクチュエータ７２より取込んだ推力データ
に基づいて、別途生成された数学モデルにより算出し、
該算出された船体予測位置Ｈｔi を、岸壁や岩礁等が表
図された表示装置２に表図させる事が出来、而も該表示
器２２は前記操作盤１の隣接位置に配設して構成される
ために、操船者は希望経過時間後の船舶の位置を隣接し
た表示器２２を見ながら容易に且つ確実に制御させる事
が出来るジョイスティック制御の予測位置表示装置を提
供出来る。
位置Ｈａとともに例えば、３０秒、６０秒、９０秒後な
どの未来時間経過後の船体予測位置Ｈｔi を前記演算推
力若しくはアクチュエータ７２より取込んだ推力データ
に基づいて、別途生成された数学モデルにより算出し、
該算出された船体予測位置Ｈｔi を、岸壁や岩礁等が表
図された表示装置２に表図させる事が出来、而も該表示
器２２は前記操作盤１の隣接位置に配設して構成される
ために、操船者は希望経過時間後の船舶の位置を隣接し
た表示器２２を見ながら容易に且つ確実に制御させる事
が出来るジョイスティック制御の予測位置表示装置を提
供出来る。
【００１７】又未来時間経過後の船体予測位置Ｈｔｉ、
言い換えれば予測移動距離（とその予測移動方向）は、
時間に応じて変化（現在の船速と推力量に応じた加速度
を積分して求める）するので、経過予測時間毎（例え
ば、３０秒、６０秒、９０秒後）に対応する船体予測位
置Ｈｔｉ（船体マーク）を定め、表示器２２の海図４０
上に船の現状位置と経過予測時間毎のマークと文字によ
り表示させるのがよい。又海図４０上には、海上のみな
らず棧橋等の陸上の一部も表示されて、相対配置関係が
一目でわかる様、グラフィック表示を行うのがよい。
言い換えれば予測移動距離（とその予測移動方向）は、
時間に応じて変化（現在の船速と推力量に応じた加速度
を積分して求める）するので、経過予測時間毎（例え
ば、３０秒、６０秒、９０秒後）に対応する船体予測位
置Ｈｔｉ（船体マーク）を定め、表示器２２の海図４０
上に船の現状位置と経過予測時間毎のマークと文字によ
り表示させるのがよい。又海図４０上には、海上のみな
らず棧橋等の陸上の一部も表示されて、相対配置関係が
一目でわかる様、グラフィック表示を行うのがよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載
されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置
などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範
囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過
ぎない。図１は、本発明にかかる概略図、図２は、本発
明の一実施例にかかるジョイスティック制御の予測位置
表示装置を示している。なお、図５に示す従来技術と同
一符号のものは、均等構成部材であり、従来技術との差
異を中心に説明する。
施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載
されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置
などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範
囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過
ぎない。図１は、本発明にかかる概略図、図２は、本発
明の一実施例にかかるジョイスティック制御の予測位置
表示装置を示している。なお、図５に示す従来技術と同
一符号のものは、均等構成部材であり、従来技術との差
異を中心に説明する。
【００１９】本一実施例は、図１および図２に示すよう
に、アクチュエータとして、バウスラスタ７２Ｓ、主推
進機７２Ｐ、舵７２Ｒが設けられており（なお、図１で
はスターンスラスタ７２Ｓも設けられている）、これに
対応して、各アクチュエータの各制御盤７１Ｓ、７１
Ｐ、オートパイロット７１Ｒも対応する数だけ設ける。
またジャイロコンパス８１も設けられている。
に、アクチュエータとして、バウスラスタ７２Ｓ、主推
進機７２Ｐ、舵７２Ｒが設けられており（なお、図１で
はスターンスラスタ７２Ｓも設けられている）、これに
対応して、各アクチュエータの各制御盤７１Ｓ、７１
Ｐ、オートパイロット７１Ｒも対応する数だけ設ける。
またジャイロコンパス８１も設けられている。
【００２０】そして、１本のジョイスティックレバー等
の操作で複数のアクチュエータを制御するために、ジョ
イスティックレバー等を備えた操作盤１、およびジョイ
スティックレバー等の操作量に基づき、各制御盤７１
Ｓ、７１Ｐ、７１Ｒへの各指令値を演算するために、主
制御装置３に推力配分部４が配設されている。船舶の操
舵室に設置された操作盤１には、従来のものと同様にジ
ョイスティックレバー１１、旋回ダイヤル１２、及び操
作推力演算器１３が組込まれているが、その構成及び作
用は前述した通りである。
の操作で複数のアクチュエータを制御するために、ジョ
イスティックレバー等を備えた操作盤１、およびジョイ
スティックレバー等の操作量に基づき、各制御盤７１
Ｓ、７１Ｐ、７１Ｒへの各指令値を演算するために、主
制御装置３に推力配分部４が配設されている。船舶の操
舵室に設置された操作盤１には、従来のものと同様にジ
ョイスティックレバー１１、旋回ダイヤル１２、及び操
作推力演算器１３が組込まれているが、その構成及び作
用は前述した通りである。
【００２１】操作盤１には、表示装置２が隣接して配置
されており、表示装置２には、船舶の予測位置を表示す
るために、液晶表示装置若しくはＣＲＴからなる海図／
予測位置表示器２２と、画像処理器２１と、画像メモリ
若しくはＣＤ−ＲＯＭ等からなる海図記憶器２３とが組
込まれており、海図記憶器２３内には、航路の始点から
終点に至るまで若しくは必要とする海域及び港付近の海
図４０が記憶されている。なお、海図記憶器２３内に記
憶されている多数の海図４０データは、各海図４０のデ
ータ毎に、該当海域における陸地、桟橋、航行可能航
路、座礁危険区域等の情報と、該当海域の最大／最小の
緯度／経度より構成されている。
されており、表示装置２には、船舶の予測位置を表示す
るために、液晶表示装置若しくはＣＲＴからなる海図／
予測位置表示器２２と、画像処理器２１と、画像メモリ
若しくはＣＤ−ＲＯＭ等からなる海図記憶器２３とが組
込まれており、海図記憶器２３内には、航路の始点から
終点に至るまで若しくは必要とする海域及び港付近の海
図４０が記憶されている。なお、海図記憶器２３内に記
憶されている多数の海図４０データは、各海図４０のデ
ータ毎に、該当海域における陸地、桟橋、航行可能航
路、座礁危険区域等の情報と、該当海域の最大／最小の
緯度／経度より構成されている。
【００２２】なお、操作盤１および表示装置２は、従来
例と同様に必要に応じて複数組設置される。
例と同様に必要に応じて複数組設置される。
【００２３】主制御装置３には、従来のものと同様に、
推力配分部４として、推力配分回路４１及び、複数のア
クチュエータに対応する指令値演算回路４２Ｓ：４２
Ｐ：４２Ｒが設けられているが、その構成及び作用は前
述した通りである。この主制御装置３には、推力配分部
４にて演算された指令値（φＳ、φＰ、δＲ）を逆算し
て、表示演算部６にデータを送付するために、推力演算
回路５１Ｓ，５１Ｐ，５１Ｒと推力加算回路５２とによ
り構成されている推力加算部５を設けている。
推力配分部４として、推力配分回路４１及び、複数のア
クチュエータに対応する指令値演算回路４２Ｓ：４２
Ｐ：４２Ｒが設けられているが、その構成及び作用は前
述した通りである。この主制御装置３には、推力配分部
４にて演算された指令値（φＳ、φＰ、δＲ）を逆算し
て、表示演算部６にデータを送付するために、推力演算
回路５１Ｓ，５１Ｐ，５１Ｒと推力加算回路５２とによ
り構成されている推力加算部５を設けている。
【００２４】さらに、表示演算部６も設けられており、
表示演算部６には、船舶の予測位置を演算するための加
速度演算回路６１および予測位置演算回路６２が設けら
れている。
表示演算部６には、船舶の予測位置を演算するための加
速度演算回路６１および予測位置演算回路６２が設けら
れている。
【００２５】以下詳細に説明する。推力加算部５におい
て、推力演算回路５１Ｓ，５１Ｐ，５１Ｒでは、指令値
演算回路４２Ｓ，４２Ｐ，４２Ｒと逆の演算を行い、推
力配分部４で演算された指令値（φＳ、φＰ、δＲ）
を、各推力（ｄＸＳ，ｄＹＳ，ｄＮＳ）（ｄＸＰ，ｄＹ
Ｐ，ｄＮＰ）（ｄＸＲ，ｄＹＲ，ｄＮＲ）に逆変換す
る。
て、推力演算回路５１Ｓ，５１Ｐ，５１Ｒでは、指令値
演算回路４２Ｓ，４２Ｐ，４２Ｒと逆の演算を行い、推
力配分部４で演算された指令値（φＳ、φＰ、δＲ）
を、各推力（ｄＸＳ，ｄＹＳ，ｄＮＳ）（ｄＸＰ，ｄＹ
Ｐ，ｄＮＰ）（ｄＸＲ，ｄＹＲ，ｄＮＲ）に逆変換す
る。
【００２６】次に推力加算回路５２では、下記２）〜
４）式により、合計推力（ｄＦＸo,ｄＦＹo,ｄＦＮo ）
を求めて、表示演算部６に送付する。 ｄＦＸo ＝ｄＸS ＋ｄＸP ＋ｄＸR …２） ｄＦＹo ＝ｄＹS ＋ｄＹP ＋ｄＹR …３） ｄＦＮo ＝ｄＮS ＋ｄＮP ＋ｄＮR …４） 表示演算部６の加速度演算回路６１には、推力加算回路
５２から合計推力（ｄＦＸo,ｄＦＹo,ｄＦＮo ）が送付
され、予測位置演算回路６２には、船速計８２から船速
（Ｕo ，Ｖo ）が、ジャイロコンパス８１から船舶の方
位（ψ）が送付され、船位測定装置８３からは船位（緯
度、経度）（Ｘo 、Ｙo ）が送付されている。
４）式により、合計推力（ｄＦＸo,ｄＦＹo,ｄＦＮo ）
を求めて、表示演算部６に送付する。 ｄＦＸo ＝ｄＸS ＋ｄＸP ＋ｄＸR …２） ｄＦＹo ＝ｄＹS ＋ｄＹP ＋ｄＹR …３） ｄＦＮo ＝ｄＮS ＋ｄＮP ＋ｄＮR …４） 表示演算部６の加速度演算回路６１には、推力加算回路
５２から合計推力（ｄＦＸo,ｄＦＹo,ｄＦＮo ）が送付
され、予測位置演算回路６２には、船速計８２から船速
（Ｕo ，Ｖo ）が、ジャイロコンパス８１から船舶の方
位（ψ）が送付され、船位測定装置８３からは船位（緯
度、経度）（Ｘo 、Ｙo ）が送付されている。
【００２７】加速度演算回路６１において、合計推力
（ｄＦＸo ，ｄＦＹo ，ｄＦＮo ）を下記５）〜７）式
に代入して、合計推力（ｄＦＸo ，ｄＦＹo ，ｄＦＮo
）が船舶に作用した時に発生する加速度の前後方向成
分（ｄＵ）、左右舷方向成分（ｄＶ）を演算し、予測位
置演算回路６２に出力する。 （Ｍ＋ｍx ）・ｄＵ−（Ｍ＋ｍy ）Ｖ・γ ＝ｄＦＸo …５） （Ｍ＋ｍy ）・ｄＶ＋（Ｍ＋ｍx ）Ｕ・γ ＝ｄＦＹo …６） （Ｉ＋Ｊ） ・ｄγ ＝ｄＦＮo …７） この場合、Ｍは船の質量、 γは回頭速
度、 ｄγは回頭加速度、ｍx は前後方向の負荷質
量、 Ｉは船体重心周りの慣性モーメント、ｍy は左右
舷方向の負荷質量、Ｊは船体重心周りの付加モーメン
ト、である。なお、上述の各質量、モーメントは、積み
荷の量に応じて（予め手動により、）設定される。
（ｄＦＸo ，ｄＦＹo ，ｄＦＮo ）を下記５）〜７）式
に代入して、合計推力（ｄＦＸo ，ｄＦＹo ，ｄＦＮo
）が船舶に作用した時に発生する加速度の前後方向成
分（ｄＵ）、左右舷方向成分（ｄＶ）を演算し、予測位
置演算回路６２に出力する。 （Ｍ＋ｍx ）・ｄＵ−（Ｍ＋ｍy ）Ｖ・γ ＝ｄＦＸo …５） （Ｍ＋ｍy ）・ｄＶ＋（Ｍ＋ｍx ）Ｕ・γ ＝ｄＦＹo …６） （Ｉ＋Ｊ） ・ｄγ ＝ｄＦＮo …７） この場合、Ｍは船の質量、 γは回頭速
度、 ｄγは回頭加速度、ｍx は前後方向の負荷質
量、 Ｉは船体重心周りの慣性モーメント、ｍy は左右
舷方向の負荷質量、Ｊは船体重心周りの付加モーメン
ト、である。なお、上述の各質量、モーメントは、積み
荷の量に応じて（予め手動により、）設定される。
【００２８】そして、予測位置演算回路 ６２におい
て、入力された加速度の前後方向成分（ｄＵ）、左右方
向成分（ｄＶ）と、船速計８２から入力された船速（Ｕ
o ，Ｖo ）とを、下記８）〜９）式に代入して、未来経
過時間ｔ毎（例えば、ti＝３０秒、６０秒、９０秒後）
の移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹｉ）を求める。 ｄΧi ＝Ｕo ・ti ＋（１／２）ｄＵ・ti・ti …８） ｄＹi ＝Ｖo ・ti ＋（１／２）ｄＶ・ti・ti …９） このようにして求めた移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹ
ｉ）、船位測定装置８３からの船位（緯度、経度）（Χ
o 、Ｙo ）、ジャイロコンパス８１からの方位（ψ）
を、表示装置２の画像処理器２１に送出する。なお、船
位測定装置８３からは、数秒（約０．５〜１秒）間隔で
常に新しい船位（Χo 、Ｙo ）が送付されており、それ
に応じて移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹｉ）も数秒間隔で
更新される。
て、入力された加速度の前後方向成分（ｄＵ）、左右方
向成分（ｄＶ）と、船速計８２から入力された船速（Ｕ
o ，Ｖo ）とを、下記８）〜９）式に代入して、未来経
過時間ｔ毎（例えば、ti＝３０秒、６０秒、９０秒後）
の移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹｉ）を求める。 ｄΧi ＝Ｕo ・ti ＋（１／２）ｄＵ・ti・ti …８） ｄＹi ＝Ｖo ・ti ＋（１／２）ｄＶ・ti・ti …９） このようにして求めた移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹ
ｉ）、船位測定装置８３からの船位（緯度、経度）（Χ
o 、Ｙo ）、ジャイロコンパス８１からの方位（ψ）
を、表示装置２の画像処理器２１に送出する。なお、船
位測定装置８３からは、数秒（約０．５〜１秒）間隔で
常に新しい船位（Χo 、Ｙo ）が送付されており、それ
に応じて移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹｉ）も数秒間隔で
更新される。
【００２９】そして画像処理器２１では、船位（Χo 、
Ｙo ）、移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹｉ）（例えば、ｔ
ｉ＝３０秒、６０秒、９０秒後）に対応する船体マーク
と文字情報を定め、方位（ψ）を考慮して画像処理を行
う。表示器２２では、海図記憶器２３に記憶されている
多数の海図４０の中から、船位（Χo 、Ｙo ）が存在す
る海図４０を選出し、この海図４０と画像処理器２１と
からの船体マーク・文字情報の画像とを合成し、図３に
図示のごとく表示する。
Ｙo ）、移動予測距離（ｄΧｉ、ｄＹｉ）（例えば、ｔ
ｉ＝３０秒、６０秒、９０秒後）に対応する船体マーク
と文字情報を定め、方位（ψ）を考慮して画像処理を行
う。表示器２２では、海図記憶器２３に記憶されている
多数の海図４０の中から、船位（Χo 、Ｙo ）が存在す
る海図４０を選出し、この海図４０と画像処理器２１と
からの船体マーク・文字情報の画像とを合成し、図３に
図示のごとく表示する。
【００３０】なお、図３に図示のように、船体Ｈの船首
方向が画面の上を向くように表示することが一般的であ
る。そのため、画像処理器２１からの船体マークと文字
情報の画像はそのように作成されているが、海図記憶回
路２３からの海図４０は、ジャイロコンパス８１からの
方位角度（ψ）に基づき、海図４０を方位角度（ψ）分
だけ回転させて画像が合成される。なお、画像処理器２
１および表示器２２での処理も、数秒間隔で更新され
る。又、必要に応じて、合成された画像は、拡大縮小が
可能な構成にしても良い。
方向が画面の上を向くように表示することが一般的であ
る。そのため、画像処理器２１からの船体マークと文字
情報の画像はそのように作成されているが、海図記憶回
路２３からの海図４０は、ジャイロコンパス８１からの
方位角度（ψ）に基づき、海図４０を方位角度（ψ）分
だけ回転させて画像が合成される。なお、画像処理器２
１および表示器２２での処理も、数秒間隔で更新され
る。又、必要に応じて、合成された画像は、拡大縮小が
可能な構成にしても良い。
【００３１】かかる実施例によれば、実際にアクチュエ
ータ７２がどのように作動しているかの推力配分回路４
１と指令値演算回路４２Ｓ、４２Ｐ、４２Ｒの演算デー
タに基づいて演算、表示が行われるために、演算ミス、
誤差を考慮した表示とすることができる。また従来例に
おいて、ジョイスティック１１を操作したにも係わら
ず、各演算器の故障等により実際に推力が発生しなかっ
たことにより発生する事故等を未然に防止できる。
ータ７２がどのように作動しているかの推力配分回路４
１と指令値演算回路４２Ｓ、４２Ｐ、４２Ｒの演算デー
タに基づいて演算、表示が行われるために、演算ミス、
誤差を考慮した表示とすることができる。また従来例に
おいて、ジョイスティック１１を操作したにも係わら
ず、各演算器の故障等により実際に推力が発生しなかっ
たことにより発生する事故等を未然に防止できる。
【００３２】
【効果】以上記載した如く本発明によれば、操船の簡便
化、操船の負担の軽減、及び操船の安全性の向上が図ら
れ、これにより操船者に不安や負担を与える事なく、又
操船の熟練度を必要とする事なく、精度よく容易に且つ
確実に所定位置若しくは所定方向に移動可能なジョイス
ティック制御予測位置表示装置を得る事が出来る。
化、操船の負担の軽減、及び操船の安全性の向上が図ら
れ、これにより操船者に不安や負担を与える事なく、又
操船の熟練度を必要とする事なく、精度よく容易に且つ
確実に所定位置若しくは所定方向に移動可能なジョイス
ティック制御予測位置表示装置を得る事が出来る。
【図１】本発明の実施例に係る外観図。
【図２】本発明の実施例に係る全体構成を示すブロック
図。
図。
【図３】表示部に表示された海図と船体マークの表示例
を示す図。
を示す図。
【図４】本発明の実施例に用いる船体に作用する力を示
すグラフ図。
すグラフ図。
【図５】従来例に係る全体構成を示すブロック図。
１ 操作盤
２ 表示装置
３ 主制御装置
４ 推力配分部
５ 推力加算部
６ 表示演算部
１１ ジョイスティックレバー
１２ 旋回ダイヤル
１３ 操作推力演算器
２１ 画像処理器
２２ 表示器
２３ 海図記憶器
４０ 海図
４１ 推力配分回路
４２Ｓ、４２Ｐ、４２Ｒ 指令値演算回路
５１Ｓ、５１Ｐ、５１Ｒ 推力演算回路
５２ 推力加算回路
６１ 加速度演算回路
６２ 予測位置算出手段
６５ 最大推力記憶回路
７１Ｓ、７１Ｐ、７１Ｒ 制御盤
７２Ｓ、７２Ｐ、７２Ｒ アクチュエータ
８１ ジャイロコンパス
８２ 船速計
８３ 船位測定装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小嶋 洋幸
下関市彦島江の浦町六丁目16番１号 三
菱重工業株式会社下関造船所内
(56)参考文献 特開 平８−67928（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−192794（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−113196（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−55293（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B63H 25/04
B63H 21/22
B63H 25/02
Claims (2)
- 【請求項１】 ジョイスティックレバーよりの操船信号
に基づいて操作推力を演算する操作推力演算器と、該演
算された操作推力を複数のアクチュエータに配分する推
力配分回路と、該推力配分回路よりの信号に基づいて各
アクチュエータの指令値を演算する複数の指令値演算回
路と、該演算された指令値に基づいて前記複数のアクチ
ュエータの推進制御を行う各アクチュエータの制御盤と
を具えた船舶移動制御装置において、 前記指令値演算回路よりの各指令値を船舶全体に作用す
る推力に変換する推力演算回路及び推力加算回路と、前
記推力加算回路からの信号に基づき船体に作用する加速
度を演算する加速度演算回路と、前記加速度演算回路か
らの加速度と船速計からの船体の現船速とに基づき複数
の時間経過後の船体予測位置を演算する予測位置演算回
路と、前記複数の時間経過後の船体予測位置表示する表
示装置を具え、 前記複数の経過予測時間の船体予測移動距離とその予測
移動方向を、現在の船速と推力量に応じた加速度を積分
して求めて、経過予測時間毎に対応する船体予測位置を
船体マークとして定め、表示器の海図上に船の現状位置
と経過予測時間毎の予測位置を前記船体マークと文字に
より表示させる ことを特徴とするジョイスティック制御
の予測位置表示装置。 - 【請求項２】 ジョイスティックレバーよりの操船信号
に基づいて操作推力を演算する操作推力演算器と、該演
算された操作推力を複数のアクチュエータに配分する推
力配分回路と、該推力配分回路よりの信号に基づいて各
アクチュエータの指令値を演算する複数の指令値演算回
路と、該演算された指令値に基づいて前記複数のアクチ
ュエータの推進制御を行う各アクチュエータの制御盤と
を具えた船舶移動制御装置において、 前記指令値演算回路よりの各指令値を船舶全体に作用す
る推力に変換する推力演算回路及び推力加算回路と、前
記推力加算回路からの信号に基づき船体に作用する加速
度を演算する加速度演算回路と、前記加速度演算回路か
らの加速度と船速計からの船体の現船速とに基づき複数
の時間経過後の船体予測位置を演算する予測位置演算回
路と、前記複数の時間経過後の船体予測位置表示する表
示装置を具え、 前記推力加算回路で、指令値演算回路で演算された各ア
クチュエータの指令値から、合計推力を求めて、 前記加速度演算回路において、前記合計推力が船舶に作
用した時に発生する加速度の前後方向成分及び左右舷方
向成分を演算し、予測位置演算回路に入力し、 該予測位置演算回路において、前記加速度の前後方向成
分、左右方向成分と、船速計から入力された船速から、
経過予測時間毎の移動予測距離を求め、 前記移動予測距離、船位測定装置からの船位（緯度、経
度）、ジャイロコンパスからの方位を、表示装置に送出
して、前記複数の時間経過後の船体予測位置を表示する
ことを特徴とするジョイスティック制御の予測位置表示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22440996A JP3396381B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | ジョイスティック制御の予測位置表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22440996A JP3396381B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | ジョイスティック制御の予測位置表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1045095A JPH1045095A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3396381B2 true JP3396381B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=16813321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22440996A Expired - Lifetime JP3396381B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | ジョイスティック制御の予測位置表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396381B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6941195B2 (en) * | 2002-05-20 | 2005-09-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for allocating thrust |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4571295B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2010-10-27 | 日発テレフレックス株式会社 | 小型船舶用リモートコントロール装置 |
| KR100559932B1 (ko) * | 2002-07-09 | 2006-03-13 | 구병철 | 증기터빈과 고정 피치 프로펠러를 이용한 다이나믹 위치 제어 시스템 |
| FI20030556A0 (fi) * | 2003-04-11 | 2003-04-11 | Abb Oy | Menetelmä ja laitteisto laivan ohjaamiseksi |
| JP4302435B2 (ja) * | 2003-05-28 | 2009-07-29 | 川崎重工業株式会社 | 航走体の操縦方法及び操縦装置 |
| JP4716214B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2011-07-06 | 株式会社三井造船昭島研究所 | 船舶の入出港離着桟支援方法およびシステム |
| JP4883705B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2012-02-22 | 独立行政法人海上技術安全研究所 | 移動式洋上風力発電設備 |
| CN111645842B (zh) * | 2020-04-07 | 2022-05-27 | 武汉船用机械有限责任公司 | 喷水推进系统的控制方法和控制装置 |
| WO2024053524A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 古野電気株式会社 | 航行支援装置、航行支援方法 |
-
1996
- 1996-08-07 JP JP22440996A patent/JP3396381B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6941195B2 (en) * | 2002-05-20 | 2005-09-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for allocating thrust |
| US7006905B2 (en) * | 2002-05-20 | 2006-02-28 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for allocating thrust |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1045095A (ja) | 1998-02-17 |
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