JP4261330B2

JP4261330B2 - 自動操舵制御装置および自動操舵装置

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Publication number: JP4261330B2
Application number: JP2003418313A
Authority: JP
Inventors: 算俊志茂; 仁前野; 朋子松本
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: JP2005178434A; GB2424967B; GB0611641D0; GB2424967A; WO2005058691A1; US8626365B2; US20070162207A1

Description

本発明は、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する船舶の自動操舵装置に関し、特に所望の旋回中心位置の周りを、所望の旋回半径で旋回することを可能にする自動操舵装置に関する。

従来の自動操舵装置は、目標針路をマニュアルで設定して、現在の自船針路との方位偏差が" ０" になるように船を自動操舵する。このとき、当初の方位偏差が大きいときは、指令舵角は大きな値が出力されるためリミッタが設けてあり、ある規定値以上の値については、実際の船の操舵に規定以上の負荷がかからないようにしてある。

リミッタの出力がアクチュエータに伝わり実舵角が出力され外乱要素と加え合わされた後、船体の舵に伝えられる。船の運動は、方位センサにより方位角として測定される。

従来の自動操舵装置では、大きな方位偏差の目標針路を設定するとリミッタの限界値にしたがって旋回を行うため、変針後は、定常偏差およびオーバーシュートが発生し滑らかな自動変針を実現することができない。

このことは、浮遊する障害物その他の回避すべき海域が存在するとき、当初に予測した旋回軌道と異なる軌道を実際には通過する可能性があり、安全変針を実現できないという点で大きな問題がある。そのために、このような海域での変針には、自動操舵装置に頼らずに操舵手の負担による変針を行う必要が生じ、操舵手への負担が大きくなる。

上記課題を解決した従来の自動操舵装置に関して説明する。

従来の自動操舵装置によれば、目標針路とともに回転半径および旋回中心を平面座標軸上にあらかじめ蓄積情報として設定する。その旋回中心に対して自船軌跡が前記回転半径による円弧を描くように舵角を調節する。

これにより、滑らかで安定な自動変針を実現することができるとともに、変針コースを正確に予測することができる。さらに、自動変針時の無駄な動きを低減させ消費燃料の節約をはかることができる（特許文献１参照）。
特開平０８−１１９１９７号公報

ところが、従来の自動操舵装置では、自船位置を知る手段が無いため、旋回運動を行う際には、舵角を一定にするしか方法がなかった。この方法だと、潮流や風等の外因により、外因の方向に船舶が流されてしまい、旋回しながら、その旋回中心も動いてしまう（図１参照）。つまり、従来の自動操舵装置で旋回動作を行おうとしても、単に一定方向に旋回を続けるのみで、定点を中心として旋回することができなかった。

この発明の目的は、所望の旋回中心位置を中心として、潮流等の外因の影響を受けず、旋回する手段を備えた自動操舵制御装置および自動操舵装置を提供することにある。

この発明による自動操舵制御装置は、自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵装置において、所望の旋回中心位置を入力する入力手段と、前記入力手段で入力した旋回中心位置を記憶する記憶手段と、自船位置を測位する手段で測位された自船位置から前記記憶手段に記憶した旋回中心までの距離を旋回半径とし、該旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、該円弧に対する前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線の交点での接線方向を設定し、該接線方向と前記船首方位との方位差に基づいて舵角を調節する舵角調節手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明による自動操舵制御装置は、自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵装置において、所望の旋回中心位置を入力する入力手段と、前記入力手段で入力した旋回中心位置を記憶する記憶手段と、自船位置を測位する手段で測位された自船位置から前記記憶手段に記憶した旋回中心までの距離を旋回半径とし、該旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、該円弧に対する前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線の交点での接線方向を設定し、該接線方向と前記船首方位との方位差に基づいて舵角を調節する舵角調節手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明による自動操舵制御装置は、自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵制御装置において、所望の旋回半径および旋回中心位置を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された前記旋回半径および前記旋回中心位置を記憶する記憶手段と、前記旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線と前記円弧との交点での接線方向を設定し、前記自船位置から前記旋回中心位置までの距離と前記円弧半径との差分値および前記接線方向に基づいて設定方位を算出し、該設定方位と前記船首方位との方位差に基づいて命令舵角を出力する舵角出力手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明による自動操舵制御装置は、自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵装置において、所望の旋回半径および旋回中心位置を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された前記旋回半径および前記旋回中心位置を記憶する記憶手段と、前記旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線と前記円弧との交点での接線方向を設定し、前記自船位置から前記旋回中心位置までの距離と前記円弧半径との差分値および前記接線方向に基づいて設定方位を算出し、該設定方位と前記船首方位との方位差に基づいて舵角を調節する舵角調節手段と、を備えたことを特徴とする。

またこの発明による自動操舵装置の前記入力手段は、所望の旋回方向を入力することが可能であり、前記記憶手段は、前記入力手段で入力された旋回方向を記憶し、前記舵角調節手段は、前記記憶手段に記憶された旋回方向に旋回するように舵角を調節することを特徴とする。

またこの発明による自動操舵装置は、自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵装置において、所望の旋回方向、旋回半径および旋回中心位置を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された旋回方向、旋回半径および旋回中心位置を記憶する記憶手段と、自船位置を測位する手段で測位された自船位置と前記旋回中心位置を記憶する手段に記憶した旋回中心とを結ぶ直線を求め、前記直線と、前記記憶手段に記憶した旋回半径で前記記憶手段に記憶した旋回中心を中心として描いた旋回円との交点を求め、前記交点における前記旋回円への接線を求め、自船位置と前記交点間の距離差を演算し、自船の針路方向が、前記接線の、前記記憶手段で記憶した旋回方向に近づくよう、前記距離差に応じて舵角を調節する舵角調節手段とを備えたことを特徴とする。

以上の構成により、所望の旋回中心位置を中心として、潮流等の外因の影響を受けず、旋回する手段を備えた自動操舵制御装置および自動操舵装置を提供することが可能になる。

従来の自動操舵装置は目的方位に向かって直線的に進むだけだったが、本発明によれば、指定した旋回中心位置の回りを、指定した旋回半径を保ちながら、潮流等の外因の影響を受けることなく、正確に旋回できるようになる。

本発明の自動操舵装置の構成を図２に示す。

ユーザは、操作部２３を介して旋回中心、旋回半径および旋回方向を入力する。この操作部２３は、例えばパーソナルコンピュータ（以下パソコン）等で構成され、内部に記憶部を有する。その記憶部において、ユーザにより入力された旋回中心、旋回半径および旋回方向を記憶できる。

２６は舵機であり、制御部２５から来る指令に基づき舵角を調節する舵角調節手段を備えている。舵角調節手段である舵機２６へ出される指令は、前述の旋回中心、旋回半径および旋回方向と、方位センサ２４から得る船首方位に基づいて、上記制御部２５で演算される。

本発明の自動操舵装置の旋回運動を可能にする方法について、図３〜図５を用いて詳細に説明する。

図３は、本発明の自動操舵装置を搭載した船舶が、旋回運動を開始するときの座標系を示した図である。

図４は、図３で図示されている自船を拡大して表示した図である。

図５は、本発明の自動操舵装置を搭載した船舶が旋回運動を開始したときの様子を示す図である。

本発明の自動操舵装置を搭載した船舶は、自船位置を測位する手段、例えばＧＰＳ測位装置等の航法機器２２（図２）を備えているので、自船位置Ｓ（ｘ、ｙ）を測位することは可能であり、また、操作者が旋回中心Ｏ（ｘｏ、ｙｏ）および旋回半径を設定するので、これらの値は既知の値となる。以上のことから、自船位置と旋回中心の距離から旋回半径を引いた半径誤差：Ｒ＿ｅｒｒは、容易に計算で求めることが可能である。

また、自船位置と旋回中心を結んだ直線が、旋回円と交わる点をＰとし、点Ｐにおける旋回円上の接線を求め、旋回方向に応じて接線方位：Ｃｏ＿Ｐを求める。

接線方位Ｃｏ＿Ｐが求まったあとに半径誤差：Ｒ＿ｅｒｒに可変係数を掛け合わせることで設定方位Ｃｏ＿ｓｅｔを求める。すなわち、Ｒ＿ｅｒｒがプラス（旋回半径よりも外側）の場合に、
Ｃｏ＿ｓｅｔ＝Ｃｏ＿Ｐ＋ｋｐ・Ｒ＿ｅｒｒ（右回り）
Ｃｏ＿ｓｅｔ＝Ｃｏ＿Ｐ−ｋｐ・Ｒ＿ｅｒｒ（左回り）
で与える。

但し、Ｃｏ＿Ｐは、
右回りの時、ＯＰ（→）＋９０°
左回りの時、ＯＰ（→）−９０°
上記により得られた設定方位Ｃｏ＿ｓｅｔを、オートパイロットの制御針路とする。

なお、ｋｐは、後述するように、時々刻々と変化する半径誤差：Ｒ＿ｅｒｒに連動して変化する可変係数である。このｋｐは、半径誤差に係わる値である。この値は、必要とされる制御の強度によって、一定の周期毎にΔｋｐの加減算により調節される。以下に示す例では、半径誤差と方位ずれによって算出される評価値が前回調節時の評価値よりも良好であれば、そのときのｋｐから一定値として２Δｋｐを減じ、悪化していれば、そのときのｋｐに一定値としてΔｋｐを加算する。この制御を連続的に行うことで、外乱に対して必要な強度の制御を逐次行うことができ、定点を中心とした真円に近い航跡を描く事が可能になる。

本発明では設定方位（舵角）のみを算出する。その後、オートパイロットにより保針時と同じＰＩＤ制御を用いて舵の制御を行う。なお、ＰＩＤ制御とは自動制御方式の中でもっとも良く使われる制御方式であり、Ｐ：Proportional（比例）、Ｉ：Integral（積分）、Ｄ：Differential（微分）、の３つの組み合わせで制御するもので、木目細かな制御を実現でき、スムーズな制御が可能となる。

本発明の自動操舵装置には、従来の構成に加えてフィードバック機構分を有し、所望の旋回円からのズレ量を定期的に演算し、その誤差を０に近づけるような制御を行う。

本発明の自動操舵装置の動作手順に関して、以下に述べる（図６参照）。

旋回を行う前に、航法装置により船速Ｖを求め、この船速Ｖが予め設定した速度（本例では１０ｋｔ）より速い場合には、旋回運動を行うには速過ぎるという判断から旋回動作には入らない。

船速Ｖが予め設定した速度よりも遅くなってから、
・旋回中心位置（緯度・経度）
・旋回半径
・旋回方向（右周り・左周り）
を操作者が指定し、それらは操作部にある記憶部に記憶される。これらの値は、予め設定しておくことも可能である。

また、操作者の入力と前後して、航法装置から自船位置、また方位センサから船首方位を得る。

上記操作者の指定により、自船位置Ｓから旋回中心Ｏまでの距離Rnowと、上記交点Ｐから旋回中心Ｏまでの距離である旋回半径Rcircle(操作者により設定) との距離差を、自船位置から交点Ｐまでの距離である半径誤差Ｒ＿ｅｒｒとして求める。

次に自船位置Ｓに対して、旋回中心Ｏから引いた直線と、旋回円との交点Ｐにおける、旋回円への接線を求める。なお、このとき、指定された旋回方向に応じて、接線方向の方位Ｃｏ＿Ｐは、上記のように、
右回りの時、ＯＰ（→）＋９０°
左回りの時、ＯＰ（→）−９０°
となる。

これらの値から、設定方位Ｃｏ＿ｓｅｔを、
Ｃｏ＿ｓｅｔ＝Ｃｏ＿Ｐ＋ｋｐ・Ｒ＿ｅｒｒ（右回り）
Ｃｏ＿ｓｅｔ＝Ｃｏ＿Ｐ−ｋｐ・Ｒ＿ｅｒｒ（左回り）
で求め、
偏角DVを、設定方位Ｃｏ＿ｓｅｔと船首方位Ｈｄとの差から求める。

その後、共通処理として行われるオートパイロットによる保針動作（ＰＩＤ制御）の入力として、また制御の評価として使う。つまり偏角が大きければ、目指している針路からのずれが多く、悪い制御である、という評価ができ、実際の制御では大きな舵をきることになる。

本実施形態では、偏角ＤＶが一定以上の場合に、図６の「旋回処理」工程において、船舶の旋回処理を行う。同時に設定方位の再計算を行う。この処理を行ってから、オートパイロットの制御部に対する「設定方位出力」を行う。

偏角ＤＶが一定以下の場合には、半径誤差Ｒ＿ｅｒｒが図５のＰ位置を中心とした一定の＋−範囲内（本実施形態では−０．０３ｎｍ（nautical mile ）＜Ｒ＿ｅｒｒ＜０．０３ｎｍ）にあれば、「設定方位出力」を有効にし、その範囲を超えている時には、すぐには旋回運動には入らず、所望の旋回円より大きい軌道を回転しながら、徐々に予定した旋回円に近付くように回転する。

例えば、所望の旋回円まで何マイルも離れているのであれば、旋回円周上を旋回することより、まず旋回円に向かって直進し、近づくことが最優先となり、船首方位が逆の方向( 右回りしたいのに左を向いている、中心を向いているなど) を向いている場合には、まず旋回円におおまかに沿うような方位を向ける必要がある。こういった動作を「制御範囲外処理」で行う。「制御範囲外処理」では、さらに、設定方位の再計算をも行う。

次に、半径誤差：Ｒ＿ｅｒｒに可変係数を掛け合わせる可変係数：ｋｐに関して詳しく説明する（図７参照）。このｋｐは、設定方位Ｃｏ＿ｓｅｔを求める時にＲ＿ｅｒｒに掛けられ（上式を参照）、前述のように、時々刻々と変化するＲ＿ｅｒｒに連動して変化する可変係数である。このｋｐは、必要とされる制御の強度によって、一定の周期毎にΔｋｐの加減算により調節される。

すなわち、半径誤差Ｒ＿ｅｒｒに掛かる比例係数ｋｐは、偏角と半径誤差から求まる評価値ｅｖａｌと評価値の前回値ｅｖａｌ＿ｌａｓｔによって調節する。

その調節手順は以下の通りである。

（Ｓ０）評価値の初期値を数式（１）により計算する。

ｅｖａｌ＝Ｒ＿ｅｒｒ＾２＋０．１＊ｄｖ＿ｇ＾２ −−（１）
ここでＲ＿ｅｒｒは半径誤差、ｄｖ＿ｇは偏角であり、その前の０．１は実験により求めた係数で、この値に限定されることはない。

（Ｓ１）フラグを確認する。

・フラグが立ってない場合、
（Ｓ２）調節量Δｋｐを数式（２）により計算する。

Δｋｐ＝ｃｏ＿ｅｖａｌ＊ｄ＿ｅｖａｌ −−（２）
ただし、評価値差分ｄ＿ｅｖａｌは数式（３）で与えられ、
ｄ＿ｅｖａｌ＝ｅｖａｌ − ｌｉｍ＿ｅｖａｌ −−（３）
ｌｉｍ＿ｅｖａｌ、ｃｏ＿ｅｖａｌは各々、評価値の不感帯、Δｋｐ算出用の係数、を意味する。

（Ｓ３）ｋｐに調節量Δｋｐを加算する。

（Ｓ４）フラグを立てる。

（Ｓ５）一定時間（円周の大きさと船速によって決まる）経た後、Ｓ０で得られた評価値、ｅｖａｌと前回の評価値であるｅｖａｌ＿ｌａｓｔの値を比較する。

（Ｓ６）比較した結果、
（ア）ｅｖａｌ＞ｅｖａｌ＿ｌａｓｔ（図７Ｓ５のＮｏ側）のときは、評価が悪くなっているということで、（Ｓ３）の処理が悪影響を与えていることになるので反対の動作、つまりΔｋｐ×２をｋｐより減ずる。すると（Ｓ３）の加算前のｋｐに比べて、Δｋｐ小さい値になる。

（イ）ｅｖａｌ＜ｅｖａｌ＿ｌａｓｔ（図７Ｓ５のＹｅｓ側）のときは、評価が良くなっているということで、（Ｓ３）の処理がよい結果を出したと言える。そこで、さらにΔｋｐを加算する。すると、（Ｓ３）の加算前のｋｐに比べて、２×Δｋｐ大きい値になる。

（Ｓ７）フラグを降ろす。

（Ｓ８）ｅｖａｌ＿ｌａｓｔの値を書き換える。

図７に示す上記制御ループを繰り返すことによって、強い制御がいるところでは（Ｓ６）（ア）の処理によって評価が上がる傾向が出るため、ｋｐが大きくなり、弱い制御でいいところでは（Ｓ６）（イ）の処理によって評価が悪化（過剰制御）するためｋｐが小さくなり、これによりｋｐが徐々に調節されることになる。また、Δｋｐの値はΔｅｖａｌの値によって負から正の値まで上下する。

Δｅｖａｌの値が大きくなると評価値が大きく変動していることから、Δｋｐの値を大きくし調節スピードを上げる。

逆に、Δｅｖａｌの値が小さければ、調節によって評価があまり変わっていないことから、無駄な調節をなくすためΔｋｐの値を小さくして、ｋｐの値が変動するのを防ぐことが可能になる。

なお、図７に示すように、このループは左右交互に繰り返される。

そして本アルゴリズムでは船首方位のみ算出・制御して、速度その他は制御しない。その後保針時と同じＰＩＤ制御を用いて舵の制御を行う。

図８〜図１０に、本発明を用いたシミュレーション結果を記す。

「Ｒ＝０．２」とは旋回半径０．２ｎｍの意味であり、「Ｓｈｉｐ' ｓＬＬ」とあるのは、開始時の自船の位置を旋回円の中心にして回るモードを実施した（他に離れたところからカーソルで中央を指定したり、ルートを組んで最終点を中心にしたりというモードがある）という意味である。また外因として、一定方向に１．５ｋｔの潮流を受けている状態である。

図９では、０を中心に半径誤差がプラスマイナスに振れていることが分かる。

また、図１０では、潮流という外因があるにも関わらず、旋回運動の中心位置が動いていないことが分かる。

船首方位が指定した旋回方向と逆を向いていることもあり得るが、接線方位と自船の船首方位が大きく（例えば４０°）外れている場合は、まず接線方位を設定方位として変針（右・左近い方に旋回）し、接線と船首方位の偏角が小さくなってから、半径を修正する制御に移るようにする。

なお、上記は、操作者が旋回中心位置、旋回半径、旋回方向の全てを指定する例を説明したが、本発明は上記実施例に制限されることはない。

例えば、自船位置から旋回中心までの距離が旋回半径に略等しくなるまで舵角を調節し、次いで、そのときから、旋回中心に対して自船軌跡が前記回転半径による円弧を描くように舵角を調節するようにしても良い。

また、操作者が旋回中心位置と旋回半径のみを指定し、旋回方向を指定しなくても、自動的に船首方位に近い方向に旋回するようにしてもいいし、操作者が旋回中心位置のみ指定すると、同旋回中心位置から自船位置までの距離を自動的に旋回半径と認識し、その場から自船の進行方向の向きに、そのまま旋回運動を行うように制御することも可能である。

従来の自動操舵装置は目的方位に向かって直線的に進むだけだったのが、本発明によれば、目的地（指定した旋回中心位置）の回りを、指定した旋回半径で正確に旋回できることになる。この機能によって、自動操舵装置の用途が大きく広がることになる。例えば、
・探索（旋回半径を変更することによって、正確にポイントの周囲を魚探等で探索が可能）
・救助（正確に旋回する事により、救助対象にぶつからずに周囲で救助活動に当たれる。）
・待機（定点保持ではエンジンの調節、舵の操作などを組み合わせて複雑な操作になるが、低速旋回であれば操作が不要になる。）
・その他旋回中心を移動させることにより、測深機との組み合わせて海底地形図の作成や資源探査にも利用可能になる。

など挙げることができる。

従来の自動操舵装置による旋回の課題を示す図本発明の自動操舵装置のブロック図本発明の自動操舵装置を搭載した船舶が、旋回運動を開始するときの座標系を示した図図３で示されている自船を拡大して表示した図本発明の自動操舵装置を搭載した船舶が旋回運動を開始したときの様子を示す図本発明の自動操舵装置の動作手順を示したフローチャートｋｐ算出の動作手順を示したフローチャート補正値算出用係数ｋｐとｋｐ調節幅Δｋｐの時間変化を示す図半径誤差と実舵角の時間変化を示す図旋回運動を指示してから、旋回状態に至るまでをプロットした図

Claims

自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵制御装置において、
所望の旋回中心位置を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力した旋回中心位置を記憶する記憶手段と、
自船位置を測位する手段で測位された自船位置から前記旋回中心位置までの距離を旋回半径とし、該旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、該円弧に対する前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線の交点での接線方向を設定し、該接線方向と前記船首方位との方位差に基づいて命令舵角を出力する舵角出力手段と、
を備えたことを特徴とする自動操舵制御装置。
自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵装置において、
所望の旋回中心位置を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力した旋回中心位置を記憶する記憶手段と、
自船位置を測位する手段で測位された自船位置から前記記憶手段に記憶した旋回中心までの距離を旋回半径とし、該旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、該円弧に対する前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線の交点での接線方向を設定し、該接線方向と前記船首方位との方位差に基づいて舵角を調節する舵角調節手段と、
を備えたことを特徴とする自動操舵装置。
自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵制御装置において、
所望の旋回半径および旋回中心位置を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された前記旋回半径および前記旋回中心位置を記憶する記憶手段と、
前記旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線と前記円弧との交点での接線方向を設定し、前記自船位置から前記旋回中心位置までの距離と前記円弧半径との差分値および前記接線方向に基づいて設定方位を算出し、該設定方位と前記船首方位との方位差に基づいて命令舵角を出力する舵角出力手段と、
を備えたことを特徴とする自動操舵制御装置。
自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵装置において、
所望の旋回半径および旋回中心位置を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された前記旋回半径および前記旋回中心位置を記憶する記憶手段と、
前記旋回半径を円弧半径とし前記旋回中心位置を円弧中心とする円弧において、前記自船位置と前記旋回中心位置とを結ぶ直線と前記円弧との交点での接線方向を設定し、前記自船位置から前記旋回中心位置までの距離と前記円弧半径との差分値および前記接線方向に基づいて設定方位を算出し、該設定方位と前記船首方位との方位差に基づいて舵角を調節する舵角調節手段と、
を備えたことを特徴とする自動操舵装置。
前記入力手段は、所望の旋回方向を入力することが可能であり、前記記憶手段は、前記入力手段で入力された前記旋回方向を記憶し、前記舵角調節手段は、前記記憶手段に記憶された旋回方向に旋回するように舵角を調節することを特徴とする請求項２または請求項４に記載の自動操舵装置。
前記記憶手段に記憶された旋回方向、旋回半径および旋回中心位置を各々独立に変更する割込制御手段を備えた請求項５記載の自動操舵装置。
自船位置を測位する手段を備えた船舶に装備され、参照針路に対する船首方位の偏差に基づいて命令舵角を出力する自動操舵装置において、
所望の旋回方向、旋回半径および旋回中心位置を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された旋回方向、旋回半径および旋回中心位置を記憶する記憶手段と、
自船位置を測位する手段で測位された自船位置と前記旋回中心位置を記憶する手段に記憶した旋回中心とを結ぶ直線を求め、前記直線と、前記記憶手段に記憶した旋回半径で前記記憶手段に記憶した旋回中心を中心として描いた旋回円との交点を求め、前記交点における前記旋回円への接線を求め、自船位置と前記交点間の距離差を演算し、自船の針路方向が、前記接線の、前記記憶手段で記憶した旋回方向に近づくよう、前記距離差に応じて舵角を調節する舵角調節手段と、
を備えたことを特徴とする自動操舵装置。