JPH02176414A - 航跡プロッター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、船の航跡線を表示する航跡ブロック−装置に
関する。

〈従来技術〉 東西南北を示す絶対方角座標と、船の実際の走行方向を
絶対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。

また、ロラン受信機、オメガ受信機又はＮＮ５Ｓ受信機
等の航法装置を用いて航行位置の測定を行い、その測定
結果に基づいて船位画像をディスプレイ装置上に表示す
るようしにしたものは公知である。

〈発明が解決しようとする課題〉 処で、従来の絶対位置を確認し得る航法装置にあっては
、その位置検出に至る演算時間が長く、ロラン受信機に
あっては数十秒、衛星航法による場合には数十分の時間
を要する。このため、該航法装置によって、航跡線を描
く場合には、プロット数に制約があるため、正確な航跡
を描くことができない。

このため、例えば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が、航跡
線に基づいて当該位置に復帰しようとしても、あまりに
荒い航跡線であるために事実上復帰不能となる。即ち、
従来の航法装置によっては、緻密な航跡線を要する場合
には対応できない。

本発明は、緻密な航跡線を絶対方角座標上に表示し得る
航跡プロッター装置の提供を目的とするものである。

く課題を解決するための手段〉 本願の第一の発明は、 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、船の絶対位置を検出して出力
する航法装置と。

前記航法装置による読取り作動を開始させる駆動指令装
置と、 船の走行方向を示す船位画像が絶対方角座標上に表示さ
れる航跡画面を出力するディスプレイ装置と、 前記方位センサーからの方位情報により、基準方位と船
の実際の走行方向との方位ずれ角θを検出して、船位画
像の方位を設定すると共に、読取り駆動指令装置の読取
指令に起因して出力する航法装置からの絶対位置情報を
起点として、方位ずれ角θと、船速出力手段からの船の
速度Ｖとから、船位画像の絶対方角座標上の現位置（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、絶対方角座標上に刻々移動する船位
画像の航跡線と、船の現位置を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 を備えたことを特徴とするものである。

また第二の発明は、前記構成の航法装置及び駆動指令装
置に換えて、船の絶対位置を出力する手段として、船の
絶対位置を手動入力する基準数値入力装置を適用したも
のである。

ここで、航跡画面の絶対方角座標とは、該画面に、東西
南北に対しての絶対位置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。

また航法装置は１例えばロラン、デツカ、衛星航法等に
基づく受信機があり、駆動指令装置としては、オン毎に
読取り指令するスイッチのほかに、所定時間毎に読取り
指令するタイマーや、所定距離毎に読取り指令する装置
等がある。

また、船速出力手段としては、速度センサーのほかに、
近似速度をデータ入力し得るキー人力装置等がある。

さらにまた基準数値入力装置としては、キー人力装置等
がある。

上記位置Ｘは、現在の速度■と、次の読み取りまでの時
間（ｄｔ）とから移動路１ｉｖ−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−ｓｉｎθ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
。

Ｘ＝Ｃｄ　　ｔ　　Σ　Ｖ　　ｎ　　’　　３１ｎ　　
θ。

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。

Ｘ”ｃ″）Ｅ：　　ｖ　、　・ｓｉｎθ。（Ｃ：定数）
とも表わせる。

重には、上述の様に速度■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、 Ｘ　＝　ｃ　Ｌ”　　ｓｉｎθ、、（ｃ：定数）とも表
わせることとなる。

同様に、位置Ｙは、 Ｙ＝Ｃｄ　　ｔ　　Σ　Ｖ７・　ＣｏＳθ。

Ｙ＝ｃ±″■・　ｃｏｓθ・（Ｃ：定数）Ｙ＝ｃニガ　
ＣＯ８θ。（Ｃ：：定数）と表わすことができる。

〈作用〉 中央制御装置ＣＰＵは、駆動指令装置の読取指令に起因
して出力する航法装置からの絶対位置情報または船の絶
対位置を手動入力する基！ｌｌ！！数値人力装置からの
位置情報を起点とし、方位センサー及び船速出力手段か
らの情報により演算し、絶対方角座標上に刻々移動する
船位画像の航跡線と、船の現位置を表示する。

この航跡線は、方位センサー及び船速出力手段から持続
的に送られてくる情報によりプロットされているので、
緻密な航跡情報となる。

〈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ｌが、該センサーｌ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
スピードセンサー３、キー人力装置４等が接続されてい
る。

さらに入力装置として、ロラン受信機、オメガ受信機又
はＮＮ５Ｓ受信機等の航法装置１５と、該航法装置１５
を、読取り作動させる駆動指令装置１４とが接続される
。この駆動指令装置１４としては、キーオン毎に駆動指
令するキー人力装置（キー人力装置４を利用可能）のほ
かに、所定時間毎に読取り作動させるタイマーや、所定
航行距離毎に読取り作動させる制御装置が考えられる。

このようにタイマー等で所定間隔毎に航法装置１５の読
取り作動をさせるようにするのは、方位センサー１及び
スピードセンサー３による位置演算にあっては、長時間
航行すると誤差が累積するので、所定間隔毎に絶対位置
情報を得て、改めて該情報を起点として、航行と共に方
位センサー１等により位置情報を演算するようにして、
誤差のないようにするためであり、さらにはこの誤差補
正をスイッチ入力によらず自動的に生じさせるようにす
るためである。

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ＲＯＭｌ０及び、演算
制御用ＲＡＭＩＩが接続される。また魚群探知器として
も利用する場合には送受波回路１３、送受波器１２等が
接続されたり、方位センサーｌ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ｌの構成にあっては、例えば地磁気に
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ｌは、Ｎ極検出方向と２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ｌ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。

またキー人力装置４は、第２図に示す様に、テンキー４
ａ、スイッチ４ｂ〜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
記送受波回路１３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、キー人力装置４の切
換スイッチ４ｄの操作により、第３図に示すように１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、キー人力装置４のポイント設定スイッチ４ｂ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、上下方向く又は上下左右方向】
の座標軸２３を備えた絶対方角座標２２と、絶対方角座
標２２に対して現在の進行方向及び位置を示す前型状の
船位画像３０が表示される。また、座標軸２３の直上部
には、船の進行方位な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、操舵者は絶対方角座標２
２と、船位画像３０との位置関係及び設定方位指標窓２
４を見ながら、その目標方位に修正する舵取操作が可能
となる。この設定方位指標窓２４の目標方位は、目標位
置表示窓２６に表示される目的地（目標地点）の緯度及
び経度と、現在地の緯度及び経度とから演算により求め
られ、順次に再投入されて変転する。

上記座標軸２３に換えて、緯度及び経度線によって構成
される座標升を絶対方角座標２２として表示することも
できる。更には、座標軸２３等の指！線ががな（でも、
画面に絶対位置が特定されていれば、航跡画面２１に絶
対方角座標２２が設定されていると言い得る。この場合
には第３図の様に、船の緯度及び経度を示す現位置表示
窓２７を船位置（＊　３０の付近で示して、位＠確認可
能とすることができる。

また航跡画面２１には、現位置表示窓２７の下部等で船
の現方位を示す現方位指標窓２５を設けるようにしても
良い。

次に１本発明の要部に係る船位画像３０の作動について
説明する。

船の目標方位の設定（説明を省略する）に伴って、船位
画像３０は、座標軸２３上で、その前売を上方に向けて
表示される。そして、船を操舵すると、該船位画像３０
は刻々変化し、その後に航跡線３１が描かれる。

この絶対方角座標２２に対する船の画像位置の変動は、
中央制御装置ＣＰＵによって演算される。

即ち、駆動指令装置１４により航法装置１５を作動させ
て、船の絶対位置を読取る。この読取り値は現位置表示
窓２７に表示される。そして、該中央制御装置ＣＰＵは
、駆動指令装置１４からの入力値を起点として、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
１からのクロックパルスを基準として、所定時間ｄｔ毎
にスピードセンサー３からの速度■の人力と、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。

ｄＸｎ＝ＣｘｖＩ、ｘｄｔｘ　　ｓｉｎθ、　　＋１）
ｄ　Ｙ　ｎ　＝　Ｃｘ　ｖ　ｎ　ｘ　ｄ　ｔ　ｘ　　ｃ
ｏｓθ１１（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）を絶対方角座
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図口の様に、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、船位画像３０は円滑にスライド
し、その航跡綿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ｔ） 尚、各データはデジタル値としてｄｔ毎に人力され演算
されるものである。従って、座標位置（Ｘ、Ｙ）は、（
１）　、　＋２１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。

Ｘ＝Ｃｄｔ　　Σ　Ｖｎ’８１ｎθ０ Ｙ＝Ｃｄｔ　　Σ　Ｖｎ’ＣＯ８θ。

ここでＮは現時点の読み取りカウント値を示し、　Ｖ６
’　ｓｉｎθ７及びＶ　ｎ　’　ＣＯ８θ。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、 Ｘ＝ｃΣｖ、・ｓｉｎθｎ（ｃ：定数）Ｙ　＝　ｃ　３
Ｊｌ’　ｖ　ｎ−ｃｏｓθ。（Ｃ：定数）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。

またスピードセンサー３を備えない船にあっては、その
速度を近似的にキー人力装置４のテンキー４ａから入力
することができる。そして、この各場合には、■＝一定
とすることができるから。

又は、 Ｘ　＝　ｃ：　’Ｅ：’　　ｓｉｎθｎ　（ｃ　：定数
）Ｙ＝ｄ″Ｘ　　ｃｏｓθ、（Ｃ：、定数）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、絶対方角座標２２に対して近似的に
示すことができる。

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、　Ｉ１０ボート、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
、自動操舵装置以外にあっても、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。

而して、航跡画面２１には絶対方角座標２２上に緻密な
線分となる航跡線３１が描かれて、種々の目的に利用可
能となる。しかもこの航跡線は。

絶対位置を基準としたものであるから、データとして保
存しておくことにより、常に所定位置に復帰することが
可能である。

尚、上述したように方位センサーｌ、スピードセンサー
３による位置情報にあっては、長い航行により誤差が累
積するので、適宜に駆動指令装置１４により航法装置１
５を駆動して数値を修正し、再び、その値を起点として
航跡線３１を描くようにすれば良い、また目標方位を計
算し直して、設定方位指標窓２４に再表示させれば良い
。

前記航法装置１５．駆動指令装置１４に換えて、テンキ
ー（テンキー４ａを利用可能）等を基準数値入力装置１
６とし、船の絶対位置を手動入力するようにし、この位
置情報を起点として、航跡線を描くようにしても良い、
この入力手段にあっては、停泊地等において、海図上か
らその絶対位置を読取って、入力すれば良い。

ところで、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。そこで、航跡ブロック−装置にポイント設定
機能を備えることができる。かかる機能について説明す
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、当該現位置の緯度及び経度４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４
ｄ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４
ａを押した時点の座標位置（Ｘ、Ｙ）に、第３図丸印の
ポイント印３２が表示される。

このポイント印３２は、その緯度及び経度が演算制御用
ＲＡＭＩＩに記憶される。また１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ＲＡＭ
ＩＩ（又は外部記憶装置）に記憶されて、随時複数のポ
イント印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。

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３２として航跡！１３１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。しかも、このポイント位置
は絶対位置であるので、これがデータとして、配憶装置
に格納されれば、後日当該位置に復帰したい場合にも容
易になすことができる。

このポイント印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、航法装置１５または基準数値入
力装置１６により、船の絶対位置を得て、その後この絶
対値を起点として、方位センサーｌ及び船速出力手段（
スピードセンサー３）により航跡線３１を描（ようにし
たから、従来のように航法装置によってのみ航跡線を描
く手段と異なり、緻密な航跡線３１を描くことができる
。

また、この航跡！１３１は絶対位置を基準として形成さ
れているものであるから、再現性のあるデータとして保
持することができる。このため船を所定位置に復帰させ
る場合に好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。 ■・−・方位センサー ３・・−スピードセンサー ４・・・キー人力装置 ６・・・ディスプレイ装置 １５・−・航法装置 ４・・−駆動指令装置 ６・・・基準数値人力装置 ０・・・魚探用表示画面 １−・・航跡画面 ２・・・絶対方角座標 ３・−・座標軸 ４・・・設定方位指標窓 ５・・・現方位指標窓 ６・・・目標位置表示窓 ７・・・現位置表示窓 ０・・・船位画像 １・・・航跡線 ２・・・ポイント印

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）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、 船の絶対位置を検出して出力する航法装置と、前記航法
   装置による読取り作動を開始させる駆動指令装置と、 船の走行方向を示す船位画像が絶対方角座標上に表示さ
   れる航跡画面を出力するディスプレイ装置と、 前記方位センサーからの方位情報により、基準方位と船
   の実際の走行方向との方位ずれ角θを検出して、船位画
   像の方位を設定すると共に、読取り駆動指令装置の読取
   指令に起因して出力する航法装置からの絶対位置情報を
   起点として、方位ずれ角θと、船速出力手段からの船の
   速度ｖとから、船位画像の絶対方角座標上の現位置（Ｘ
   、Ｙ）を 演算式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （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、絶対方角座標上に刻々移動する船位
   画像の航跡線を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 を備えたことを特徴とする航跡プロッター装置。 ２）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、 船の絶対位置を手動入力する基準数値入力装置と、 船の走行方向を示す船位画像が絶対方角座標上に表示さ
   れる航跡画面を出力するディスプレイ装置と、 前記方位センサーからの方位情報により、基準方位と船
   の実際の走行方向との方位ずれ角θを検出して、船位画
   像の方位を設定すると共に、基準数値入力装置からの絶
   対位置情報を起点として、方位ずれ角θと、船速出力手
   段からの船の速度ｖとから、船位画像の絶対方角座標上
   の現位置（Ｘ、Ｙ）を 演算式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （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、絶対方角座標上に刻々移動する船位
   画像の航跡線を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 を備えたことを特徴とする航跡プロッター装置。