JPH0431552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、接岸しようとする船舶の、距離、速
度等を超音波により計測して当該船舶に通知し、
適切な速度で接岸できるよう誘導援助する接岸誘
導援助システムに関する。

［従来の技術］ この種の接岸誘導援助システムにおいて、船舶
の接岸速度は、一般に、超音波測距計を使用し
て、所定のサンプリング周期で距離を検出し、こ
の距離の時間変化から計測している。

上記超音波測距計は、岸壁からの船舶に向けて
超音波パルスを発射し、船体で反射されて戻つて
くる反射波を受信し、その往復所要時間と音速と
から距離を算出する。この場合、往復所要時間
は、送信波の送信をトリガとして、ゲートを開
き、反射波の受信をトリガとして、該ゲートを閉
じ、このゲートの開いている間、クロツク回路か
ら出力される基準クロツクパルスを計数し、その
計数値を基にして時間を算出することにより求め
る。

ところで、この種の接岸誘導援助システムは、
それが設置されている現場において、例えば、タ
グボートのスクリユウによる泡の巻込、魚、浮遊
物などにより、超音波の反射波が散乱されて受波
できなくなつたり、また、送信波が目的の船体よ
り手前で反射されたりすることが起こりやすい。
前者は、受波オフ、即ち、上記したゲート内に受
波がない状態であり、後者は、異常値、即ち、本
来の所要時間より短い時間でゲートが閉じて異常
な計測値となる状態である。

このような状態は、現場の状況によつては多発
することがあり、なんらかの対策を必要としてい
た。

従来、このための対策として、受波オフ、異常
値等により、正常な計測値が得られないとき、前
回の計測値に基いて算出した距離等を固定表示す
るか、または、最大表示距離（固定値）を表示す
るか、さらには、表示を中断するなどの処理を行
なつていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の異常対策では、固定
値表示か、表示中断かによるため、正常計測値が
得られるときと得られないときとが、短い時間の
間に繰り返される場合には、表示出力が極端に変
わつたり、値が前後したりする。いわゆる表示値
の暴れが目立つことになり、船舶の誘導援助する
際のデータとして使いにくいという欠点があつ
た。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたも
ので、受波オフ、異常値等により、正常な計測値
が得られないときでも、その時点前までに得られ
た計測値が基づいて推定値を算出して、表示を行
なうことができて、正常計測値が得られないとき
が短い時間の間に繰り返される場合にも、連続的
に表示出力が得られ、いわゆる表示値の暴れが目
立たず、船舶の誘導援助する際のデータとして使
いやすいデータを表示することができる、異常値
補償機能を有する接岸誘導援助システムを提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、接岸しようとする船舶の、距離、速
度等を超音波により計測して当該船舶に通知し、
適切な速度で接岸できるよう誘導援助する接岸誘
導援助システムにおいて、上記問題点を解決する
手段として、第１図に示す手段を提供する。

本発明は、例えば、同図に示すように、送受波
器への送信波の形成と、該送受波器からの受信波
の受信とを行なうと共に、超音波反射所要時間を
検出して計測データとして出力するフロントエン
ド部と、該計測データから船舶の速度、岸壁まで
の距離等を算出して、表示データとして出力する
計測データ処理部と、上記表示データを表示する
表示部とを備えた超音波計測系を有する接岸誘導
援助システムに適用される。

即ち、本発明は、問題点解決手段として、第１
図に示すように、 受信波が入力しなかつたことを検出する受波オ
フ検出手段と、 受信した超音波の往復所要時間を、その時点前
までに受信した超音波の往復所要時間と比較し
て、著しく変化した場合に異常と判断する異常値
検出手段と、 上記受波オフまたは異常値が検出されたとき、
その時点前までに得られた速度データとそのデー
タを得てからの経過時間を用いて推定移動距離を
算出し、上記速度データを得たときの距離データ
から上記推定移動距離を減算することにより、距
離推定値を算出する推定値発生手段とを備える。

上記既知のデータとしては、前回の計測値、前
回までの計測値による移動平均値等がある。

また、本発明は、第２図に示すように、上記問
題点解決手段に推定限界判定手段を付加すること
ができる。この推定限界判定手段は、上記算出さ
れた距離推定値が、予め設定した近距離圈に入る
とき、当該推定値の出力を停止して、警報信号を
出力するよう構成される。

［作用］ 上記のように構成される本発明の問題点解決手
段において、受波オフ検出手段は、例えば、第１
図に示すフロントエンド部から受信信号が、送信
波送信後一定時間内に送られて来ないとき、正常
な受信ができなかつたとして、「受波オフ」と判
定し、その旨の出力、例えば、受波オフステータ
スを出力する。

異常値検出手段は、入力した受信波に基づいて
計測したデータの異常の有無をチエツクし、異常
があるとき「異常有り」と判定し、その旨の出
力、即ち、異常値ステータスを出力する。この異
常の有無は、例えば、その時点前までに得られた
既知データと比較して著しく変化した場合に、異
常があると判断する。例えば、超音波送受波が、
目的の船舶の手前にある浮遊物により反射された
場合では、既知データにより著しく短時間で超音
波が往復することになるので、異常と判断する。

推定値発生手段は、上記受波オフまたは異常値
が検出されたとき、その時点前までに得られた既
知データに基づいて推定値を算出する。上記受波
オフまたは異常値の検出は、それぞれ上記したス
テータスにより伝達することができる。これらの
ステータスは、直接入力しても、また、計測デー
タ処理部を介して間接的に入力してもよい。既知
データは、それ自身で保持してもよく、また、計
測データ処理部にて保持してもよい。この既知デ
ータとしては、前回値、移動平均値等がある。

推定値は、既知の速度データを使用して、前回
の計測後今回の計測までの時間に、当該船舶が既
知データと同じ速さで移動していると仮定し、船
舶の移動距離を算出し、前回の距離から算出した
移動距離を差引いて、距離の推定値を算出する。

算出された推定値は、計測データ処理部を介し
て、または、直接、表示部で表示される。

また、上記問題点解決手段に付加された推定限
界判定手段は、上記算出された距離推定値を、予
め設定した近距離圈の距離と比較して、当該推定
値が該距離より小さいとき、船舶が岸壁に近い近
距離圈に達していると判断して、推定値の出力を
停止して、警報信号を出力する。

［実施例］ 本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

〈実施例の構成〉 第３Ａ図に本発明異常値補償機能を有する接岸誘
導援助システムの一実施例の構成を示す。

同図に示す実施例の異常値補償方式は、マイク
ロコンピユータを主要部として備え、このマイク
ロコンピユータに、送受波器６への送信波の形成
と、該送受波器６からの受信波の受信とを行なう
と共に、超音波反射所要時間を検出して計測デー
タとして出力するフロントエンド部５と、該マイ
クロコンピユータに入力を行なうキーボード８
と、該マイクロコンピユータにて形成された情報
を出力する表示装置９とを接続して構成される。

上記マイクロコンピユータは、入力するデータ
演算、比較、判定、制御等の各種処理を実行する
マイクロプロセツサ１と、該マイクロプロセツサ
１の動作プログラムを格納するROM２と、マイ
クロプロセツサ１の作業領域および入力データの
蓄積等を行なうRAM３と、上記キーボード８お
よび表示装置９との接続を行なう入出力ポート７
と、これらを接続するバス４とを有して構成され
る。このマイクロコンピユータは、計測データ処
理部として機能するほか、上述した本発明の問題
点解決手段を構成する各要素のうち、異常値検出
手段および推定値発生手段として機能する。ま
た、本実施例では、推定限界判定手段としても機
能する。

上記フロントエンド部５は、第３Ｂ図に示すよ
うに、送信回路５１と、受信回路５２と、送受信
信号から超音波往復所要時間を計測する時間計測
回路５３と、タイミング信号発生回路５４とを備
え、かつ、本実施例では、受波オフ検出手段とし
て機能する受波オフ検出回路５５を付設してあ
る。

送信回路５１は、バーストパルス状のパルスと
して、タイミング信号発生回路５４からの送信タ
イミングにより一定時間間隔で送信する。

時間計測回路５３は、本実施例では、送信タイ
ミングにより開き、受信信号により閉じる時間計
測ゲートGAと、該ゲートGAを開いている間に
入力するクロツクパスルを計数するカウンタCN
とを備えて構成される。

受信回路５２は、ノイズとの弁別、波形整形等
の処理を行なつて、パルス状の受信信号を出力す
る。なお、前回の反射所要時間と受信時刻を基準
として、今回の反射波の到来が予測される時刻を
中心とする時間帯のみ受信可能とする、予測ゲー
ト方式を採用することができる。この方式によれ
ば、予測時刻の時間帯以外の時刻に入射する雑音
パルスを除去できる。

この受波オフ検出回路５５は、タイマTMにて
構成され、送信回路５１からの送信波出力に同期
して起動され、一定時間経過すると、タイムアツ
プパルスを出力する。また、この受波オフ検出回
路５５は、受信回路５２から出力される受信信号
をリセツト端子に入力するように接続してあり、
起動後一定時間経過する前に、受信信号が入力す
れば、リセツトされ、タイムアツプパルスは出力
されない。本実施例では、この作用を利用して、
送信波送信後一定時間内に受信波が受信されない
ことを検出する。上記タイムアツプパルスを、受
波オフステータスとして、マイクロプロセツサ１
に送出する。

タイミング信号発生回路５４は、フロントエン
ド部５の各部において必要とするタイミング信号
を形成する。例えば、送信タイミング、ゲート開
閉タイミング等の信号を発生する。

〈実施例の作用〉 次に、上記のように構成される本実施例につい
て、上記各図および第４図を参照して説明する。

本実施例では、フロントエンド部５において、
超音波パルスの送受信、送信から受信までの往復
所要時間の計測、および、計測データの出力を行
なう。

超音波は、送信回路５１からバーストパルス状
のパルスとして、一定時間間隔で送信される。

反射波の受信は、送信波送信後、次の送信まで
の間に受信回路５２で受信される。即ち、受信回
路５２は、タイミング信号発生回路５４からの送
信タイミングを基準として、予め設定した時間経
過後、次の送信波送信前までの時間帯に、受信ゲ
ートを開いて、反射波の受信を可能として待機す
る。この間に反射波が送受波器６に入射すると、
受信回路５２に反射信号が入力する。反射信号
は、この受信回路５２で、ノイズとの弁別、波形
整形等の処理を行なつて、パルス状の受信信号と
して、時間計測回路５３と受波オフ検出回路５５
とに送られる。

時間計測回路５３は、タイミング信号発生回路
５４から送信タイミングにより時間計測ゲート
GAを開き、受信信号によりゲートGAが閉じる
までに、このゲートGAを通過した、該タイミン
グ信号発生回路５４から送られるクロツクパルス
を計数する。この計測値により、超音波の往復所
要時間を計測する。この計測データは、バス４を
介してマイクロプロセツサ１に送られる。

受波オフ検出回路５５では、タイミング信号発
生回路５４からの送信タイミングによりタイマ
TMが起動され、一定時間経過すると、タイムア
ツプパルスを出力する。タイマTMは、起動後、
一定時間経過する前に、受信信号が入力すれば、
リセツトされ、タイムアツプパルスは出力しな
い。上記タイムアツプパルスは、受波オフステー
タスとして、バス４を介してマイクロプロセツサ
１に送出される。

この後、処理は、フロントエンド部５からのマ
イクロプロセツサ１に移る。このマイクロプロセ
ツサ１による処理を、第４図に示すフローチヤー
トを参照して説明する。

マイクロプロセツサ１は、先ず、受波オフステ
ータスが入力しているか否かを調べ（ステツプ
１，２）、入力していないとき、即ち、受波オフ
でないとき、時間計測回路５３から計測データを
取込む（ステツプ３）。

次に、マイクロプロセツサ１は、この計測デー
タが異常値か否か調べる（ステツプ４）。この異
常値であるかどうかは、RAM３に格納してある
前回値（または前回までの移動平均値）と比較
し、計測値が著しく変化していないか否かにより
調べる。例えば、前回までのデータに基いて算出
された船速から予想される距離と、計測された距
離とが大きく異るときは、「異常」と判断し、異
常値ステータスを出力する。

このような事態が起きる原因としては、例えば
超音波が、回遊する魚や浮遊物により反射され
て、船舶より手前で超音波が戻つてしまい、実際
の船舶の位置より短い距離の計測値となることに
よる。

異常がない場合には、マイクロプロセツサ１
は、取り込んだ計測データに基づいて、通常の演
算処理、即ち、距離、速度等のデータの算出を行
なう（ステツプ５）。距離は、計測値と音速とか
ら算出され、速度は、前回の距離と今回の距離と
の差と、前回計測時から今回計測時までの経過時
間とから算出する。

この経過時間は、上記送信タイミングの間隔に対
応する。従つて、各送信タイミング間に出力され
るクロツクパルスを計数して計測することができ
る。もつとも、この経過時間は、ほぼ固定的であ
るから、計測せずに、定数として与えてもよい。

なお、データの算出において、前回値と今回値
のみならず、さらに、数回前までのデータをも含
めて移動平均値を求め、これを、今回値としても
よい。移動平均によれば、データの変動をある程
度取り除ける。

算出したデータは、RAM３に格納して、前回
値を更新すると共に、表示装置９に送る。

表示装置９では、送られたデータを表示用の数
字に変換し、適当な単位を付して表示する（ステ
ツプ８）。これにより１計測サイクルが終了する。

一方、上記ステツプ２における受波オフステー
タスが出力された場合、または、ステツプ４にお
ける異常値ステータスが出力された場合には、マ
イクロプロセツサ１は、上述した通常演算処理を
実行せず、推定演算処理を実行する（ステツプ
６）。即ち、計測データを使用せず、RAM３に
格納されているその時点前までの既知データ、例
えば、前回値を読み出して、このデータを基に、
推定値を算出する。既知データとしては、例え
ば、速度データを使用する。推定は、この速度が
一定と仮定して、前回計測時から今回計測時まで
の経過時間を乗じて、距離推定値を算出すること
により実行する。

本実施例では、さらに、上記算出した推定値を
そのまま用いることが適当か否かチエツクしてい
る（ステツプ７）。即ち、マイクロプロセツサ１
は、上記算出された距離推定値が、予め設定した
近距離圈に入るか否か判定し、当該近距離圈に入
るとき、当該推定値の出力を停止して、警報信号
を出力する。上記近距離圈は、当該船舶の停船可
能限界に基づいて定められ、例えば、20ｍとされ
る。

近距離圈で推定値を表示しない理由は、岸壁に
接近した位置では、実測値より誤差の大きい推定
値を使用することが危険であるからであり、その
ため、データを表示せず、近距離圈である旨の警
報を行なうこととしている。

〈実施例の変形〉 上記実施例では、受波オフ検出手段を、フロン
トエンド部内にタイマを設けて構成した例を示し
たが、マイクロコンピユータにより構成してもよ
い。

マイクロコンピユータが受波オフ検出手段とし
て働く場合には、マイクロプロセツサ１により、
フロントエンド部５が超音波送信波を送信後、一
定時間経過するまでに、受波波が到来したか否か
を調べる。受信波の到来を監視する一定時間は、
送信波送信後、次の送信までの間に設定される。
例えば、上述したような予測ゲート内に反射波が
到来しなければ、受波オフと判定される。

また、上記実施例では、推定限界判定手段を備
えているが、これを除いて構成することもでき
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、受波オフ、異常
値等により、正常な計測値が得られないときで
も、その時点前までに得られた計測値に基づいて
推定値を算出して、表示を行なうことができて、
正常計測値が得られないときが短い時間の間に繰
り返される場合にも、連続的に表示出力が得ら
れ、いわゆる表示値の暴れが目立たず、船舶を誘
導援助する際のデータとして使いやすいデータを
表示することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図は本発明の他の構成を示すブロツク図、第３Ａ
図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図、
第３Ｂ図は上記実施例のフロントエンド部の構成
をしめすブロツク図、および、第４図は上記実施
例の作用を説明するためのフローチヤートであ
る。 １……マイクロプロセツサ、２……ROM、３
……RAM、４……バス、５……フロントエンド
部、６……送受波器、７……入出力ポート、８…
…キーボード、９……表示装置、５１……送信回
路、５２……受信回路、５３……時間計測回路、
５４……タイミング信号発生回路、５５……受波
オフ検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接岸しようとする船舶に超音波を送信して前
   記船舶からの反射波を受信する送受波器を備え、
   前記超音波の往復所要時間を用いて前記船舶の距
   離、速度等を計測して当該船舶に通知し、適切な
   速度で接岸できるよう誘導援助する接岸誘導援助
   システムにおいて、 受信波が入力しなかつたことを検出する受波オ
   フ検出手段と、 受信した超音波の往復所要時間を、その時点前
   までに受信した超音波の往復所要時間と比較し
   て、著しく変化した場合に異常と判断する異常値
   検出手段と、 上記受波オフまたは異常値が検出されたとき、
   その時点前までに得られた速度データとそのデー
   タを得てからの経過時間を用いて推定移動距離を
   算出し、上記速度データを得たときの距離データ
   から上記推定移動距離を減算することにより、距
   離推定値を算出する推定値発生手段とを有するこ
   とを特徴とする異常値補償機能を有する接岸誘導
   援助システム。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記速度デ
   ータとして前回の計測値を用いることを特徴とす
   る異常値補償機能を有する接岸誘導援助システ
   ム。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記速度デ
   ータとして前回までの計測値による平均値を用い
   ることを特徴とする異常値補償機能を有する接岸
   誘導援助システム。 ４ 接岸しようとする船舶に超音波を送信して前
   記船舶からの反射波を受信する送受波器を備え、
   前記超音波の往復所要時間を用いて前記船舶の距
   離、速度等を計測して当該船舶に通知し、適切な
   速度で接岸できるよう誘導援助する接岸誘導援助
   システムにおいて、 受信波が入力しなかつたことを検出する受波オ
   フ検出手段と、 受信した超音波の往復所要時間を、その時点前
   までに受信した超音波の往復所要時間と比較し
   て、著しく変化した場合に異常と判断する異常値
   検出手段と、 上記受波オフまたは異常値が検出されたとき、
   その時点前までに得られた速度データとそのデー
   タを得てからの経過時間を用いて推定移動距離を
   算出し、上記速度データを得たときの距離データ
   から上記推定移動距離を減算することにより、距
   離推定値を算出する推定値発生手段と、 上記距離推定値が、予め設定した近距離圈に入
   るとき、当該距離推定値の出力を停止して、警報
   を出力する推定限界判定手段とを有することを特
   徴とする異常値補償機能を有する接岸誘導援助シ
   ステム。 ５ 特許請求の範囲第４項において、上記速度デ
   ータとして前回の計測値を用いることを特徴とす
   る異常値補償機能を有する接岸誘導援助システ
   ム。 ６ 特許請求の範囲第４項において、上記速度デ
   ータとして前回までの計測値による平均値を用い
   ることを特徴とする異常値補償機能を有する接岸
   誘導援助システム。