JPH0445111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上のの利用分野 この発明は、船舶の航跡表示する航跡表示装置
に関する。

(b) 発明の概要 この発明に係る航跡表示装置は、ロラン、デツ
カ、あるいはジヤイロコンパスとログからなる推
測航法装置の常時または短時間周期で測位を行う
第１の測位手段と、必要な時点でのみ測位を行
い、絶対誤差の比較的小さな第２の測位手段を備
え、通常は第１の測位手段により求めた現在の自
船位置と以前の自船位置の情報から航跡情報を画
面上に表示するとともに、必要な時点で第２の測
位手段により求めた測位情報から第１の測位手段
により求めた現在の自船位置を修正する航跡修正
手段を備えた装置に関する。

特に、この発明は第２の測位手段により求めた
測位情報に基づいて自船位置と航跡を修正する
際、修正以前の航跡と修正後に表示される新たな
航跡とを連続的に表示できるようにしたものであ
る。

(c) 従来の技術 一般に、ロラン、デツカ、あるいはジヤイロコ
ンパスとログを用いた測位装置等の常時または短
時間周期で測位を行う測位手段を備えて、自船位
置と以前の自船位置を航跡として海図やレーダ映
像とともにCRTの画面上に表示する航跡表示装
置が用いられている。このような従来の航跡表示
装置においてはあまり高い絶対精度が得られない
場合は、より精度の高いNNSSによる測位値によ
つて、または画面を見ながら手動でレーダ映像と
海図を重畳することによつて自船位置の補正を行
う装置も用いられている。

第８図Ａ、Ｂはレーダ映像と海図を重畳するこ
とによつて自船位置の補正を行う場合の例につい
て表している。前述のロラン等の測定手段を用い
て一定時間航行すると、測位誤差等の影響で同図
Ａに示すようにレーダ映像と海図とがずれて表示
されることがある。このずれが許容できない程度
になつたとき、ポテンシヨメータ等を用いて一方
の映像を移動させて、同図Ｂに示すように二つ映
像を重畳させる。このようにして補正が行われ
る。

(d) 発明が解決しようとする問題点 ところが、このような従来の自船位置補正手段
を備える装置においては、現在の自船位置だけが
補正されるだけであつて、既に航跡として表示さ
れている過去の自船位置の各点は補正されない。
このため、補正を行つた点で航跡が不連続になる
問題があつた。

第９図Ａは不連続になつた航跡の一例を表す図
である。同図においてP1からP2まで航跡が表示
された時点で自船位置をP2′位置に修正している。
その後P2′からP3まで航跡が描かれ、P3の時点で
自船位置をP3′に修正して現在の自船位置P4まで
新たな航跡が表示されている様子を表している。
このようにP2−P2′とP3−P3′の位置で不連続部
分が生じる。第９図Ｂは船の実際の航跡を表して
いて、本来このように航跡の各点において正確な
航跡を描く必要がある。

この発明は同図ＡにおいてP2点で自船位置の
修正を行つた際、P1からP2間の航跡情報も修正
を行い、P1からP2′に新たな修正後の航跡を表示
し、またその後P3で自船位置の修正を行つた際
P2′からP3まで航跡情報も修正を行い、P2′から
P3′に新たな航跡を表示できるようにした航跡表
示装置を提供することを目的としている。

(e) 問題点を解決するための手段 この発明は、それぞれ自船位置を測位する第
１・第２測位手段と、 第１の測位手段により求められた複数回分の自
船位置情報の集合からなる航跡を記憶する航跡記
憶手段と、 前記航跡を表示画面上に表示する航跡表示手段
と、 今回の航跡修正時に、第２の測位手段により求
められた自船位置に対する第１の測位手段により
求められた自船位置の位置ずれ量を、基準ずれ量
として設定する基準ずれ量設定手段と、 航跡表示開始時または前回の航跡修正時に第２
の測位手段により求められた自船位置と基準点と
し、この基準点から今回の修正時までの航跡を構
成する過去の各自船位置情報の位置ずれ量を、前
記基情点からの時間および／または距離に応じて
前記基準ずれ量の比例配分により求める、位置ず
れ量算出手段と、 前記位置ずれ量算出手段により求められた位置
ずれ量だけ、前記各自船位置情報をそれぞれ修正
する航跡修正手段、とを設けたことを特徴として
いる。

(f) 作用 以上のように構成したことにより、第１・第２
の測位手段はそれぞれ自船位置を測位し、航跡記
憶手段は、第１の測位手段により求められた複数
回分の自船位置情報のの集合からなる航跡を記憶
し、航跡表示手段は前記航跡を表示画面上に表示
する。ここで、第１の測位手段はたとえばロラ
ン、デツカ、あるいはジヤイロコンパスとログを
用いた測定位置など、常時または短時間周期で測
位を行つて、求められた自船位置情報の集合を航
跡として用いることもできるものである。一方、
第２の測位手段は、例えば海図とともにレーダ映
像を表示して、海図上の例えば海岸線とレーダ映
像上の海岸線を重れ合わせることによつて、レー
ダ映像の中心を自船位置として求めることできる
もの、あるいは常時または短時間周期で測位を行
えないが測位精度の高い、例えばNNSS受信機な
どを用いることができる。

基準ずれ量設定手段は、今回の航跡修正時に第
２測位手段により求められた自船位置に対する第
１の測定手段により求められた自船位置の位置ず
れ量を、基準ずれ量として設定する。例えば第９
図Ａにおいて、第１の測位手段により自船位置
P2が求められているときに、第８図ＡおよびＢ
に示すように、海図上の海岸線にレーダ映像上の
海岸線を重ね合わせることによつて、レーダ映像
の中心位置はP2′に移動する。このP′が第２の測
位手段により求められた自船位置であり、P2′に
対るP2の位置ずれ量が基準ずれ量として設定さ
れる。

位置ずれ量算出手段は、航跡表示開始時または
前回の航跡修正時に第２の測位手段により求めら
れた自船位置を基準点とし、この基準点から今回
の修正時までの航跡を構成する過去の各自船位置
の位置ずれ量を前記基準点からの時間および／距
離に応じた前記基準ずれ量の比例配分により求め
る。そして、航跡修正手段は、前記位置ずれ量算
出手段により求められた位置ずれ量だけ、前記各
自船位置情報をそれぞれ修正する。このことによ
り航跡表示開始時または前回の航跡修正時から今
回の航跡修正時までの航跡を構成する過去の各自
船位置情報が修正されこれが航跡表示手段により
表示されることによつて修正後の航跡が表示され
るとになる。

以上のようにして航跡修正を行うため、航跡修
正後の航跡とその後に表示されるべき新たな航跡
とが連続して表示され、航跡全体が実際の運動に
近いより正確な航跡を表示することになる。

(g) 実施例 以下に述べる実施例は第１の測定手段としてロ
ランを用い、第２の測位手段としてレーダを用
い、第１の測位手段により求めた自船位置と第２
の測位手段により求めた自船位置とのずれ量を手
操作によつて入力する航跡表示装置ある。

第１図はこの発明の実施例である航跡表示装置
のブロツク図を表している。レーダ１は映像信
号、トリガ信号および船首方向からのアンテナの
角度を表すアンテナ角度信号をそれぞれ出力す
る。ジヤイロコンパス２は北に対する角度を出力
する。カウンタ２８はCP２９を出力するクロツ
クパルスを計数し、映像信号の船からの距離をカ
ウントし、トリガ信号によつてリセツトされる。
加算器３０はアンテナの北に対する角度を出力す
る。座標変換器１０はROMで構成され、加算器
３０およびカウンタ２８の出力する映像信号の極
座標位置に基づき直交座標位置に変換する。これ
により後述するカラーCRT１４のラスタスキヤ
ンに適合するレーダ映像メモリ１１に書き込むべ
きアドレスを得ている。Ａ／Ｄ変換器９は映像信
号をデジタル信号に変換する。レーダ映像メモリ
１１には座標変換器１０の出力するアドレスにデ
ジタル信号である映像信号が書き込まれる。また
加算器２３の出力するアドレスの映像信号が読み
出され、色変換器１３およびＤ／Ａ変換器２４，
２５，２６をを介してカラーCRT１４に表示さ
れる。尚３１はレーダ映像メモリ１１のアドレス
信号切換スイツチであり、書込時は座標変換器１
０の出力が選択され、読み出し時は加算器２３の
出力が選択される。海図航跡メモリ１２はCRT
１４に表示すべき海図と航跡の表示データを記憶
するメモリである。海図航跡メモリ１２に記憶さ
れている内容は表示制御回路２２の出力するアド
レス信号によつてアドレス選択され、前記レーダ
映像メモリ１１から出力された信号と合成された
カラーCRT１４に表示される。表示制御回路２
２はレーダ映像メモリ１１と海図航跡メモリ１２
に対してアドレス信号を出力するとともに水平偏
向コイル２０および垂直偏向コイル２１に対して
走査信号を出力する。

CPU１９はRAM１７に予め書き込まれた制御
プログラムに従つて処理を行い、RAM１８は後
述する航跡修正時の演算を行う際のワーキングエ
リア等として用いられる。CPU１９はレーダ映
像メモリ１１の読み出しアドレスに対して表示画
面の中央の位置を表すデータX′_L，Y′_LまたはX_R，
Y_Rを出力装置１６を介して出力する。また海図
航跡メモリ１２に対して海図及び航跡を表すマー
ク、自船位置を表すマーク等を書き込む。尚、３
２は海図航跡メモリ１２アドレス切り換えスイツ
チであり、書込時は出力装置１６から出力される
アドレス信号を選択し、読出時は表示制御回路２
２から出力されたアドレス信号が選択される。

修正モードスイツチ３は修正モードを設定する
モード設定スイツチであり、修正モードスイツチ
３がオン状態においてポテンシヨメータ４が有効
となる。ポテンシヨメータ４は第８図Ａ，Ｂに示
したようにレーダ映像を移動させて海図と一致さ
せるための入力装置であり、画面上における移動
量ΔX，ΔYを発生する。ロラン５は第１の測位
手段であり、自船位置の構成、経度を表すL_a(L)，
L_0(L)を発生する。時計６は現在の時刻ｔを出力す
る。海図メモリ７はROM、磁気テープ等で構成
され、海岸線、灯台、浮標等の位置を緯度、経度
で記憶している。修正スイツチ８は前記修正モー
ドスイツチ３をオンして修正モード状態において
ポテンシヨメータ４を操作し、レーダ映像と海図
とが一致したときこのスイツチが操作され、現在
の自船位置および以前の航跡情報の各点の表示位
置が修正される。具体的にはこの修正スイツチ８
を操作することにより修正パルスが発生され、こ
れがCPU１９に対して割込要求信号となる。
CPU１９は修正パルスを受けて、割込１の処理
によつて修正を行う。

CP２７はΔtの一定時間間隔でパルスを発生す
る回路であり、CPU１９はこのパルスを受けて
割込２の処理でロラン５から出力された自船位置
の情報および時計６から出力された現在時刻を読
み出し、航跡表示に必要な所定の処理を行う。

次に航跡の修正について説明する。

第７図Ａはロランによつて得た航跡とレーダと
海図との重畳によつて得た自船位置との関係を表
す図であり、αからβまでの曲線はロランによる
航跡を表し、ａ点は一回目の修正時に得られた自
船位置を表し、ｂは２回目の修正時における自船
位置を表している。α点とａ点、β点とｂ点は図
に示す量だけずれている。修正を行う場合ａ点と
ｂ点は正確と見なし、α点をａ点へ、β点をｂ点
へそれぞれ移動させ、途中の航跡はα点からの時
間および／または距離による重み付けすなわち比
例配分によつて移動量を算出して移動させる。

航跡の移動量は次の式によつて求めることがで
きる。

西方向移動量＝Wa｛ΔL₀₂×t₁＋ΔL₀₁ ×（T₁₂−t₁）｝／T₁₂＋Wb｛ΔL₀₂×r₁ ＋ΔL₀₁×（R₁₂−R₁）｝／R₁₂ ……(1) 北方向移動量＝Wa｛ΔL_a2×t₁＋Δ_a1 ×（T₁₂−t₁）｝／T₁₂＋Wb｛ΔL_a2×r₁ ＋ΔL_a1×（R₁₂−r₁）｝／R₁₂ ……(2) t₁：１回目の修正からの時間 r₁：１回目の修正からの距離 T₁₂：１回目と２回路の修正間の時間 R₁₂：１回目と２回目の修正間の距離 時間による比例配分のとき Wa＝１、Wb＝０ 距離による比例配分のとき Wa＝０、Wb＝１ 時間と距離による比例配分のとき Wa＋Wb＝
１ このような演算を行うことにより、同図Ｃに示
すようにａ点とｂ点で一致する航跡が得られる。

しかしながらこの方法では、２回目の修正が行
われるまで同図Ａに示すような航跡が表示される
ことになる。そこで２回目の修正が行われるまで
の間はロランの測位位置を西方向にΔLo₁、北方
向Δ4La₁移動させて同図Ｂに示すように表示し、
２回路の修正が行われた時点で同図Ｃに示すよう
に航跡を表示す。このように表示することによ
り、修正前の航跡の位置誤差を少なくすることが
できる。

次に第１図に示したCPU１９の処理手順につ
いて具体的に説明する。以下の説明では所謂ノー
スアツプトルーモーシヨンにより海図が表示され
ていて、航跡の修正はレーダ映像を移動させるこ
とによつて行う。従つて海図は第２図に示すよう
に緯度Lac、経度Locを中心として表示範囲2Dp
の範囲を画面上に表示する。また、時間による比
例配分のみによつて航跡の修正を行う。尚、航跡
は第６図に示すようにΔtの時間間隔で点線で表
示し、現在の自船位置に自船マークを表示する。
図において四角形のマークは修正点の位置を表
し、ｍの番号で表した各点は航跡を表している。

以下の説明で用いる各種記号の意味は次の通り
である。ここでLaは緯度、Loは経度をそれぞれ
表している。

ｔ：時刻 La_(L)，Xo_(L)：ロラン測位位置（第７図Ａに相当） L_a′_(L)，L_p′_(L)：修正ロラン測位位置（第７図Ｂに
相当） L_a″_(L)，L_p″_(L)：修正ロラン測位位置（第７図Ｃ） L_a(R)o：ｎ回目の修正時のレーダ中心位置 L_p(R)o：ｎ回目の修正時のレーダ中心位置 L_a(L)o：ｎ回目の修正時のロラン川位位置 L_p(L)o：ｎ回目の修正時のロラン測位位置 ΔL_ao：ｎ回目の修正時の基準ずれ量｛L_a(R)o−
L_a(L)o｝ ΔL_po：ｎ回目の修正時の基準ずれ量｛L_p(R)o−
L_p(L)o｝ t_o：ｎ回目の修正時の時刻 ｍ：修正時の航跡番号 t_o,n：ｎ回目の修正後航跡番号ｍを表示した時刻 L_a(L)o,n：時刻t_o,n時のロラン測位位置 L_p(L)o,n：時刻t_o,n時のロラン測位位置 L_a′_(L)o,n：時刻t_o,n時のロラン修正位位置｛L_a(L)o,n
＋ΔL_ao｝ L_p′_(L)o,n：時刻t_o,n時のロラン修正測位位置
｛L_p(L)o,n＋ΔL_po｝ L_a″_(L)o,n：時刻t_o,n時のロラン修正測位位置 L_p″_(L)o,n：時刻t_o,n時のロラン修正測位位置 L_a″_(L)o,n＝｛ΔL_ao+1×（T_o,n−t_o）＋ΔL_ao・（t_o+1
−t_o,n）｝／（t_o+1−t_o） L_p″_(L)o,n＝｛ΔL_po-1×（t_o,n−t_o）＋ΔL_po×（t_o+1
−t_o,n）／（t_o+1−t_o） Ｘ：画面上水平方向位置 Ｙ：画面上垂直方向位置 2N：画面上水平及び垂直方向画素数 2D_P：表示範囲 L_L，Y_L：L_a(L)，L_p(L)の画面上の位置 L_L＝−｛L_p(L)−L_pc｝COS（L_ac）× 60×1852×Ｎ／P_P＋Ｎ Y_L＝｛L_a(L)−L_ac｝×60×1852 ×Ｎ／P_P＋Ｎ L′_L，Y′_L：L_a′_(L)，L_p′_(L)の画面浄の位置 L′_L＝−｛L_p′_(L)−L_pc｝COS（L_ac×60×1852×Ｎ／
D_P＋Ｎ Y′_L＝｛L_a′_(L)−L_ac｝×60×1852 ×Ｎ／D_P＋Ｎ X″_L，Y″_L：L_a″_(L)，L_p″_(L)の画面上の位置 X″_L−｛L_p″_(L)−L_pc｝×COS（L_ac）60×1852 ×Ｎ／D_P＋Ｎ Y″_L＝｛L_a″_(L)−L_ac｝×60×1852 ×Ｎ／P_P＋Ｎ ΔX，ΔY：修正時の画上におけるレーダ中心の
X_L，Y_Lに対する移動量 ΔX＝−〓4L_p×COS（L_ac）×60×1852×Ｎ／D_P ΔY＝ΔL_a×60×1852×Ｎ／D_P X_R，Y_R：修正中のレーダ中心位置 X_R＝L_L＋ΔY Y_R＝Y_L＋ΔY X_Lo，Y_Lo：ｎ回目の修正時のL_L，Y_L X′_Lo，Y′_Lo：ｎ回目の修正時のL′_L，Y′_L X″_Lo，Y″_Lo：ｎ回目の修正時のX″_L，Y″_L ΔX_o，ΔY_o：ｎ回目の修正時のΔX，ΔY X_Ro，Y_Ro：ｎ回目の修正時のX_R，Y_R m_MAXo：ｎ＋１回目の修正直前のｍの値 次に第１図に示したCPU１９の処理手順につ
いて説明する。第３図はCPU１９の通常の動作
を表し、第４図は修正スイツチが操作されたとき
に行う割込１の処理手順を表し、第５図はΔtの
パルスが発生した際行う割込２の処理手順をそれ
ぞれ表している。

先ず電源がオンされると第３図に示すように航
跡を表す序数ｍと何番目の修正であるかを表す値
ｎをリセツトする（n1）。次にロランから現在の
自船位置L_a(L)，L_p(L)を読み出す（n2）。このよう
にして求めた自船位置の緯度経度情報を表示すべ
き画面の中央位置を表すデータLac，Locに設定
し、また初回目のロラン測定位置L_a(L)O，L_p(L)pに
設定する。続いて（Lac，Loc）を中心として南
北2Dp、東西2Dpの範囲の海図を海図メモリ７か
ら読み出し、海図航跡メモリ１２に書き込む。こ
れにより現在の自船位置を中心とする海図が表示
される。

次に修正モードでスイツチ３の状態を判別し
（n5）、修正モードでなければロラン測位位置に
基づいて現在の自船マークを表示する。即ち先ず
ロラン測位位置L_a(L)，L_p(L)を読み出し（n6）、こ
のデータから表示すべき自船位置X′_L，Y′_Lを算出
し（n7）、その位置を中心としてレーダ映像を表
示する（n8）。次に、現在表示中の自船マークを
消去し、新たな自船位置に自船マークを表示する
（n9→n10）。

通常は上記の処理が繰り返されるが、一定時間
間隔で発生されるΔtのパルスが発生されたとき
第５図に示す割込処理を行う。まず、ｍをインク
リメントし、そのときの時刻ｔ、ロラン測位位置
L_a(L)，L_p(L)、を読み出す（n21）。これらのデータ
を各々ｎ回目の修正後におけるｍ個目のロラン測
位位置として記憶する（n22）。続いて時刻t_o,nに
おける修正後のロラン測位位置に相当する画面上
の位置を求め、航跡マークを書き込む。これによ
り航跡の表示を行う（n23→n24）。

以上のようにして第７図Ｂに示したような航跡
が表示される。ここで修正モードスツチがオン状
態となれば、第３図に示すようにまずポテンシヨ
メータ４からΔX，ΔYおよびロラン５から測位
位置を読み出し、これらのデータからレーダ映像
の画面上の中心位置X_R，Y_Rを算出してその位置
を中心としてレーダ映像を表示する（n11→n12
→n13）。その後現在表示中の自船マークを消去
し、新たに求めたレーダ映像を中心位置に自船マ
ークを表示する（n14→n15）。

修正モードにおいてレーダ映像が海図と重なつ
たとき修正スイツチが操作される。修正スイツチ
８が操作されたとき、第４図に示す割込処理を行
う。この割込処理では、まず修正直前のｍの値を
待避する（n30）。続いてその時の時刻とロラン
測位位置およびポテンシヨメータによつて設定さ
れた移動量を読み出す（n31）。次に前記移動量
からロラン測位位置の修正村を算出する（n32）。
続いて修正時にける時刻とロラン測位位置をそれ
ぞれ記憶する（n33）。さらにロラン測位位置と
移動量に基づいてレーダ映像の中心位置を算出
し、修正点を表すマーク海図航跡メモリに書き込
み、これにより表示を行う（n34→n35）。

n31〜n35処理によつて現在の自船位置の修正
が行れ、次に以前航跡を表す各点の修正を行う。
まずループカウンタＫに１を設定し（n36）、既
に表示されているＫ番目の航跡を消去し、消去し
た航跡の新たに表示すべき表示位置を算出する
（n37→n38）。この演算はLa″_(L)o,nを求めてこれに
対する表示位置を求めることによつて算出され
る。以上の修正処理をＫが必要な点数になるまで
繰り返し行う（n40→n41→n37）。その後、新た
な航跡を記憶し、表示するためにｍをリセツト
し、修正の回数を表す値ｎをインクリメントする
（n42）。

以上のようにして修正モードにおいてポテンシ
ヨメータの操作を行いレーダ映像を海図の映像と
重畳させて修正スイツチを操作することにより、
前回の修正点からこれまで表示されていた航跡が
修正されて再表示され、常に連続的な航路を表示
することが可能となる。

なお、実施例は始点からの時間に応じた比例配
分によつてのみ航跡を修正する例であつたが、始
点からの距離に応じて、あるいは時間と距離を併
用して比例配分によつて航跡を修正することも可
能である。距離に応じたずれ量を算出する場合、
始点からの距離は航跡上の距離を用いるが、その
値は測位した航跡の各点間の直線距離を累計する
か、近似曲線を算出して求めることができる。

(h) 発明の効果 以上のようにこの発明によれば、通常は常時ま
たは短時間周期で測位を行う測位手段によつて航
跡を表示し、必要な時点で絶対誤差の比較的小さ
な測位手段により求めた情報に基づいて現在の自
船位置を修正するとともに、それまで表示されて
いた航跡も修正されて連続的な航跡が表示される
ため、航跡が見易くなり、航跡の各点における位
置精度も向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である航跡表示装置
のブロツク図、第２図は同装置の表示例、第３図
はCPUの通常の処理手順を表すフローチヤート、
第４図は修正スイツチが操作されたときに行う処
理手順を表すフローチヤート、第５図は一定時間
間隔で発生されるパルスに基づいてロランから現
在の位置を読み出し航跡表示を行う処理手順を表
すフローチヤート、第６図は表示される航跡の様
子を表す図、第７図Ａ、Ｂ、Ｃはこの発明による
航跡の修正方法を説明するための図、第８図Ａ、
Ｂは第２の測位手段であるレーダを用いて航跡を
修正する際の表示例を表す図、第９図Ａ，Ｂは従
来の航跡修正によつて表示される例を説明するた
めの図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ自船位置を測位する第１・第２の測
   位手段と、 第１の測位手段により求められた複数回分の自
   船位置情報の集合からなる航跡を記憶する航跡記
   憶手段と、 前記航跡を表示画面上に表示する航跡表示手段
   と、 今回の航跡修正時に、第２の測位手段により求
   められた自船位置に対する第１の測位手段により
   求められた自船位置の位置ずれ量を、基準ずれ量
   として設定する基準ずれ量設定手段と、 航跡表示開始時または前回の航跡修正時に第２
   の測位手段により求められた自船位置と基準点と
   し、この基準点から今回の修正時までの航跡を構
   成する過去の各自船位置情報の位置ずれ量を、前
   記基準点からの時間および／または距離に応じて
   前記基準ずれ量の比例配分により求める、位置ず
   れ量算出手段と、 前記位置ずれ量算出手段により求められた位置
   ずれ量だけ、前記各自船位置情報をそれぞれ修正
   する航跡修正手段、とを設けたことを特徴とする
   航跡表示装置。