JPH0572335A - 異常船速の検出方法およびその装置 - Google Patents

異常船速の検出方法およびその装置

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JPH0572335A
JPH0572335A JP3215168A JP21516891A JPH0572335A JP H0572335 A JPH0572335 A JP H0572335A JP 3215168 A JP3215168 A JP 3215168A JP 21516891 A JP21516891 A JP 21516891A JP H0572335 A JPH0572335 A JP H0572335A
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ship
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signal
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Yasuhisa Nagira
泰久 柳楽
Shinichi Kodama
真一 小玉
Shigeru Aoyama
繁 青山
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KAIJO HOANCHIYOU CHOKAN
Furuno Electric Co Ltd
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KAIJO HOANCHIYOU CHOKAN
Furuno Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出した船速信号が異常でないかを判定し、
かつ異常の場合には、別の信号によってバックアップす
る。 【構成】 船速計よりの船速D1と、航法装置等よりの
船速D2との応答速度を揃えた上で両船速の差を求め、
この値をしきい値と比較することにより、船速D1が異
常でないかを判定する。又、船速D1が異常の場合には
このD1に代えて船速D2に基づき作成した船速でもって
バックアップする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、船速計で測定した船速
が異常でないかを検出する方法およびその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】船舶の潮流に対する船速(対水速度)や海
底に対する船速(対地速度)、および対水速度と対地速度
との差から得られる潮流といった船速情報の利用用途は
広く、例えばコンパスと併用した推測航法(デトレコ)、
船舶の機関出力の調整、測位位置の検出用としてNNS
S等の航法計器への入力、ジャイロコンパスの方位誤差
補正、工程積算距離計による船舶走行距離の算出、その
他、衝突予防装置(アルパ)への速度情報、フィンスタビ
ライザの角度調整、さらには煙突の開口面積の調整など
に用いられ、操船者にとっては必要不可欠の情報となっ
ている。
【0003】対水速度の検出法としては、船舶より水中
に向けて超音波を発射し、設定深度から帰来する反射波
のドップラーシフト量に基づきその深度における対水速
度を検出する装置(ドップラログ)や、船体よりセンサー
を突出し、水流によってこのセンサーの相対する電極間
に発生する起電力の大きさから対水速度を得る装置(電
磁ログ)が知られており、対地速度は、前記ドップラロ
グにて海底より帰来する反射波に基づき検出することが
できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ドップラロ
グは、超音波を用いているために気泡が発生した場合に
は誤検出が生じ易く、しかも対水反射信号は、もともと
S/N比が低いために気泡の発生により更に検出が困難
となる。又、電磁ログにおいては、気泡発生や伴流が生
じたりすると起電力に誤差を生じる。
【0005】この気泡発生等により正確な船速信号を受
信できない状態が識別可能ならば、このときに検出した
信号を除去すればよいが、気泡発生は突然にかつ断続的
に起こるものであるため、そのような識別は不可能であ
り、異常な船速信号を取り込んでしまう結果、船舶にお
いてシステム的に構成された各装置の動作に計り知れな
い障害を与える。例えば、機関出力が正常であるにも拘
わらず異常と判断され警報を出力したり、フィンスタビ
ライザが定速航走中であるのに突然その角度が変わって
しまい船体が異常に傾くといったことも起こり得り、重
大事故につながる危険性があった。
【0006】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、測定した船速が正常か否かを判定
し、異常の場合には警報を出力するか、もしくは別の測
定系で得た信号でもってバックアップ可能とした異常船
速の検出方法および装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の異常船速の検出
方法(請求項1記載)は、船速計で測定した船速が異常で
ないかを検出する方法であって、船速計で測定した船速
(D1)と、異種の船速もしくは別の測定系で得た船速(D
2)との少なくとも一方を指数平滑化することにより、前
記船速(D1)および(D2)における各応答特性をほぼ合致
させた上で、双方の船速差を求め、該船速差が所定のし
きい値を上回ったとき、前記船速(D1)を異常と判定す
ることを特徴とする。
【0008】第1発明の異常船速検出装置(請求項2記
載)は、図1に示すように、前記船速計で測定した船速
信号を受ける船速信号入力部(1)と、異種の船速信号も
しくは別の測定系で得た船速信号を受ける船速信号入力
部(2)と、船速信号入力部(1)および(2)にそれぞれ入
力された船速(D1)および船速(D 2)の信号特性を表す分
散K1およびK2を検出する分散検出部(3)および(4)
と、船速(D2)を指数平滑化して船速(D1)の応答特性に
近似させる際、該指数平滑のときに用いる平均指数R1
を、前記分散K1およびK2の差異から求める平均指数演
算部(7)と、前記平均指数R1を用いて船速(D2)を指数
平滑化して船速(D3)を演算する指数平滑部(8)と、船
速(D1)と船速(D3)との船速差(DD)を求める船速差演
算部(9)と、前記船速差(DD)がしきい値を上回ったと
き、船速(D1)を異常と判定する信号判定部(12)とを
備えたことを特徴とする。
【0009】第2発明の異常船速検出装置(請求項3記
載)は、図1の枠Aで示すように、上記信号判定部(1
2)が正常な船速(D1)を検出している間、船速差演算部
(9)より出力される船速差(DD)をラッチするラッチ回
路(10)と、前記船速(D3)からラッチ回路(10)でラ
ッチされた船速差(DD')を減算して船速(D4)を演算す
る船速演算部(11)と、前記信号判定部(12)が船速
(D1)を異常と判定したとき、船速(D1)に代えて前記船
速(D4)を出力する切換スイッチ(13)とを更に備え
る。請求項2もしくは請求項3記載の異常船速検出装置
は、図1の枠Bで示すように、信号判定部(12)が船速
(D1)を異常と判定したとき、警報を出力する警報器(1
6)を選択的に備えることができる。
【0010】第3発明の異常船速検出装置(請求項5記
載)は、図3に示すように、前記船速計で測定した分散
3を有する船速信号を受ける船速信号入力部(21)
と、異種の船速信号もしくは別の測定系で得た分散K4
を有する船速信号を受ける船速信号入力部(22)と、分
散K3を有する船速(D1)を、規定の平均指数S2でもっ
て指数平滑化することにより、所望の応答特性Zを持っ
た船速(D1')を与える平均指数演算部(22)と、分散K
4の船速(D2)を、規定の平均指数S3でもって指数平滑
化することにより、前記応答特性Zを持った船速(D2')
を与える平均指数演算部(23)と、船速(D1')と船速
(D2')との船速差(DD)を求める船速差演算部(25)
と、前記船速差(DD)がしきい値S1を上回ったとき船
速(D1)を異常と判定する信号判定部(26)とを備え
る。
【0011】第4発明の異常船速検出装置(請求項6記
載)は、図3の枠Mで示すように、上記信号判定部(2
6)が船速(D1')を異常と判定したとき、船速(D1')に
代えて前記船速(D2')を出力する切換スイッチ(27)を
更に備える。
【0012】第5発明の異常船速検出装置(請求項7記
載)は、図5に示すように、上記信号判定部(26)によ
り、船速(D1')が正常と判定されいてる間は、指数平滑
部(23)よりの船速(D1')をそのまま出力するが、船速
(D1')が異常と判定されたときは、ラッチしていた船速
(D1')の直前の正常時の船速(Dh')を出力するラッチ/
スルー切換部(29)を更に備える。
【0013】請求項5ないし請求項7のいずれかに記載
の異常船速検出装置は、図3もしくは図5の枠Bで示す
ように、信号判定部(12)が船速(D1')を異常と判定し
たとき、警報を出力する警報器(16)を備えることがで
きる。
【0014】
【作用】第1発明の異常船速検出装置では、船速(D1)
および船速(D2)の信号特性を表す分散K1およびK2
分散検出部(3)および(4)にてそれぞれ求められる。そ
して両船速(D1)および(D2)における信号の応答速度を
合致させるべく、これらの分散K1およびK2から平均指
数演算部(7)により平均指数R1が演算され、この平均
指数R1でもって指数平滑部(8)において船速(D2)が指
数平滑化されることにより、船速(D1)の応答特性に近
似した船速(D3)が求められる。応答特性が揃えられた
船速(D1)および(D2)は、船速差演算部(9)にて船速差
(DD)が求められ、そして信号判定部(12)において、
船速差(DD)があるしきい値S1を上回ったとき、船速
(D1)が異常であると判定される。
【0015】第2発明の異常船速検出装置では、船速
(D1)が異常と判定されたとき、ラッチ回路(10)に
は、船速(D1)が異常になる直前の正常な船速差(DD')
がラッチされており、船速演算部(11)において、前記
船速(D3)から船速差(DD')を減じて船速(D4)が求め
られ、前記信号判定部12により船速(D1)が異常と判
定されたとき、切換スイッチ13の信号切り換えによ
り、船速(D1)に代えて船速(D4)がバックアップ用とし
て出力される。
【0016】第2発明及び第3発明の異常船速検出装置
は、必要に応じて、警報器(16)を設けることにより、
船速(D1)が異常のときに警報が出力される。
【0017】第3発明の異常船速検出装置では、検出し
た船速(D1)、(D2)の信号の分散、それ故、応答特性が
既知の場合であって、そのため、固定の平均指数S1
2でもってそれぞれ指数平滑化が行われ、応答特性が
揃えられた船速(D1')、(D2')の船速差(DD)が求めら
れ、この船速差(DD)に基づき船速(D1')が正常か異常
かが判定される。
【0018】第4発明の異常船速検出装置では、第3発
明の装置で船速(D1')が異常と判定されたとき、航法装
置よりの船速(D2')がバックアップとして出力され、
又、第5発明の異常船速検出装置では、船速(D1')が異
常と判定されたとき、ラッチしていた船速(D1')の直前
の正常な船速(Dh')が出力される。
【0019】
【実施例】図2は、本発明の異常船速検出装置の一実施
例を示す制御ブロック図である。1および2は船速信号
入力部であり、この入力部1には船速D1として例えば
超音波を用いた船速計で得た対地速度の信号が入力さ
れ、入力部2には船速D2としては、超音波方式とは異
なる測定系である航法装置よりの対地速度の信号が入力
される。航法装置とは、GPS(グローバル・ポジショ
ニング・システム)やロランC等の航法機器からの情報
により位置情報や対地速度を求める装置である。
【0020】3および4は、二つの船速D1、D2の信号
特性からそれぞの分散K1、K2を求める分散検出部であ
り、それぞれの分散K1、K2はメモリ5、6に記憶され
る。7は、分散K1、K2の差異から指数平滑部8で用い
る平均指数R1を求める平均指数演算部であり、指数平
滑部8は、この平均指数R1でもって船速D2を指数平滑
化することにより、船速D1に近似する応答特性を持つ
船速D3を求める。9は、船速D1と指数平滑化された船
速D3との船速差DD(=D1−D3)を演算する船速差演
算部である。
【0021】10は、ラッチ回路であり、後記の信号判
定部12の判定結果により、この船速差DDが正常と判
定される間、船速差演算部9よりの船速差DDをラッチ
する。11は、ラッチ回路10でラッチされた船速差D
Dと船速D3との船速差D4を演算する船速演算部であ
る。信号判定部12は、前記船速差DDがしきい値S1
を下回るか否かによって船速D1が正常であるか異常で
あるかを判定する。13は、切換スイッチであり、船速
1が異常と判定されたとき、指数平滑部14に供給す
る信号を船速D1から船速演算部11で演算された船速
差D4に切換える。指数平滑部14は固定の平均指数に
よって入力値を指数平滑化し、船速出力部15に供給す
る。16は警報器であり、船速D1が異常と判定された
ときに警報を出力する。
【0022】上記構成の装置の動作を以下に述べる。船
速信号入力部1および2に入力された船速D1とD2は、
分散検出部3および4において、それらの信号の信号特
性を知るために分散K1、K2が検出され、それぞれメモ
リ5および6に記憶される。平均指数部7では、分散K
1、K2の差異から平均指数R1が求められ、そして指数
平滑部8では、この平均指数R1に基づき船速D2が指数
平滑化されることにより、船速D2の応答特性にほぼ合
致した船速D3が得られる。
【0023】船速差演算部9では、船速D1と前記船速
3と船速差DDが求められ、この船速差DDは、信号
判定部12において、しきい値S1以下であるか否かが
判定され、DD≦S1であれば、船速D1は正常であると
判定され、この船速D1が切換スイッチ13を介して指
数平滑部14に供給される。一方、DD>S1であり、
船速D1が異常であると判定されたならば、切換スイッ
チ13が切り換えられると共に警報器16で警報音が出
力される。又、ラッチ回路10が船速差9よりの船速差
DDの取り込みを停止するので、このラッチ回路10に
は異常となる直前の正常時の船速差(DD'と記す)がラ
ッチされることになる。船速演算部11では、前記の指
数平滑化された船速D3から正常時における船速差DD'
を減じて船速D4が演算される。この船速D4は切換スイ
ッチ13を介して指数平滑部14に供給され、ここで固
定の平均指数により指数平滑化され、船速出力部15に
供給される。
【0024】この後、信号判定部12において、DD<
1と判定され、船速D1が正常に復帰した時には直ちに
切換スイッチ13が切り換えられ、指数平滑部14には
船速D1が供給される。このように、船速D1が異常値と
なったときや欠落したような場合に、この船速D1に代
えて航法装置よりの船速D2に基づき作成された船速D4
がバックアップ信号として供給される。
【0025】上記実施例では、船速信号入力部1には船
速D1として対地速度を入力したが対水速度であっても
よく、又、船速信号入力部2に対する船速D2に航法装
置よりの対地速度を入力したが、別の超音波式の船速計
で得られた対地速度あるいは対水速度であっても、双方
の信号の応答特性を合致させることにより、一方の信号
を他方の信号で同様にバックアップすることができる。
【0026】又、上記の実施例では、船速計および航法
装置で検出される信号の分散、それ故、応答特性を未知
としたが、船速計が特定の例えばドップラ船速計であ
り、航法装置も特定のもので、それらの検出信号の分
散、並びに応答特性が既知の場合には、図2における分
散検出部3および4は不要であり、第3発明としてこの
場合の制御ブロック図を図4に示している。
【0027】船速信号入力部21に入力された、分散が
既知(K3とする)の船速信号D1が、所望の応答特性Zを
持った船速D1'となるように、指数平滑分散23にて、
分散K3に対応する平均指数S2でもって指数平滑化され
る。他方、船速信号入力部22に入力された、分散が既
知(K4とする)の船速信号D2が、同じ応答特性Zを持っ
た船速D2'となるように、指数平滑分散24にて、分散
4に対応する平均指数S3でもって指数平滑化される。
応答特性が揃えられた両船速D1'、D2'は、船速差演算
部25にて船速差DD(=D1'−D2')が求められ、この
船速差DDがしきい値S1以下かこれを上回るかで船速
1'が正常か異常かが判定され、図7で示されるよう
に、正常の場合(D1'≧D2'−S1のとき)は、切換スイ
ッチ27から正常な船速D1'が出力されるが、船速D1'
が異常の場合(D1'<D2'−S1のとき)は、船速D1'に
代えて船速D2'が出力される。尚、船速D1'が正常に戻
れば、再びこの船速D1'が出力される。
【0028】図6に第4発明の一実施例を示しており、
図4と異なるのは、切換スイッチ27の代わりにラッチ
/スルー切換部29が設けられており、船速D1'が正常
の場合は、これをそのまま出力するが、船速D1'が異常
となったとき、ラッチしていた船速D1'の直前の正常時
の船速Dh'を出力する。尚、図4および図6の装置にお
いては、両船速信号D1、D2を共に指数平滑化したが、
一方の船速(例えばD1)の応答特性が他方の船速D2に合
致するよう、船速D1に対してのみ所定の平均指数にて
指数平滑化してもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、船速D
1とは別に航法装置等よりの船速D2を入力し、両船速の
応答特性を揃えた上で両船速の差を求め、この船速差が
しきい値を下回るか否かによって船速D1が正常である
か異常であるかを判定可能としたものであり、従って、
本発明によれば異常な船速を排除可能となるので異常な
船速信号の取り込みにより、船舶航行に支障をきたすと
いった不具合をなくせる。又、船速D1に異常が検出さ
れたとき、別の測定系で得た船速D2に基づき作成され
た船速D4もしくは船速D1の直前の正常時の船速によっ
てバックアップ可能としたので、船速D2の検出が一時
的に途絶えたような場合でも引き続き的確な船速を出力
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1発明および第2発明の異常船速検出装置
のクレーム対応図。
【図2】 図1の一実施例を示す制御ブロック図。
【図3】 第3発明および第4発明の異常船速検出装置
のクレーム対応図。
【図4】 図3の一実施例を示す制御ブロック図。
【図5】 第5発明の異常船速検出装置のクレーム対応
図。
【図6】 図5の一実施例を示す制御ブロック図。
【図7】 図4の装置における出力信号を示すタイムチ
ャート。
【図8】 図6の装置における出力信号を示すタイムチ
ャート。
【符号の説明】
1 船速信号入力部 2 船速信号入力部 3 分散検出部 4 分散検出部 5 メモリ 6 メモリ 7 平均指数演算部 8 指数平滑部 9 船速差演算部 10 ラッチ回路 11 船速演算部 12 信号判定部 13 切換スイッチ 14 指数平滑部 15 船速出力部 16 警報器 23 指数平滑部 24 指数平滑部 29 ラッチ/スルー切換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 繁 兵庫県西宮市芦原町9番52号 古野電気株 式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船速計で測定した船速が異常でないかを
    検出する方法であって、船速計で測定した船速(D1)
    と、異種の船速もしくは別の測定系で得た船速(D2)と
    の少なくとも一方を指数平滑化することにより、前記船
    速(D1)および(D2)における各応答特性をほぼ合致させ
    た上で、双方の船速差を求め、該船速差が所定のしきい
    値を上回ったとき、前記船速(D1)を異常と判定するこ
    とを特徴とする異常船速の検出方法。
  2. 【請求項2】 船速計で測定した船速が異常でないかを
    検出可能とした異常船速検出装置であって、 前記船速計で測定した船速信号を受ける船速信号入力部
    (1)と、 異種の船速信号もしくは別の測定系で得た船速信号を受
    ける船速信号入力部(2)と、 船速信号入力部(1)および(2)にそれぞれ入力された船
    速(D1)および船速(D2)の信号特性を表す分散K1およ
    びK2を検出する分散検出部(3)および(4)と、 船速(D2)を指数平滑化して船速(D1)の応答特性に近似
    させる際、該指数平滑のときに用いる平均指数R1を、
    前記分散K1およびK2の差異から求める平均指数演算部
    (7)と、 前記平均指数R1を用いて船速(D2)を指数平滑化して船
    速(D3)を演算する指数平滑部(8)と、 船速(D1)と船速(D3)との船速差(DD)を求める船速差
    演算部(9)と、 前記船速差(DD)がしきい値を上回ったとき、船速
    (D1)を異常と判定する信号判定部(12)とを備えたこ
    とを特徴とする異常船速検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の装置に、上記信号判定部
    (12)が正常な船速(D1)を検出している間、船速差演
    算部(9)より出力される船速差(DD)をラッチするラッ
    チ回路(10)と、 前記船速(D3)からラッチ回路(10)でラッチされた船
    速差(DD')を減算して船速(D4)を演算する船速演算部
    (11)と、 前記信号判定部(12)が船速(D1)を異常と判定したと
    き、船速(D1)に代えて前記船速(D4)を出力する切換ス
    イッチ(13)とを更に備えたことを特徴とする異常船速
    検出装置。
  4. 【請求項4】 信号判定部(12)が船速(D1)を異常と
    判定したとき、警報を出力する警報器(16)を備えた請
    求項2もしくは請求項3記載の異常船速検出装置。
  5. 【請求項5】 船速計で測定した船速が異常でないかを
    検出可能とした異常船速検出装置であって、 前記船速計で測定した分散K3を有する船速信号を受け
    る船速信号入力部(21)と、 異種の船速信号もしくは別の測定系で得た分散K4を有
    する船速信号を受ける船速信号入力部(22)と、 分散K3の船速(D1)を、規定の平均指数S2でもって指
    数平滑化することにより、所望の応答特性Zを持った船
    速(D1')を与える平均指数演算部(22)と、 分散K4の船速(D2)を、規定の平均指数S3でもって指
    数平滑化することにより、前記応答特性Zを持った船速
    (D2')を与える平均指数演算部(23)と、 船速(D1')と船速(D2')との船速差(DD)を求める船速
    差演算部(25)と、 前記船速差(DD)がしきい値S1を上回ったとき、船速
    (D1)を異常と判定する信号判定部(26)とを備えたこ
    とを特徴とする異常船速検出装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の装置に、上記信号判定部
    (26)が船速(D1')を異常と判定したとき、船速(D1')
    に代えて、前記船速(D2')を出力する切換スイッチ(2
    7)を更に備えたことを特徴とする異常船速検出装置。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の装置に、上記信号判定部
    (26)により、船速(D1')が正常と判定されいてる間
    は、指数平滑部(23)よりの船速(D1')をそのまま出力
    するが、船速(D1')が異常と判定されたときは、ラッチ
    していた船速(D1')の直前の正常時の船速(Dh')を出力
    するラッチ/スルー切換部(29)を更に備えたことを特
    徴とする異常船速検出装置。
  8. 【請求項8】 信号判定部(12)が船速(D1')を異常と
    判定したとき、警報を出力する警報器(16)を備えた請
    求項5ないし請求項7のいずれかに記載の異常船速検出
    装置。
  9. 【請求項9】 請求項2ないし7のいずれかに記載の異
    常船速検出装置を具備することを特徴とする船速計。
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