JPH06149148A

JPH06149148A - ヨット操船シミュレータ

Info

Publication number: JPH06149148A
Application number: JP30391892A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Sato; 則行佐藤; Takao Ushioku; 孝男牛奥; Toshiki Kozuka; 敏紀小塚; Tomoo Mizuno; 智夫水野; Hiroaki Tomimatsu; 宏明富松
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】訓練用ヨットのセールに風を送りつつ、且つ
訓練用ヨットの船体姿勢並びに方位を実船同様に変化さ
せつつ操船訓練を行うヨット操船シミュレータにおい
て、視覚的臨場感の向上を図る。【構成】ヨットの帆走状態を検出するセンサ１８と、
ヨットの船体方位および船体速度を時時刻々と演算する
演算装置３２と、光ディスクに記録された映像情報を次
々に読取り、ヨット視界の映像信号を出力する光ディス
ク再生装置３８と、訓練用ヨット１の前方に設けられた
スクリーン２３にヨットの視界映像を投影するプロジェ
クタ２４とを具備して構成される。島３９などの固定物
標の映像と潮流４０の映像とを画像合成した映像情報を
ヨットの船体方位に対応させて光ディスクに多数記録し
ておき、島３９などの風景映像と共に進行方向の潮流４
０の映像をスクリーン２３に映し出すことで、高い臨場
感を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はヨットの操船訓練を陸
上で行うためのヨット操船シミュレータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ヨットはセールに作用する風力から推力
を得て航走するものであるが、この推力は風速・風向及
びセール角等により変化するためヨットの操船技術を習
得するには実際に海に出て練習をすることが重要であ
り、そのため、従来ヨットの練習は、海上において熟練
者との同乗によって行われるのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、海上での練習
は天候に左右され、また訓練を受ける側と同乗して指導
にあたる側の両者の都合に合わせて練習を行わなければ
ならないため練習計画が立てにくく、初心者が手軽にヨ
ットの操船技術を習得することは困難である。

【０００４】このため、陸上で随時操船練習を行うこと
ができる操船シミュレータが、特開昭50-60338号、特開
平2-255165号等に提案されている。これらの装置はいず
れも、訓練用ヨットを駆動装置上に取付け、訓練用ヨッ
ト本体をローリング方向、ピッチング方向及びヨーイン
グ方向に揺動させることで実船に近い船体動揺を体感で
きるようにしたものであるが、ヨットの帆走状態によっ
て変化する島影や潮流などの視界映像を応答性良く映し
出す手段を持たず、視覚的臨場感に欠けるものであっ
た。

【０００５】この発明は、上記事情に鑑み創案されたも
のであり、高い視覚的臨場感の下でごく手軽にセーリン
グ感覚を体感しながらセーリングの技術を習得できるヨ
ット操船シミュレータを提供することを目的とするもの
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、訓練用ヨットのセールに風を送りつつ、
且つ訓練用ヨットの船体姿勢並びに方位を実船同様に変
化させつつ操船訓練を行うヨット操船シミュレータにお
いて、上記訓練用ヨットのヒール角、ブーム角、ラダー
角、メインセールのハリヤードテンションなどヨットの
帆走状態を検出するセンサと、そのセンサの検出値に基
づいてヨットの船体方位および船体速度を時時刻々と演
算する演算装置と、その演算装置から送られてくる演算
結果に基づいて光ディスクに記録された映像情報を次々
に読取り、船体方位および船体速度に応じたヨット視界
の映像信号を出力する光ディスク再生装置と、その光デ
ィスク再生装置からの映像信号を受けて訓練用ヨットの
前方に設けられたスクリーンにヨットの視界映像を投影
するプロジェクタとを備えて構成されるものである。

【０００７】また、この発明のヨット操船シミュレータ
において、上記光ディスクには、島などの固定物標の映
像と潮流の映像とを画像合成した映像情報がヨットの船
体方位に対応させて多数記録されていることが望まし
い。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、訓練用ヨットのセールに実
際に風を送ってヨットに推力を与えると共に操船訓練者
のティラーとメインシートなどの操作状況により実際に
ヨットが受ける帆走状態をセンサで常時検出し、その検
出値に基づいてヨットの船体方位および船体速度を演算
装置で時時刻々と演算し、その演算装置から送られてく
る演算結果に基づいて光ディスクに記録された映像情報
を光ディスク再生装置で次々に読取って船体方位および
船体速度に応じたヨット視界の映像信号をプロジェクタ
へ出力し、訓練用ヨットの前方に設けられたスクリーン
に船体方位および船体速度に応じて変化する視界映像を
投影することで、高い臨場感の下でセーリング感覚を楽
しみつつ操船に必要な諸技術を習得することができる。

【０００９】映像情報の記録媒体として情報容量が大き
くアクセススピードの速い光ディスクを使用したことに
より、帆走状態の変化に対して応答性良く視界映像を発
生させることができる。この光ディスクに島などの固定
物標の映像と潮流の映像とを画像合成した映像情報をヨ
ットの船体方位に対応させて多数記録しておき、ヨット
の進行によって移りゆく島などの風景映像と共に進行方
向の潮流の映像をスクリーンに映し出すことで、高い臨
場感が得られると共に、操船者が自分の目で潮流の向き
を確かめながら潮流に対し船体の向きを調節するといっ
た操船訓練を行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。

【００１１】図３乃至６に訓練用ヨットとその周辺装置
の概要を示す。この訓練用ヨット１はＹ１５と略同様の
ヨットであり、通常のヨットと同様に艤装されている。
図において、２は船体、３はマスト、４はメインセー
ル、５はジブセール、６はブーム、７はメインセール４
を操作するメインシート、８はジブシート、９はラダ
ー、１０はラダー９を操作するティラー、１１は練習者
が乗艇するコックピットで、コックピット１１内にハイ
クアウト用のフットベルト１２などが艤装されている。

【００１２】船体２は、海面となるフロアＦＬに、ロー
リング方向及びピッチング方向に揺動すると共に水平旋
回（ヨーイング）自在に支持される。すなわちフロアＦ
Ｌの下方に機械室ＭＲが形成され、その基礎１３上に水
平旋回自在なターンテーブル１４が設けられ、そのター
ンテーブル１４上にピッチング機構１５が設けられ、そ
のピッチング機構１５上にローリング機構１６が設けら
れ、これらを介して船体２がローリング方向及びピッチ
ング方向に揺動自在に、かつ水平旋回自在に支持されて
いる。

【００１３】この船体２は、ローリング方向、ピッチン
グ方向及び旋回方向の角度を自在に調整する駆動装置１
７ｃ，１７ｂ，１７ａによりその姿勢が制御されるよう
になっている。すなわち水平旋回は水平旋回用駆動装置
１７がターンテーブル１４を回転させることで、ピッチ
ングはターンテーブル１４上のピッチング用駆動装置１
７ｂを駆動することで、またローリングはピッチング機
構１５上のローリング用駆動装置１７ｃを駆動すること
で、それぞれの方向の姿勢が制御される。そして、これ
らの動きを組み合わせることで、船体２に対して実船に
近い動揺を与える。

【００１４】この船体２に作用する力、すなわちヨット
の船長方向と船幅方向の荷重、ローリング（ヒール角）
方向のモーメントＭがそれぞれセンサ１８ａ，１８ｂ，
１８ｄで検出され、また船体２の旋回位置θ₁、ティラ
ー１０によるラダー角θ₃、メインシート７の操作によ
るブーム角θ₂などもそれぞれセンサ１８ｅ，１８ｃ，
１８ｆにより検出できるようになっている。さらにマス
トに加わるローリング方向のモーメントＭｍはセンサ１
８ｇで検出され、ハリヤード３０の角度（ハリヤード
角）θ₅およびこれに加わるテンション（ハリヤードテ
ンション）Ｔはそれぞれセンサ１８ｈ，１８ｉにて検出
される。

【００１５】この訓練用ヨット１の前方と後方の天井２
０には、それぞれ送風機２１，２２が垂下されて設けら
れ、また訓練用ヨット１の前方のフロアＦＬ上には、ヨ
ットの視界映像を映すスクリーン２３が設けられ、また
そのスクリーン２３にヨットの視界映像を投影するため
のプロジェクタ２４が設けられている。このプロジェク
タ２４には後述する光ディスク再生装置３８が接続され
る。

【００１６】次に図１及び図２を用いて本発明のヨット
操船シミュレータについて説明する。

【００１７】バウ側の送風機２１が駆動され、図２
（ａ），（ｂ）に示すようヨット１が風上方向Ｗに対し
てボートタックのクロスホールドで帆走しているとする
と、上記各センサより図１（ａ）のセンサ回路３１に、
船長方向Ｘと船幅方向Ｙの力、風上方向Ｗに対しての進
行方向の角度θ₁、ブーム角θ₂、ラダー角θ₃、ヒー
ル角θ₄、ヒールモーメントＭ、ハリヤード角θ₅、ハ
リヤードテンションＴなどの検出値が入力され、これら
検出値が帆走状態として制御演算装置３２に入力され
る。なお、ボートタックの場合の角度はプラス、スター
ボードタックの場合の角度はマイナスとして入力する。

【００１８】この制御演算装置３２には、装置の起動・
停止、風速、潮流の方向の設定、その他セーリングの指
導要項などを入力する操作盤３３と、航跡，艇速，経過
時間などを表示するＣＲＴ３４とからなる教官卓３５が
接続される。この教官卓３５はフロアＦＬ上の適当な一
に配置され、指導教官が操作できるようになっている。

【００１９】制御演算装置３２は、送風機２１，２２の
設定風力と、センサによるブーム角θ₂、ラダー角
θ₃、ヒール角θ₄、ヒールモーメントＭ、ハリヤード
角θ₅、ハリヤードテンションＴなどの検出値とを基に
実際のヨットにおける場合に相当するセール操作応答や
舵角応答の計算を行ってセール４，５やラダー９の操作
に起因して船体２に作用する力を求め、操縦運動数学モ
デルによる演算を実行する。この操縦運動数学モデル
は、セール４，５やラダー９を操作することによる船体
運動を求めるための数式群を用いて船体２やラダー９に
働く流体力を求める数学モデルであり、この場合ローリ
ング方向、ピッチング方向及び旋回方向の船体運動の運
動方程式と共に、制御演算装置３２内の運動モデル回路
３６にプログラムとして格納されている。制御演算装置
３２は、操縦運動数学モデルによって求めたセール操作
などに起因する流体力を船体運動の運動方程式に代入し
てヨットの船体方位、速度、加速度、角速度、角加速
度、さらにはこれら諸量によって決定されるヨットの位
置・姿勢および船体動揺を演算し、その結果を制御量と
して駆動装置１７に出力する。駆動装置１７は、この制
御量に応じてヨットの進行方向である旋回角θ₁とヒー
ル角（ローリング角）θ₄を調整すると共に適宜の周期
でピッチング運動（波に相当）を発生させる。この駆動
装置１７による訓練用ヨット１の帆走状態は制御演算装
置３２にフィードバックされる。

【００２０】制御演算装置３２の演算結果のうちヨット
の位置、船体方位および船体速度は映像制御演算装置３
７に入力される。映像制御演算装置３７は光ディスク再
生装置３８内の駆動制御部に接続されており、制御演算
装置３２からの演算結果と風速や潮流の向きなどの設定
条件とに基づいて、光ディスク再生装置３８の再生動作
を訓練用ヨット１の動きに合わせて制御するためのアド
レス信号及び再生速度制御信号を作成する。光ディスク
再生装置３８の光ディスクには、島などの固定物標３９
の映像と潮流の映像とを画像合成した映像情報がヨット
の船体方位に対応させて多数記録されており、光ディス
ク再生装置３８は映像制御演算装置３７から送られてく
る信号に基づいて光ディスクに記録された映像信号を読
取り、プロジェクタ２４へ出力する。プロジェクタ２４
は、光ディスク再生装置３８からの映像信号を受けてス
クリーン２３にヨットの視界映像を投影する。かくし
て、図１（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように訓練用ヨ
ット１の前方に設けられたスクリーン２３にヨットの位
置、船体方位および船体速度に応じて変化する島３９や
潮流４０などの視界映像が映し出される。（ｂ）はスク
リーン２３に映し出される潮流４０の向きに船体方位を
合わせるようヨット１が風上方向Ｗに対してスターボー
ドタックのクローズホールドで帆走している場合、
（ｃ）はシバーしている場合、（ｄ）はポートタックの
クローズホールドの場合を示している。さらに、例えば
（ｄ）の状態から、ポートタックのランニングに入る場
合、送風機２１が停止され、スターン側の送風機２２か
ら送風が開始され、実際には船体２を１８０度回転させ
ずに送風機２２を風上としてランニングとなる。

【００２１】上述はほんの一例であり、この他種々のセ
ーリングの練習が行える。この場合制御演算装置３２
は、センサ回路３１からリアルタイムで帆走状態が入力
され、これを演算して船体２の方向と状態を実際のセー
リングに近い状態に制御し、かつそのセーリングに対し
て操船者のメインシートとティラーの操作が適格になさ
れているかどうかのサインをスクリーン２３に表示する
ことで、ごく初心者でもセーリング感覚を楽しみながら
種々のセーリング技術を体得することができる。

【００２２】また、送風機２１，２２は、その風量を切
り替えることができ、さらに操作部３５で風速の設定を
１〜１０ｍ／ｓｅｃの範囲で数段階に切り替えることが
でき、より強風にして中・上級者向きの練習も行うこと
ができる。すなわち、ローリングの角度をより大きく
し、よりヒール（但し最大３０度程度）しやすく、かつ
ピッチングも大きくし、ハイクアウトによるバランスの
とりかたの練習や、タッキングやジャイビング時により
沈しやすくすることで沈を防止するための正確な操作を
習得することができるようになっている。

【００２３】また、映像情報の記録媒体として情報容量
が大きくアクセススピードの速い光ディスクを使用した
ことにより、ヨットの進行によって移動する島３９など
の風景映像と共に進行方向の潮流４０の映像を帆走状態
の変化に対して応答性良く発生させることができるの
で、高い視覚的臨場感が得られると共に、操船者が自分
の目で潮流４０の向きを確かめながら潮流４０に対し船
体２の向きを調節するといった操船練習を行うことがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】以上要するに、この発明によれば次のよ
うな効果が発揮できる。

【００２５】（１）送風機により実際にセールに風を送
ってヨットに推力を与えると共に操船状況により変化す
る訓練用ヨットの帆走状態をセンサで検出し、その検出
値に基づいてヨットの船体方位および船体速度を演算装
置で時時刻々と演算し、その演算結果に基づいて光ディ
スク再生装置が光ディスクに記録された映像情報を次々
に読取ってヨット視界の映像信号をプロジェクタへ出力
し、訓練用ヨットの前方に設けられたスクリーンに船体
方位および船体速度に応じて変化する視界映像を投影す
ることで、高い臨場感の下でセーリング感覚を楽しみつ
つ操船に必要な諸技術を習得できる。

【００２６】（２）映像情報の記録媒体として情報容量
が大きくアクセススピードの速い光ディスクを使用した
ことにより、帆走状態の変化に対して応答性良く視界映
像を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】本発明におけるヨットの帆走状態の一例を示す
図である。

【図３】本発明における訓練用ヨットとその周辺装置の
概要を示す図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】図３の要部拡大図である。

【図６】図５の左側面図である。

【符号の説明】

１訓練用ヨット２船体４メインセール５ジブセール９ラダー１０ティラー１７駆動装置１８センサ２１送風機２２送風機２３スクリーン２４プロジェクタ３１センサ回路３２制御演算装置３７映像制御演算装置３８光ディスク再生装置３９固定物標４０潮流

フロントページの続き (72)発明者小塚敏紀東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内 (72)発明者水野智夫東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内 (72)発明者富松宏明東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】訓練用ヨットのセールに風を送りつつ、
且つ訓練用ヨットの船体姿勢並びに方位を実船同様に変
化させつつ操船訓練を行うヨット操船シミュレータにお
いて、上記訓練用ヨットのヒール角、ブーム角、ラダー
角、メインセールのハリヤードテンションなどヨットの
帆走状態を検出するセンサと、そのセンサの検出値に基
づいてヨットの船体方位および船体速度を時時刻々と演
算する演算装置と、その演算装置から送られてくる演算
結果に基づいて光ディスクに記録された映像情報を次々
に読取り、船体方位および船体速度に応じたヨット視界
の映像信号を出力する光ディスク再生装置と、その光デ
ィスク再生装置からの映像信号を受けて訓練用ヨットの
前方に設けられたスクリーンにヨットの視界映像を投影
するプロジェクタとを備えたことを特徴とするヨット操
船シミュレータ。
【請求項２】上記光ディスクには、島などの固定物標
の映像と潮流の映像とを画像合成した映像情報がヨット
の船体方位に対応させて多数記録されている請求項１記
載のヨット操船シミュレータ。