JPH0631074B2 - 自動操舵装置 - Google Patents
自動操舵装置Info
- Publication number
- JPH0631074B2 JPH0631074B2 JP61166400A JP16640086A JPH0631074B2 JP H0631074 B2 JPH0631074 B2 JP H0631074B2 JP 61166400 A JP61166400 A JP 61166400A JP 16640086 A JP16640086 A JP 16640086A JP H0631074 B2 JPH0631074 B2 JP H0631074B2
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- JP
- Japan
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- speed
- ship
- ship speed
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 35
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N ethylmethylamine Chemical compound CCNC LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は、予め定められた航路に沿って自動的に操舵
を行う自動操舵装置に関する。
を行う自動操舵装置に関する。
(b)発明の概要 この発明に係る自動操舵装置は予定航路を設定すること
により、潮流や風の影響等による偏流を補正しながら予
定航路に沿って走行するように操舵を行うものであり、
この発明はとくに船速に拘らず、偏流により予定航路か
らずれた位置から予定航路に変針させる際に、ほぼ同一
距離走行したときに予定航路に収束できるようにしたも
のである。
により、潮流や風の影響等による偏流を補正しながら予
定航路に沿って走行するように操舵を行うものであり、
この発明はとくに船速に拘らず、偏流により予定航路か
らずれた位置から予定航路に変針させる際に、ほぼ同一
距離走行したときに予定航路に収束できるようにしたも
のである。
(c)従来の技術 従来の一般にオートパイロット装置と呼ばれる自動操舵
装置は磁気コンパスまたはジャイロコンパス等の方位測
定器と針路設定器を用いて、船を常に予定航路の方位に
保つ装置である。
装置は磁気コンパスまたはジャイロコンパス等の方位測
定器と針路設定器を用いて、船を常に予定航路の方位に
保つ装置である。
ところが、このような従来のオートパイロット装置は潮
流や風の影響により船が流され、予定航路と平行に走行
したまま予定航路からずれていくいわゆる平行走行状態
となって、目的地に到達しないという欠点があった。そ
こでロランＣ等に航法装置を用いて、船の現在位置を測
位して予定航路からのずれを補正する航法援助装置が開
発され利用されている。
流や風の影響により船が流され、予定航路と平行に走行
したまま予定航路からずれていくいわゆる平行走行状態
となって、目的地に到達しないという欠点があった。そ
こでロランＣ等に航法装置を用いて、船の現在位置を測
位して予定航路からのずれを補正する航法援助装置が開
発され利用されている。
(d)発明が解決しようとする問題点 上記航法援助装置を用いた自動操舵装置は予定航路から
のずれに応じて自動的に針路が変えられるが、予定航路
に収束するまでの距離は船速によって大きく変化すると
いう問題点があった。例えば、船速が速い場合、長距離
走行しなければ予定航路に収束しない等の欠点があっ
た。
のずれに応じて自動的に針路が変えられるが、予定航路
に収束するまでの距離は船速によって大きく変化すると
いう問題点があった。例えば、船速が速い場合、長距離
走行しなければ予定航路に収束しない等の欠点があっ
た。
この発明の目的は船速に拘らず船が予定航路からずれた
位置から予定航路に収束するに必要な距離をほぼ同一に
保つことを可能とした自動操舵装置を提供することにあ
る。
位置から予定航路に収束するに必要な距離をほぼ同一に
保つことを可能とした自動操舵装置を提供することにあ
る。
(e)問題点を解決するための手段 この発明は、船速を計測する船速計測手段と、 船が予定航路に対してずれたコースを走行しているか否
かを特定の判定時間間隔で判定するコースずれ判定手段
と、 船を予定航路に近づける方向に特定の変針速度で変針さ
せる変針手段、および 前記船速計測手段の計測した船速が標準船速より高速で
ある程、前記判定時間間隔を前記標準船速における判定
時間間隔より短くするとともに前記変針速度を前記標準
船速における変針速度より高速に設定し、前記船速計測
手段の計測した船速が前記標準船速より低速である程、
前記判定時間間隔を前記標準船速における判定時間間隔
より長くするとともに前記変針速度を前記標準船速にお
ける変針速度より低速に設定する自動航法援助操舵感度
調節手段とから構成したことを特徴とする。
かを特定の判定時間間隔で判定するコースずれ判定手段
と、 船を予定航路に近づける方向に特定の変針速度で変針さ
せる変針手段、および 前記船速計測手段の計測した船速が標準船速より高速で
ある程、前記判定時間間隔を前記標準船速における判定
時間間隔より短くするとともに前記変針速度を前記標準
船速における変針速度より高速に設定し、前記船速計測
手段の計測した船速が前記標準船速より低速である程、
前記判定時間間隔を前記標準船速における判定時間間隔
より長くするとともに前記変針速度を前記標準船速にお
ける変針速度より低速に設定する自動航法援助操舵感度
調節手段とから構成したことを特徴とする。
(f)作用 以上のように構成したことにより、自船の船速が標準船
速より高速である程、コースずれを判定して変針を行う
時間間隔が標準船速における時間間隔より短くなり、且
つ変針速度が標準船速における変針船速より速くなっ
て、また、自船の船速が標準船速より低速である程、コ
ースずれを判定して変針を行う時間間隔が標準船速にお
ける時間間隔より長くなり、且つ変針速度が標準船速に
おける変針船速より遅くなる。このように船速に応じて
自動航法援助操舵感度が自動調節され、自船を予定航路
からずれた位置から予定航路に収束させるまでの距離を
船速に拘らずほぼ一定にすることができる。
速より高速である程、コースずれを判定して変針を行う
時間間隔が標準船速における時間間隔より短くなり、且
つ変針速度が標準船速における変針船速より速くなっ
て、また、自船の船速が標準船速より低速である程、コ
ースずれを判定して変針を行う時間間隔が標準船速にお
ける時間間隔より長くなり、且つ変針速度が標準船速に
おける変針船速より遅くなる。このように船速に応じて
自動航法援助操舵感度が自動調節され、自船を予定航路
からずれた位置から予定航路に収束させるまでの距離を
船速に拘らずほぼ一定にすることができる。
(g)実施例 第２図はこの発明の実施例である自動操舵装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
第２図において、航法装置２はこの発明に係る船速計測
手段を含み、ロランＣや全世界測位システム（ＮＡＶＳ
ＴＡＲ／ＧＰＳ）等を用いて自船の船速を計測し、自船
位置を測位するとともに、予め設定された予定航路に対
する自船装置のずれ量（クロストラックエラー）を求
め、これらのデータをオートパイロット装置１に対して
出力する。
手段を含み、ロランＣや全世界測位システム（ＮＡＶＳ
ＴＡＲ／ＧＰＳ）等を用いて自船の船速を計測し、自船
位置を測位するとともに、予め設定された予定航路に対
する自船装置のずれ量（クロストラックエラー）を求
め、これらのデータをオートパイロット装置１に対して
出力する。
タイマ６は、船が予定航路からどれだけずれたコースを
走行しているかを判定し変針を行う時間間隔（判定時間
間隔）を定めるために用いる。
走行しているかを判定し変針を行う時間間隔（判定時間
間隔）を定めるために用いる。
オートパイロット装置１はこの発明に係るコースずれ判
定手段、変針手段および自動航法援助操舵感度調節手段
を含む。コースずれ判定手段は、航法装置２から出力さ
れる、予め設定された予定航路に対する自船位置のずれ
量（クロストラックエラー）に基づき、タイマ６に定め
られている判定時間間隔でコースずれを判定する。変針
手段は磁気コンパスやジャイロコンパス等の方位測定器
に設けられた方位検出器３から船首方位を検出して船が
予め定められた航路の方位を維持するように舵制御装置
４に対して制御信号を出力する。その際、舵制御装置４
は変針手段から出力された信号に基づいて舵を制御する
が、変針手段は舵角検出器５から舵角情報を得て舵制御
装置４に対して制御信号を出力することによって舵のフ
ィードバック制御を行う。また、変針手段はコースずれ
判定手段がコースずれを判定したとき、船を予定航路に
近づける方向に、設定された変針速度で自船を変針させ
る。自動航法援助操舵感度調節手段は、航法装置２の求
めた船速に応じてコースずれの判定時間間隔をタイマ６
に設定し、また前記船速に応じて変針速度の設定を行
う。
定手段、変針手段および自動航法援助操舵感度調節手段
を含む。コースずれ判定手段は、航法装置２から出力さ
れる、予め設定された予定航路に対する自船位置のずれ
量（クロストラックエラー）に基づき、タイマ６に定め
られている判定時間間隔でコースずれを判定する。変針
手段は磁気コンパスやジャイロコンパス等の方位測定器
に設けられた方位検出器３から船首方位を検出して船が
予め定められた航路の方位を維持するように舵制御装置
４に対して制御信号を出力する。その際、舵制御装置４
は変針手段から出力された信号に基づいて舵を制御する
が、変針手段は舵角検出器５から舵角情報を得て舵制御
装置４に対して制御信号を出力することによって舵のフ
ィードバック制御を行う。また、変針手段はコースずれ
判定手段がコースずれを判定したとき、船を予定航路に
近づける方向に、設定された変針速度で自船を変針させ
る。自動航法援助操舵感度調節手段は、航法装置２の求
めた船速に応じてコースずれの判定時間間隔をタイマ６
に設定し、また前記船速に応じて変針速度の設定を行
う。
尚、表示装置７には舵角などを表示する。
第１図は前記自動操舵装置を用いた場合の予定航路と航
跡を表す図である。第１図に示すように予定航路を北を
基準に角度θとして、船が起点から航行を開始する場
合、図中に示した潮流の影響により船は予定航路の方位
を保ったまま予定航路から離れていく（Ｓ０→Ｓ１→Ｓ
２）。Ｓ１の時点で船が予定航路から一定距離以上ずれ
たコースを走行している平行走行状態を判定したなら、
その時点で船を予定航路側に変針させ、一定距離走行し
た後に予定航路に収束するように操舵を行う（Ｓ１→Ｓ
３→Ｓ４）。例えば予定航路に対する船のずれ量を０．
３海里（ＮＭ）とすれば、１海里走行したとき予定航路
に収束させる。
跡を表す図である。第１図に示すように予定航路を北を
基準に角度θとして、船が起点から航行を開始する場
合、図中に示した潮流の影響により船は予定航路の方位
を保ったまま予定航路から離れていく（Ｓ０→Ｓ１→Ｓ
２）。Ｓ１の時点で船が予定航路から一定距離以上ずれ
たコースを走行している平行走行状態を判定したなら、
その時点で船を予定航路側に変針させ、一定距離走行し
た後に予定航路に収束するように操舵を行う（Ｓ１→Ｓ
３→Ｓ４）。例えば予定航路に対する船のずれ量を０．
３海里（ＮＭ）とすれば、１海里走行したとき予定航路
に収束させる。
このような航跡で自動操舵を行うために、Ｓ１からＳ４
に達するまでの変針速度と、予定航路に対する自船位置
のずれを判定して変針を行う判定時間間隔を後述するよ
うに船速に応じてそれぞれ変化させる。
に達するまでの変針速度と、予定航路に対する自船位置
のずれを判定して変針を行う判定時間間隔を後述するよ
うに船速に応じてそれぞれ変化させる。
航法装置２から出力されるクロストラックエラー（ＸＴ
Ｅ）のデータは、例えば、ＮＭＥＡ０１８０、ＮＭＥＡ
０１８３等の規格に従って出力される。そして、オート
パイロット装置１の変針手段は、このデータによって示
されるコースずれ量に応じて針路を修正する。この針路
修正は、例えば、コースずれ量０．０１ＮＭ当り１度の
割合で行われる。この針路修正角を変針角という。変針
手段は、このようにして決めた変針角の変針を行うよう
に、舵制御装置に対して制御信号を出力するとともに舵
角検出器から舵角から検出して、船が修正された針路に
達するまで変針を行う。その際の変針速度は前述したよ
うに自動航法援助操舵感度調節手段の設定により定ま
る。
Ｅ）のデータは、例えば、ＮＭＥＡ０１８０、ＮＭＥＡ
０１８３等の規格に従って出力される。そして、オート
パイロット装置１の変針手段は、このデータによって示
されるコースずれ量に応じて針路を修正する。この針路
修正は、例えば、コースずれ量０．０１ＮＭ当り１度の
割合で行われる。この針路修正角を変針角という。変針
手段は、このようにして決めた変針角の変針を行うよう
に、舵制御装置に対して制御信号を出力するとともに舵
角検出器から舵角から検出して、船が修正された針路に
達するまで変針を行う。その際の変針速度は前述したよ
うに自動航法援助操舵感度調節手段の設定により定ま
る。
第３図は一例としてその操舵感度と変針速度およびコー
スずれ判定時間間隔との関係を表す図である。同図にお
いて「感度」は操舵感度を表し、例えば操舵感度が５の
とき、変針速度は０．５度／秒、コースずれ判定時間間
隔は１００秒である。後述するように、自動調節後の操
舵感度は初めに設定した操舵感度を船速に応じて補正し
て求める。第２図に示したオートパイロット装置１は、
航法装置２から出力される船速情報に基づいて前記補正
を行って操舵感度を自動調節する。
スずれ判定時間間隔との関係を表す図である。同図にお
いて「感度」は操舵感度を表し、例えば操舵感度が５の
とき、変針速度は０．５度／秒、コースずれ判定時間間
隔は１００秒である。後述するように、自動調節後の操
舵感度は初めに設定した操舵感度を船速に応じて補正し
て求める。第２図に示したオートパイロット装置１は、
航法装置２から出力される船速情報に基づいて前記補正
を行って操舵感度を自動調節する。
第４図は一例としてその船速の操舵感度の補正数値との
関係を表す図である。図に示すように、この例では１０
〜１４．９ノットが標準船速であり、例えば船速が１５
〜２４．９ノットのとき前記設定操舵感度をプラス１し
た感度を実際の操舵感度として自動調節し、また、船速
が５〜９．９ノットのとき前記設定操舵感度をマイナス
１した感度を実際の操舵感度として自動調節する。この
ように、船速が標準船速（１０〜１４．９ノット）より
高速になる程、操舵感度を高くし、船速が前記標準船速
より低速になる程、操舵感度を低くする。したがって、
船速が標準船速より速くなる程、変針速度を標準船速に
おける変針速度より速くし、船速が標準船速より遅くな
るほど変針速度を標準船速より遅くする。例えば設定操
舵感度が５のとき、船速が１０〜１４．９ノットであれ
ば、変針速度を０．５度／秒に設定するが、船速が１５
〜２４．９ノットであれば、実際の操舵感度を６とし
て、変針速度を標準船速における変針速度より速い０．
７度／秒に設定する。また、設定操舵感度が５のとき、
船速が５〜９．９ノットであれば、実際の操舵感度を４
として、変針速度を前記標準船速における変針速度より
遅い０．４度／秒に設定する。
関係を表す図である。図に示すように、この例では１０
〜１４．９ノットが標準船速であり、例えば船速が１５
〜２４．９ノットのとき前記設定操舵感度をプラス１し
た感度を実際の操舵感度として自動調節し、また、船速
が５〜９．９ノットのとき前記設定操舵感度をマイナス
１した感度を実際の操舵感度として自動調節する。この
ように、船速が標準船速（１０〜１４．９ノット）より
高速になる程、操舵感度を高くし、船速が前記標準船速
より低速になる程、操舵感度を低くする。したがって、
船速が標準船速より速くなる程、変針速度を標準船速に
おける変針速度より速くし、船速が標準船速より遅くな
るほど変針速度を標準船速より遅くする。例えば設定操
舵感度が５のとき、船速が１０〜１４．９ノットであれ
ば、変針速度を０．５度／秒に設定するが、船速が１５
〜２４．９ノットであれば、実際の操舵感度を６とし
て、変針速度を標準船速における変針速度より速い０．
７度／秒に設定する。また、設定操舵感度が５のとき、
船速が５〜９．９ノットであれば、実際の操舵感度を４
として、変針速度を前記標準船速における変針速度より
遅い０．４度／秒に設定する。
また、オートパイロット装置１は航法装置からクロスト
ラックエラーと船速に関する情報を得て自動操舵を行う
が、その際のコースずれ判定時間間隔も船速に応じて変
わる。すなわち、第４図に示したように、実際の操舵感
度は船速に応じて調節するため、この操舵感度の調節に
応じてコースずれ判定時間間隔が変わる。例えば設定操
舵感度が５のとき、船速が１０〜１４．９ノットであれ
ば、コースずれ判定時間間隔は第３図に示したように１
００秒に設定するが、船速が１５〜２４．９ノットであ
れば、実際の操舵感度を６として、コースずれ判定時間
間隔を標準船速におけるコースずれ判定時間間隔より短
い９０秒に設定する。また、設定操舵感度が５のとき、
船速が５〜９．９ノットであれば、実際の操舵感度を４
として、コースずれ判定時間間隔を前記標準船速におけ
るコースずれ判定時間間隔より長い１１０秒に設定す
る。このように、船速が高速になる程、コースずれ判定
時間間隔を短くし、低速に成る程、コースずれ判定時間
間隔を長くする。
ラックエラーと船速に関する情報を得て自動操舵を行う
が、その際のコースずれ判定時間間隔も船速に応じて変
わる。すなわち、第４図に示したように、実際の操舵感
度は船速に応じて調節するため、この操舵感度の調節に
応じてコースずれ判定時間間隔が変わる。例えば設定操
舵感度が５のとき、船速が１０〜１４．９ノットであれ
ば、コースずれ判定時間間隔は第３図に示したように１
００秒に設定するが、船速が１５〜２４．９ノットであ
れば、実際の操舵感度を６として、コースずれ判定時間
間隔を標準船速におけるコースずれ判定時間間隔より短
い９０秒に設定する。また、設定操舵感度が５のとき、
船速が５〜９．９ノットであれば、実際の操舵感度を４
として、コースずれ判定時間間隔を前記標準船速におけ
るコースずれ判定時間間隔より長い１１０秒に設定す
る。このように、船速が高速になる程、コースずれ判定
時間間隔を短くし、低速に成る程、コースずれ判定時間
間隔を長くする。
なお、第３図，第４図に示した各データの関係はオート
パイロット装置内のＲＯＭやＰ−ＲＯＭに予めテーブル
として書き込んでおくことにより設定する。
パイロット装置内のＲＯＭやＰ−ＲＯＭに予めテーブル
として書き込んでおくことにより設定する。
(h)発明の効果 以上のようにこの発明によれば、自船の船速が標準船速
より高速である程、コースずれの判定および変針を行う
時間間隔が標準船速における時間間隔より短くなり、且
つ変針速度が標準船速における変針速度より速くなり、
また、自船の船速が標準船速より低速である程、前記時
間間隔が標準船速における時間間隔より長くなり、且つ
変針速度が標準船速における変針速度より遅くなる。こ
のように船速に応じて自動航法援助操舵感度が自動調節
されることによって、自船が予定航路に対しずれた位置
から変針を開始した後、予定航路に収束するまでの距離
を船速に拘らず略一定にすることができる。これによ
り、常に安定した自動操舵を行うことができる。
より高速である程、コースずれの判定および変針を行う
時間間隔が標準船速における時間間隔より短くなり、且
つ変針速度が標準船速における変針速度より速くなり、
また、自船の船速が標準船速より低速である程、前記時
間間隔が標準船速における時間間隔より長くなり、且つ
変針速度が標準船速における変針速度より遅くなる。こ
のように船速に応じて自動航法援助操舵感度が自動調節
されることによって、自船が予定航路に対しずれた位置
から変針を開始した後、予定航路に収束するまでの距離
を船速に拘らず略一定にすることができる。これによ
り、常に安定した自動操舵を行うことができる。
第１図はこの発明の実施例である自動操舵装置を用いた
船の航跡と予定航路の関係を表す図、第２図は同自動操
舵装置のブロック図、第３図と第４図は第２図に示した
オートパイロット装置に予め設定されている制御データ
を表す図であり、第３図は自動操舵感度に応じた変針速
度とコースずれ判定時間間隔の対応関係、第４図は船速
と感度の補正数値との関係をそれぞれ表している。
船の航跡と予定航路の関係を表す図、第２図は同自動操
舵装置のブロック図、第３図と第４図は第２図に示した
オートパイロット装置に予め設定されている制御データ
を表す図であり、第３図は自動操舵感度に応じた変針速
度とコースずれ判定時間間隔の対応関係、第４図は船速
と感度の補正数値との関係をそれぞれ表している。
Claims (1)
- 【請求項１】船速を計測する船速計測手段と、 船が予定航路に対してずれたコースを走行しているか否
かを特定の判定時間間隔で判定するコースずれ判定手段
と、 船を予定航路に近づける方向に特定の変針速度で変針さ
せる変針手段、および 前記船速計測手段の計測した船速が標準船速より高速で
ある程、前記判定時間間隔を前記標準船速における判定
時間間隔より短くするとともに前記変針速度を前記標準
船速における変針速度より高速に設定し、前記船速計測
手段の計測した船速が前記標準船速より低速である程、
前記判定時間間隔を前記標準船速における判定時間間隔
より長くするとともに前記変針速度を前記標準船速にお
ける変針速度より低速に設定する自動航法援助操舵感度
調節手段とから構成した自動操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61166400A JPH0631074B2 (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 自動操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61166400A JPH0631074B2 (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 自動操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320292A JPS6320292A (ja) | 1988-01-27 |
| JPH0631074B2 true JPH0631074B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=15830714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61166400A Expired - Lifetime JPH0631074B2 (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 自動操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631074B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3551657B2 (ja) * | 1996-10-23 | 2004-08-11 | 松下電器産業株式会社 | ナビゲーション装置 |
| JP3491571B2 (ja) * | 1999-07-13 | 2004-01-26 | 日本電気株式会社 | 半導体薄膜の形成方法 |
| JP5786045B2 (ja) | 2012-02-14 | 2015-09-30 | 古野電気株式会社 | 自動操舵装置、及び自動操舵方法 |
| JP6278795B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-02-14 | 東京計器株式会社 | 船舶用自動操舵装置 |
| CN115571299B (zh) * | 2022-12-08 | 2023-03-03 | 亿海蓝（北京）数据技术股份公司 | 船舶的偏航判定方法、装置、可读存储介质和船舶 |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP61166400A patent/JPH0631074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6320292A (ja) | 1988-01-27 |
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