JPH06347269A

JPH06347269A - 船位検出装置

Info

Publication number: JPH06347269A
Application number: JP13786793A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Sasaki; 寛訓笹木; Naoshi Shinohara; 直志篠原; Kentaro Hata; 謙太郎秦
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-20
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2920862B2

Abstract

(57)【要約】【目的】係留中の船が着岸時からどの程度移動してい
るかを検出する。【構成】係留中の船体２１の位置は、船側に設けられ
るマーク３５を撮像しながら自動追尾するテレビカメラ
３６からの距離ＬＭと、距離計３９との水平距離ＬＢ
と、水平角αおよび俯仰角βとから演算で求められる。
求められた位置が着岸時の船体２０の位置とずれている
ときには、ウィンチ２７，２８；３１，３２を制御し
て、ホーサ２５，２６；２９，３０の張力を変化させ、
潮流の影響などを打消すように船位を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船舶の船体位置を検出
する船位検出装置、特に岸壁などに係留中の船が着岸時
の位置からどの程度移動しているかを検出するための船
位検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、外洋などの航行や作業などを
行っている船の位置を検出するシステムは各種知られて
いるけれども、岸壁などに係留中の船の位置を簡単に検
出するための技術は見当たらない。

【０００３】図８は、係留中の船においても船位検出が
必要な理由の一例を示す。船体１が岸壁２に着岸してい
るときには、索止栓３，４によって係留される。索止栓
３にはホーサ５，６が掛止され、船体１上のウィンチ
７，８によってそれぞれ引張られている。索止栓４に
は、ホーサ９，１０が掛止され、ウィンチ１１，１２に
よってそれぞれ引張られている。ウィンチ７，８；１
１，１２にはオートテンション機構が備えられ、ホーサ
５，６；９，１０の張力を制御して、係船中の船体１の
位置を保持している。船体１は、たとえばタンカとして
用いられ、ホース１３，１４によって揚貨を行っている
ようなときに、船体１が大幅に移動しないようにしてい
る。

【０００４】しかしながら、潮流１５や、風の影響で船
体１は移動しやすい。ウィンチ７，８；１１，１２の制
御は、ホーサ５，６；９，１０が引張られて、張力があ
る値を超えるときに繰出し、張力がある値以下になると
巻込むように制御する。このような制御では、潮流１５
などの影響で船体１が、図８（１）に示すような状態か
ら図８（２）に示すような状態までΔＬだけ移動し、ホ
ース１３，１４に無理な力が加わるようなときでも、船
体１の位置を元に戻す制御は困難である。タンカの揚貨
などのときには、乗組員によって船体１と岸壁２との距
離関係を一定範囲内に保つように手動によって調整して
いる。

【０００５】係留中の船位を自動的に検出して、船位の
修正を行うためのデータを得る先行技術は、たとえば特
開昭６０−２６３８１２号公報などに開示されている。
この先行技術では、船上に一対の赤外線カメラを設置
し、陸上の共通目標に対する角度を求め、地上の対象物
を基準とした船体の位置や回頭角を求める。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６０−２６３８
１２号公報の先行技術では、船上に赤外線カメラやその
追尾装置などを二組必要とし、係留中の船位を簡単に計
測することはできない。

【０００７】本発明の目的は、簡単な構成で係留中の船
位を精度よく検出することができる船位検出装置を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、係留中の船体
近傍の陸上に設置され、予め定める船体側壁上の標識を
カメラで検出しながら自動追尾し、光軸の角度を表す信
号を導出する角度検出手段と、角度検出手段と連動し
て、角度検出手段と標識との間の直線距離を非接触で計
測した第１距離を表す信号を導出する第１測長手段と、
角度検出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船
体までの水平距離を非接触で検出した第２距離を表す信
号を導出する第２測長手段と、角度検出手段および第１
測長手段からの信号に応答して、角度および第１距離に
基づいて船体との間の水平距離を第３距離として求め、
さらに第２測長手段からの信号に応答して、第２距離お
よび第３距離から船体の回頭角を求める演算手段とを含
むことを特徴とする船位検出装置である。

【０００９】また本発明は、船体に設けられ、音波、光
または電磁波を信号として送信し、反射して戻る信号を
受信して反射対象までの直線距離を測定した第１距離を
表す信号を導出する第１測長手段と、係留中の船体近傍
の陸上に設置され、第１測長手段から送信された信号を
反射し、送信された信号が入射する角度を表す信号を導
出する角度検出手段と、角度検出手段から予め定める間
隔をあけて設置され、船体までの水平距離を非接触で検
出した第２距離を表す信号を導出する第２測長手段と、
角度検出手段および第１測長手段からの信号に応答し
て、角度および第１距離に基づいて船体との間の水平距
離を第３距離として求め、さらに第２測長手段からの信
号に応答して、第２距離および第３距離から船体の回頭
角を求める演算手段とを含むことを特徴とする船位検出
装置である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、係留中の船体近傍の陸上に
は、角度検出手段が設置される。角度検出手段は、船体
の側壁上の標識を検出するカメラを備え、標識が移動し
たときに自動的に追尾し、光軸の角度を表す信号を導出
する。第１測長手段は、角度検出手段と連動して、角度
検出手段と標識との間の直線距離を非接触で検出した第
１距離を表す信号を導出する。第２測長手段は、角度検
出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船体まで
の水平距離を非接触で検出し、第２距離を表す信号を導
出する。演算手段は、角度および第１距離から船体との
間の水平距離を第３距離として求め、さらに第２距離と
第３距離とから、船体の回頭角を求める。１つの角度検
出手段に自動追尾機能を設ければよいので、係留中の船
位を簡単に計測することができる。

【００１１】また本発明に従えば、船体に設けられる第
１測長手段は音波、光または電磁波による信号を、陸上
に設置される角度検出手段に送信する。第１測長手段
は、反射して戻る信号を受信して第１測長手段と角度検
出手段との間の直線距離である第１距離を表す信号を導
出する。角度検出手段は、送信された信号が入射する角
度を表す信号を導出する。第２測長手段は、角度検出手
段から予め定める間隔をあけて設置され、船体までの水
平距離を非接触で検出し、第２距離を表す信号を導出す
る。演算手段は、角度および第１距離から船体との間の
水平距離を第３距離として求め、さらに第２距離と第３
距離とから、船体の回頭角を求める。このようにして、
自動追尾機能を用いないでも係留中の船位を簡単に計測
することができる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による船位検出装
置の概略的な構成を示す。着岸時に所定位置にある船体
２０が潮流や風の影響で移動した船体２１は、岸壁２２
上に設置されるビットなどの索止栓２３，２４に係留さ
れる。索止栓２３には、ホーサ２５，２６が掛止され、
ウィンチ２７，２８によってそれぞれ巻取りおよび繰出
しが可能となっている。索止栓２４には、ホーサ２９，
３０が掛止され、ウィンチ３１，３２によってそれぞれ
巻取りおよび繰出しが可能となっている。

【００１３】船体２１の船側には、一辺が１０ｃｍ程度
の正方形のマーク３５が表示されている。マーク３５
は、岸壁２２上に設置されるテレビカメラ３６の撮像目
標となる。テレビカメラ３６は、自動追尾装置３７上に
搭載され、マーク３５を撮像した映像が陰極線管（略称
「ＣＲＴ」などに表示される）画像の中央となるよう
に、水平角αおよび俯仰角βが自動的に調整される。テ
レビカメラ３６に隣接して、第１測長手段である距離計
３８が設けられる。距離計３８は、テレビカメラ３６と
マーク３５との間の直線距離ＬＭを第１距離として計測
する。計測は非接触で行い、たとえばレーザ、超音波ま
たは光波距離計などの原理に従う。また、テレビカメラ
３６の撮像したマーク３５の画像の大きさなど、他の方
法によって距離ＬＭを計測するようにしてもよいことは
勿論である。自動追尾装置３７は、角度検出手段とし
て、水平角αおよび俯仰角βを表す信号を導出する。マ
ーク３５は、テレビカメラ３６の撮像画像によって容易
に識別することができる大きさや形状であればよく、船
体２１の船側に直接描かれていても、あるいは標識板と
して吊下げられていてもよい。

【００１４】岸壁２２上には、テレビカメラ３６を通っ
て所定位置の船体２０と平行な直線である基準線ＰＬ上
に、第２測長手段である距離計３９が設置される。距離
計３９は、テレビカメラ３６から予め定める距離Ｌだけ
間隔があけられ、船体２１までの水平距離ＬＢを第２距
離として計測する。

【００１５】テレビカメラ３６からマーク３５までの直
線距離ＬＭは、水平角αおよび俯仰角βを用いて、次の
第１式のようにしてマーク３５と平行直線ＰＬとの間の
第３距離である水平距離ＬＡに変換される。

【００１６】ＬＡ＝ＬＭ・ｃｏｓβ・ｓｉｎα …（１）図２は、図１に示す船位の修正を行うための構成を示
す。岸壁２２に対して係留されている船体２０の船位
は、コンピュータなどを含んで実現される処理装置４１
の演算処理によって求められる。演算手段である処理装
置４１の処理結果は、たとえばアンテナ４２から無線信
号として導出される。岸壁２２と船体２０の間では、た
とえばホース４３，４４を介して揚貨作業が行われる。
タンカなどにおいては、揚貨にはたとえば１日以上の時
間を要し、この間で船体２０の移動を許容範囲内に制御
する必要がある。この制御のため、船体２０側には、ア
ンテナ４５および制御装置４６が搭載される。アンテナ
４５は、アンテナ４２から送信される船位データを受信
し、船体２０の移動を修正するようにウィンチ２７，２
８；３１，３２を制御する。

【００１７】図３は、図２に示す制御を行うための電気
的構成を示す。テレビカメラ３６が撮像したマーク３５
の画像は、処理装置４１によって画像処理され、撮像画
像の中心となるように、自動追尾装置３７に設けられる
俯仰角モータ５１および水平角モータ５２が制御され
る。上述のように、処理装置４１が演算して導出した船
位データに基づいて、制御装置４６はウィンチ２７，２
８；３１，３２をそれぞれ制御する。

【００１８】図４は自動追尾装置３７の構成を示す。図
４（１）は正面図、図４（２）は右側面図を示す。テレ
ビカメラ３６および距離計３８は、揺動台５３上に設置
される。テレビカメラ３６の光軸と、距離計３８の検出
軸の方向とは平行に保たれる。揺動台５３は、俯仰角モ
ータ５１の回転によって鉛長面内で揺動変位し、テレビ
カメラ３６の光軸の俯仰角が変化する。俯仰角モータ５
１および揺動台５３は、回転台５４の上に設置される。
回転台５４は、固定台５５内に設けられる水平角モータ
５２によって水平面内で角変位可能である。

【００１９】図５は、距離計３９の設置状態を示す。距
離計３９は、水平な直線ＨＬが船体２１と交わる点まで
の距離を、第２距離として検出する。

【００２０】図６は、船体側の基準線ＳＬと岸壁上の基
準線ＰＬとの関係を示し、図６（２）は回頭角θを求め
るための関係を示す。これらの図において、船体２１の
基準線ＳＬは、所定位置での基準線と平行な基準線ＲＬ
に対して、回頭角θだけ傾いている。陸上側の基準線Ｐ
Ｌと船体２１側の標識３５との距離ＬＡは、前述の第１
式によって求められる。回頭角θは次の第２式によって
求められる。

【００２１】

【数１】

【００２２】図３に示す処理装置４１は、たとえば２〜
３秒の設定時間毎に、演算に必要な距離ＬＭおよびＬＢ
と、角度αおよびβとを計測し、制御用データＬＡおよ
びθを演算する。このデータを元に、制御装置４６によ
ってウィンチ２７，２８；３１，３２の制御を行えば、
従来人手に頼っていた係船中の船位調整の自動化が可能
となる。

【００２３】以上説明した実施例では、岸壁２２上と船
体２０とのデータ通信は、アンテナ４２，４５を介して
無線電波で行っているけれども、光通信や、有線の通信
ケーブルを介して行うようにしてもよいことは勿論であ
る。また、テレビカメラ３６として赤外線テレビカメラ
を使用し、夜間でも標識３５が撮像可能にしてもよいこ
とは勿論である。また夜間には、標識３５に対して照明
を行うようにしてもよいことは勿論である。

【００２４】図７は、本発明の他の実施例の概略的な構
成を示す。本実施例は図１に示す実施例に類似し、対応
する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、船体
２１側に、音波、光または電磁波を信号として送信し、
反射された信号を受信して反射物までの距離を検出する
距離検出装置５７が第１測長手段として設けられること
である。岸壁２２上には、基準の平行直線ＰＬ上に、距
離計３９と間隔Ｌをあけて、送信された信号を反射し、
入射される信号の角度を検出する角度検出装置５８が角
度検出手段として設置される。角度検出装置５８は、距
離検出装置５７から送られる送信信号５８の入射方向を
検出し、俯仰角αおよび水平角βを表す信号を導出す
る。距離検出装置５７は、送信信号５９が角度検出装置
５８で反射して戻るまでの時間や、位相変化から、第１
距離である直線距離ＬＲを非接触で計測する。このよう
にして求められる直線距離ＬＲを、図１の実施例の直線
距離ＬＭと同様に用いて、船体２１の船位を検出するこ
とができる。角度検出装置５８近傍の一定範囲の領域内
に送信信号５９を送るようにすれば、この範囲外の設備
等は誤差の原因とはならず、精度よく船位を検出するこ
とができる。

【００２５】以上の各実施例では、ホーサ２５，２６；
２９，３０をウィンチ２７，２８；３１，３２によって
巻上げる張力を調整して船位を修正しているけれども、
船体側にサイドスラスタなどが設けられていれば、それ
を利用するようにしてもよいことは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、自動追尾
機能を有する１つの角度検出手段を用いて、係留中の船
体の位置を簡単に計測することができる。船体の位置
は、岸壁側に設置される角度検出手段と第１および第２
測長手段によって船体を目標として検出されるので、岸
壁上に他の設備などが存在しても測定の誤差とはなら
ず、精度よく船位を検出することができる。

【００２７】また本発明によれば、カメラや自動追尾機
能を有する装置を用いないでも、係留中の船位を容易に
精度よく検出することができる。また、陸上に設ける装
置が簡単になるので、装置全体を船に積込んでおき、着
岸したときに岸壁に設置することが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な構成を示す斜視図
である。

【図２】図１の実施例を用いて船位の修正を行うための
構成を示す簡略化した平面図である。

【図３】図２の船位修正を行うための概略的な電気的構
成を示すブロック図である。

【図４】図１の実施例に使用する自動追尾装置３７の正
面図および右側面図である。

【図５】図１の実施例に用いる距離計３９と船体２１と
の関係を示す簡略化した断面図である。

【図６】図１に示す実施例で船位および回頭角を求める
原理を示す簡略化した斜視図および簡略化した平面図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例の概略的な構成を示す斜視
図である。

【図８】従来からの船位修正方法を示す簡略化した平面
図である。

【符号の説明】

２０，２１船体２２岸壁２３，２４索止栓２５，２６；２９，３０ホーサ２７，２８；３１，３２ウィンチ３６テレビカメラ３７自動追尾装置３８，３９距離計４１処理装置４６制御装置５１俯仰角モータ５２水平角モータ５７距離検出装置５８角度検出装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】係留中の船体近傍の陸上に設置され、予
め定める船体側壁上の標識をカメラで検出しながら自動
追尾し、光軸の角度を表す信号を導出する角度検出手段
と、角度検出手段と連動して、角度検出手段と標識との間の
直線距離を非接触で計測した第１距離を表す信号を導出
する第１測長手段と、角度検出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船
体までの水平距離を非接触で検出した第２距離を表す信
号を導出する第２測長手段と、角度検出手段および第１測長手段からの信号に応答し
て、角度および第１距離に基づいて船体との間の水平距
離を第３距離として求め、さらに第２測長手段からの信
号に応答して、第２距離および第３距離から船体の回頭
角を求める演算手段とを含むことを特徴とする船位検出
装置。
【請求項２】船体に設けられ、音波、光または電磁波
を信号として送信し、反射して戻る信号を受信して反射
対象までの直線距離を測定した第１距離を表す信号を導
出する第１測長手段と、係留中の船体近傍の陸上に設置され、第１測長手段から
送信された信号を反射し、送信された信号が入射する角
度を表す信号を導出する角度検出手段と、角度検出手段から予め定める間隔をあけて設置され、船
体までの水平距離を非接触で検出した第２距離を表す信
号を導出する第２測長手段と、角度検出手段および第１測長手段からの信号に応答し
て、角度および第１距離に基づいて船体との間の水平距
離を第３距離として求め、さらに第２測長手段からの信
号に応答して、第２距離および第３距離から船体の回頭
角を求める演算手段とを含むことを特徴とする船位検出
装置。