JPH0887233A

JPH0887233A - 操船シミュレータ

Info

Publication number: JPH0887233A
Application number: JP22062394A
Authority: JP
Inventors: Masami Nojima; 正美野嶋; Jun Yoshizawa; 潤吉澤; Takeshi Nakanishi; 毅中西
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】小型かつ安価で、しかも操船者一人により操
船できる操船シミュレータを提供する。【構成】本発明の操船シミュレータは、箱型の操船コ
ンソール２の前面側に、操舵装置３、主機遠隔操縦装置
４、汽笛吹鳴用押し釦５を取り付けており、操船者一人
によっても操縦できる。操船コンソール２には、タッチ
パネル式の操作パネル７が設けられており、操船者が、
操作パネル７上をタッチ操作することにより、各種の制
御や条件の設定・変更などを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は操船シミュレータに係
り、特に小型でかつ安価な操船シミュレータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】陸上において実船に近い環境を作り出し
て操船を行わせる装置として、実船の船橋を模擬した実
物大の模擬船橋と、模擬船橋の前方に模擬視界を映し出
す表示装置とを備えた操船シミュレータが知られてい
る。

【０００３】模擬船橋の内部には、実船と同じ主機遠隔
操縦装置、操舵装置、レーダレピータ、各種の航海計器
などが装備されている。模擬船橋に搭乗した複数の操船
者は、互いにコミュニケーションを保ちながら、航海計
器、レーダなどによる操船環境の判断、見張り、主機制
御や操舵などの作業を行い、操船訓練を行う。訓練の
際、模擬船橋の前方に設けた表示装置には、湾港風景や
他船など操船者からの模擬視界が映し出されると共に、
模擬船橋内の各所に設けたスピーカからは、エンジン
音、環境音、自船・他船の汽笛、霧笛などが発せられ、
操船者にあたかも海上を航行しているがごとき臨場感を
与える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
操船シミュレータは、操船者のチーム訓練を目的として
実物大の模擬船橋を備えた、いわばフルサイズのシステ
ムである。このため、船長および航海士など実務経験者
によるチーム訓練には極めて有用であるが、学生などの
操船未経験者の体験的学習には、規模が大きすぎ、機
能、価格の面で好ましくない。すなわち、操船に関する
初等教育にて履修する項目を学生に体験的学習させるこ
とは、安全かつ有効に教育的効果をあげると言われてい
る。しかし、このような体験的学習では、例えば「船の
動き」などを体感させればよく、フルサイズのシミュレ
ータを用いるまでもない。しかも、従来の操船シミュレ
ータでは、操船者 (学生) 一人によっては訓練を行え
ず、初等教育用の教材として運用できないおそれもあ
る。

【０００５】本発明の目的は、小型かつ安価で、しかも
操船者一人により操船できる操船シミュレータを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、操船者に模擬視界を見せながら、主機遠隔
操縦装置と操舵装置を操作させて船の操縦を行わせる操
船シミュレータにおいて、箱型の操船コンソールに、上
記主機遠隔操縦装置および操舵装置と、上記模擬視界を
表示するための表示装置と、各種制御や条件変更を行う
ための入力装置とを設けると共に、操船コンソールの内
部に、計算・制御をつかさどる計算制御装置を設けたも
のである。

【０００７】本発明において、上記計算制御装置は、模
擬視界を所定の視野角で生成する模擬視界映像生成部を
有することが好ましい。

【０００８】また、上記入力装置に、水平方向 360度の
視界のうち所定方向の視界を選択するための選択操作部
を設け、この選択操作部の操作により選択された方向の
模擬視界を、上記模擬視界映像生成部により生成するこ
とが好ましい。

【０００９】また、上記模擬視界映像生成部により生成
される模擬視界を、上記入力装置に設けたズーム操作部
の操作に応答してズームアップ・ダウンさせることも好
適である。

【００１０】

【作用】本発明によれば、単一の操船コンソールに、操
船に必要な機器類、即ち主機遠隔操縦装置、操舵装置、
表示装置および計算制御装置を組み込んだので、コンパ
クトで安価な操船シミュレータを得ることができる。し
かも、操船コンソールには、各種の制御や条件変更を行
うための入力装置を設けることで、操船者により操船の
開始・停止、環境条件の変更などが行えるようになり、
操船者一人による操船が可能となる。

【００１１】ここで、上記入力装置に、水平方向の任意
の方向の視界を選択するための選択操作部を設け、この
選択操作部により選択された方向の模擬視界を、模擬視
界映像生成部により生成するようにすれば、１画面で
も、操船者は、水平方向 360度の視界を見ることがで
き、操船を支障なく行える。

【００１２】また、上記模擬視界映像生成部により生成
される模擬視界を、上記入力装置に設けたズーム操作部
の操作に応答してズームアップ・ダウンさせれば、操船
者の視界による状況判断を良好に行える。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１４】図１は、本実施例にかかる操船シミュレー
タＡの全体構成図、図２はその外観図である。本実施例
の操船シミュレータＡは、図１に示すように、操船に必
要な各種の機器を装備した操縦装置部９と、操縦される
船 (自船) からの模擬視界を表示する表示装置 (ＣＲ
Ｔ) １０と、シミュレータ全体の計算・制御をつかさど
る計算制御装置１１と、各種の音響を模擬する模擬音響
発生装置１２とを備えて構成されている。

【００１５】操縦装置部９は、操船者一人によっても操
縦できるようにユニット化したもので、図２のように、
床面上に設置される箱型の操船コンソール２の前面側
に、操舵装置３、主機遠隔操縦装置４、汽笛吹鳴用押し
釦５を取り付けて構成されている。操船コンソール２の
操舵装置３の上方位置には、入力装置７と操作手段８が
設けられている。入力装置７は、タッチパネル式の操作
パネルであり、操船者によるタッチ操作により、各種機
器の制御や各種条件の変更などを行うためのものであ
る。また、操作手段８は、例えばマウスなどからなり、
ＣＲＴ１０に模擬視界以外の情報 (例えば、航海計器や
海図など) を表示するためのものである。

【００１６】上記ＣＲＴ１０は、操船コンソール２の上
部に設置され、上記計算制御装置１１および模擬音響発
生装置１２は、操船コンソール２の内部に収容されてい
る。計算制御装置１１は、シミュレータ全体の制御を行
う他、自船の位置計算、運動計算、他船の運動計算など
を行う。また、自船の操船者から見た模擬視界をイメー
ジジェネレータ (ＩＧ) により生成し、ＣＲＴ１０に表
示する。模擬音響発生装置１２は、エンジン音、環境音
(風切り音、波の音など) 、自船および他船の汽笛、霧
笛などを再現し、ＣＲＴ１０の両側部に設けたスピーカ
６から合成して出力する。

【００１７】図３は、上記の小型操船シミュレータに適
用される計算制御装置１１の具体的構成を示した図であ
る。

【００１８】図示するように、計算制御装置１１は、主
計算制御部２１、データベース２２、模擬視界映像生成
部２３、航海計器映像生成部２５、模擬海図映像生成部
２６、レーダ図映像生成部２７、映像信号選択部２８お
よび映像合成部２９を備えている。

【００１９】主計算制御部２１は、データベース２２を
制御してデータを取り込むと共に、操舵装置３からの操
舵信号ａおよび主機遠隔操縦装置４からの速力設定信号
ｂを基に、自船の位置計算、運動計算などを行い、訓練
海域内における自船の位置、方位、速力、回頭角速度な
どの航行データをリアルタイムに計算する。また、デー
タベース２２内の他船情報を基に、他船の航行データを
計算し、自船および他船の航行情報を模擬視界映像生成
部２３に出力する。模擬視界映像生成部２３は、主計算
制御部２１からの自・他船の航行情報などを基に、自船
の操船者から見た模擬視界を所定の視野角 (例えば、水
平方向６０度、垂直方向４０度) で生成し、ＣＲＴ１０
に表示する。

【００２０】主計算制御部２１は、また、計算により得
られた自船の方位、速力、回頭角速度などの計器情報を
航海計器映像生成部２５に出力すると共に、海図情報お
よび他船情報を模擬海図映像生成部２６およびレーダ図
映像生成部２７に出力する。航海計器映像生成部２５
は、主計算制御部２１からの計器情報を基に、舵角計、
船速計など航海計器の形を模擬した航海計器映像を生成
すると共に、所定のコンパス映像を生成する。模擬海図
映像生成部２６およびレーダ図映像生成部２７は、それ
ぞれ、主計算制御部２１からの海図情報、他船情報を基
に、海図映像、レーダ図映像を生成する。

【００２１】映像生成部２５〜２７からは、映像信号ｈ
〜ｋが映像信号選択部２８を介して映像合成部２９に出
力され、模擬視界映像生成部２３からの模擬視界映像信
号ｇに合成される。映像信号選択部２８は、合成すべき
映像信号ｈ〜ｋの選択を行うためのもので、その選択は
上記操作手段８の操作により行われる。映像合成部２９
で合成された映像信号ｇ〜ｋは，ＣＲＴ１０に送られて
表示される。

【００２２】本実施例の主計算制御部２１は、また、上
記操作パネル７に対するタッチ入力に応答してシミュレ
ータの実行制御、各種条件の設定や変更などを行う。

【００２３】次に、操作パネル７の操作により行われる
各種制御、条件変更などについて述べる。

【００２４】操作パネル７の上部および下部は、それぞ
れファンクションキーおよびテンキーに割り当ててあ
り、適当なファンクションキーのタッチ操作により、図
４〜図１１に示される画面 100〜170 が操作パネル７の
中央部に選択・表示される。

【００２５】図４に示す画面 100は、シミュレータの実
行制御、訓練結果の解析などを行うためのコントロール
画面である。操船に際し、画面 100の「Create」を操作
すると訓練シナリオや環境条件などの作成が行われる。
「Select」の操作により操船シナリオを選択した後、
「Play」「Initial 」を操作すると初期化が行われ、さ
らに「Start 」を操作すると各装置がシナリオに従って
作動してシミュレーションが開始される。シミュレーシ
ョンの終了は、「Halt」で中断した後、「Stop」の操作
により行われる。シミュレーション終了後、「Record」
を操作すると航跡記録が出力され、また、「Replay」を
操作すると操船中に表示された視界映像がＣＲＴ１０上
に再現される。

【００２６】図５に示す画面 110は、ＣＲＴ１０に表示
される視界映像を制御するための視界画面である。この
画面110 は、鳥かん図的な視界映像を得るための船形操
作部111、視界の方向を選択するための選択操作部 11
2、およびズーム操作部113a,113b を有する。選択操作
部 112は、上記操作部 111を囲んで環状に形成され、か
つ、表示される映像の水平視野角 (６０度) に対応させ
て周方向に分割してある。選択操作部 112のいずれかの
分割領域が操作されると、対応する方向の模擬視界が模
擬視界映像生成部２３により生成される。なお、本実施
例の選択操作部 112には、左舷・右舷側の視界映像を生
成するための「Left Side 」「Right Side」の領域をも
っている。ズーム操作部113a,113b は、視界映像をズー
ムアップ・ダウンするためのものである。ズーム操作部
113a,113b が操作されると、模擬視界映像生成部２３で
は模擬視界が所定の視野角 (例えば、10度,120度) で生
成され、ＣＲＴ１０に表示される視界映像がズームアッ
プ・ダウンされる。

【００２７】図６に示す画面 120は、風向風速、昼夜な
どの環境条件を変更するための環境条件変更画面であ
り、霧レベルを変更する霧レベル変更部 121、昼夜条件
を変更する昼夜条件変更部 122、流向・流速を変更する
潮流条件変更部 123、風向・風速を変更する風条件変更
部 124、波方向・波高・波周期を変更する波条件変更部
125を有する。なお、潮流、風、波条件の変更部 123〜1
25 をタッチ操作により選択した後は、数値入力可能と
なり、画面下部のテンキー (図示せず) により入力でき
る。

【００２８】また、図７に示す画面 130は、離接岸訓練
に際し、タグボートを設定するためのタグボート設定画
面、図８に示す画面 140は、シーバースと自船との間の
距離などを表示するシーバース画面である。操船者は、
これら画面を交互に切り替えて、離接岸訓練を行う。

【００２９】なお、図９の画面150 は、他船の汽笛や霧
笛など音響を変更するための音響変更画面、また、図１
０および図１１の画面 160，170 は、それぞれ自船・他
船データの画面で、操船状況を確認するために用いられ
る。

【００３０】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３１】コントロール画面 100において、所定のタ
ッチ操作により、各装置の初期化を行って、操船を開始
する。

【００３２】操船が開始されると、主計算制御部２１
(図３) および模擬視界映像生成部２３が作動し、自船
からの模擬視界が生成されて、ＣＲＴ１０上に表示され
る。これと同時に、航海計器映像生成部２５により風向
計、舵角計などの航海計器映像も生成され、ＣＲＴ１０
の模擬視界上に重ね合せて表示される。このとき、操作
パネル７に表示された各種画面 (図４〜図１１) 上での
タッチ操作が行われる。

【００３３】図１２は、ＣＲＴ１０での表示例を示した
図である。ＣＲＴ１０上には自船の操船者から見た船首
部分、海上風景、他船などによる模擬視界４０が表示さ
れ、その模擬視界４０上に航海計器類４１，４２が重ね
合せて表示されている。

【００３４】操船者は、ＣＲＴ１０に表示された模擬視
界４０や航海計器類４１，４２を見ながら、操舵装置３
の操舵ハンドル３ａ (図３) や主機遠隔操縦装置４の主
機制御レバー４ａを操作して自船の操縦を行い、「船の
動き」や「操縦技能」などを体験的学習する。

【００３５】ＣＲＴ１０には、自船の船首方向の模擬視
界４０が表示される。操船の間、操船者による状況判断
が必要となると、操船者は、操作パネル７上に視界画面
110(図５) を呼び出して操作部 112，113 のタッチ操
作により、ＣＲＴ１０に表示される視界を切り替えた
り、ズームアップ・ズームダウンを行う。例えば、左舷
側斜め前方にいる他船の動向を見ようとした場合、選択
操作部 112の「Left Front」をタッチ操作する。これに
より、模擬視界映像生成部２３ (図３) では、自船の左
舷前方の模擬視界が生成されて、ＣＲＴ１０に表示され
ることになる。また、遠くにある漁船や浮標を見ようと
した場合には、ズーム操作部 113a または113bをタッチ
操作すれば、ＣＲＴ１０に表示されている模擬視界のズ
ームアップ・ダウンが行われる。

【００３６】また、操船の間、自船の位置や他船との位
置関係などを確認したい場合は、操作手段８の操作によ
り映像信号選択部２８のスイッチ２８ｂ〜２８ｄを切替
制御する。いま、スイッチ２８ｂ，２８ｄを閉じると、
航海計器映像生成部２５からのコンパス映像信号ｉと海
図映像生成部２６からの海図映像信号ｊとが、映像合成
部２９に送られ、模擬視界映像信号ｇ上に重合されてＣ
ＲＴ１０に送られる。これにより、ＣＲＴ１０には、図
１３に示すように、さらにジャイロコンパス４２と海図
情報４３が表示される。

【００３７】以上のように、本実施例においては、単一
の操船コンソール２に、操船に必要な機器、即ち操舵装
置３や主機遠隔操縦装置４などを組み込んだので、実物
大の模擬船橋を用いるのと比べて、システムの大幅なコ
ンパクト化、コストダウンを図ることができる。しか
も、このように操縦装置部９を単一ユニットとして構成
したので、操船者一人でも操縦を行え、加えて、操船コ
ンソール２には、各種の制御や条件の変更を行うための
操作パネル７を取り付けているので、シミュレータの実
行制御、環境条件の変更なども操船者が操船コンソール
２上で行えるようになり、この点でも、操船者一人によ
る操船が行える。

【００３８】したがって、本実施例によれば、小型、安
価でかつ操船者一人による操船が行えるシミュレータを
得ることができ、操船に関する教育の教材として有用な
操船シミュレータとなる。

【００３９】また、本実施例においては、操作パネル７
に表示される視界画面 110 (図５)に、視界の方向を選
択するための選択操作部 112を形成し、選択操作部 112
の操作により選択された方向の模擬視界をＣＲＴ１０に
表示するようにしたので、操船者は、選択操作部 112を
適当に操作すれば、水平方向 360度の視界を見ることが
でき、表示装置１０が１台しかなくても、円滑な操船を
行うことができる。

【００４０】しかも、ＣＲＴ１０に表示される模擬視界
は、操船者が操作パネル７を操作することにより選択す
るので、操船者の状況判断を向上させることができる。
すなわち、操船中、操船者は視界の方向を意識すること
なく状況判断を行っているが、本実施例のように視界の
方向を操船者自身により選択させれば、状況判断の際、
視界の方向を意識するようになり、判断能力の向上が図
れる。

【００４１】また、本実施例では、ＣＲＴ１０に表示さ
れる模擬視界を所定の視野角にズームアップ・ダウンで
きるようにしたので、この点でも、状況判断能力の向上
を図ることができる。

【００４２】また、本実施例では、上記操作パネル７と
してタッチパネル式の入力装置を用いたので、操船中で
も、操作パネル７の操作を極めて簡単に行え、操船者一
人による操船に有効である。

【００４３】なお、上記実施例においては、シミュレー
タの実行制御や環境条件の変更などを、操船コンソール
２に設けた操作パネル７により行うようにしたが、図３
のように、教官卓３２を増設して、教官卓３２の制御パ
ネル３３により行うようにしてもよい。このようにする
と、経験の積んだ教官による指導が行えるようになる。
なお、図３において、３１は映像生成部２３〜２７から
の映像信号を教官卓３２のモニタ３４に分配する信号分
配器である。

【００４４】図１４は、上記構成のシミュレータを複数
台 (図では４台) 用いて、相互運航訓練を行うようにし
た操船シミュレータを示した図である。シミュレータＡ
〜Ｄは、互いにＬＡＮあるいはメモリ共有化システム５
１により接続されており、各々の操船シミュレータＡ〜
Ｄの有する操船データ (自船の位置、速力、方位など)
を互いに伝送し、共有できるようになっている。即ち、
各シミュレータＡ〜Ｄは、他の３台のシミュレータＡ〜
Ｄからの操船データを他船情報として登録し、ＣＲＴ上
に表示できるようになっている。５０は群分割切替スイ
ッチであり、操船シミュレータＡ〜Ｄを適当に組み合わ
せて訓練を行えるようにしたものである。

【００４５】この操船シミュレータによれば、複数人数
の参加による訓練が行えるようになり、訓練の効率、内
容を充実させることができる。

【００４６】なお、この操船シミュレータにおいては、
同種のシミュレータＡ〜Ｄを複数台接続したが、例え
ば、シミュレータＤに代えて、従来のフルサイズの操船
シミュレータを使用してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のごと
く優れた効果を発揮する。

【００４８】(1) 請求項１によれば、操船コンソールに
操船に必要な機器、即ち操舵装置や主機遠隔操縦装置を
組み込んだので、システムのコンパクト化、コストダウ
ンを図ることができ、操船に関する初等教育に有用な操
船シミュレータを得ることができる。

【００４９】(2) 請求項３によれば、水平方向 360度の
視界を所定の視野角ごとに選択して表示できるので、小
型の表示装置を用いても円滑な操船を行えると共に、操
船者の状況判断の向上を図ることができる。

【００５０】(3) 請求項４によれば、操船者の意思によ
り模擬視界をズームアップ・ダウンできるので、操船者
の状況判断の向上を図ることができる。

【００５１】(4) 請求項５によれば、複数人数の参加に
よる訓練が行えるようになり、訓練の効率、内容を充実
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の操船シミュレータの全体構成図であ
る。

【図２】本発明の操船シミュレータの外観図である。

【図３】操船シミュレータの一実施例を示すシステム構
成図である。

【図４】操作パネルに表示されるコントロール画面を示
した図である。

【図５】視界画面を示した図である。

【図６】環境条件変更画面を示した図である。

【図７】タグボート設定画面を示した図である。

【図８】シーバース表示画面を示した図である。

【図９】音響変更画面を示した図である。

【図１０】自船データ表示画面である。

【図１１】他船データ表示画面である。

【図１２】表示装置に表示される映像の一例を示した図
である。

【図１３】表示される映像の他の例を示した図である。

【図１４】本発明の操船シミュレータの拡張例を示す図
である。

【符号の説明】

２操船コンソール３操舵装置４主機遠隔操縦装置７入力装置１０ＣＲＴ (表示装置) １１計算制御装置２１主計算制御部２３模擬視界映像生成部４０模擬視界５０群分割切替スイッチ 100 コントロール画面 110 視界画面 112 選択操作部 113a,113b ズーム操作部Ａ〜Ｄ操船シミュレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西毅東京都江東区豊洲二丁目１番１号石川島播磨重工業株式会社東京第一工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操船者に模擬視界を見せながら、主機遠
隔操縦装置と操舵装置を操作させて船の操縦を行わせる
操船シミュレータにおいて、箱型の操船コンソールに、
上記主機遠隔操縦装置および操舵装置と、上記模擬視界
を表示するための表示装置と、各種制御や条件変更を行
うための入力装置とを設けると共に、操船コンソールの
内部に、計算・制御をつかさどる計算制御装置を設けた
ことを特徴とする操船シミュレータ。
【請求項２】上記計算制御装置は、上記模擬視界を所
定の視野角で生成する模擬視界映像生成部を有する請求
項１記載の操船シミュレータ。
【請求項３】上記入力装置に、水平方向 360度の視界
のうち所定方向の視界を選択するための選択操作部を設
け、この選択操作部の操作により選択された方向の模擬
視界を、上記模擬視界映像生成部により生成するように
した請求項２記載の操船シミュレータ。
【請求項４】上記模擬視界映像生成部により生成され
る模擬視界を、上記入力装置に設けたズーム操作部の操
作に応答してズームアップ・ダウンさせるようにした請
求項２記載の操船シミュレータ。
【請求項５】請求項１記載の操船シミュレータを、他
の操船シミュレータと互いに操船データを伝送・共有で
きるように接続したことを特徴とする操船シミュレー
タ。