JPH10218085A - ヨットの自動操船方法およびその装置 - Google Patents

ヨットの自動操船方法およびその装置

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JPH10218085A
JPH10218085A JP2303797A JP2303797A JPH10218085A JP H10218085 A JPH10218085 A JP H10218085A JP 2303797 A JP2303797 A JP 2303797A JP 2303797 A JP2303797 A JP 2303797A JP H10218085 A JPH10218085 A JP H10218085A
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JP
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hull
boom
sail
adjust
detecting
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JP2303797A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Ono
朋寛 小野
Norikazu Hara
以起 原
Takateru Kubo
貴照 久保
Masanobu Katori
正信 鹿取
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セール位置の適正な自動調整が可能であると
ともに、適正な操舵も自動的に行なわれ、適正な操船を
行なうことができるようにする。 【解決手段】 地磁気に対する船体の向きを検出する船
体方向検出手段と、舵を回転させる操舵手段と、上記船
体方向検出手段からの信号θにより上記操舵手段に舵を
所定角度回転させる第1の制御手段11とを備え、かつ
風向を検出する風向検出手段と、ブーム位置を検出する
ブーム位置検出手段と、ブームを回転させるブーム駆動
手段と、上記風向検出手段およびブーム位置検出手段に
よって検出した信号を受けて風向とブームとのなす角が
ほぼ一定範囲に保たれるようにブーム駆動手段を駆動さ
せる第2の制御手段21とを備え、かつ上記第1の制御
手段11による船体に対する方向変更力指令Fθと上記
第2の制御手段21による船体に対する方向変更力指令
Fφとが互いに干渉しないように船体形状などが設定さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ヨットの自動操
船方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、小型のセールボートは、マストと
ブームとによってセールを張り、操船者が風向を見なが
ら多数のロープによってブームをその回転軸の回りに回
転させることにより、風に対してセールが適切な位置
(向き)になるように調整して操船を行なっていた。ま
た、操船者はラダーの操作もセールの操作と並行して行
なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような方法で
は、種々の条件に応じて調整をする個所が多く、適正な
調整をするのに熟練を要し、しかも各調整には人手が必
要であるという問題がある。しかも風向の変化に対する
セールの対応の幅が狭いために、適正な調整を自動的に
行なうことは困難であると考えられていた。
【0004】この発明は、このような従来の課題を解決
するためになされたものであり、セール位置の適正な自
動調整が可能であるとともに、適正な操舵も自動的に行
なわれ、適正な操船を行なうことができるヨットの自動
操船方法およびその装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、船体
の向きを地磁気における所定の方向に向けるように第1
の制御手段によって操舵する自動操舵方法と、風向を検
出して第2の制御手段によって風向に対するセールの向
きを所定の角度に位置させるようにブームを回転させる
自動セール調整方法とを組合わせ、上記自動操舵方法に
よる船体に対する方向変更力指令と自動セール調整方法
による船体に対する方向変更力指令とが互いに干渉しな
いように船体の方向を制御するようにしたものである。
【0006】請求項2の発明は、地磁気に対する船体の
向きを検出する船体方向検出手段と、舵を回転させる操
舵手段と、上記船体方向検出手段からの信号により上記
操舵手段に舵を所定角度回転させる第1の制御手段とを
備え、かつ風向を検出する風向検出手段と、ブーム位置
を検出するブーム位置検出手段と、ブームを回転させる
ブーム駆動手段と、上記風向検出手段およびブーム位置
検出手段によって検出した信号を受けて風向とブームと
のなす角がほぼ一定範囲に保たれるようにブーム駆動手
段を駆動させる第2の制御手段とを備え、かつ上記第1
の制御手段による船体に対する方向変更力指令と上記第
2の制御手段による船体に対する方向変更力指令とが互
いに干渉しないように船体形状などが設定されているも
のである。
【0007】請求項3の発明は、上記構成において、上
記船体に対する方向変更力指令が互いに干渉しないよう
にする手段として以下の〜のいずれか1つまたは複
数個の手段を採用しているものである。
【0008】船体形状を調整する。
【0009】セール面積を調整する。
【0010】セールの船体に対する取付け位置を調整
する。
【0011】セール位置調整時のセール回転速度を調
整する。
【0012】ラダーの形状と面積を調整する。
【0013】ラダーの操作速度を調整する。
【0014】ラダーの回転角度を調整する。
【0015】請求項4の発明は、地磁気に対する船体の
向きを検出する船体方向検出手段と、舵を回転させる操
舵手段と、上記船体方向検出手段からの信号により上記
操舵手段に舵を所定角度回転させる第1の制御手段とを
備え、かつ風向を検出する風向検出手段と、ブーム位置
を検出するブーム位置検出手段と、ブームを回転させる
ブーム駆動手段と、上記風向検出手段およびブーム位置
検出手段によって検出した信号を受けて風向とブームと
のなす角がほぼ一定範囲に保たれるようにブーム駆動手
段を駆動させる第2の制御手段とを備え、かつ上記第1
の制御手段によって船体が回頭する際の応答周波数特性
と上記第2の制御手段によって船体が回頭する際の応答
周波数特性とを互いに異ならせたものである。
【0016】請求項5の発明は、上記応答周波数特性を
互いに異ならせる手段として以下の〜のいずれか1
つまたは複数個の手段を採用しているものである。
【0017】船体形状を調整する。
【0018】セール面積を調整する。
【0019】セールの船体に対する取付け位置を調整
する。
【0020】セール位置調整時のセール回転速度を調
整する。
【0021】ラダーの形状と面積を調整する。
【0022】ラダーの操作速度を調整する。
【0023】ラダーの回転角度を調整する。
【0024】上記方法および装置によれば、セール位置
の適正な自動調整が可能であるとともに、適正な操舵も
自動的に行なわれ、適正な操船を行なうことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】図1および図2において、この発
明の制御装置は、船体10の向き(船体中心線100)
を地磁気における所定方向90に対して所定角度θに向
けるように操舵する第1の制御手段(オートヘルム)1
1と、風向80を検出して風向80に対するセールの向
き(ブーム1の向き)を所定の角度に位置させるように
ブーム1を回転させる第2の制御手段(オートセール)
21とを備え、両制御手段11と21とによる船体10
に対する方向変更力指令が互いに干渉しないように船体
10の方向を制御するように構成されている。すなわ
ち、上記第1の制御手段11は、地磁気の所定方向90
に対する船体中心線100を検出する船体方向検出手段
と舵を回転させる操舵手段(図示省略)用の指令部とを
備え、船体方向検出手段からの信号に基づいて、上記演
算部12に対し、地磁気の所定方向90に対する船体中
心線100の角度がθになるような指令θAが送られる
ようにしている。またこの演算部12には船体10の現
在の向き(船体中心線100)の信号が入力され、これ
らより船体10を回転させる角度信号Δθが出力され、
この角度信号Δθに基づいて操舵指示部13から、船体
10を所定方向へ回転させる力の指令信号Fθが出力さ
れ、この信号Fθは後述の演算部31に送られる。
【0026】また上記第2の制御手段21は、風向を検
出する風向検出手段と、ブーム位置を検出するブーム位
置検出手段と、ブームを回転させるブーム駆動手段とを
備え、上記風向検出手段およびブーム位置検出手段によ
って検出した信号を受けて風向とブームとのなす角がほ
ぼ一定範囲に保たれるように、ブーム駆動手段を作動さ
せるように構成されている。すなわち、上記第2の制御
手段21は、上記風向検出手段とブーム位置検出手段と
からブーム1の向き(ブーム方向19)を風向80に対
して所定の角度φ(例えば、30°)になるような指令
φAが演算部22に送られるようにしている。そしてこ
の演算部22にはブーム1の風向80に対する現在の向
きの信号が入力され、これらよりブーム1を回転させる
角度信号Δφが出力され、この角度信号Δφに基づいて
ブーム駆動指示部23から、船体中心線100に対する
ブーム1の角度信号αが出力され、この角度信号αは後
述の演算部33に送られる。
【0027】また上記演算部31には、後述のブーム駆
動指示部24からの信号(船体10を所定方向へ回転さ
せる力の指令信号Fφ)が入力され、これと上記操舵指
示部13からの信号Fθとが演算されて、船体10を地
磁気に対して所定角度回転させる力の指令信号Fが出力
され、船体10に対する回転力発生指示部32に対して
入力される。これによって、船体中心線100は地磁気
に対する角度がθになるように回転し、その信号θは演
算部33に送られるとともに、上記第1制御手段11の
演算部12に入力される。この演算部33では、地磁気
の所定方向90に対する風向80の角度信号WA、地磁
気の所定方向90に対する船体中心線100の角度信号
θおよび上記ブーム駆動指示部23からの船体中心線1
00に対するブーム1の角度信号αが入力されてこれら
が演算され、風向80に対するブーム1の角度信号φが
出力され、この角度信号φは上記演算部22とブーム駆
動指示部24に送られる。
【0028】上記演算部31において、上記ブーム駆動
指示部24からの船体10を所定方向へ回転させる力の
指令信号Fφと、上記操舵指示部13からの信号Fθと
が演算部31に入力された際に、両信号が互いに干渉し
ないようにする必要がある。この干渉が生じると船体1
0の動きにハンチングが生じることになる。このハンチ
ングは、両信号の周波数が接近している場合に以下のよ
うにして生じることになる。すなわち、ある風向に対し
て指令値通りのブーム位置調整ができている条件下で、
上記制御によりラダーが図2反時計方向に回転した場
合、 (1)船体10が時計方向に回転する。
【0029】(2)風向80に対するブーム1の角度φ
が減少する。
【0030】(3)ブーム1を反時計方向に回転させ
る。
【0031】(4)風向80に対するブーム方向が変わ
り、船体回転方向力Fφが変化する。
【0032】(5)船体10が時計方向に回転する。
【0033】(6)ラダーを時計方向に回転させる。
【0034】(7)船体10が反時計方向に回転する。
【0035】(8)風向80に対するブーム1の角度φ
が増加する。
【0036】(9)ブーム1を時計方向に回転させる。
【0037】(10)船体回転方向力Fφが変化する。
【0038】(11)船体10が反時計方向に回転す
る。
【0039】(12)ラダーを反時計方向に回転させ
る。
【0040】(13)上記(1)の操作に戻り、上記の
操作が繰返される。
【0041】このようなハンンチングが生じるのは、上
記のようにブーム駆動指示部24からの船体10を所定
方向へ回転させる力の指令信号Fφと、上記操舵指示部
13からの信号Fθとが演算部31に入力された際に、
両信号が互いに干渉するからであり、これは両信号の周
波数が互いに接近している場合に生じることになる。し
たがって、一方の信号の周波数を他方の周波数の5倍程
度にすればよく、このようにするには、以下の〜の
いずれか1つまたは複数個の手段を採用して調整を行な
えばよい。
【0042】船体形状を調整する。
【0043】セール面積を調整する。
【0044】セールの船体に対する取付け位置を調整
する。
【0045】セール位置調整時のセール回転速度を調
整する。
【0046】ラダーの形状と面積を調整する。
【0047】ラダーの操作速度を調整する。
【0048】ラダーの回転角度を調整する。
【0049】これによって、上記装置により自動操舵方
法と自動セール調整方法とを組合わせた自動操船方法を
達成することができる。
【0050】図3は自動セール調整方法の実施形態を示
し、図3において、ブーム1は船体に固定された固定軸
60回りに水平面内で回転可能に支持され、ブーム1の
前端部にはマスト2が立てられ、このマスト2とブーム
1とによってセール4が張られている。このマスト2の
頂部には風向計29が取付けられ、ブーム1の回転中心
にはブーム駆動手段78およびブーム位置検出手段とし
てエンコーダ79が設けられ、この風向計29およびエ
ンコーダ79から検出信号が制御手段70に入力される
ようにしている。上記ブーム駆動手段78は、ブーム1
の回転速度を任意に変更することができるように構成さ
れている。
【0051】上記風向計29およびエンコーダ79から
の検出信号は演算部71で演算されて船に対する風向θ
が求められ、この風向信号に基づいて、風向タック判定
部72が風向の右舷側、左舷側の別を判定し、左舷の風
向であれば左舷目標位置算定部73へ、右舷側の風向で
あれば右舷目標位置算定部74へそれぞれ風向信号が送
られる。そして左舷目標位置算定部73ではθ+30°
の信号が、右舷目標位置算定部74ではθ−30°の信
号がそれぞれ出力されてブーム駆動方向判定部75およ
びブーム駆動速度判定部76に送られる。このブーム駆
動方向判定部75では、目標位置を指示する値がエンコ
ーダ79からの信号より大きければ反時計方向、小さけ
れば時計方向の回転力を発生させるような信号をモータ
駆動指示部77に送る。またブーム駆動速度判定部76
では、目標位置を指示する値の絶対値とエンコーダ79
による計測値の絶対値との差が大きくなるほど大きな速
度になるような信号をモータ駆動指示部77に送るよう
にしている。この速度の程度は、ブーム1を回転させる
量が大きいほど、速度を増大させるように、目標位置ま
での量と速度との関係が予めブーム駆動速度判定部76
中で定められている。そしてこれらの信号に基づいてモ
ータ駆動指示部77から信号がブーム駆動手段78に送
られ、ブーム1を所定の方向に所定量回転させる。
【0052】上記風向検出手段29による風向の検出
と、エンコーダ79によるブーム位置の検出と、風向と
ブーム位置とに基づいたブームの回転目標位置の演算と
いった一連の作業は所定時間ごとに行なわれ、所定回数
ごとにブーム1の回転目標位置が更新される。なお、こ
こにいう所定回数は、時間当りの風向の変化量や風速な
などに応じて変化させたり、操船者の好みに応じて変更
することができるようにしている。
【0053】なお、上記構成では、舵とブームの回転速
度を同一と仮定した場合、舵を回転させたことによって
船体が単位時間当り回頭する角度(第1の制御手段によ
って船体が回頭する際の応答周波数特性)が、ブームを
回転させたことによって船体が単位時間当りに回頭する
角度(第2の制御手段によって船体が回頭する際の応答
周波数特性)よりも多くなるように船体形状などが設定
されている。またブームの回転速度は舵の回転速度より
も速く設定されている。
【0054】
【発明の効果】以上のように、この発明の方法および装
置によれば、セール位置の適正な自動調整が可能である
とともに、適正な操舵も自動的に行なわれ、適正な操船
を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を示す制御系統のブロック
図である。
【図2】船体およびブームの回転径路を示す平面説明図
である。
【図3】自動セール調整手段の1例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 ブーム 10 船体 11 第1の制御手段(オートヘルム) 19 ブーム方向 21 第2の制御手段(オートセール) 80 風向 100 船体中心線
フロントページの続き (72)発明者 鹿取 正信 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船体の向きを地磁気における所定の方向
    に向けるように第1の制御手段によって操舵する自動操
    舵方法と、風向を検出して第2の制御手段によって風向
    に対するセールの向きを所定の角度に位置させるように
    ブームを回転させる自動セール調整方法とを組合わせ、
    上記自動操舵方法による船体に対する方向変更力指令と
    自動セール調整方法による船体に対する方向変更力指令
    とが互いに干渉しないように船体の方向を制御するよう
    にしたことを特徴とするヨットの自動操船方法。
  2. 【請求項2】 地磁気に対する船体の向きを検出する船
    体方向検出手段と、舵を回転させる操舵手段と、上記船
    体方向検出手段からの信号により上記操舵手段に舵を所
    定角度回転させる第1の制御手段とを備え、かつ風向を
    検出する風向検出手段と、ブーム位置を検出するブーム
    位置検出手段と、ブームを回転させるブーム駆動手段
    と、上記風向検出手段およびブーム位置検出手段によっ
    て検出した信号を受けて風向とブームとのなす角がほぼ
    一定範囲に保たれるようにブーム駆動手段を駆動させる
    第2の制御手段とを備え、かつ上記第1の制御手段によ
    る船体に対する方向変更力指令と上記第2の制御手段に
    よる船体に対する方向変更力指令とが互いに干渉しない
    ように船体形状などが設定されていることを特徴とする
    ヨットの自動操船装置。
  3. 【請求項3】 上記船体に対する方向変更力指令が互い
    に干渉しないようにする手段として以下の〜のいず
    れか1つまたは複数個の手段を採用していることを特徴
    とする請求項2記載のヨットの自動操船装置。 船体形状を調整する。 セール面積を調整する。 セールの船体に対する取付け位置を調整する。 セール位置調整時のセール回転速度を調整する。 ラダーの形状と面積を調整する。 ラダーの操作速度を調整する。 ラダーの回転角度を調整する。
  4. 【請求項4】 地磁気に対する船体の向きを検出する船
    体方向検出手段と、舵を回転させる操舵手段と、上記船
    体方向検出手段からの信号により上記操舵手段に舵を所
    定角度回転させる第1の制御手段とを備え、かつ風向を
    検出する風向検出手段と、ブーム位置を検出するブーム
    位置検出手段と、ブームを回転させるブーム駆動手段
    と、上記風向検出手段およびブーム位置検出手段によっ
    て検出した信号を受けて風向とブームとのなす角がほぼ
    一定範囲に保たれるようにブーム駆動手段を駆動させる
    第2の制御手段とを備え、かつ上記第1の制御手段によ
    って船体が回頭する際の応答周波数特性と上記第2の制
    御手段によって船体が回頭する際の応答周波数特性とを
    互いに異ならせたことを特徴とするヨットの自動操船装
    置。
  5. 【請求項5】 上記応答周波数特性を互いに異ならせる
    手段として以下の〜のいずれか1つまたは複数個の
    手段を採用していることを特徴とする請求項4記載のヨ
    ットの自動操船装置。 船体形状を調整する。 セール面積を調整する。 セールの船体に対する取付け位置を調整する。 セール位置調整時のセール回転速度を調整する。 ラダーの形状と面積を調整する。 ラダーの操作速度を調整する。 ラダーの回転角度を調整する。
JP2303797A 1997-02-05 1997-02-05 ヨットの自動操船方法およびその装置 Withdrawn JPH10218085A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532408A (ja) * 2004-04-19 2007-11-15 スカイセールズ ゲーエムベーハー ウント コー. カーゲー 風力駆動ユニットとしての自由に飛行する凧タイプの風を受ける要素を備える船舶
JP2010228489A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Furuno Electric Co Ltd 帆走援助装置
US8056490B2 (en) 2004-09-06 2011-11-15 Skysails GmbH Co. KG Watercraft having a kite-like element
KR101434228B1 (ko) * 2012-12-20 2014-08-27 임선우 요트의 퍼지추론형 자동항해방법
JP2015218723A (ja) * 2014-05-21 2015-12-07 チェン ティンCheng Ting 移動式洋上風力タービン

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