JPS6093368A - 自船位置決定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、海面及び過去のレータ信号から作成されメモ
リに記憶されている映像標準パターンと現【／−ダ信号
とを自動的に比較することにより、自船の正確な位置を
める船位決＞ｉＪ装置に関する。

レーダは自船の周辺状況を、又航法装置は自船位置を知
ることができ、共に船舶の安全航行１−極めて有用な機
器である。更に、近年この両者の情報を有機的に結合さ
せてレータ映像と緯度・経度線を重畳表示する。所謂航
跡表示装置も利用されている。

しかしながら、１−記航法装置は精度面で問題がない訳
ではなく、数百メー）・ル程１■の１誤差を生しること
もあり、又種類によっては１．記誤差がＭ　Ｊｌｉされ
るようなタイプのものもある等信頼性の点で多少の問題
を残している。

本発明は１−記に鑑みてなされたもので、海面情報（緯
度、経度）を右する映像標準パターンと現レーダ信号と
を記憶した各メモリの番地毎に信号比較を行い、且つ順
次一方の映像を１番地ずつずらして繰り返し同様の比較
を実行することにより、映像同士の一致を検出すると共
にその時の位置ずれを検出して真の船位をめる船位決定
装置を提供するものである。

以下１図面を用いて説明する。

第１図は現レータ信号が記憶された一例のメモリの状７
＆１を示すもので１番地容量Ｍ２とし、中心０を自船位
置とする。又、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ等は陸地、’Ｊｈｉ　ｉ
″ｔを示す。尚、メモリへのレータ信号の書込は映像標
準パターンと方位方向を予め一致させておぐ必要性から
コンパス等を用いて同図の如く真北基準（ノースアップ
）で行われているものとする。

第２図は映像標準パターンの一例が書込まれたメモリの
状＃１を示すもので、番地容量ｍ２　（便宜上ｍ　＜　
Ｍとする）とし、中心０゛の位置が後述する航法装置よ
り得られた（誤差を含んでいる）船位となるように書込
まれる。この航法装置は本発明においては映像標準パタ
ーン内のどの海域の部分を比較するためのメモリに書込
むかを目安的に決定するために用いられる。映像標準パ
ターンは一致精度の向上に資するために適当な処理が施
こごれており、例えば同図Ａ′、Ｂ′、Ｃ’、Ｄ′のよ
うにレーダ信号として最も強く受信されるｌｌ１ｊＪ“
１番線が抽出された形とされる。尚、Ａ″、Ｂ″。

Ｃ″、Ｄ　″は７／σ岸に沿った海面を示している。こ
の海面パターンＡ　〜Ｄ　″はレータ化すの陸と屯なっ
た時に不一致状態としての哨み伺けのために用いられる
。

ところで、船舶は一般的に定航路を運行することから、
その航路に沿った所定間隔毎の１−記の如き映像標準パ
ターンを作成しておけば充分と占えられる。又、各映像
枠？！１！パターンの中心の（真の）緯度・経度情報も
後述するように４．１１せで’ｌｈｉ図等を利用して取
込む必要がある。

第３図は本発明の一実施例を示す回路図である。

１はモータ２により定周期に旋回され、送信トリガ発生
回路３からの周期的な送信トリガに基づいて電波パルス
の送信を行い、物標からの反射波を受信するレーダアン
テナである。該レータアンテナ１で受信された探知信号
は増幅検波回路４、Ａ−Ｄ変換回路５を経てＲＡＭ等の
レーダメモリ６に順次書込まれる。該レーダメモリ６へ
の探知信５；−の１９込は次のようにして行われる。

７はレーダアンテナ１が船１ゝ１方向を指向したときパ
ルスを送出する船首パルス発生器で、例えばレークアン
テナｌの回転軸に、役けられたマグネントとｔｐ体側の
リードスイ・ンヂとから構成される。

８はレータアンテナｌの・定角（例えば１″）回転毎に
回転パルスを送出する回転パルス発生器で、例えばレー
クアンテナ１の回転軸に回心状に１没けられ、等半径１
−に・定間隔イげに穿設されたスリットを有する円根と
、筐体側のフォＩ・インタラプタとから構成される。９
は上記船首パルスを基べ１：にして回転パルスをＡ１数
することによりレータアンテナ１の指向方位をめる方位
カウンタで、方位情報は加９回路１０で、例えばジャイ
ロコンパスｌＯからの方位情報と加ｑされて、真北を基
べ１１としたレータアンテナｌの指向方位情報が座標変
換回路１２へ導かれる。座標変換回路１２は極座標でＩ
ＩＩられる探知信月をレーダメモリ６へ１１）込む際に
直交座標で行わすようにするために用いられる。１３は
クロックパルス発生回路１４からのノ１（準クロ、クパ
ルスを探知・レンジに応じて適宜分周して１．１数する
距１！１１１１カウンタである。このようにして得られ
た方位及び距頗情報は座標変換回路１２でＸ、ｙ座標に
変換され、切換スイ・ンチ１５を経てレータメモリ６に
導かれる結果、該当する探知（ｉｒ　”’ｆがそのｘ、
ｙ番地に書込まれる。

次に、映像標準パターンの比較メモリ１６への取込みに
ついて述へると、この動イ′１は前述した複数の映像検
事パターンをＹ・め記憶されたメモリ１７、航法装置１
８、入出力装′／（１９，２０，１１ＡＭ２１．　ＲＯ
Ｍ２２及び演算処理部２３（以下、ＣＰＵという）によ
り制御される。すなわち、航〃、装置１８から１１安と
なる現在の自船の位置（緯度・経度情報として）を読み
取り、この位置と最も近い中心位置をイ１する（前述し
たように各映像標準パターンは同時にその中心位置の緯
度・経度情報も取込まれている）映像標準パターンをメ
モリ１７から選出して出力装置２０を介して比較メモリ
１６へ書込む。ＣＰＵ２３等はいずれの映像標準パタ一
ンが最も近いかをハ；ｆ算し、選定する動作及び選定さ
れた映像標準パターンの内容を比較メモリへ転ｉ、’／
：　Ｊ“る動作を指令制御する。

このようにして、比較メモリ１６には第２図の例で示せ
ば中心（Ｑ；ζ１１０′の映像枠ベトパターンが、レー
クメモリ６には第１図の例で示せば自船位置Ｏの探知映
像が取り込まれていることになる。尚、比較メモリ１６
の中心位置Ｏ′の緯度・経度情報は１ｉｉｉ述したよう
に工°↓の情報である。

そこで、次に位置０．０′間の差を緯度・経度情報とし
て抽出して自船の真の位置をめるだめの構成、動作につ
いて説明する。

Ｊｌ（末的には、上記Ｏ１０′間のずれ分は前述のよう
に両者の映像を比較することにより行う。この比較はレ
ータメモリ６と比較メモリ１６の各記憶内容について１
番地ずつ行うものとし、いずれか一方の記憶内容を順次
１番地分だけＸ方向及びＸ方向にずらして同様の比較を
繰り返し実行することにより両者の映像が最も重なった
よさの１−記ずらし分をめるものである。尚、前記ＣＰ
Ｕ２３はその都度探知レンジ情報を読み取っ−Ｃ両映像
の尺度を一致させて比較処理が行えるようにするために
比較メモリ１６への映像標準パターンの１！７込をも制
御する。

２４．２５は比較メモリ１６の読出番地を指定するため
のＸカウンタ及びＸカウンタで、同時にレークメモリ６
の１１）を出番地を指定するためのノ＾木値としても機
能する。」二記カウンタ２４はクロンクパルス発生回路
１４からのクロフクパルスが通常ＯＮ状態にあるスイッ
チ２６を介して送入されることにより０〜ω−１までの
１：１数を狛うようになされたおり２、ｉｌ数（〆１が
ｍ−１に一致すると一致パルスをＸカウンタ２５に導く
。Ｘカウンタ２５は１−記・致パルスを０〜ｍ−１まで
計数する。上記カウンタ２５がｌ１１−１　まで１．１
ｖすると比較メモリ１６の−・画面分が読出されたこと
となる。

このようにして読出された両メモリ６．１６の内容はＲ
ＯＭ２７に導かれる。ＲＯＭ２７は次表に従って送入信
吟の状態に応じ出力を送出する。

尚、レーダメモリの陸は４’Ｓ　”Ｊ有りの状ｆＥ、、
その他は信号なしの状Ｆ；を総称Ｉ２ているものとする
。

この表において、（＋／ｉ　１の場合はＲＯＭ２７から
の出力はゲート２８に導かれ、イ〆ｉ−１の場合はゲー
Ｉ・２９に導かれて各ゲートをＯＮするようになされて
いる。１．記ゲート２８．２８にはクロックツぐルスが
誤動作防１１．の点から遅延回路３０で若干遅延されて
送入されており、ＯＮ状１ハ；にある方のゲートを経て
１ｉＪ逆カウンタ３１のＵＰ若しくはＤＯＷＮ端子に送
入される。尚、（ｆｉＯのときは両ゲートともＯＦＦ状
ｆ魚にあってクロックパルスを遮断する。

このようにして　ｎｆ逆カウンタ３１は比較メモＩＪ１
６の一画面分の読出が完了するまで加ｑ、減算を繰り返
して比較結果値を１１）るにの結果値はＸカウンタ２５
からの一画面分の読出終ｒに対応する　″致パルスによ
りラッチ３２へ取込まれると」（にその直後遅延回路３
３を介して送入される　・致ノクルスによりＯにクリア
ーされる。

−１−記一致パルスは誤動作防止の点からｄ迂回路３３
を介して△Ｘカウンタ３４に送入される。△Ｘカウンタ
３４及び後述のΔｙＸカウンタ３５前述しＩこすらしを
実行するもので、各カウンタの（＋／ｉか間接的にずら
し分に相当する。今１画面のすらしを点Ｏを中心にｘ、
Ｘ方向に±αたけ１１わすようにする。αの設定は種々
考えられるが、例え＋ｆα−（Ｍ−ｉ）／２とすれば、
レータメモリ６の番地（０，０）を比較メモ１月８の番
地（Ｏｌｏ）に　致する。１：うに屯ねた状態からレー
タメモリ６のＭＪｆｔＣＭ。

Ｍ）を比較メモ１月６の番地（ｍ、ｍ）＋こ　゛致１−
るように屯ねた状態までの各状態での比４唆力）１１わ
れる。

ΔχＸカウンタ３４Ｘカウンタ２５がらの一致パルアを
Ｏ〜２αまで計数し、計数値が２αに一致すると一致パ
ルスを送出し△ｙＸカウンタ３５挿入する。△ｙＸカウ
ンタ３５上記一致パルスを０〜２αまで１１１数する。

Ｘカウンタ２４．ΔＸカウンタ３４の各出力３１数値は
加算器３６で数値（Ｍ−ｍ）／２−αと共に加算され、
一方ｙカウンタ２５、ΔｙＸカウンタ３７各出カル１数
値は加算器３７で数値（Ｍ−Ｉｌｌ）／２−αと共に加
算されて切換スイフチ１５を経てレータメ士り６に導か
れ、読出のための番地として働く。すなわち、比較は探
知映像の方をｌａ地ずつずらすことによって行われる。

従って、これによれば、最初の状態（ΔＸΔｙカウンタ
の出力ｄ１数（ｉｆｆが共に０）における一画面分の比
較が終了すると、ΔＸカウンタ３４の出力６１数値が、
ｌ、２・・・２αと変化してその各状態で比較がなされ
１次にΔｙＸカウンタ３５出カル１数値が１に変化する
というＪ４合に行われ、最終状態（ΔＸ、Δｙカウンタ
の出力旧数値が共に２α）で全てのずれ状態における比
較が終了することになる。尚、比較メモリ１６の映像標
準パターンはｘ、Ｘカウンタ２４．２５の出力１１１数
値が切換スイ。

チ３８を介して導かれることにより、レータメ七り６か
らの探知映像の読出と同・のタイミングで読出されてい
る・ Ｘカウンタ２５の出力ａｌ数（＋ｔｊがｍ−１に一致し
たとき、すなわち一画面分の読出がＡ’５　＋’　した
ときラッチ３２に取込まれた比較結果（１ｆｊは占いず
れ状！ハ；における比較結果値を有するランチ３９の該
値と比較回路４０で大小比較され、ラッチ３２の（１／
ｉの方が大なるときのみ比較回路４０よりパルスが送出
されてランチ３２の値をラッチ３９へ転送する。このよ
うにして、ランチ３９には全ての比較結果値の内の最大
のものが取込まれることになる。又、１．記比較回路４
０からの出力パルスはその時の△Ｘ、Δｙカウンタ３４
．３５の出力計数値をもラッチ４１．４２に取込むよう
にし、１）ｕ述と同様比較結果（ｆ＋が最大のときの各
出力５１数値、すなわちずれ分がＧ終的にランチ４１、
４２に確保される。

ところで、比較結果値が最大であるということは１ｊう
表より映像標準パターンと探知映像が最も重なった状態
にあると見ることができる。従って、今、この状態の△
Ｘ、ΔｙＸカウンタ３４３５の出力計数値をＸｌ、ｙ、
と仮定すると、映像標準パターン内の中心Ｏ′がレータ
メモリ６上で位置する番地は（−十Ｘ＋、ン→−ｙ、）
となる。一方と表わせ、結局点０の紳１！ｌ：　”　！
’ｉ’度ｌ」緯度＝（点Ｏ′の緯度＋ｒ＜、（−＋Ｙ＋
　−−）　）２ 経度＝（点０′の経度十に、（−十ｘ、−−））２ となる。（＋１１．、ｋｌ、　ｌ（、は１番地当りの緯
度差及び経度差を示し、北緯、南緯や西経、東経で±が
変化４−ると共に探知レンジの変更に伴なっても比例的
に変化する。

さて、ΔｙＸカウンタ３５出力計数値が２αに一致して
全ての状態における比較が終了するとき△ｙＸカウンタ
３５ら一致パルスが送出され、入力装置１９を介してＣ
Ｐ　Ｕ　２３に導かれることにより比較処理が終了した
ことを知らせる。ＣＰＵ２３はこの直後ラッチ４１．４
２の値Ｘ＋、’！＋を取込んで」−記Ｉｆ　ｎを実行し
、１：１船位置Ｏの緯度・経度をめる。演算結果の真の
緯度・経度は数値表示器４３に表示される。

そして、映像標準パターンの更新はＣＰＵ２３により＝
一定１１シ間毎に若しくは１１安とする航法装置１８が
・定距離変化したごとを検出されたとき塚に繰り返され
る。

尚、△ｙＸカウンタ３５らの一致パルスはラン升３３の
最大比較結果４ｆｉを０（若しくは所定の小なる値）に
リセットする。又、切換制御回路４４は１−記の一致パ
ルス送出時点から次の船市パルスか送出されるまでの間
クロンクパルスの挿入、例えばＸカウンタ２４への挿入
を遮断して各回路の１Ｐ′１動１′１を防ｊ１する。更
に、切換スイッチ＋５，３８のＩＩ、Ｌ信シＪ−はメモ
リ　６，１６の占込、読出状５！！；を制御するもので
、係る状態は切換制御回路４４により各々切換制御され
るようになされている。

以」−説明したように、この発明によれば、自船の正確
な位置を知ることができると共にそのための動作が全て
自動的になされるため人為的ミスの生ずるおそれはなく
信頼性も高いので船舶の安全航行上極めて有用である。

尚、本実施例では説明していないが、得られた真の位置
情報に基づいてレーダ表示面上に緯度・経度線を併記表
示することも考えられ、これは従来の航跡記録装置にお
ける航法装置からの位置データの代わりに」−記憶の位
置情報を用いることにより容易に達成できる。

又、本実施例では映像標準パターンの信号の存イ１する
番地数は全体から観れば極めて少ないため全てのずれ状
態に対して常に全番地をチェフクすることは主に時間的
ロスの点からｌＩｒましくない。

以下、係る処理についてｊｌ　ｒ／　４”ｌを用いて行
わすようにした実施例につき説明する。

第４図はその部分に関するブロック図を示すもので、図
中第３図と同一番号物は同一機能を果すものである。図
において、計算機はＣＰＵ４５、ＲＡＭ４Ｇ、ＲＯＭ４
？、インターフェース（以下、Ｉｌｏという）４８及び
カウンタ部４９から構成ξれる。

尚、ＣＰＵ４５は第３図のＣＰＵ２３の機能をも当然に
有しているものである。

上記構成につき、次に動作に関し第５図のフローチャー
トを参照して簡単に流れに沿って説明する。

（１）初期設定（ステップＳ、〜Ｓ１）メモリ１７から
所定の映像標準パターンが比較メモリ１８に−（込まれ
ると、ＣＰＵ４５は該比較メモリ１６の内容を＋ｉｔ次
読出して取込み、陸信す（ｕ’ｓ　２図Ａ′〜Ｄ′）の
存在する番地（ｘａ、ｙａ）を、及びｊ７ＩＥ信号（：
５２図Ａ　”〜Ｄ″）の存在する番地（ｘｂ、　ｙｂ）
を全てＲＡＭ４Ｂに記憶する。

同様にレーダメモリ６に、１）込まれる信号も回しタイ
ミングで１１「１次取込み、上々４，１号（第１図Ａ−
Ｄ）の存在する番ＩＩ！！（ｘ、ｙ）を全てＲＡＭ４Ｂ
に記憶する、尚、この記七〇動作はレータメモリ６に書
込まれた信号を高速で読出すことにより取込んでも良い
。

カウンタ部４９内の△Ｘ川用△ｙ用カウンタ（図示せず
）の初期値をΔｘ＝−１、△ｙ＝０とし、同時にカウン
タｌ、カウンタ２の値を共に所定の小さなイ１ｆｔ　（
この実施例ではＯ）にセットする。

尚、ΔＸ、△ｙは前実施例のずれ分を示すものである。

又、ステ、プｓ、’、ｓ２は比較メモリ１６を用いるこ
となく、直接メモリ１７かも所定の映像標べｌ・パター
ンを取込んで齢、調信号の検出等を行うこともできる。

（２）トケ信号回七の比較（ステップＳ５〜Ｓ、）ステ
、プＳ１．はずれ分を１ずつ変更させるためのものであ
る。

レーダメモリ６からＲＡＭ４Ｂに取込まれた陸信りは、
ずれを生しさせるためステップＳ、で番号の変換が施さ
れ（Ｘ、Ｙ）とされる。

そして、ＣＰＵ４５はＲＡＭ４Ｂから番Ｊ７（ｘａ、ｙ
ａ）を例えばｘａの小さい順に読出してこれと等しい（
ｘ、Ｙ）が有るかどうかの番地比較を実行する。（ｘａ
、　ｙａ）　＝　（Ｘ、Ｙ）となる（ｘ、Ｙ）が有ると
きはステップＳ１によりカウンタｌの（ｉはその都ＩＪ
Ｖ　ｌずつ加算され、これにより陸信号の一致個数が検
出できる。尚、カウンタｌの加減算は＋ｉη実施例にお
ける表に基づいて行うものとする。

（３）その他の信号についての比較（ステップＳ　、、
　−Ｓ　、、　） ＣＰＵ４５はＲＡＭ４Ｂから番地（ｘｂ、　ｙｂ）を−
１例えば前記同様ｘｂの小さい順に読出して番地比較を
実行する。（ｘｂ、　ｙｂ）　＝　（Ｘ、Ｙ）となる（
Ｘ、Ｙ）が有るときはステップＳ、２によりカウンタｌ
のイｌＩ′（をその都度ｌずつ減算し、逆に等しい（Ｘ
、Ｙ）がないときはステップＳ、３によりカウンタＩの
値をその都度ｌずつ加ｑ、する。これにより前栽の表の
比較計数処理が行われたことになる。

（４）比較結果値の大なる方のずれ分の取込み（ステ、
プＳ１．〜Ｓ、７） １、述の各ステ、ンプにより、今回のり”れ状態にお（
Ｊる比較結果イー１がカウンタｌに蓄えられカウンタ２
の値と比較される。カウンタ２のイホ（は前回までの各
ずれ状態における比較結果値の中のより人なる値のもの
が蓄えられているウ ステップＳ、１により今回の比較結果値が大なるときは
、＋ｉｉｊ回までの値に代えて今回得られた値をより大
なるものとしてカウンタ２に転送し、同時に今回の△Ｘ
、Δｙを取込む。これにより、前回までに取込まれてい
た△Ｘ、△ｙの値は更新されることになる。逆に今回の
値の力が小なるときは、１ｉｉｉ回までの値及び△Ｘ、
Δｙの値がそのまま維持保存される。

そして、カウンタ１の４ｆｉは、次のずれ状態での比較
結果値をめるためにスアーツブＳ４の場合と同様に０に
リセットされる。

（５）ずれ状態の終ｒ点の検出（ステップＳ、。〜Ｓ、
） 前実施例と同様、ΔＸをＯ〜・２α、Δｙをθ〜２αと
設定しておき、△ＸがＯ〜２α変化する毎に△ｙかｌだ
け変化するようにずれ状態が形成されるようになされて
いるものとする。

ステップＳ　ｔｏはへＸがＸ方向の終ｒ点２αに一致し
たか否かを判別するもので、ΔＸ≠２αなら次のずれ状
態形成のためステップＳ、に進み、逆に△ｘ＝２αなら
ステップＳ３．、に進んでΔｙの値ｌだけ増す。

ステップＳ、はΔｙＸ方向終ｒ点２αに　致したか否か
を判別するもので、△ｙ≠２αなら次のずれ状態形成の
ためステップＳ力で△ｘ＝−１にリセッ；・してステッ
プＳ５に進み、逆にΔＹ＝２αなら全ての比較処理か終
ｒしたことになる。

（６）自船位置の演ｑ処理（ステップＳ、７）」二連に
より比較動作が終ｒすると、一連の比較動作においてｆ
ｊＪられた数人比較結果値を有するときのずれ状７１−
．　（△Ｘ、Δｙ）が取出されて、前実施例に示すと同
様の演ηが実行される。この結果、自船のより正確なイ
Ｘ装置がめられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レータイ１１りの・例が肥土〇されたレータ
メモリ６を示すもので、第２図は映像枠べＣ・パターン
の・例が記憶された比較メモリ１６を４＜すものである
。 第３図は１本発明の一実施例を示す回路図である。 ｉ４図は、他の実施例を示す要部のブロック図で、第５
図は動作説明のためのフローチャー１・である・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 し・−夕信号を直交座標系で示される番地に一画面分記
   憶するレーダメモリと。 複数の真の位置情報を備えた映像標準パターンを有する
   パターンメモリと、 に記パターンメモリから所定の映像標準パターンを選択
   する航法装置と、 １−記レータメモリ又はパターンメモリのいずれか・力
   の番地を順次ずらすずらし分設定手段と、各ずらし状態
   におけるレータメモリとパターン７１モリの信号の重畳
   状ｆｆ、を数４ｆｉで表わす比較計数丁段と、 最も重畳した状態におｌｌる上記ずらし分を検出する検
   出手段と、 該検出ｆ段出力及び七記真の位置情報に基づいて自船イ
   装置をめる演ｒＬ丁一段とから成る自船位置決定装置。