JPS61128120A - 自動航行装置 - Google Patents
自動航行装置Info
- Publication number
- JPS61128120A JPS61128120A JP59250273A JP25027384A JPS61128120A JP S61128120 A JPS61128120 A JP S61128120A JP 59250273 A JP59250273 A JP 59250273A JP 25027384 A JP25027384 A JP 25027384A JP S61128120 A JPS61128120 A JP S61128120A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
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- Navigation (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は航法装置によろ自船の測定位置と航路とのず
れを検出してオートパイロットの設定方位を制御する自
動航行装置に関する。
れを検出してオートパイロットの設定方位を制御する自
動航行装置に関する。
自動航行装置の従来の例としては特開昭５７−１６６６
１１によるものがあった。この自動航行装置においては
第６図１こブロック図を示すよう１こ、自船の目的地方
位を設定する方位設定器３１と船首方位を検出する方位
検出器８２との信号を用いて、自船の船首方位を上記設
定方位に一致させるオートパイロット８０の設定値を補
正する。その補正方法は、送信局からの航法信号を受信
してチャート上の位置を知る航法装置３８（例えばロラ
ンなど）による自船の位置と、出発位置と目的位置によ
って算出すれ、ｌ）／Ａコンバータ８７によりアナログ
出力となり加算口′１１１Ｆ８４により方位設定器８１
０設定値を実質的に変化させる。加算回路８４の出力は
方位検出器３２の出力と比較回ｗ！ｒ８６で比較され、
その比較出力で自動操舵制御部８５を制御して舵取機８
９を駆動し、方位検出器３２が検出する船首方位を上記
補正された設定方位（ζ一致させることができる。
１１によるものがあった。この自動航行装置においては
第６図１こブロック図を示すよう１こ、自船の目的地方
位を設定する方位設定器３１と船首方位を検出する方位
検出器８２との信号を用いて、自船の船首方位を上記設
定方位に一致させるオートパイロット８０の設定値を補
正する。その補正方法は、送信局からの航法信号を受信
してチャート上の位置を知る航法装置３８（例えばロラ
ンなど）による自船の位置と、出発位置と目的位置によ
って算出すれ、ｌ）／Ａコンバータ８７によりアナログ
出力となり加算口′１１１Ｆ８４により方位設定器８１
０設定値を実質的に変化させる。加算回路８４の出力は
方位検出器３２の出力と比較回ｗ！ｒ８６で比較され、
その比較出力で自動操舵制御部８５を制御して舵取機８
９を駆動し、方位検出器３２が検出する船首方位を上記
補正された設定方位（ζ一致させることができる。
上記従来の自動航行装置１こおいては潮流や風による航
路の誤差を補正することはできるが、方位検出器の誤差
や方位設定器の誤差、また方位設定のさいに生じる人為
的要因譬ζよる誤差によって生じる航路の誤差について
は補正することができなかった。すなわち第６図に示す
ブロック図及び第７図において、時間１０＝０でオート
パイロットをスタートさせ、その時のクロストラックエ
ラー（自、船位置から正規航路に下した垂線距離で、以
後ＣＴＥと記す０）を’ｌａｓ方位設定器の設定誤差を
θ、とする。Ｄ／Ａコンバータａ７は上記ＣＴＥに比例
する電圧ｖａ＝βｙｏ （βは比例定数）を出力し、こ
の出力は加算回路８４の第１の入力となる。一方、方位
設定器３１は設定された設定方位と船首方位とのずれに
比例する電圧ｖｂ＝αθ。（αは比例足数）を出力し、
フα ４０ 、 演算回路３４の第２の入力となる。寓算回路員は上αθ
。−βｙｏ ＝ Ｏ・・・・川・・・・・ （１）。
路の誤差を補正することはできるが、方位検出器の誤差
や方位設定器の誤差、また方位設定のさいに生じる人為
的要因譬ζよる誤差によって生じる航路の誤差について
は補正することができなかった。すなわち第６図に示す
ブロック図及び第７図において、時間１０＝０でオート
パイロットをスタートさせ、その時のクロストラックエ
ラー（自、船位置から正規航路に下した垂線距離で、以
後ＣＴＥと記す０）を’ｌａｓ方位設定器の設定誤差を
θ、とする。Ｄ／Ａコンバータａ７は上記ＣＴＥに比例
する電圧ｖａ＝βｙｏ （βは比例定数）を出力し、こ
の出力は加算回路８４の第１の入力となる。一方、方位
設定器３１は設定された設定方位と船首方位とのずれに
比例する電圧ｖｂ＝αθ。（αは比例足数）を出力し、
フα ４０ 、 演算回路３４の第２の入力となる。寓算回路員は上αθ
。−βｙｏ ＝ Ｏ・・・・川・・・・・ （１）。
次に第２図に示すように１時刻における船首方位と正規
航路ｌとのなす角をθ１１時刻時刻のＯＴＥをｙＩとす
ると、（１）式より α（θ、十〇Ｉ）＝βｙ、・・・・・・・・・・・・（
２）となり（１）式の場合と同じように（２）式が成り
立つように制御される。ＯＴＥは一定のサンプリング時
間、例えば２秒毎に検出されて上記航法装置３８から出
力される。したがってサンプリング周期はΔｔ＝ｔｉ−
ｔｌ、と表すことができる。式（２）をθ１について解
くと、 θ＋＝（β ｙＩ −α θｓ ）／ヶ ゛°゛
川−用３＞ただし、船はサンプリング周期Δｔに対して
十分小さい時間で操舵に対して応答するものとし、また
時刻ｔｌからｔ（−１間は直進するものと仮定する。
航路ｌとのなす角をθ１１時刻時刻のＯＴＥをｙＩとす
ると、（１）式より α（θ、十〇Ｉ）＝βｙ、・・・・・・・・・・・・（
２）となり（１）式の場合と同じように（２）式が成り
立つように制御される。ＯＴＥは一定のサンプリング時
間、例えば２秒毎に検出されて上記航法装置３８から出
力される。したがってサンプリング周期はΔｔ＝ｔｉ−
ｔｌ、と表すことができる。式（２）をθ１について解
くと、 θ＋＝（β ｙＩ −α θｓ ）／ヶ ゛°゛
川−用３＞ただし、船はサンプリング周期Δｔに対して
十分小さい時間で操舵に対して応答するものとし、また
時刻ｔｌからｔ（−１間は直進するものと仮定する。
ｔｉｔこおける船速をＶとすると、ｔＩにおけるＣＴＥ
ｙ（は Ｙｌ ” Ｍｌ−１＋ ” Ｓｕ１θｉ−１’Δｔ
・、・・−・・（４）となる。（３） （４）式より この式の左辺はＣＴＥの変化率を示している。（５）式
でθ、〉０（正規航路に対して取舵側にずれていること
を示す）の場合は になる。また の範囲では−θ、（Ｏとなり、ＣＴＥｙは単調減少１Ｃ
ＴＥで第４図Ａに示すように正規航路と平行になる。
ｙ（は Ｙｌ ” Ｍｌ−１＋ ” Ｓｕ１θｉ−１’Δｔ
・、・・−・・（４）となる。（３） （４）式より この式の左辺はＣＴＥの変化率を示している。（５）式
でθ、〉０（正規航路に対して取舵側にずれていること
を示す）の場合は になる。また の範囲では−θ、（Ｏとなり、ＣＴＥｙは単調減少１Ｃ
ＴＥで第４図Ａに示すように正規航路と平行になる。
安定することになり正規航路に一致しない。設定誤差θ
聰が負の場合（取舵側へずれている）を第６図に示す。
聰が負の場合（取舵側へずれている）を第６図に示す。
上記（５）式において船が走行していればＶ〜０であり
、上記説明のとうりＣＴＥ Ｘ一定となったからｙｔ−
ｙ響−１＝Ｑであり１ （６）式においてα、β、は既知の定数であす、ＣＴＥ
ｙＩ→は上記航法装置から出力されろ信号でＹｔ ＝
Ｙｌ−１＝ ’／（一定）であるからθ、＝（ｐ／’α
）ｙを算出し、この値を方位設定器の設定値の補正量と
する。また一定時間毎にＯＴＥを検出してその平均値を
算出し、引続く２組の平均値があらかじめ定められた数
値内（こある場合にはＣＴＥが一定値になったと判定す
る。
、上記説明のとうりＣＴＥ Ｘ一定となったからｙｔ−
ｙ響−１＝Ｑであり１ （６）式においてα、β、は既知の定数であす、ＣＴＥ
ｙＩ→は上記航法装置から出力されろ信号でＹｔ ＝
Ｙｌ−１＝ ’／（一定）であるからθ、＝（ｐ／’α
）ｙを算出し、この値を方位設定器の設定値の補正量と
する。また一定時間毎にＯＴＥを検出してその平均値を
算出し、引続く２組の平均値があらかじめ定められた数
値内（こある場合にはＣＴＥが一定値になったと判定す
る。
上記説明のとうり１式（５）の左辺が零になる場合のＣ
ＴＥ ［ｆｔ用いて誤差θ、を算出し、θ、を方位設定
器の補正値として使用することにより、方位検出器及び
方位設定器が有する誤差を実質的に零にすることができ
、自給の航路を正規航路に一致させることができる。
ＴＥ ［ｆｔ用いて誤差θ、を算出し、θ、を方位設定
器の補正値として使用することにより、方位検出器及び
方位設定器が有する誤差を実質的に零にすることができ
、自給の航路を正規航路に一致させることができる。
第１図Ｉζこの発明の実施例を示す。図において方位検
出器８２は例えばジャイロコンパス等の方位を検出する
装置である。方位設定器８１に自船８７の船首方位を設
定する。航法装置３８は例えばロラン。
出器８２は例えばジャイロコンパス等の方位を検出する
装置である。方位設定器８１に自船８７の船首方位を設
定する。航法装置３８は例えばロラン。
デツカなどであり１出発地及び目的地（ζより定まる正
規航路ｌと自船の位置とのＣＴＥ量を出力する公知の出
力装置を備えている。演算処理装置１０は上記航法装置
８８の出力信号を演算処理しＳＤ／Ａコンバータ１１に
よりデジタルアナログ変換し、演算回路８４の第１の入
力とする。演算回路８４は方位設定器８１の出力を第２
の入力とする。自動操舵制御部８６は上記演算回路８４
の信号をうけて舵取機８９を駆動する制御装置である。
規航路ｌと自船の位置とのＣＴＥ量を出力する公知の出
力装置を備えている。演算処理装置１０は上記航法装置
８８の出力信号を演算処理しＳＤ／Ａコンバータ１１に
よりデジタルアナログ変換し、演算回路８４の第１の入
力とする。演算回路８４は方位設定器８１の出力を第２
の入力とする。自動操舵制御部８６は上記演算回路８４
の信号をうけて舵取機８９を駆動する制御装置である。
次にこの実施例の動作について説明する。航法装置８８
は出発位置及び目的位置によって定まる正規航路ｌに対
する自船の位置を例えば２秒毎に計測し、ＣＴＥ量とし
て出力する。
は出発位置及び目的位置によって定まる正規航路ｌに対
する自船の位置を例えば２秒毎に計測し、ＣＴＥ量とし
て出力する。
上記ＣＴＥ ｔ−３’ｔとしそのときの補正量をＰ、と
するが、ＣＴＥが大きい場合（ζ−回でＣＴＥを補正し
ようとすると転舵が急激となり安全上問題が生じるので
１回の最大補正型Δｙは０．０５ＮＭ （海里）として
いる。
するが、ＣＴＥが大きい場合（ζ−回でＣＴＥを補正し
ようとすると転舵が急激となり安全上問題が生じるので
１回の最大補正型Δｙは０．０５ＮＭ （海里）として
いる。
ｌ ｙｌ−Ｐ＋−ｔ ｌ≧ΔｙのときはＰｌ＝Ｐ＋−＋
＋ ｓｇｎ （ｙｌ−Ｐ＋−１’） °Δｙ −＝
°（ｙ）ここにｓｇｎ （ＶＩＰ＋−１’）は正又は負
の符号を定める項で＋１又は−１である。
＋ ｓｇｎ （ｙｌ−Ｐ＋−１’） °Δｙ −＝
°（ｙ）ここにｓｇｎ （ＶＩＰ＋−１’）は正又は負
の符号を定める項で＋１又は−１である。
Ｉ ｙｌ−ＰＩ−１１＜Δｙ のときはＰＩ ” ３’
ｌ ”””””””””””””’・・パ°・ （８
）として亀−回で補正する。次礒補正を開始するための
判定方法について説明する。一定のＣＴＥを保持して正
規航路ｌと平行になったことを以下の方法奢こより判定
する。まず上記ＣＴＥｊｉ ｙｌ、 ｙｉ＋１”’の例
えば２分間の平均値刃を演算処理装置１０によって求め
、さらに河と次の２分間の平均値η＋１とを次のとうり
演算して、 ｌ ｙｊ−７１＋１１≦碍 のときはＣＴＥの補正量Ｉ、は次式のとうりとする。
ｌ ”””””””””””””’・・パ°・ （８
）として亀−回で補正する。次礒補正を開始するための
判定方法について説明する。一定のＣＴＥを保持して正
規航路ｌと平行になったことを以下の方法奢こより判定
する。まず上記ＣＴＥｊｉ ｙｌ、 ｙｉ＋１”’の例
えば２分間の平均値刃を演算処理装置１０によって求め
、さらに河と次の２分間の平均値η＋１とを次のとうり
演算して、 ｌ ｙｊ−７１＋１１≦碍 のときはＣＴＥの補正量Ｉ、は次式のとうりとする。
ここに可は０．０２ ＮＭ （海里）とする。
なる場合はＣＴＥの補正量Ｉ、は
Ｉ＋＝”ｓ−１＋ｓｇｎ ＣＹＩ−■５−１）°′！′
ｙ−°−（ＬＯの値とする。ここ齋ζｓｇｎ （７ｊ−
１１−１）は＋１又は−１である＝またｌｙｊ ｙｊ−
１１≧石のときはＣＴＥ量が一定値に収れんしていない
と判定して補正はしない。上記式（７） ｒ （８）
ｔ （９）、及ヒＱＯｔ’求メタＰ１＋１１０値ヲＤ／
ムコンパータ１１によりアナログ信号として方位設定器
８１の誤差を補正するように演算回路８４１ζ加えろ。
ｙ−°−（ＬＯの値とする。ここ齋ζｓｇｎ （７ｊ−
１１−１）は＋１又は−１である＝またｌｙｊ ｙｊ−
１１≧石のときはＣＴＥ量が一定値に収れんしていない
と判定して補正はしない。上記式（７） ｒ （８）
ｔ （９）、及ヒＱＯｔ’求メタＰ１＋１１０値ヲＤ／
ムコンパータ１１によりアナログ信号として方位設定器
８１の誤差を補正するように演算回路８４１ζ加えろ。
上記説明のとうり補正をくり返して設定誤差θ、による
ＯＴＥを零に収れんさせ自船を正規航路ｊ上に保持する
ことができる。
ＯＴＥを零に収れんさせ自船を正規航路ｊ上に保持する
ことができる。
第８図は正規航路ｌに一致するように補正される状況を
示す。ｔｌにおいて自船の航路は正規航路ｌ（こ平行し
、ｔＩ＋ｈにおいて上記説明のとうり平行を判定して、
上記設定誤差θ、に対する補正を開始し、正規航路！に
近ずくよう自動操舵制御部８５（こよって舵取機８６を
制御する。
示す。ｔｌにおいて自船の航路は正規航路ｌ（こ平行し
、ｔＩ＋ｈにおいて上記説明のとうり平行を判定して、
上記設定誤差θ、に対する補正を開始し、正規航路！に
近ずくよう自動操舵制御部８５（こよって舵取機８６を
制御する。
この発明においては上記説明のとうり、方位設定器及び
方位検出器に誤差がある場合でも上記誤差昏こ起因して
生ずるＣＴＥ量を求め、その値を方位設定器に補正値と
して付加すること：こより最終的に自船を正規航路に一
致させることができる。
方位検出器に誤差がある場合でも上記誤差昏こ起因して
生ずるＣＴＥ量を求め、その値を方位設定器に補正値と
して付加すること：こより最終的に自船を正規航路に一
致させることができる。
第１図はこの発明の構成を示すブロック図、第２図は設
定誤差θ５、船首方位θｉの関係を示す図、第８図は設
定誤差θｓが取舵側にずれている場合のこの発明の自動
航行装置による航路を示す図、第４図Ａは設定誤差θＢ
が取舵側にずれている場合の従来の自動航行装置の航路
を示す図、第４図Ｂは設定誤差θＢが取舵側にずれてい
る場合において初期のＣＴＥ ｙｉが（α７ｐ＞ ・ｅ
ｓより小さい場合の従来の自動航行装置の航路を示す図
、第５図は設定誤差θＢが面舵側にずれている場合の従
来の自動航行装置の航路を示す図、第６図は従来の自動
航行装置のブロック図、第７図は時刻ｔｏにおけるＣＴ
Ｅｙ。 と船首方位及び誤差θＳを示す図である。 １０・・・演算処理装置、８１・・・方位設定器、８２
・・・第１図 第２図 （面舟宮領・」） ｉ：工九航浴 ｅ ： 正、メ見ルざイ１ ｅｓ： 言え定言呉差 第３図 正親方イ立の乃゛Ｔ角第４図Ａ 第４図Ｂ ｅｓ＞０ 第５図 第６図 第７図
定誤差θ５、船首方位θｉの関係を示す図、第８図は設
定誤差θｓが取舵側にずれている場合のこの発明の自動
航行装置による航路を示す図、第４図Ａは設定誤差θＢ
が取舵側にずれている場合の従来の自動航行装置の航路
を示す図、第４図Ｂは設定誤差θＢが取舵側にずれてい
る場合において初期のＣＴＥ ｙｉが（α７ｐ＞ ・ｅ
ｓより小さい場合の従来の自動航行装置の航路を示す図
、第５図は設定誤差θＢが面舵側にずれている場合の従
来の自動航行装置の航路を示す図、第６図は従来の自動
航行装置のブロック図、第７図は時刻ｔｏにおけるＣＴ
Ｅｙ。 と船首方位及び誤差θＳを示す図である。 １０・・・演算処理装置、８１・・・方位設定器、８２
・・・第１図 第２図 （面舟宮領・」） ｉ：工九航浴 ｅ ： 正、メ見ルざイ１ ｅｓ： 言え定言呉差 第３図 正親方イ立の乃゛Ｔ角第４図Ａ 第４図Ｂ ｅｓ＞０ 第５図 第６図 第７図
Claims (2)
- （１）自船の目的地方位を設定する方位設定器と船首方
位を検出する方位検出器との信号により自船の船首方位
を上記設定方位に一致させるオートパイロットの設定値
を、送信局からの航法信号を受信して位置を知る航法装
置による自船の位置と出発位置と目的位置とによつて設
定される正規航路とのずれ量にもとずいて制御し、上記
ずれ量を補正する自動航行装置において、 方位設定器の設定値及び方位検出器の検出値に誤差θｓ
が存在する場合に、上記誤差θｓをクロストラックエラ
ー量を用いて算出する手段と、一定時間毎に上記クロス
トラックエラーを検出してその平均値を算出し、引続く
２つの平均値の差が第１の所定の値以下になつたときに
、クロストラックエラーを零にするように上記クロスト
ラックエラー量により算出された誤差θｓの値によつて
方位設定器を制御する手段とを具備する自動航行装置。 - （２）クロストラックエラー量が第２の所定の値より大
きい場合には１回の舵取操作によつて補正する補正量を
上記第２の所定の値に等しくせしめる手段を具備する特
許請求の範囲第１項記載の自動航行装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250273A JPS61128120A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 自動航行装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250273A JPS61128120A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 自動航行装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128120A true JPS61128120A (ja) | 1986-06-16 |
| JPH0451399B2 JPH0451399B2 (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=17205440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59250273A Granted JPS61128120A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 自動航行装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128120A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779408A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Tokyo Keiki Co Ltd | Automatic navigating device |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59250273A patent/JPS61128120A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779408A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Tokyo Keiki Co Ltd | Automatic navigating device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0451399B2 (ja) | 1992-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |