JPS61254815A - 船位測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶の船位を測定する装置に関し、特に船舶
の旋回運動性能を試験する際に用いて好適の船位測定装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、船舶の海上試運転においで、その旋回運動性能を
試験する際には、適当な時間間隔をあけて、同時間間隔
、船舶速度および船首方位を計測し、第１０図に示すよ
うな旋回銑跡図を作図して、船位を測定し、船舶の旋回
運動性能を調査している。

すなわち、計測点Ａｎにおいて、同計測点Ａｎにおける
船舶の経過時刻ｔｎ、船舶速度Ｖｎおよび船首方位ｏｎ
（第１０図においてはＹ輪方向に対する角度）の各値を
計測すると、これらの計測値から、船位としての計測点
Ａｎの平面座標（Ｘｎ、Ｙｎ）は、計測開始点である点
Ａ１を原点として次式のごとく近似的に算出される。

Ｙｎ＝”Ｖａｋｔａｋ−ｃｏｓａｋ　（ｎ≧２）−叫 ここで、 Ｖａｋ＝（Ｖｋ＋＋　＋　Ｖｋ）／　２ｔａｋ　：＝ｔ
ｋ＋１−ｔｋ なお、船舶速度Ｖｎの計測は、対水速度を必要とするの
で、船舶ａｍの電磁ログ等を用いて行なわれる一方、船
首方位ａｎの計測は船舶装備のジャイロコンパスにより
行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のような従来の船位測定手段において、
船舶速度Ｖｎとして対水速度は電磁ログ等を用い計測さ
れるが、このようにして計測される対水速度は、海流の
影響を受けて精度が低いため、その積分値である船位と
しての位置座標（Ｘｎ。

Ｙｎ）の精度も低下するという問題点がある。

本発明は、上述の問題点の解決をはかろうとするもので
、海流の影響を受けることなく、精度よく旋回航跡を求
められるようにした、船位測定装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明の船位測定装置は、海上に漂流する目
標物と、同目標物から離隔した海上の船舶における基準
点と上記目標物との距離を求める第１の手段と、上記船
舶の船長方向と、同船舶における上記基準点と上記目標
物とを結ぶ方向とのなす角度を求める第２の手段とをそ
なえるとともに、上記第１の手段で求められた距離と上
記第２の手段で求められた角度とから上記目標物に対す
る船位を演算しうるデータ処理装置をそなえたことを特
徴としている。

〔作　用〕

上述の本発明の船位測定装置では、第１の手段により、
海上に漂流する目標物と船舶における基準点との距離が
求められる一方、第２の手段により、上記船舶の船長方
向と上記基準点と上記目標物とを結、！ｒ力方向のなす
角度が求められる。このようにして求められた距離およ
び角度から、データ処理装置において上記目標物に対す
る船位を演算する。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
ＰｊＩＪ１〜３図は本発明の１１実施例としての船位測
定装置を示すもので、第１図はそのブロック図、第２図
は同装置により船位を測定する船舶を示す平面図、ｆｊ
ＩＪ３図は同装置による船位測定手段を説明するための
模式的な平面図である。

第１．２図に示すように、本発明の第１実施例としての
船位測定装置は、海上を漂流する目標物７、船体方位検
出器１．第１の手段としての距離検出器２を第２の手段
としての目標物方向検出器３゜データ処理装置４および
データ表示装置５により構成されている。

船体方位検出器１は、船体６の船長方向（第２図中の矢
印８で示す方向）の方位を方位角ａ（第３図参照）とし
て検出するもので、通常船舶に装備されているジャイロ
コンパスが用いられる。

目標物方向検出器２は、船体６上の基準点Ａと海上の目
標物７との距離Ｒを検出するもので、電波、光波等を基
準点Ａから発射し、それに対する目標物７からの反射波
を受信して、その時間差から距離Ｒを計測で終るように
なっている。

目標物方向検出器３は、船体６の船長方向（矢印８方向
）と、基準点Ａと目標物７とを結ぶ方向とのなす角度Ｐ
を検出するもので、基準点Ａ点を中心にして船首方向か
ら船尾方向まで旋回可能な望遠鏡またはテレビカメラ等
にて目標物７を像の中心にとらえながら、その時点での
望遠鏡またはテレビカメラ等の向きを船長方向を基準に
して計測することにより、角度Ｐを計測できるようにな
っている。

そして、これらの船体方位検出器１．目標物方向検出器
２．目標物方向検出器３により得られた計測値α、Ｒ，
Ｐはデータ処理装置４において演算処理され、同データ
処理装置４により、第３図に示すように、目標物７の位
置Ｃを原点とし、東西（Ｅ−Ｗ）方向をｘ軸、北南（Ｎ
−８）方向をｙ軸としたＸ−Ｙ座標系において、基準点
Ａの座標（Ｘａ。

Ｙａ）すなわち、目標物７に対する船位、船舶速度Ｖｓ
お上り旋回角速度Ｔｒが演算される。

このようにして得られた演算結果はデータ表示装置５で
表示される。特に、適当な時間間隔で逐次測定されるデ
ータにより得られた船位としての座標（Ｘａ、Ｙａ）は
、連続的にグラフィック表示され、船体６の動きを表示
できるようになっている。

このデータ表示装置５としてはＣＲＴディスプレイまた
はＸ−Ｙプロッタ等が用いられる。

ところで、データ処理装置４における演算処理について
説明すると、計測される方位角αと、距離Ｒ（基準点Ａ
と目標物７の位置Ｃとの距離）と、角度Ｐとは、Ｘ−Ｘ
座標系上において、１３図のように示されるので、船位
としての基準点Ａの座標（Ｘａ、Ｙａ）は計測値α、Ｒ
，Ｐにより次式のように表わされる。

Ｘａ＝−Ｒ−ｓｉｎ（１８０°−ＣＩ−Ｐ）　　−−−
（１）Ｙ　ａｔ　Ｒ−ｃｏｓ（１８０°−ａ−Ｐ）　　
・・・（２）上式のような関係から、時々刻々変わる計
測値Ｒ１ｆｆｔＰに対し、座標（Ｘａ、Ｙａ）の値を、
データ処理装ｆｉ４において次々に演算する。

さらに、このようにして算出された船位としての座標（
Ｘａ、Ｙａ）の変化と経過時開１．ｔ２とから、船舶速
度ＶｓＢよび旋回角速度Ｔｒも次式にしたがって、デー
タ処理装置において演算される。

ただし、Ｘ　ｎ　ｌｔ　Ｘ　ａ　２はそれぞれ経過時刻
ｊ＋＊ｈにおける基準点ＡのＸ座標、Ｙｌｌ　＋　ｘ　
Ｙ　ａ　２はそれぞれ経過時刻Ｌ＋＊ｈにおける基準点
ＡのＸ座標である。

なお、目標物７は、船体６がら適当に離隔した海上に漂
流し、目標物距離検出器２および目標物方向検出器３に
よって十分に認識で終るものとする。

上述のように、海上を漂流する目標物７番二対する船位
が、目標物７を原点とする船体６上の基準点Ａの位置と
して測定されるため、測定に際して海流の影響を受ける
ことはなく、従来のように精度の低い船舶速度を積分し
て船位を求める必要もなくなり、船位を連続的に且つ極
めて高い精度で測定できるようになる。したがって、船
舶の海上試運松において、その旋回運動性能を試験する
際、その旋回航跡を容易に且つ精度よく得ることがで終
るほか、船位と同時に船舶速度Ｖｓおよび旋回角速度Ｔ
ｒも容易に得られる。

第４〜６図は本発明の第２実施例としての船位測定装置
を示すもので、第４図はそのブロック図、第５図は同装
置により船位を測定する船舶を示す平面図、ＰＩ１１６
図は同装置による船位測定手段を説明するだめの模式的
な平面図である。

１４．５図に示すように、本発明の第２実施例としての
船位測定装置は、目標物７．船体方位検出器１．第１お
よび第２としての目標物方向検出器３　ａ、　３　ｂ、
データ処理装置４およびデータ表示装置５により構成さ
れ、各装置とも第１実施例とほぼ同様の構成および機能
を有しているが、この第２実施例では、船体６上の基準
点がＡ、Ｂの２ケ所に設定されている。ただし、基準点
Ａ、Ｂは、直線ＡＢが船体中心線と平行になるように設
定する。

そして、目標物方向検出器３　ａｔ　３　ｂは、それぞ
れ、船体６の船長方向と、基準点Ａ、Ｂと目標物７とを
結ぶ方向とのなす角度Ｐ、Ｑを検出するようになってい
る。

このようにして検出された角度Ｐ、Ｑと、あらかじめ計
測されるＡＢ間の距離りとから、ＭＳ６図に示すごとく
、基準点Ａと目標物７との距離Ｒが正弦定理によって次
式のように表わされる。

上式に基づき、データ処理ｖｔｒ１１４において、距離
Ｒが演算された後、第１実施例と全く同様、（１）〜（
４）式にしたがって、船位としての基準点Ａの座標（Ｘ
ａ、Ｙａ）、船舶速度Ｖｓおよび旋回角速度Ｔ「が演算
される。

これにより、第２実施例においても、第１実施例と全く
同様の作用効果が得られるほか、船体６上に異なる２つ
の基準点Ａ、Ｂを必要とするが、目標物７との距離を測
定する必要がないので、距離測定用の特別な装置が不要
となるとともに、目標物７も、同目標物７の方向のみが
十分に認識されればよく、より簡素なものにできる。

ｔｊＩＪ７〜９図は本発明の第３実施例としての船位測
定装置を示すもので、第７図はそのブロック図、第８図
は同装置により船位を測定する船舶を示す平面図、第９
図は同装置による船位測定手段を説明するための楳式的
な平面図である。

第７，８図に示すように、本発明の第３実施例としての
船位測定装置は、目標物７．船体方位検出器１．＠１お
よびＰＩＳ２としての目標物距離検出器２　ａｔ　２　
ｂ、データ処理装置４およびデータ表示装置５により構
成され、各装置とも第１実施例とほぼ同様の構成および
機能を有しているが、この第３実施例では、第２実施例
と同じように２つの基準点Ａ、Ｂが設定されている。

そして、目標物距離検出器２ａ、２ｂは、それぞれ、基
準点Ａ、Ｂと、目標物７との距離Ｒ，Ｓを検出するよう
になっている。

このようにして検出された距離Ｒ，Ｓと、ＡＢ間の距離
りとから、第８図に示すごとく、角度Ｐが余弦定理によ
って次式のように表わされる。

上式に基づき、データ処理装置４において、角度Ｐが演
算された後、第１実施例と全（同様、（１）〜（４）式
にしたがって、船位としての基準点Ａの座標（Ｘａ、Ｙ
ａ）を船舶速度Ｖｓおよび旋回角速度Ｔｒが演算される
。

これにより、第３実施例においても、第１実施例と全く
同様の作用効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の船位測定装置によれば、
海上に漂流する目標物と、同目標物から離隔した海上の
船舶における基準点と上記目標物との距離を求める第１
の手段と、上記船舶の船長方向と、同船舶における上記
基準点と上記目標物とを結ぶ方向とのなす角度を求める
ｔｓ２の手段とをそなえるとともに、上記第１の手段で
求められた距離と上記第２の手段で求められた角度とか
ら上記目標物に対する船位を演算しうるデータ処理装置
をそなえるという簡素な構成で、測定に際して海流の影
響を受けることはなく、従来のように精度の低い船舶速
度から船位を求める必要もなくなるので、連続的に且つ
極めて高い精度で船位を測定できるようになり、これに
より精度の高い船舶の旋回航跡を容易に得ることができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の第１＊施例としての船位測定装置
を示すもので、第１図はそのブロック図、第２図は同装
置により船位を測定する船舶を示す平面図、第３図は同
装置による船位測定手段を説明するための模式的な平面
図であり、第４〜６図は本発明の第２実施例としての船
位測定装置を示すもので、第４図はそのブロック図、第
５図は同装置により船位を測定する船舶を示す平面図、
第６図は同装置による船位測定手段を説明するための模
式的な平面図であり、第７〜９図は本発明の第３実施例
としての船位測定装置を示すもので、第７図はそのブロ
ック図、第８図は同装置により船位を測定する船舶を示
す平面図、第９図は同装置による船位測定手段を説明す
るための模式的な平面図であり、第１０図は従来の船位
測定手段により描いた船舶の旋回航跡図である。 １・・船体方位検出器、２・・第１の手段としての目標
物距離検出器、２ａ、２ｂ・・第１および第２の手段と
しての目標物相離検出器、３・・第２の手段としての目
標物方向検出器、３ａ、３ｂ・・斌１封上ｔ！畝２の壬
Ｉ９と１−イの日櫃論力白始出器、４・・データ処理装
置、５・・データ表示装置、６・・船体、７・・目標物
、８・・船長方向を示す矢印、Ａ、Ｂ・・基準点。 復代理人　弁理士　飯沼義彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 海上に漂流する目標物と、同目標物から離隔した海上の
   船舶における基準点と上記目標物との距離を求める第１
   の手段と、上記船舶の船長方向と、同船舶における上記
   基準点と上記目標物とを結ぶ方向とのなす角度を求める
   第２の手段とをそなえるとともに、上記第１の手段で求
   められた距離と上記第２の手段で求められた角度とから
   上記目標物に対する船位を演算しうるデータ処理装置を
   そなえたことを特徴とする、船位測定装置。