JPS6234000B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6234000B2 JPS6234000B2 JP54171119A JP17111979A JPS6234000B2 JP S6234000 B2 JPS6234000 B2 JP S6234000B2 JP 54171119 A JP54171119 A JP 54171119A JP 17111979 A JP17111979 A JP 17111979A JP S6234000 B2 JPS6234000 B2 JP S6234000B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- ship
- destination
- position data
- calculation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は船舶を予定の航路上を逸脱せずに目的
地迄誘導するオートパイロツト装置に関する。
地迄誘導するオートパイロツト装置に関する。
第１図は従来のオートパイロツト装置の構成を
示す。図において、１はジヤイロ信号の入力端
子、２は針路設定器、３は引算器、４はPID
（proportional、integrate、differential）演算制
御器である。次にこの動作を説明する。ジヤイロ
信号入力端子１に伝えられるジヤイロ信号即ち船
首方位信号と針路設定器２に手動で設定された船
が航行しようとする方位は引算器３で差が演算さ
れ演算結果はPID演算制御器４に送給される。
PID演算器４は一般に第１式の演算を行う。
示す。図において、１はジヤイロ信号の入力端
子、２は針路設定器、３は引算器、４はPID
（proportional、integrate、differential）演算制
御器である。次にこの動作を説明する。ジヤイロ
信号入力端子１に伝えられるジヤイロ信号即ち船
首方位信号と針路設定器２に手動で設定された船
が航行しようとする方位は引算器３で差が演算さ
れ演算結果はPID演算制御器４に送給される。
PID演算器４は一般に第１式の演算を行う。
ｙ＝ＶPｘ＋ＶI∫xdt＋ＶDｄｘ／ｄｔ …(1)
ここでｙはPID演算制御器の出力、
ｘは演算制御器の入力、
ｔは時間、
ＶP、ＶI、ＶDはそれぞれ比例（Ｐ）、積
分（Ｉ）、微分（Ｄ）の演算の係数 PID演算制御器４の出力は舵取機５に送給さ
れ、舵取機５により舵６が動かされ船は向きを変
えて船首方位が常に設定方位と等しくなるように
制御される。即ち保針制御が行なわれる。
分（Ｉ）、微分（Ｄ）の演算の係数 PID演算制御器４の出力は舵取機５に送給さ
れ、舵取機５により舵６が動かされ船は向きを変
えて船首方位が常に設定方位と等しくなるように
制御される。即ち保針制御が行なわれる。
第２図は第１図のオートパイロツト装置を使用
して船が現在位置P1から目的地P2に向つて航行す
る場合の説明図である。
して船が現在位置P1から目的地P2に向つて航行す
る場合の説明図である。
現在位置P1から目的地P2を望む方位即ち目的地
方位θであつたとすると航海士は針路設定器２に
θを設定する。このとき第１図のオートパイロツ
ト装置は船首方位が常にθとなるように舵取機５
に出力を与え舵６を動かすが、潮流、海流、風、
浪などの外力Ｆが船に加わると、船は外力Ｆの向
きに流される。従つて船首方位は設定針路θを保
ちながらもP1，P2を結ぶ線上から遠ざかり第２図
P3で示すような地点を航行するようになつてしま
う不都合が有つた。そのため航海士は目的地P2に
首尾良く到達するために外力Ｆを推定して、その
影響を相殺する分だけ補正して設定針路を設定し
ていたが、外力Ｆの大きさは時々刻々変化するも
のでありまた外力Ｆの適当な測定手段が無いので
通常目的地P2に良い精度で到達する事は困難であ
つた。
方位θであつたとすると航海士は針路設定器２に
θを設定する。このとき第１図のオートパイロツ
ト装置は船首方位が常にθとなるように舵取機５
に出力を与え舵６を動かすが、潮流、海流、風、
浪などの外力Ｆが船に加わると、船は外力Ｆの向
きに流される。従つて船首方位は設定針路θを保
ちながらもP1，P2を結ぶ線上から遠ざかり第２図
P3で示すような地点を航行するようになつてしま
う不都合が有つた。そのため航海士は目的地P2に
首尾良く到達するために外力Ｆを推定して、その
影響を相殺する分だけ補正して設定針路を設定し
ていたが、外力Ｆの大きさは時々刻々変化するも
のでありまた外力Ｆの適当な測定手段が無いので
通常目的地P2に良い精度で到達する事は困難であ
つた。
また、従来、船舶を予定の航路に沿つて目的地
まで誘導するオートパイロツトとして、設定針路
と位置測定器で測定した過去の実進路方位との誤
差を求め、この誤差を補償したものを新たな航行
方位とするものや、船舶の現在位置から目的地を
望む方位を算出し、その方位を設定針路として自
動的に設定するもの等が知られていたが、これら
はいずれも針路修正のための情報を求めるのに、
自動航行開始点の位置と目的地の位置とを結ぶ予
定の航路のデータを使用していないので、船舶が
潮流、海流、風、浪などの外力を受けて予定の航
路から逸脱し易く、また、一度逸脱した場合に
は、予定の航路に復帰する能力に欠ける等の欠点
があつた。
まで誘導するオートパイロツトとして、設定針路
と位置測定器で測定した過去の実進路方位との誤
差を求め、この誤差を補償したものを新たな航行
方位とするものや、船舶の現在位置から目的地を
望む方位を算出し、その方位を設定針路として自
動的に設定するもの等が知られていたが、これら
はいずれも針路修正のための情報を求めるのに、
自動航行開始点の位置と目的地の位置とを結ぶ予
定の航路のデータを使用していないので、船舶が
潮流、海流、風、浪などの外力を受けて予定の航
路から逸脱し易く、また、一度逸脱した場合に
は、予定の航路に復帰する能力に欠ける等の欠点
があつた。
従来装置のこうした欠点は測量船や資源探査船
などのように調査海域を基盤の目のように規則正
しく分割した予定の航路上を極力精密に船を航行
させる目的には大きな障害となつていた。
などのように調査海域を基盤の目のように規則正
しく分割した予定の航路上を極力精密に船を航行
させる目的には大きな障害となつていた。
本発明はこれらの欠点を除去するため、オート
パイロツト装置への入力として単にジヤイロコン
パスなどにより測定される船首方位信号ばかりで
なくロランＣ受信機などの位置測定装置により測
定した自船の位置情報も同時に使用し、船が予定
の航路上を逸脱することなく航行するようにした
もので以下図面により詳細に説明する。
パイロツト装置への入力として単にジヤイロコン
パスなどにより測定される船首方位信号ばかりで
なくロランＣ受信機などの位置測定装置により測
定した自船の位置情報も同時に使用し、船が予定
の航路上を逸脱することなく航行するようにした
もので以下図面により詳細に説明する。
第３図は本発明の一実施例であり、第４図はそ
の動作説明図である。第３図において、７はロラ
ンＣ受信機などの位置測定装置により測定された
自船位置の入力端子、８は自動航行開始点記憶
器、９は自動航行開始スイツチ、１０は航行方位
距離演算器、１１は第１の引算器、１２は目的地
方位設定器、１３は正弦演算器、１４は掛算器、
１５は比例演算増幅器、以下３は第２の引算器、
１はジヤイロコンパス方位入力端子、４はPID演
算器で第１図と同一構成である。さらに１６は加
算器である。
の動作説明図である。第３図において、７はロラ
ンＣ受信機などの位置測定装置により測定された
自船位置の入力端子、８は自動航行開始点記憶
器、９は自動航行開始スイツチ、１０は航行方位
距離演算器、１１は第１の引算器、１２は目的地
方位設定器、１３は正弦演算器、１４は掛算器、
１５は比例演算増幅器、以下３は第２の引算器、
１はジヤイロコンパス方位入力端子、４はPID演
算器で第１図と同一構成である。さらに１６は加
算器である。
次にこの動作を両図を用いて説明する。端子７
にはロランＣ受信機などにより測定した自船の位
置データが伝えられる。第４図P1の地点で自動航
行開始スイツチ９をａ側に倒すと、接点ｃ→ａの
経路で接地信号が自動航行開始点記憶器８の１方
の入力端子に伝えられる。この時自動航行開始点
記憶器８は他方の入力端端子に端子７より伝えら
れる自船の位置データP1を記憶する。記憶された
データP1は自動航行開始スイツチ９がａ側に投入
されている間保持される。次に船が第４図P3の地
点迄航行した時の本装置の動作を説明する。航行
方位距離演算器１０は１方の入力端子に自動航行
開始点記憶器８の出力端子から伝えられる自動航
行開始時の自船位置データP1と他方の入力端子に
端子７から伝えられる自船の現在位置データP3と
を用いて、自船が自動航行開始点P1に対する現在
位置P3の方位及び距離、すなわちそれぞれ第４図
のα及び線分1 3を演算し、方位は第１の引算器
１１に、距離は掛算器１４に伝達する。目的地方
位設定器１２には第４図に示すように船が現在位
置P3から目的地P2を望む方位θが航海士の手によ
り設定される。第１の引算器１１は航行方位距離
演算器１０から伝えられる自船の航行方位αから
目的地方位設定器１２に設定された目的地方位θ
を引きその結果即ち第４図のβを正弦演算器１３
に伝達する。正弦演算器１３の出力はsinβであ
り掛算器１４の１方の入力端子に伝えられる。掛
算器１４の他方の入力端子には航行方位距離演算
器１０の１方の出力である第４図のP1からP3迄の
距離1 3が伝えられ掛算器１４では1 3sinβが
演算され出力として比例演算増幅器１５に伝達さ
れる。
にはロランＣ受信機などにより測定した自船の位
置データが伝えられる。第４図P1の地点で自動航
行開始スイツチ９をａ側に倒すと、接点ｃ→ａの
経路で接地信号が自動航行開始点記憶器８の１方
の入力端子に伝えられる。この時自動航行開始点
記憶器８は他方の入力端端子に端子７より伝えら
れる自船の位置データP1を記憶する。記憶された
データP1は自動航行開始スイツチ９がａ側に投入
されている間保持される。次に船が第４図P3の地
点迄航行した時の本装置の動作を説明する。航行
方位距離演算器１０は１方の入力端子に自動航行
開始点記憶器８の出力端子から伝えられる自動航
行開始時の自船位置データP1と他方の入力端子に
端子７から伝えられる自船の現在位置データP3と
を用いて、自船が自動航行開始点P1に対する現在
位置P3の方位及び距離、すなわちそれぞれ第４図
のα及び線分1 3を演算し、方位は第１の引算器
１１に、距離は掛算器１４に伝達する。目的地方
位設定器１２には第４図に示すように船が現在位
置P3から目的地P2を望む方位θが航海士の手によ
り設定される。第１の引算器１１は航行方位距離
演算器１０から伝えられる自船の航行方位αから
目的地方位設定器１２に設定された目的地方位θ
を引きその結果即ち第４図のβを正弦演算器１３
に伝達する。正弦演算器１３の出力はsinβであ
り掛算器１４の１方の入力端子に伝えられる。掛
算器１４の他方の入力端子には航行方位距離演算
器１０の１方の出力である第４図のP1からP3迄の
距離1 3が伝えられ掛算器１４では1 3sinβが
演算され出力として比例演算増幅器１５に伝達さ
れる。
1 3sinβは点P3からP1，P2を結ぶ予定の航路
におろした垂線の距離即ち点P3の予定の航路から
の隔りを示す。次に掛算器１４の出力を入力とす
る比例演算増幅器１５は航海士により調整可能な
比例定数を持ちその出力は点P3の予定の航路1 2
からの隔りを取除くために加算器１６を経由して
舵取機５の入力の１部として加えられる。その結
果船首方位は目的地方位設定器１２に設定した目
的地方位θに対して比例演算増幅器１５の出力に
よつて決まる角度だけ修正された方向は第４図に
示すγである。
におろした垂線の距離即ち点P3の予定の航路から
の隔りを示す。次に掛算器１４の出力を入力とす
る比例演算増幅器１５は航海士により調整可能な
比例定数を持ちその出力は点P3の予定の航路1 2
からの隔りを取除くために加算器１６を経由して
舵取機５の入力の１部として加えられる。その結
果船首方位は目的地方位設定器１２に設定した目
的地方位θに対して比例演算増幅器１５の出力に
よつて決まる角度だけ修正された方向は第４図に
示すγである。
なお比例演算増幅器１５は自動航行開始スイツ
チ９の接点ｂが結ばれ、自動航行開始スイツチ９
がｂ側に倒されている間は出力が零にさせられる
が、自動航行開始スイツチ９がａ側に倒されたと
きから比例演算を開始し出力を加算器１６の１方
の入力端子に伝える。
チ９の接点ｂが結ばれ、自動航行開始スイツチ９
がｂ側に倒されている間は出力が零にさせられる
が、自動航行開始スイツチ９がａ側に倒されたと
きから比例演算を開始し出力を加算器１６の１方
の入力端子に伝える。
さらに目的地方位設定器１２に設定された目的
地方位θから第２の引算器３に伝えられる信号は
第１図の針路設定器２から引算器３に伝えられる
信号と等価であり、以下第３図の１，３，４は第
１図のジヤイロ信号入力端子１、引算器３、PID
演算器４、と同一である。但し、比例演算増幅器
１５の出力の制御効果を充分ならしめるため第３
図のPID演算器４の積分係数、即ち第(1)式のＶI
は充分小さくとつておくか又は零にする。第３図
のPID演算器４の出力は船首方位を目的地方位θ
に向けるための制御出力であり、加算器１６に送
給され比例演算増幅器１５から伝えられる予定の
航路からの隔りを取除くための制御入力と加算さ
れて舵取機５に伝えられ船首方位がγだけ修正し
た方向に実際に船首が向くように舵が切られる。
地方位θから第２の引算器３に伝えられる信号は
第１図の針路設定器２から引算器３に伝えられる
信号と等価であり、以下第３図の１，３，４は第
１図のジヤイロ信号入力端子１、引算器３、PID
演算器４、と同一である。但し、比例演算増幅器
１５の出力の制御効果を充分ならしめるため第３
図のPID演算器４の積分係数、即ち第(1)式のＶI
は充分小さくとつておくか又は零にする。第３図
のPID演算器４の出力は船首方位を目的地方位θ
に向けるための制御出力であり、加算器１６に送
給され比例演算増幅器１５から伝えられる予定の
航路からの隔りを取除くための制御入力と加算さ
れて舵取機５に伝えられ船首方位がγだけ修正し
た方向に実際に船首が向くように舵が切られる。
なお正弦演算器１３を省略してもほぼ等価な装
置が実現出来る。また目的地方位設定器１２の代
りに目的地の緯度、経度を入力する目的地設定器
を使用し、自動航行開始点P1との関連から目的地
方位θを算出するなどしてもよい。
置が実現出来る。また目的地方位設定器１２の代
りに目的地の緯度、経度を入力する目的地設定器
を使用し、自動航行開始点P1との関連から目的地
方位θを算出するなどしてもよい。
また、比例演算増幅器１５の出力をPID演算器
４の出力に加算する代りに、第２の引算器３の出
力に加算しても同様の効果を得ることができる。
４の出力に加算する代りに、第２の引算器３の出
力に加算しても同様の効果を得ることができる。
以上説明したように本発明装置によれば、船首
方位の修正が予定の航路と船舶の現在位置との隔
りに基いて行なわれ、この隔りが取除かれるよう
に自動制御される結果、航海士が設定した針路と
船の航行方位が常に一致するように自動制御され
るので、航海士は従来装置と全く同様の針路設定
操作を行うにも拘らず船は外力に抗して予定の航
路上を航行出来る利点があり、調査船、漁船など
の精密自動操船が可能になる。
方位の修正が予定の航路と船舶の現在位置との隔
りに基いて行なわれ、この隔りが取除かれるよう
に自動制御される結果、航海士が設定した針路と
船の航行方位が常に一致するように自動制御され
るので、航海士は従来装置と全く同様の針路設定
操作を行うにも拘らず船は外力に抗して予定の航
路上を航行出来る利点があり、調査船、漁船など
の精密自動操船が可能になる。
第１図は従来のオートパイロツトの構成を示す
説明図、第２図は従来のオートパイロツトの動作
を説明する説明図、第３図は本発明装置の構成を
示す説明図、第４図は本発明装置の動作を説明す
る説明図である。 ３，１１…引算器、４…PID演算器、５…舵取
機、６…舵、７…自船の位置データの入力端子、
８…自動航行開始点記憶器、９…自動航行開始ス
イツチ、１０…航行方位距離演算器、１２…目的
地方位設定器、１３…正弦演算器、１４…掛算
器、１５…比例演算増幅器、１６…加算器。
説明図、第２図は従来のオートパイロツトの動作
を説明する説明図、第３図は本発明装置の構成を
示す説明図、第４図は本発明装置の動作を説明す
る説明図である。 ３，１１…引算器、４…PID演算器、５…舵取
機、６…舵、７…自船の位置データの入力端子、
８…自動航行開始点記憶器、９…自動航行開始ス
イツチ、１０…航行方位距離演算器、１２…目的
地方位設定器、１３…正弦演算器、１４…掛算
器、１５…比例演算増幅器、１６…加算器。
Claims (1)
- １ 船舶用オートパイロツト装置において、自動
航行開始スイツチと船位データの入力端子と、目
的地方位の設定手段と、自動航行開始点の位置デ
ータを記憶する手段と、自動航行開始点の位置デ
ータと現在位置データとから航行方位および航行
距離を算出する手段と、該航行方位と目的地方位
の差を演算する第１の引算手段と、該引算手段の
出力の正弦を求める演算手段と、該演算手段の出
力と航行距離との積を求める掛算手段と、該掛算
手段の出力を受け比例演算する比例演算増幅器
と、ジヤイロなどの船首方位と前記目的地方位設
定手段で設定された目的地方位との差をとる第２
の引算手段と、該引算手段の出力を受けPID演算
するPID演算器と、該PID演算器の出力に前記比
例演算増幅器の出力を加算し舵取機への制御信号
をおくる加算器とを備えたことを特徴とする船舶
用オートパイロツト装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17111979A JPS5695798A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Automatic pilot device for ship |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17111979A JPS5695798A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Automatic pilot device for ship |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5695798A JPS5695798A (en) | 1981-08-03 |
| JPS6234000B2 true JPS6234000B2 (ja) | 1987-07-23 |
Family
ID=15917325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17111979A Granted JPS5695798A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Automatic pilot device for ship |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5695798A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6426596U (ja) * | 1987-08-11 | 1989-02-15 | ||
| JPH0225391U (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-20 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59156896A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-06 | Kumamoto Joho Shiyori Center:Kk | 船舶自動操舵制御装置 |
| JPS6365512A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-24 | Komatsu Ltd | 車両の走行自動化システム |
| JPH01123305A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-16 | Komatsu Ltd | 車両の走行制御装置 |
| JP2524549B2 (ja) * | 1991-10-19 | 1996-08-14 | 常憲 工藤 | 船舶の自動操舵装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633517Y2 (ja) * | 1979-09-10 | 1981-08-08 |
-
1979
- 1979-12-28 JP JP17111979A patent/JPS5695798A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6426596U (ja) * | 1987-08-11 | 1989-02-15 | ||
| JPH0225391U (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5695798A (en) | 1981-08-03 |
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