JPS63131085A - 異常値補償機能を有する接岸誘導援助システム - 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、接岸しようとする船舶の、距離、速度等を超
音波により計測して当該船舶に通知し、適切な速度で接
岸できるよう誘導援助するシステムにおける超音波計測
系の異常値補償方式に関する。

［従来の技術］ この種の接岸誘導援助システムにおいて、船舶の接岸速
度は、一般に、超音波測距計を使用して、所定のサンプ
リング周期で距離を検出し、この距離の時間変化から計
測している。

上記超音波測距計は、岸壁から船舶に向けて超音波パル
スを発射し、船体で反射されて戻ってくる反射波を受信
し、その往復所要時間と音速とから距離を算出する。こ
の場合、往復所要時間は、送信波の送信をトリガとして
、ゲートを開き、反射波の受信をトリガとして、該ゲー
トを閉じ、このゲートの開いている間、クロック回路か
ら出力される基準クロックパルスを計数し、その計数値
を基にして時間を算出することにより求める。

ところで、この種の接岸誘導援助システムは、それが設
置されている現場において、例えば、タグボートのスク
リュウによる泡の巻込、魚、浮遊物などによ゛す、超音
波の反射波が散乱されて受波できなくなったり、また、
送信波が目的の船体より手前で反射されたりすることが
起こりやすい。

前者は、受波オフ、即ち、上記したゲート内に受波がな
い状態であり、後者は、異常値、即ち、本来の所要時間
より短い時間でゲートが閉じて異常な計測値となる状態
である。

このような状態は、現場の状況によっては多発すること
があり、なんらかの対策を必要としていた。

従来、このための対策として、受波オフ、異常値等によ
り、正常な計測値が得られないとき、前回の計測値に基
いて算出した距離等を固定表示するか、または、最大表
示距離（固定値）を表示するか、さらには、表示を中断
するなどの処理を行なっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の異常対策では、固定値表示か
、表示中断かによるため、正常計測値が得られるときと
得られないときとが、短い時間の間に繰り返される場合
には１表示出力が極端に変わったり、値が前後したりす
る。いわゆる表示値の暴れが目立つことになり、船舶の
誘導援助する際のデータとして使いにくいという欠点が
あった。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、受
波オフ、異常値等により、正常な計測値が得られないと
きでも、その時点前までに得られた計測値に基づいて推
定値を算出して、表示を行なうことができて、正常計測
値が得られないときが短い時間の間に繰り返される場合
にも、連続的に表示出力が得られ、いわゆる表示値の暴
れが目立たず、船舶の誘導援助する際のデータとして使
いやすいデータを表示することができる。接岸誘導援助
システムの異常値補償方式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］ 本発明は、接岸しようとする船舶の、距離、速度等を超
音波により計測して当該船舶に通知し、適切な速度で接
岸できるよう誘導援助するシステムにおける超音波計測
系の異常値補償方式において、上記問題点を解決する手
段として、第１図に示す手段を提供する。

本発明は、例えば、同図に示すように、送受波器への送
信波の形成と、該送受波器からの受信波の受信とを行な
うと共に、超音波反射所要時間を検出して計測データと
して出力するフロントエンド部と、該計測データから船
舶の速度、岸壁までの距離等を算出して１表示データと
して出力する計測データ処理部と、上記表示データを表
示する表示部とを備えた超音波計測系を有する接岸誘導
援助システムに適用される。

即ち、本発明は、問題点解決手段として、第１図に示す
ように。

受信波が入力しなかったことを検出する受渡オフ検出手
段と、 入力した受信波に基づいて計測したデータの異常の有無
を検出する異常値検出手段と、上記受波オフまたは異常
値が検出されたとき、その時点前までに得られた既知デ
ータに基づいて推定値を算出する推定値発生手段とを備
える。

上記既知のデータとしては、前回の計測値、前回までの
計測値による移動平均値等がある。

また、本発明は、第２図に示すように、上記問題点解決
手段に推定限界判定手段を付加することができる。この
推定限界判定手段は、上記算出された距離推定値が、予
め設定した近距Ｓ圏に入るとき、当該推定値の出力を停
止して、警報信号を出力するよう構成される。

［作用］ 上記のように構成される本発明の問題点解決手段におい
て、受波オフ検出手段は、例えば、第１図に示すフロン
トエンド部から受信信号が、送信波送信後一定時間内に
送られて来ないとき、正常な受信ができなかったとして
、「受波オフｊと判定し、その旨の出力、例えば、受波
オフステータスを出力する。

異常値検出手段は、入力した受信波に基づいて計測した
データの異常の有無をチェックし、異常があるとき「異
常有り」と判定し、その旨の出力、即ち、異常値ステー
タスを出力する。この異常の有無は、例えば、その時点
前までに得られた既知データと比較して著しく変化した
場合に、異常があると判断する０例えば、超音波送信波
が、目的の船舶の手前にある浮遊物により反射された場
合では、既知データにより著しく短時間で超音波が往復
することになるので、異常と判断する。

推定値発生手段は、上記受波オフまたは異常値が検出さ
れたとき、その時点前までに得られた既知データに基づ
いてＭ１定値を算出する。上記受波オフまたは異常値の
検出は、それぞれ上記したステータスにより伝達するこ
とができる。これらのステータスは、直接入力しても、
また、計測データ処理部を介して間接的に入力してもよ
い、既知データは、それ自身で保持してもよく、また、
計測データ処理部にて保持してもよい、この既知データ
としては、前回値、移動平均値等がある。

推定値は、例えば、既知の速度データを使用して、前回
の計測後今回の計測までの時間に、当該船舶が既知デー
タと同じ速さで移動していると仮定し、船舶の移動距離
を算出し、前回の距離から算出した移動距離を差引いて
、距離の推定値を算出する。

算出された推定値は、計測データ処理部を介して、また
は、直接、表示部で表示される。

また、上記問題点解決手段に付加された推定限界判定手
段は、上記算出された距ｇｉ推定値を、予め設定した近
距＃圏の距離と比較して、当該推定値が該距離より小さ
いとき、船舶が岸壁に近い近距離圏に達していると判断
して、推定値の出力を停止トして、警報信号を出力する
。

［実施例〕 本発明の実施例について図面を参照して説明する。

〈実施例の構成〉 第３Ａ図に本発明接岸誘導援助システムの異常値補償方
式の一実施例の構成を示す。

同図に示す実施例の異常値補償方式は、マイクロコンピ
ュータを主要部として備え、このマイクロコンピュータ
に、送受波器６への送信波の形成と、該送受波器６から
の受信波の受信とを行なうと共に、超音波反射所要時間
を検出して計測データとして出力するフロントエンド部
５と、該マイクロコンピュータに入力を行なうキーボー
ド８と、該マイクロコンピュータにて形成された情報を
出力する表示装置９とを接続して構成される。

上記マイクロコンピュータは、入力するデータの演算、
比較１判定、制御等の各種処理を実行するマイクロプロ
セッサ１と１該マイクロブロセ。

す１の動作プログラムを格納するＲＯＭ２と、マイクロ
プロセッサｌの作業領域および入力データの蓄積等を行
なうＲＡＭ３と、上記キーボード８および表示装置９と
の接続を行なう入出カポ−ドアと、これらを接続するバ
ス４とを有して構成される。このマイクロコンピュータ
は、計測データ処理部として機能するほか、上述した本
発明の問題点解決手段を構成する各要素のうち、異常値
検出手段および推定値発生手段として機能する。また、
本実施例では、推定限界判定手段としても機能する。

上記フロントエンド部５は、ｉ３Ｂ図に示すように、送
信回路５１と、受信回路５２と、送受信信号から超音波
往復所要時間を計測する時間計測回路５３と、タイミン
グ信号発生回路５４とを備え、かつ、本実施例では、受
波オフ検出手段として機能する受波オフ検出回路５５を
付設しである。

送信回路５１は、バーストパルス状のパルスとして、タ
イミング信号発生回路５４からの送信タイミングにより
一定時間間隔で送信する。

時間計測回路５３は、本実施例では、送信タイミングに
より開き、受信信号により閉じる時間計測ゲートＯＡと
、該ゲートＧＡを開いている間に入力するクロックパル
スを計数するカウンタＣＭとをフｊｌえて構成される。

受信回路５２は、ノイズとの弁別、波形整形等の処理を
行なって、パルス状の受信信号を出力する。なお、前回
の反射所要時間と受信時刻を基準として、今回の反射波
の到来が予測される時刻を中心とする時間帯のみ受信可
能とする、予Ｊｌｌｌゲート方式を採用することができ
る。この方式によれば、予測時刻の時間帯以外の時刻に
入射する雑音パルスを除去できる。

この受波オフ検出回路５５は、タイマＴＭにて構成され
、送信回路５１からの送信波出力に同期して起動され、
一定時間経過すると、タイムアツプパルスを出力する。

また、この受波オフ検出回路５５は、受信回路５２から
出力される受信信号をリセット端子に入力するように！
ｌｉ続してあり、起動後一定時間経過する前に、受信信
号が入力すれば、リセットされ、タイムアツプパルスは
出力されない０本実施例では、この作用を利用して、送
信波送信後一定時間内に受信波が受信されないことを検
出する。上記タイムアツプパルスを、受波オフステータ
スとして、マイクロプロセッサ１に送出する。

タイミング信号発生回路５４は、フロントエンド部５の
各部において必要とするタイミング信号を形成する。例
えば、送信タイミング、ゲート開閉タイミング等の信号
を発生する。

〈実施例の作用〉 次に、上記のように構成される本実施例について、上記
各図および第４図を参照して説明する。

本実施例では、フロントエンド部５において、超音波パ
ルスの送受信、送信から受信までの往復所要時間の計測
、および、計測データの出力を行なう。

超音波は、送信回路５１からバーストパルス状のパルス
として、一定時間間隔で送信される。

反射波の受信は、送信波送信後、次の送信までの間に受
信回路５２で受信される。即ち、受信回路５２は、タイ
ミング信号発生回路５４からの送信タイミングを基準と
して、予め設定した時間経過後、次の送信波送信前まで
の時間帯に、受信ゲートを開いて、反射波の受信を可能
として待機する。この間に反射波が送受波器６に入射す
ると、受信回路５２に反射信号が入力する０反射性号は
、この受信回路５２で、ノイズとの弁別、波形整形等の
処理を行なって、パルス状の受信信号として、時間計測
回路５３と受波オフ検出回路５５とに送られる。

時間計測回路５３は、タイミング信号発生回路５４から
の送信タイミングにより時間計測ゲー）ＧＡを開き、受
信信号によりゲートＧＡが閉じるまでに、このゲートＧ
Ａを通過した、該タイミング信号発生回路５４から送ら
れるクロックパルスを計数する。

この計数値により、超音波の往復所要時間を計測する。

この計測データは、バス４を介してマイクロプロセッサ
１に送られる。

受波オフ検出回路５５では、タイミング信号発生回路５
４からの送信タイミングによりタイマＴＭが起動され、
一定時間経過すると、タイムアツプパルスを出力する。

タイマＴＭは、起動後、一定時間経過する前に、受信信
号が入力すれば、リセットされ、タイムアツプパルスは
出力しない、上記タイムアツプパルスは、受波オフステ
ータスとして、バス４を介してマイクロプロセッサ１に
送出される。

この後、処理は、フロントエンド部５からマイクロプロ
セッサ１に移る。このマイクロプロセッサ１による処理
を、第４図に示すフローチャートを参照して説明する。

マイクロプロセッサ１は、先ず、受波オフステータスが
入力しているか否かを調べ（ステップ１．２）、入力し
ていないとき、即ち、受波オフでないとき、時間計測回
路５３かも計測データを取込む（ステップ３）。

次に、マイクロプロセッサ１は、この計測データが異常
値か否か調べる（ステップ４）、この異常値であるかど
うかは、ＲＡＭ３に格納しである前回値（または前回ま
での移動平均値）と比較し、計測値が著しく変化してい
ないか否かにより調べる１例えば、ａ回までのデータに
基いて算出された船速から予想される距離と、計３１４
された距離とが大きく異るときは、「異常」と判断し、
異常値ステータスを出力する。

このような事態が起きる原因としては、例えば、超音波
が、回遊する魚や浮遊物により反射されて、船舶より手
前で超音波が戻ってしまい、実際の船舶の位置より短い
距離の計測値となることによる。

異常がない場合には、マイクロプロセッサ１は、取り込
んだ計測データに基づいて、通常の演算処理、即ち、距
離、速度等のデータの算出を行なう（ステップ５）、距
離は、計測値と音速とから算出され、速度は、前回の距
離と今回の距離との差と、前回計測時から今回計測時ま
での経過時間とから算出する。

この経過時間は、且記送信タイミングの間隔に対応する
。従って、各送信タイミング間に出力されるクロックパ
ルスを計数して計測することができる。もっとも、この
経過時間は、はぼ固定的であるから、計測せずに、定数
として与えてもよい。

なお、データの算出において、前回値と今回値のみなら
ず、さらに、数回前までのデータをも含めて移動平均値
を求め、これを、今回値としてもよい。移動平均によれ
ば、データの変動をある程度取り除ける。

算出したデータは、ＲＡＭ３に格納して、前回値を更新
すると共に、表示装置９に送る。

表示装置９では、送られたデータを表示用の数字に変換
し、退出な単位を付して表示する（ステップ８）、これ
により１計測サイクルが終了する。

一方、上記ステップ２における受波オフステータスが出
力された場合、または、ステップ４における異常値ステ
ータスが出力された場合には、マイクロプロセッサ１は
、上述した通常演算処理を実行せず、推定値演算処理を
実行する（ステップ６）、即ち、計測データを使用せず
、ＲＡＭ３に格納されているその時点前までの既知デー
タ、例Ｑｌ−１＋　蒲■砧ルリ山出１プ　ごめデータル
Ｊｔ：じ推定値を算出する。既知データとしては、例え
ば、速度データを使用する。推定は、この速度が一定と
仮定して、前回計測時から今回計測時までの経過時間を
乗じて、距離推定値を算出することにより実行する。

本実施例では、さらに、上記算出した推定値をそのまま
用いることが適当か否かチェックしている（ステップ７
）、即ち、マイクロプロセッサ１は、上記算出された距
離推定値が、予め設定した近臣＃圏に入るか否か判定し
、九該近距＃圏に入るとき、当該推定値の出力を停止し
て、警報信号を出力する。上記近距離圏は、当該船舶の
停船可能限界に基づいて定められ、例えば、２０＋ａと
される。

近距離圏で推定値を表示しない理由は、岸壁に接近した
位置では、実測値より誤差の大きい推定値を使用するこ
とが危険であるからであり、そのため、データを表示せ
ず、近距離圏である旨の警報を行なうこととしている。

ご士協鋼ｍ磨嵌δ 上記実施例では、受波オフ検出手段を、フロントエンド
部内にタイマを設けて構成した例を示したが、マイクロ
コンピュータにより構成してもよい。

マイクロコンピュータが受波オフ検出手段として働く場
合には、マイクロプロセッサ１により。

フロントエンド部５が超音波送信波を送信後、一定時間
経過するまでに、受信波が到来したか否かを調べる。受
信波の到来を監視する一定時間は、送信波送信後、次の
送信までの間に設定される。

例えば、上述したような予測ゲート内に反射波が到来し
なければ、受波オフと判定される。

また、上記実施例では、推定限界判定手段を備えている
が、これを除いて構成することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、受波オフ、異常値等によ
り、正常な計測値が得られないときでも、その時点前ま
でに得られた計測値に基づいて推定値を算出して、表示
を行なうことができて、正常計測値が得られないときが
短い時間の間に繰り返される場合にも、連続的に表示出
力が得られ、いわゆる表示値の暴れが目立たず、船舶を
誘導援助する際のデータとして使いやすいデータを表示
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の他の構成を示すブロック図、第３Ａ図は本発明の一
実施例の構成を示すブロック図、第３Ｂ図は上記実施例
のフロントエンド部の構成をしめすブロック図、および
、第４図は上記実施例の作用を説明するためのフローチ
ャートである。 ｌ・・・マイクロプロセッサ ２・・・ＲＯＭ ３・・・ＲＡＭ ４・命・バス ５・・・フロントエンド部 ６・・・送受波塁 ７・・・入出力ポート ８・・・キーボード ９・・・表示装置 ５１・・・送信回路 ５２・・・受信回路 ５３・・・時間計測回路 ５４・・・タイミング信号発生回路 ５５・・・受波オフ検出回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）接岸しようとする船舶の、距離、速度等を超音波
   により計測して当該船舶に通知し、適切な速度で接岸で
   きるよう誘導援助するシステムにおける超音波計測系の
   異常値補償方式において、受信波が入力しなかったこと
   を検出する受波オフ検出手段と、 入力した受信波に基づいて計測したデータの異常の有無
   を検出する異常値検出手段と、 上記受波オフまたは異常値が検出されたとき、その時点
   前までに得られた既知データに基づいて推定値を算出す
   る推定値発生手段とを備えて構成することを特徴とする
   接岸誘導援助システムの異常値補償方式。
2. （２）上記既知データとして、前回の計測値を用いる特
   許請求の範囲第１項記載の接岸誘導援助システムの異常
   値補償方式。
3. （３）上記既知データとして、前回までの計測値による
   移動平均値を用いる特許請求の範囲第１項記載の接岸誘
   導援助システムの異常値補償方式。
4. （４）接岸しようとする船舶の、距離、速度等を超音波
   により計測して当該船舶に通知し、適切な速度で接岸で
   きるよう誘導援助するシステムにおける超音波計測系の
   異常値補償方式において、受信波が入力しなかったこと
   を検出する受波オフ検出手段と、 入力した受信波に基づいて計測したデータの異常の有無
   を検出する異常値検出手段と、 上記受波オフまたは異常値が検出されたとき、その時点
   前までに得られた既知データに基づいて距離推定値を算
   出する推定値発生手段と、 上記算出された距離推定値が、予め設定した近距離圏に
   入るとき、当該推定値の出力を停止して、警報信号を出
   力する推定限界判定手段とを備えて構成することを特徴
   とする接岸誘導援助システムの異常値補償方式。
5. （５）上記既知データとして、前回の計測値を用いる特
   許請求の範囲第４項記載の接岸誘導援助システムの異常
   値補償方式。
6. （６）上記既知データとして、前回までの計測値による
   移動平均値を用いる特許請求の範囲第４項記載の接岸誘
   導援助システムの異常値補償方式。