NO140080B

NO140080B - PROCEDURE AND APPARATUS FOR INSTRUCTION OF DANGEROUS MOVEMENTS FROM ANY COLLAPSE COUNTRIES IN MARITIME AND COASTAL

Info

Publication number: NO140080B
Application number: NO754054A
Authority: NO
Inventors: Werner Hinsch
Original assignee: Werner Hinsch
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1975-12-02
Publication date: 1979-03-19
Also published as: DE2457737A1; NO140080C; JPS5185394A; DE2457737B2; NO754054L; GB1534519A; FR2293715B1; FR2293715A1

Description

Omtrent to tredejedeler av alle tilfeller av skips-kollisjoner til sjøs foregår About two thirds of all cases of ship collisions at sea take place

1) ved bruk av radar under redusert optisk sikt, 1) when using radar during reduced optical visibility,

2) mellom møtende fartøyer hvis kurs krysser hverandre i spiss 2) between oncoming vessels whose courses cross each other head on

vinkel. angle.

Enhver kollisjonssituasjon mellom fartøyer som nærmer seg hverandre med konstant hastighet er for hvert fartøy kjennetegnet ved en stående kompasspeiling i forhold til kollisjonsmotpar-ten. Any collision situation between vessels approaching each other at a constant speed is characterized for each vessel by a vertical compass bearing in relation to the collision counterpart.

Av den løpende måling av kompasspeilingene til motkommende fartøyer som nærmere seg med konstant hastighet kan det fastslås: From the ongoing measurement of the compass bearings of oncoming vessels approaching at a constant speed, it can be determined:

1) Kollisjonsfare: stående kompasspeiling. 1) Collision hazard: vertical compass bearing.

2) Ingen kollisjonsfare: vandrende kompasspeiling. 2) No collision hazard: wandering compass bearing.

3) Stilling for motparten ved kollisjonsfare: 3) Position for the other party in case of risk of collision:

Stevn mot venstre: stående peiling til styrbord. Bow to left: vertical bearing to starboard.

Stevn mot høyre: stående peiling til babord. Bow to the right: standing bearing to port.

h) Farlig bevegelsesforandring for motparten: dreining av peilingen stopper opp. h) Dangerous change of movement for the other party: rotation of the bearing stops.

For de egne kursforandringer fremkommer følgende regler: For the own course changes, the following rules appear:

Kursforandringer i retning av en stående peiling fører bort Course changes in the direction of a vertical bearing lead away

fra motpartens forstevn og forbi bak motpartens hekk. Kursforandringer mot dreining av en peiling øker passeringsavstanden. from the opposite party's bow and past behind the opposite party's stern. Course changes towards turning a bearing increase the passing distance.

Kursforandringer med dreiningen til en peiling reduserer pas-ser ing sa vs t anden . Course changes with the turn to a bearing reduce the passing time.

For ved tett skipstrafikk og ved farlig tilnærming For heavy ship traffic and dangerous approaches

å kunne treffe hurtige avgjørelser for sikker unnvikelsesman-øver, må det på broen til skipene ved hjelp av fartøyets radar to be able to make quick decisions for safe evasive manoeuvres, it must be on the bridge of the ships using the vessel's radar

i området forut kontinuerlig overvåkes forholdene til kompasspeilingene for å fastslå in the area ahead, the conditions of the compass bearings are continuously monitored to determine

1) om det består kollisjonsfare eller ikke, 1) whether there is a risk of collision or not,

2) hvilken "stilling" motparten har ved kollisjonsfare. 2) which "position" the other party has in the event of a collision.

De vanlige metoder til bestemmelse av kompasspeilingen ut fra optisk sikt eller radarsikt gir hver gang bare enkel-te peilinger hvis digitale avlesningsverdier vanligvis sammen-lignes med hverandre for å trekke slutninger om dreiningen av peilingen og dermed med hensyn til kollisjonsfare. The usual methods for determining the compass bearing based on optical sight or radar sight each time give only single bearings whose digital reading values are usually compared with each other in order to draw conclusions about the rotation of the bearing and thus with regard to the risk of collision.

Regnemessig understøttede antikollisjonssystemer, slik de allerede benyttes ved skipsfart, gir informasjoner om banene som de motkommende skip slår inn på. Computationally supported anti-collision systems, as they are already used in shipping, provide information about the paths that the oncoming ships take.

Disse informasjoner vinnes ved lineær innplotning This information is obtained by linear interpolation

av de benyttede veier. of the roads used.

Skipsføreren gis for mange usikre informasjoner. The master is given too much uncertain information.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen The task underlying the invention

er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og et apparat som muliggjør denne fremgangsmåte, som gir skipsføreren uten å gi ham for mange informasjoner umiddelbar beskjed om det består kollisjonsfare med en eller annen motpart, om det over-hodet må benyttes en unnvikelsesmanøver, i hvilken retning en kursforandring må gjennomføres for å øke passeringsavstanden til motparten og om en slik kursforandringsmanøver vil gi det ønskede resultat. is to provide an improved procedure and a device that enables this procedure, which gives the shipmaster, without giving him too much information, immediate notice if there is a risk of collision with one or another counterpart, if an evasive maneuver must be used at all, in which direction a course change must be carried out in order to increase the passing distance to the opponent and whether such a course change maneuver will produce the desired result.

Til løsning av denne oppgave er fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen kjennetegnet ved at det fra radarapparatet mottatte ekko fra eventuelle kollisjonsmotparter i samsvar med sin oppfattede retning kontinuerlig fremvises som kompasstabi-lisert sidepeiling på bildeskjermen til et ekstra fremvisningsapparat på en rett linje som svarer til horisontallinjen. Fortrinnsvis blir ekkoet, i tillegg også i samsvar med sin tidsmessige forsinkelse fremvist som avstandsverdi på bildeskjermen. To solve this task, the method according to the invention is characterized by the fact that the echo received from the radar device from potential collision partners in accordance with its perceived direction is continuously displayed as a compass-stabilized side bearing on the image screen of an additional display device on a straight line that corresponds to the horizontal line. Preferably, the echo, in addition also in accordance with its temporal delay, is displayed as a distance value on the image screen.

For gjennomføring av denne fremgangsmåte benyttes fortrinnsvis en firkantet bildeskjerm hvis tilhørende elektron-stråledanner benytter den ekkosignalverdi som svarer til den kompasstabiliserte sidepeiling for horisontal avbøyning og den ekkosignalverdi som svarer til avstanden til den vertikale av-bøyning. For carrying out this method, a square image screen is preferably used whose associated electron beam generator uses the echo signal value that corresponds to the compass-stabilized side bearing for horizontal deflection and the echo signal value that corresponds to the distance to the vertical deflection.

Mens fugleperspektivet for vanlige radarbilder bare er et meget ufullkomment hjelpemiddel for unngåelse av kolli-sjoner, får skipsføreren ved radarbildet i et rettvinklet koordinatsystem av egenpeiling og avstand til eventuell kollisjonsmotpart i samsvar med en normal på horisonten rettet blikkret-ning et meget enkelt hjelpemiddel for de manøvre som må gjennom-føres for å unngåelse av kollisjonen. While the bird's-eye view of ordinary radar images is only a very imperfect aid for avoiding collisions, the ship's master gets a very simple aid for the maneuver that must be carried out to avoid the collision.

Fremstillingsmåten ifølge oppfinnelsen er også uav-hengig av den egne fart og av påvirkninger på grunn av vind og strøm. Det er heller ikke nødvendig å formidle de absolutte verdier for motpartens fremdrift. The manufacturing method according to the invention is also independent of the own speed and of influences due to wind and current. It is also not necessary to convey the absolute values for the other party's progress.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives under henvisning til utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et delriss av bildeskjermen til et rundsøk-ningsradarapparat med to i det forutliggende område værende eventuelle kollisjonsmotparter, In the following, the invention will be described in more detail with reference to examples of execution which are shown in the drawing, which shows: fig. 1 a partial view of the image screen of a search radar device with two potential collision partners in the area ahead,

fig. 2 et riss av en bildeskjerm ifølge oppfinnelsen for fremvisning av sidepeilingene til de to eventuelle kollisjonspartnere ifølge fig. 1, fig. 2 a diagram of a picture screen according to the invention for displaying the side bearings of the two possible collision partners according to fig. 1,

fig. 3 et riss av en annen bildeskjerm av hvilken det i tillegg til fig. 2 også fremvises avstanden til den eventuelle kollisjonspartner;, og fig. 3 a view of another picture screen of which, in addition to fig. 2 also shows the distance to the possible collision partner;, and

fig. 4 et riss av en bildeskjerm på hvilken den nedre begrensning av ekkosignalene til den korteste avstand fra tverrskipsaksen eller en parallell til tverrskipsaksen er angitt, og hvor den vertikale lengde til ekkosignalet kan velges slik at den utgjør et mål for tilnærmelseshastigheten for det motkommende objekt. fig. 4 a diagram of a picture screen on which the lower limit of the echo signals to the shortest distance from the transom axis or a parallel to the transom axis is indicated, and where the vertical length of the echo signal can be selected so that it constitutes a measure of the approach speed for the oncoming object.

Den på fig. 1 i utsnitt viste bildeskjerm til et rundsøkningsradarapparat er på vanlig måte oppdelt ved hjelp av hjelpelinjer. Det egne standpunkt befinner seg ved "0" i midtpunktet av bildeskjermen. De konsentriske sirkler angir på vanlig måte avstanden i sjømil, i hvilke avstander de ekko-frembringende gjenstander, her de eventuelle kollisjonsmotparter A og B befinner seg. Radien 0 - V ligger i retning av den egne fremdriftsretning. The one in fig. 1, shown in section, the image screen of a search radar device is divided in the usual way by means of guide lines. The own position is located at "0" in the center of the image screen. The concentric circles usually indicate the distance in nautical miles, at which distances the echo-producing objects, where the potential collision partners A and B are located. The radius 0 - V lies in the direction of the own direction of travel.

Ved den på skjermen viste situasjon dreier det seg om to skip som til å begynne med befant seg i stillingene A' In the situation shown on the screen, it concerns two ships which were initially in positions A'

og B' og som har beveget seg videre til stillingene A og B. and B' and who have moved on to positions A and B.

Da radarskjermen er etterlysende, fremkommer lysbanen A' - A As the radar screen is reflective, the light path A' - A appears

og B' - B. Forløpet til disse lysbaner svarer til kjølret- and B' - B. The course of these light paths corresponds to the keel-

r. i ngen innenfor de eventuelle kollisj onsmotparter . r. in no one within the possible collision counterparties.

Hvis skipsføreren frem til nu ville fastslå om de to anviste skip kunne frembringe en kollisjon, måtte man inntil nu benytte en grafisk metode. Herved tegnet man, utgående fra punktene A' og B' linjer parallelt med den egne fremdriftsretning 0 - V. Idet man valgte disse linjer så lange som den til-bakelagte strekning i løpet av tiden mellom posisjonsforandrin-gene A' - A og B' - B, fikk man de to punkter A'', henholdsvis B''. Kriteriet for den mulige kollisjon ligger nu deri at en forbindelseslinje fra A'<1> over A, henholdsvis fra B'' over B skjærer punktet 0. Dette er åpenbart ved den viste sitasjon tilfelle for den mulige kollisjonspartner A, mens det ikke må gjennomføres noen ekstra manøver for å gå bak den eventuelle kollisjonsmotpart B. Punktet ved hvilket linjen B'<1> - B skjærer linjen 0 - V angir på de konsentriske sirkler på radarskjermen den forutsettbare passeringsavstand. Until now, if the master wanted to determine whether the two designated ships could cause a collision, until now a graphical method had to be used. Hereby, starting from the points A' and B', lines were drawn parallel to the own direction of travel 0 - V. As these lines were chosen as long as the distance covered during the time between the changes in position A' - A and B' - B, one got the two points A'', respectively B''. The criterion for the possible collision now lies in the fact that a connecting line from A'<1> over A, respectively from B'' over B intersects the point 0. This is obviously the case for the possible collision partner A in the quotation shown, while it does not have to be carried out some additional maneuver to go behind the possible collision counterpart B. The point at which the line B'<1> - B intersects the line 0 - V indicates on the concentric circles on the radar screen the predictable passing distance.

Den foranstående forklaring har vist at det for skipsføreren er ytterst vanskelig å erkjenne den nøyaktige sannsynlighet for en eventuell kollisjon og å vurdere denne. The foregoing explanation has shown that it is extremely difficult for the master of the ship to recognize the exact probability of a possible collision and to assess this.

Foreliggende oppfinnelse går nu ut fra at hovedkri-teriet for en eventuell kollisjon ligger i at kompasspeilingen forblir i det vesentlige konstant. The present invention now assumes that the main criterion for a possible collision is that the compass bearing remains essentially constant.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er, som vist på fig. 2, det anordnet'et ekstra anvisningsapparat som på en "horisontlinje" er utstyrt med en gradskala, som i det viste eksem-pel er oppdelt fra babord h0° til styrbord 40°. Ved hjelp av de i radarapparatet bearbeidede signaler blir peilingen til de to eventuelle kollisjonsmotparter A og B fremvist. Skjermen til anvisningsapparatet ifølge fig. 2 er på samme måte som radarapparatet gjort etterlysende, slik at man kan se at peilingen til motpart A blir stående konstant ved f. eks. 33° styrbord, mens for motpart B sidepeilingen i retning babord vandrer ut mot venstre fra ca. 27° - 13°. Ved denne fremstilling ser skipsføreren med et blikk at det bare truer fare fra motpart A og at motpart B vil gå forbi bak ham. According to the present invention, as shown in fig. 2, the additional indicating device is provided which on a "horizontal line" is equipped with a degree scale, which in the example shown is divided from port h0° to starboard 40°. With the help of the signals processed in the radar apparatus, the bearing of the two possible collision partners A and B is displayed. The display of the display device according to fig. 2 is, in the same way as the radar device, made to be reflective, so that one can see that the bearing of counterpart A remains constant at e.g. 33° starboard, while for counterparty B the side bearing in the port direction wanders out to the left from approx. 27° - 13°. With this presentation, the captain sees at a glance that there is only danger from counterparty A and that counterparty B will pass behind him.

Som det fremgår av tegningen, ligger horisontlinjen på fremvisningsapparatets bildeskjerm vannrett. Det forutliggende punkt som på fremvisningsapparatet oppdeler horisontlinjen i like deler blir anordnet i det forutliggende bilde for iakt-tageren og for det angjeldende skip. Derved kan fremvisnings-apparaets skjerm ha en horisontal utstrekning på ca. 40 cm. As can be seen from the drawing, the horizon line on the projector's image screen is horizontal. The forward point which on the display device divides the horizon line into equal parts is arranged in the forward image for the observer and for the ship in question. Thereby, the display device's screen can have a horizontal extent of approx. 40 cm.

Det er også mulig ad elektronisk vei å forandre fremvisningsapparatets skala, slik at man kan iaktta større eller mindre sidepeilingsområder. Vanligvis vil det være tilstrekkelig hvis det på fremvisningsapparatet bare avbildes et område på 20° på begge sider av det forutliggende punkt. Bildet til dette fremvisningsapparat som man kan omtale som en radarpei-ler, kan kursstabiliseres ved hjelp av et gyrokompass. Hvis nødvendig kan man også svinge synssektoren til fremvisningsapparatet i vilkårlige retninger. It is also possible electronically to change the display device's scale, so that larger or smaller side bearing areas can be observed. Usually, it will be sufficient if only an area of 20° on both sides of the preceding point is depicted on the display device. The image of this display device, which can be referred to as a radar compass, can be course stabilized using a gyrocompass. If necessary, the field of view of the display device can also be swung in arbitrary directions.

Ombord blir radarpeileren ifølge oppfinnelsen opp-stilt over det vanlige fremvisningsapparat for skipsradaren. On board, the radar compass according to the invention is set up above the usual display device for the ship's radar.

I forbindelse med radarpeileren blir skipsradarapparatet fortrinnsvis benyttet i "sann"-fremvisning. "Sann"-bildet gir hur-tig opplysning om en eventuell romlig begrensning av planlagte unnvikelsesmanøvre. In connection with the radar compass, the ship's radar device is preferably used in "true" display. The "true" image provides quick information about a possible spatial limitation of planned evasive manoeuvres.

En forbedret og mer fullstendig anvisning av eventuelle kollisjonsmotparter er mulig med et apparat ifølge fig. 3- Her blir det fra rundsøkningsradaren innkommende ekko elektronisk bearbeidet og fremvist i et rettvinklet koordinatsystem av sidepeiling og motpartens avstand. På horisontallinjen blir, som tidligere, sidepeilingen avbildet og utgående fra horisontlinjen blir motpartens avstand avtagende ovenfra og nedover fremvist på en ikke-lineær skala. Den ikke-lineære skalainndeling kan svare til avstanden mellom sirklene på skjermen til en rundsøkningsradar. An improved and more complete indication of potential collision partners is possible with a device according to fig. 3- Here the incoming echo from the search radar is electronically processed and displayed in a right-angled coordinate system of side bearing and the distance of the other party. On the horizontal line, as before, the side bearing is depicted and, starting from the horizon line, the opponent's distance is shown decreasing from top to bottom on a non-linear scale. The non-linear scale division may correspond to the distance between the circles on the screen of a homing radar.

' Som det fremgår av fig. 3 forblir peilingen til motpart A konstant, dog reduseres kontinuerlig motpartens avstand B, som uten kurskorrekturer kan føre til en kollisjon. Derimot ser man at motpart B fremkommer med en stadig mindre sidepeiling. De etterlysende signalstreker på skjermen fremviser dess-uten at motpartens avstand riktignok blir mindre, men imidler-tid sannsynligvis vil skjære den forut liggende linje i punktet 0 i en passeringsavstand d^ og vil gå forbi den egne kurs før skipet har nådd frem til motparten B. ' As can be seen from fig. 3, the bearing to counterparty A remains constant, however, the counterparty's distance B is continuously reduced, which without course corrections can lead to a collision. On the other hand, it is seen that counterparty B appears with an increasingly smaller side bearing. The trailing signal lines on the screen also show that the opponent's distance is indeed getting smaller, but will nevertheless probably intersect the line ahead at point 0 at a passing distance d^ and will go past its own course before the ship has reached the opponent B .

Fig. 4 viser på samme måte som fig. 3 motpartens ekkosignaler under en i kompassgrader oppdelt horisontlinje. Fig. 4 shows in the same way as fig. 3 the other party's echo signals under a horizon line divided into compass degrees.

Den nedre begrensning av ekkosignalene gir i fremstillingen på fig. k den korteste avstand til motparten fra tverrskipsaksen til det egne fartøy eller en parallell til tverrskipsaksen (a og a^ . The lower limit of the echo signals gives in the representation in fig. k the shortest distance to the counterpart from the transom axis of the own vessel or a parallel to the transom axis (a and a^ .

De konsentriske hjelpesirkler for bestemmelse av motpartens avstand fra fig. 1 fremkommer i bildet på fig. 3 som linjer som forløper parallelt med horisontlinjen. The concentric auxiliary circles for determining the opponent's distance from fig. 1 appears in the image in fig. 3 as lines running parallel to the horizon line.

På fremstillingen på fig. 4 fremkommer disse hjelpesirkler som tilnærmet elliptisk krummede linjer. Parallelt til horisontlinjen er her linjene med lik avstand til tverrskipsaksen. On the production in fig. 4, these auxiliary circles appear as approximately elliptically curved lines. Parallel to the horizon line here are the lines with equal distance to the transom axis.

Lengden til ekkosignalene ved fremstillingsmåten ifølge fig. 3 og 4 kan velges slik at den i samsvar med den perspektiviske forvrengning av fremstillingsmåten er et mål for tilnaermelseshastigheten til motparten. The length of the echo signals in the manufacturing method according to fig. 3 and 4 can be chosen so that, in accordance with the perspective distortion of the production method, it is a measure of the speed of approach to the counterparty.

Claims

1. Procedure for indicating dangerous movements to possible collision opponents in maritime and coastal shipping, with a radar bearing or search engine, characterized in that the echoes received from the radar apparatus from any collision opponents in accordance with their registered direction are continuously displayed as a compass-stabilized side bearing on the image screen of an additional projection device on a straight line corresponding to the horizon line.

2. Method according to claim 1, characterized in that the echoes are also displayed in accordance with their temporal delay as a distance value on the image screen.

3. Method according to claims 1 and 2, characterized in that the distance values are displayed on the image screen as an absolute distance value from the own vessel.

4. Method according to claims 1 and 2, characterized in that the distance values are produced as the shortest distance from the transom axis.

5. Method according to claims 1-4, characterized in that the echo signals in a right-angled coordinate system are displayed on the image screen as points of light, whose lateral distance from the coordinate center corresponds to the bearing and whose vertical distance from the horizon line corresponds to the distance, and if vertical length is a measure of the approach speed of the counterpart.

6. Instructing device for carrying out the method according to claims 1-5, for indicating dangerous movements to possible collision partners in maritime and coastal shipping, with a radar bearing or search engine, characterized by a square image screen whose associated electron beam generator uses it for the compass -stabilized side bearing echo signal value corresponding to the horizontal deflection and the echo signal value corresponding to the distance to the vertical deflection.

7. Instruction device according to claim 6, characterized in that the image screen is designed to illuminate in a manner known per se.

8. Instruction device according to claim 6, characterized in that the preceding signal images for a predetermined time are stored and displayed together with the most recent signal images.

9. Guidance device according to claims 6-8, characterized in that the echo signals corresponding to short distances are displayed as large beam deflections and the echo signals corresponding to large distances as small deflections are displayed on the image screen.

10. Indication device according to claims 6-9, characterized in that the image screen scale is switchable in accordance with larger or smaller indicated lateral bearing areas.