WO2014171228A1

WO2014171228A1 - 自機姿勢表示装置

Info

Publication number: WO2014171228A1
Application number: PCT/JP2014/056240
Authority: WO
Inventors: 匡杉本; 将斗奥田; 孝二林
Original assignee: 古野電気株式会社
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-10-23
Also published as: CN105164014A; CN105164014B

Abstract

【課題】自機の姿勢及び上下位置の変動を３次元的に把握し易く表示できる自機姿勢表示装置を提供する。【解決手段】プロッタ装置はハイウェイ画面モードを有し、このハイウェイ画面モードにおいては、ヒーブゲージ７７と、ピッチゲージ７８とを、ヒーブゲージ７７とピッチゲージ７８の表示基準点が同じになるように表示する。ヒーブゲージ７７は、基準となる水平面（第１基準線６９）に対する自機の上下方向の位置を、高さが変化する移動線８４で示す。ピッチゲージ７８は、ヒーブゲージ７７の移動線８４と、その変化する範囲の一部又は全部において交差するように配置され、自機のピッチを示す。

Description

自機姿勢表示装置

　本発明は、検出された自機の姿勢等を表示する自機姿勢表示装置の構成に関する。

　従来、船体等の移動体において、自機の姿勢等の情報（具体的には、ロール、ピッチ、ヘディング、ヒーブ）を検出してディスプレイ等に視覚的に表示し、自機を操縦する者に知らせる構成が知られている。表示の方法としては、得られたロール角等の情報をそのまま数値で表示する方法が典型的であるが、グラフィックを表示可能なディスプレイを用いた構成では、より直感的な理解のために、アナログ計器を模した表現で表示する等の提案がされている。

　例えば特許文献１は、水中翼を備えた双胴船において、船体のロール角、ピッチング角を検出する慣性センサを設けた構成を開示する。特許文献１において、検出された船体のロール角は、入出力インターフェイス装置に装備されたＣＲＴにおいて、左右に傾斜する線で表示される。

特開平６－２８６６８７号公報

　上記に示すように、従来、船体の姿勢等に関する情報（ロール、ピッチ、ヘディング、ヒーブ）は、それぞれの項目ごとに個別に表示されていた。しかし、ロール、ピッチ、ヘディング、ヒーブの状態量は、様々な方向で見た船体の３次元的な傾き、及び船体の上下位置を表現したものであるので、ディスプレイを見る操船者側にとっては、項目ごとの表示に基づいて船体の実際の状態を短時間で理解することは困難であった。

　例えば船舶を運航するにあたって、船舶に現在起きている動揺や傾斜の状態を理解することは、円滑な操船等を実現する上できわめて重要であることはいうまでもない。このことから、３次元的に変化する自船の姿勢や上下位置を操船者がより直感的に把握できることが求められており、情報の表示について一層の改善が望まれていた。

　本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、自機の姿勢及び上下位置の変動を３次元的に把握し易く表示できる自機姿勢表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

　本発明の観点によれば、以下の構成の自機姿勢表示装置が提供される。即ち、この自機姿勢表示装置は、ヒーブゲージと、ピッチゲージとを、前記ヒーブゲージと前記ピッチゲージの表示基準点が同じになるように表示する。前記ヒーブゲージは、基準となる水平面に対する自機の上下方向の位置を、高さが変化する移動線で表示する。前記ピッチゲージは、前記ヒーブゲージの前記移動線と、その変化する範囲の一部又は全部において交差するように配置され、自機のピッチを示す。

　これにより、自機の操縦者は、水平面を基準とした形の表示でヒーブを把握でき、また、ピッチも確認できるので、自機の状態を直感的かつ容易に把握することができる。更に、自機のヒーブとピッチを、基準点を共通にするゲージにより、視覚的に整理された形で統合的に表示することができる。また、ヒーブを示す移動線は水面の高さ又は周囲の波の高さをイメージさせ易く、ピッチゲージの図形は水面に浮かぶ移動体をイメージさせ易いので、船舶の姿勢等を表示する構成として特に好適である。

　前記の自機姿勢表示装置においては、前記ピッチゲージは、自機のピッチを、略上下方向に細長い図形において示すことが好ましい。

　これにより、自機の操縦者は、自機のピッチをより直感的に理解することができる。

　前記の自機姿勢表示装置においては、自機のロールを示すロールゲージを表示することが好ましい。

　これにより、自機の操縦者は、自機の状態に関するより詳細な情報を直感的な形で得ることができる。

　前記の自機姿勢表示装置においては、前記ロールゲージは、前記ヒーブゲージ及び前記ピッチゲージの外側に位置する枠部を有していることが好ましい。

　これにより、自機の姿勢等に関する情報を、よりコンパクトな構成で複合的に表示することができる。

　前記の自機姿勢表示装置においては、前記ヒーブゲージの前記移動線は、前記水平面に対して常に平行に表示されるようにすることができる。

　これにより、水面あるいは周囲の波の高さを一層イメージし易くなるので、船舶の状況を示すのに好適である。

　前記の自機姿勢表示装置においては、前記ヒーブゲージ及び前記ピッチゲージは、前記ロールゲージが示す自機のロールの変化に連動して回転するようにすることもできる。

　これにより、自機の操縦者は、自機のロールをより明確に理解することができる。

　前記の自機姿勢表示装置においては、自機の機首方位を表示することが好ましい。

　前記の自機姿勢表示装置においては、表示されるゲージの全部又は一部について履歴を表示することが好ましい。

　これにより、自機の操縦者は、自機の状態に関する現在の状況だけでなく、過去の状況も併せて把握することができる。

　前記の自機姿勢表示装置においては、設定された進行予定ルートの自機位置が下側、ウェイポイントが上側になるように当該進行予定ルートを直線状に表示し、前記進行予定ルートからの幅方向の所定範囲の領域を上細状に表示するとともに、前記ヒーブゲージ及び前記ピッチゲージを下側に表示することが好ましい。

　これにより、操船者は、自機が進行予定ルートを進んでいる状況と併せて、自機の姿勢等に関する情報を直感的に把握することができる。

本発明の一実施形態に係るプロッタ装置を備える航法装置の構成を示すブロック図。プロッタ装置が表示するプロッタ画面の例を示す図。プロッタ装置が表示するハイウェイ画面の例を示す図。ハイウェイ画面における自船状況ゲージの表示が変化する例を示す図。第１変形例の船体状況ゲージを示す図。第２変形例の船体状況ゲージを示す図。船体状況ゲージとゲージ履歴グラフとを表示する変形例を示す図。

　次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

　図１には、本実施形態の自機姿勢表示装置としてのプロッタ装置１２を備える航法装置１の機能的構成が示されている。航法装置１は船体（移動体）に設置されるものであり、方位センサとしてのＧＰＳコンパス（ＧＮＳＳコンパス）１１と、プロッタ装置１２と、を備えている。

　ＧＰＳコンパス１１は、船体に取り付けられる船舶用のコンパス（方位センサ）であり、自船（自機）の船首が向く方向（船首方位）を検出するほか、船体の傾斜（いわゆるロール及びピッチ）、及び上下動（ヒーブ）を検出するように構成されている。

　ＧＰＳコンパス１１は、複数のＧＰＳアンテナ（ＧＮＳＳアンテナ）２１と、慣性センサ（姿勢検出部、上下動検出部）２２と、演算部２３と、を備えている。

　ＧＰＳアンテナ２１は例えばマイクロストリップアンテナなどの平面アンテナとして構成されており、ＧＰＳ衛星から送信される１．５ＧＨｚ帯の電波を受信できるように構成されている。

　複数のＧＰＳアンテナ２１は、互いに適宜の間隔をあけて配置されている。本実施形態のＧＰＳコンパス１１は２つのＧＰＳアンテナ２１を備えているが、３つ以上のＧＰＳアンテナ２１を備えていても良い。

　慣性センサ２２は、例えば角速度センサ、加速度センサ等から構成されており、ＧＰＳ衛星からの電波に依存することなく、船体の姿勢の変動及び上下動を検出することができる。

　演算部２３は、それぞれのＧＰＳアンテナ２１からの信号を受信する受信部と、各種演算を行うプロセッサと、電源部と、を備えている。各ＧＰＳアンテナ２１が受信した測位信号と、慣性センサ２２の出力は、この演算部２３に入力される。演算部２３は、各ＧＰＳアンテナ２１が受信した信号のキャリア位相差にもとづいて、一方のＧＰＳアンテナ２１（基準アンテナ）に対する他方のＧＰＳアンテナ２１の相対位置をＧＰＳ座標系で算出し、これに基づいて船首方位を算出する。

　また、演算部２３は、ＧＰＳ衛星からの信号に基づいて算出した船首方位を、慣性センサ２２の出力に基づいて補間するように構成されている。これにより、前記測位周期よりも短い間隔で船首方位の情報を取得できるので、ほぼリアルタイムで船首方位の情報を出力することができる。なお、ＧＰＳで得られた姿勢情報と、慣性センサで検出された姿勢変動に関する情報と、に基づいて移動体の姿勢等を算出する手法は、ＩＮＳ／ＧＰＳ演算として公知であるので、詳細な説明は省略する。

　演算部２３が出力する情報（船首方位、船体のロール、ピッチ及びヒーブ）は、プロッタ装置１２に出力される。

　プロッタ装置１２は、主要には、ＧＰＳ受信機３１と、操作部３２と、制御部３３と、表示部３４と、を備えている。

　ＧＰＳ受信機３１は、プロッタ装置１２に接続されるＧＰＳアンテナ４１から測位信号を受信して、船舶の現在の位置を取得する。なお、ＧＰＳアンテナ４１の構成は、ＧＰＳコンパス１１を構成するＧＰＳアンテナ２１と実質的に同様である。

　操作部３２は、キーやボタン等で構成されており、プロッタ装置１２の各種設定の入力に用いられる。操船者は、操作部３２を操作することにより、自船を向かわせたい目的地、及び、目的地に向かう途中に通過する中継点（中間的な目的地）等をウェイポイントとして入力することができる。

　制御部３３は、自船が今後進むべき進行予定ルートを、設定されたウェイポイントに基づいて決定する。この進行予定ルートは、現在地とウェイポイントを直線で結ぶように決定されるほか、途中に島等の進行することができない地点があれば、それを迂回するようにして決定される。決定された進行予定ルートは、表示部３４に表示される。

　表示部３４は、例えば液晶ディスプレイとして構成されており、ＧＰＳ受信機３１から得られた船舶の現在の位置情報に基づいて、地図上における自船の位置をグラフィカルに表示することができる（プロッタ画面モード）。

　プロッタ画面モードにおける表示部３４の表示内容の例を図２に示す。このプロッタ画面においては、予めプロッタ装置１２に記憶されているチャートが表示されるとともに、このチャートに、設定したウェイポイントを示す目的地マーク５６と、目的地までの進行予定ルートを示すルート線５７と、が表示される。そして、このチャートに重ねられるようにして、現在の自船の位置がボートアイコン５１で表示され、船首方位が船首線５２として表示される。なお、図２の例では表示されていないが、プロッタ画面モードでは上記に加えて、予測される自船の進行方向や、実際に自船が通過した航跡等を表示させるようにすることもできる。

　上記のプロッタ画面モードのほか、プロッタ装置１２は、上記の進行予定ルートが設定されている場合は、操作部３２の操作によっていわゆるハイウェイ画面モードに移行することもできる。ハイウェイ画面モードでは、表示部３４はチャートを表示しない代わりに、あたかも進行予定ルートの上流側から下流側（目的地側）を眺めるかのような視点で、自船の位置を簡易的な３次元グラフィックにより表示する。操船者は、このハイウェイ画面を見ることで、進行予定ルートとの関係で、実際に自船がいる位置をより直感的に把握することができる。

　ハイウェイ画面モードにおける表示部３４の表示内容の例を図３に示す。このハイウェイ画面の下側には、左右方向に延びる第１基準線６９が表示され、この第１基準線６９の上側には、左右方向に延びる第２基準線７０が表示される。

　第１基準線６９及び第２基準線７０は何れも水平方向に向けられており、互いに平行に配置されている。また、後述するコースズレ許容領域６８を挟んで左右には、第１基準線６９と第２基準線７０との間に複数の水平直線７１が描かれており、これらの水平直線７１は、第２基準線７０に近づくほど、その間隔が狭まるように配置される。

　第１基準線６９と第２基準線７０との間の位置で、第２基準線７０に近い側に、上記のウェイポイントを示す目的地マーク６６が、上下方向に潰れた楕円形のマークとして表示される。そして、進行予定ルートを示すルート線６７が、下側の第１基準線６９（自船位置、自機位置）から上側の目的地マーク６６（ウェイポイント）に向かって延びる上下方向の破線の直線として表示される。また、第２基準線７０の上側には、ルート線６７との関係で北の方角を相対的に示す指北マーク７３が表示される。この指北マーク７３により、ルート線６７（進行予定ルート）が実際にどの方向を向いているかを操船者が理解し易くなっている。

　第１基準線６９と第２基準線７０との間には、上記のルート線６７を中心としたコースズレ許容領域６８が、下側（第１基準線６９側、自船に近い側）が広い幅、上側（第２基準線７０側、ウェイポイントに近い側）が細い幅となる台形状の図形で表示されている。このコースズレ許容領域６８は、自船が進行予定ルートからどれだけ外れてよいか、を示す目安として予め操船者によって設定されるズレ幅（許容ズレ幅）を示すものである。制御部３３は、実際の自船の位置が上記の許容ズレ幅から外れてしまうと、操船者に対応を促すため、表示部３４にコースズレの警告を表示するように構成されている。図３の表示例において、許容ズレ幅は０．７５０ノーティカルマイルに設定されており、この設定値は、台形状に形成されたコースズレ許容領域６８の下辺左右端に表示されている。

　上記のコースズレ許容領域６８を挟んで左右には、第１基準線６９と第２基準線７０との間に複数の放射状の直線７２が描かれており、これらの直線は、上記の水平直線７１と交差している。

　以上の第１基準線６９、第２基準線７０、水平直線７１、放射状の直線７２によって、地表に平行な水平面が、上側が遠景、下側が近景となるように遠近法的に表現されている。

　なお、本実施形態の航法装置１では、自船や目的地等の位置をいわゆるＮＥＤ座標（船を基準とする北－東－下座標）で取り扱うことがあり、このＮＥＤ座標系では、北がｘ軸のプラス方向、東がｙ軸のプラス方向、下がｚ軸のプラス方向となるようにそれぞれ定められている。従って、上記のハイウェイ画面で表示される水平面は、ＮＥＤ座標におけるｘｙ平面（ｚ座標がゼロの平面）と平行であるということができる。このハイウェイ画面に表示される水平面の位置や向きは、自船にロール、ピッチ、ヒーブの何れが生じたとしても変化することはない。

　そして、この水平面上に目的地マーク６６、ルート線６７及びコースズレ許容領域６８を表示し、近景側に自船の位置を（後述の船体状況ゲージ７５として）表示することで、あたかも仮想的な大きな道路を自船が進む様子を見下ろしたような表現が実現されている。このようにハイウェイ画面は、操船者の視点にある程度即した表現で自船の位置を表示できるので、操船者は、自船が進行予定ルートのとおりに進んでいるのか否か等の状況をより直感的に把握することができる。

　次に、ハイウェイ画面において表示される船体状況ゲージ７５を説明する。この船体状況ゲージ７５は、図３に示すように第１基準線６９の近傍に表示されるものであって、船体の姿勢（ロール、ピッチ）、船体の上下動（ヒーブ）、及び船首方位をリアルタイムで示すものである。

　この船体状況ゲージ７５は、ロールゲージ７６、ヒーブゲージ７７、ピッチゲージ７８、及び船首方位指示マーク７９を組み合わせた複合的なゲージとして構成されている。船体状況ゲージ７５は船に似た図形（具体的には、ピッチゲージ７８の図形）を含んでおり、また、第１基準線６９とほぼ同じ高さに表示されるので、操船者は、船体状況ゲージ７５が、目的地マーク６６で表された目的地に向かう自船そのものを表していることを直感的に理解することができる。

　そして、船体状況ゲージ７５の表示位置は、上記の進行予定ルートから自船の位置が左右にどれだけズレているか、に応じて、ハイウェイ画面に表示されるルート線６７との関係で左右に変化する。具体的には、自船がちょうど進行予定ルート上にあるときは、船体状況ゲージ７５は左右中央（第１基準線６９とルート線６７とが交差する位置）に表示される。一方、自船が進行予定ルートから例えば進行方向右側に上記の許容ズレ幅分だけズレた位置にあるときは、船体状況ゲージ７５は、コースズレ許容領域６８の下辺右端の位置に表示される。なお、図３は、自船の位置が進行予定ルートから進行方向右側に若干ズレている場合の表示例である。従って、操船者は船体状況ゲージ７５の位置を確認することで、自船の位置が進行予定ルートとの間でどの方向にどれだけズレを生じており、そのズレが許容できる程度のものか否かを、容易に理解することができる。

　ロールゲージ７６を説明する。このロールゲージ７６は、複数の角度目盛り線が付された中空円形状の枠部８１と、この枠部８１の中心を通過する回転線８２と、により構成されている。枠部８１の中心（回転線８２の回転中心である中心点８０）、及び、前記角度目盛り線のうちロール角がゼロに相当する目盛り線（以下、ロールゼロ目盛り線と呼ぶ）は、第１基準線６９と一致するように配置される。

　ロールゲージ７６は、上記の回転線８２が枠部８１の中心（中心点８０）を支点として回転することで、船体のロールの向き及び大きさを示すように構成されている。即ち、船体にロールが生じていない場合、回転線８２は図４（ａ）のように水平に向けられ、第１基準線６９と一致した状態になる。一方、船体にロールが生じた場合、回転線８２は図３や図４（ｂ）等に示すように、そのロールと同じ向きに、かつロールの大きさに応じた角度で傾斜する。

　また、回転線８２が水平な状態から傾斜したとき、リング状の枠部８１において、ロールゼロ目盛り線と回転線８２とに挟まれた部分が適宜着色された状態で表示される（図３及び図４（ｂ）等では、この着色部分がハッチングで表現されている）。これにより、船体のロールの変化に応じて、回転線８２が回転するとともに、着色部分の円弧状の棒グラフが伸び縮みすることになり、操船者はより明確に船体のロールを把握することができる。

　ヒーブゲージ７７を説明する。このヒーブゲージ７７は、目盛り線が付された円形状の背景部８３と、この背景部８３に対して上下動する移動線８４と、により構成されている。なお、この背景部８３の中心は、前記ロールゲージ７６の回転線８２の回転中心（中心点８０）に一致している。ヒーブゲージ７７を構成する背景部８３及び移動線８４は、上記のロールゲージ７６の枠部８１の内側に配置され、枠部８１により取り囲まれている。また、ヒーブゲージ７７の背景部８３及び移動線８４は、ロールゲージ７６の回転線８２が回転すると、それに応じて一体的に回転するように構成されている。

　ヒーブゲージ７７は、上記の移動線８４が上下に移動することで、船体のヒーブの向き及び大きさを示すように構成されている。即ち、船体にヒーブが生じていないときは、移動線８４は図４（ａ）や図４（ｂ）に示すように背景部８３の中心（中心点８０）を通過する高さに表示される。一方、船体に上側へのヒーブが生じた場合、移動線８４は図３に示すように上方へ移動し、下側へのヒーブが生じた場合、移動線８４は図４（ｃ）に示すように下方へ移動する。

　なお、このヒーブゲージ７７において表されるヒーブは、直近の所定時間内にＧＰＳコンパス１１からプロッタ装置１２に繰り返し入力されるヒーブに基づいて自船の平均高さを求めた上で、この平均高さを基準とした上下動を示している。

　この自船の平均高さは、上記のハイウェイ画面（図３）において第１基準線６９等で表現される水平面の高さと実質的に同一視することができる。従って、検出されるヒーブがゼロのときは移動線８４を第１基準線６９の高さ（中心点８０の高さ）に一致させ、ヒーブが検出されたときは移動線８４を第１基準線６９の高さから上／下に移動させることにより、操船者は自船の上下動をより直感的に理解することができる。

　ヒーブゲージ７７の背景部８３において、移動線８４より下側は適宜の色で着色された状態で表示される（図３、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）等では、この着色部分がハッチングで表現されている）。これにより、移動線８４の上下で色が変わることになるので、操船者はヒーブの移動線８４の位置を即座に視覚的に把握することができる。

　ピッチゲージ７８を説明する。このピッチゲージ７８は、ロールゲージ７６の回転線８２の回転中心（中心点８０）を挟むようにして、上側に３つ、下側に３つの図形をそれぞれ並べた構成となっており、全体的に上下に細長い図形によって実現されている。このピッチゲージ７８の図形は船体状況ゲージ７５の中央に配置され、ロールゲージ７６の回転線８２が回転すると、それに応じて一体的に回転するように構成されている。

　また、ピッチゲージ７８の図形は、上記のロールゲージ７６の枠部８１の内側に配置され、枠部８１により取り囲まれている。従って、本実施形態では、ピッチゲージ７８及びヒーブゲージ７７が、同一の枠部８１の内部に表示されるということができる。また、ピッチゲージ７８の図形は、ヒーブゲージ７７において上下動する移動線８４の中央部分に対して交差する。ピッチゲージ７８の図形はヒーブゲージ７７の前面に重ねられるようにして描画されるので、当該交差部分において、移動線８４はピッチゲージ７８の背面側に隠れる。

　ピッチゲージ７８を構成する図形のうち上側の３つは、船首部分をモチーフとして上側が尖った形状とされており、下側の３つは、船尾部分をモチーフとした扁平な形状とされている。

　ピッチゲージ７８は、上下に並べられた計６つの図形の色が変化することで、船体のピッチの向き及び程度を前後それぞれ３段階で表現するように構成されている。即ち、船体にピッチが生じていない場合、図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）に示すように、ピッチゲージ７８の何れの図形も色は変化しない。一方、船体に船首上昇方向のピッチが生じた場合、図３に示すように、上側に位置する３つの図形のうち一部又は全部の色が変化する（図３では、色の変化がハッチングで表現されている）。なお、ピッチが大きくなるにつれて、中心に近い側の図形から順番に色が変化していくように構成されているので、ピッチの大きさの理解は容易である。図３の例では、上側に位置する３つの図形のうち中心側に近い２つの図形だけ色が変化しているので、３段階のうち中程度の傾きであることがわかる。また、船体に船首下降方向のピッチが生じた場合、図４（ｄ）等に示すように、下側に位置する３つの図形のうち一部又は全部の色が変化する（図４（ｄ）等では、色の変化がハッチングで表現されている）。図４（ｄ）の例では、下側に位置する３つの図形のうち中心側に近い１つの図形だけ色が変化しているので、３段階のうち軽い程度の傾きであることがわかる。

　船首方位指示マーク７９を説明する。この船首方位指示マーク７９は、ロールゲージ７６の外側に配置された先細状の図形である。船首方位指示マーク７９は、その向きにより、進行予定ルートと船首方位との関係を示すように構成されている。即ち、検出された船首方位が進行予定ルートと一致している場合は、図４（ａ）等に示すように、船首方位指示マーク７９は真上を向く。一方、船首方位が進行予定ルートの向きに対してズレている場合は、船首方位指示マーク７９は図３や図４（ｅ）に示すように、そのズレ角に応じて回転した状態で表示される。

　以上に示すように、本実施形態の船体状況ゲージ７５は、ロールゲージ７６、ピッチゲージ７８、ヒーブゲージ７７、及び船首方位指示マーク７９を組み合わせた形で表示される。そして、ロールゲージ７６の回転線８２の回転、ヒーブゲージ７７の移動線８４の移動、ピッチゲージ７８の図形の色変化、及び船首方位指示マーク７９の向きの変化は、何れも船体状況ゲージ７５の中心にある点（表示基準点である中心点８０）を中心又は対称軸として行われる。従って、操船者は船体状況ゲージ７５を見るだけで、船体の姿勢や船首方位等に関する現在の状況を３次元的に容易に把握することができる。

　特に本実施形態では、船体に生じるヒーブが、ヒーブゲージ７７において、上下方向に移動する移動線８４によって表現される。従って、操船者は、移動線８４の動きを観察し、移動線８４の揺れる周期が短い場合は向かい波、周期が長い場合は追い波の可能性を意識すると同時に、ロールゲージ７６、ピッチゲージ７８、及び船首方位指示マーク７９で示される船舶の姿勢変化を把握しながら適切に操船することができる。

　なお、本実施形態においてピッチゲージ７８が船体のピッチの程度を段階的に示すのは上述したとおりであるが、これはロールゲージ７６及びヒーブゲージ７７においても同様である。即ち、ロールゲージ７６において回転線８２は、枠部８１に付された角度目盛り線の単位で段階的に回転し、ヒーブゲージ７７において移動線８４は、背景部８３に付された目盛り線の単位で段階的に上下動する。

　これは、船体が小さな波を受けることにより生じるような船体のわずかな姿勢等の変動をロールゲージ７６、ヒーブゲージ７７、ピッチゲージ７８が反映せずに無視することを意味する。従って、操船者は、ゲージの細かい動きに惑わされることなく船体の姿勢等に関する重要な挙動を把握することができるので、より適切な操船を行うことができる。

　次に、上記実施形態の変形例を説明する。図５は第１変形例の船体状況ゲージを示す図、図６は第２変形例の船体状況ゲージを示す図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

　上記実施形態の船体状況ゲージ７５では、船体のロールが検出された場合、ロールゲージ７６の回転線８２が回転するだけでなく、ヒーブゲージ７７（背景部８３及び移動線８４）、及びピッチゲージ７８も、上記の回転線８２と一体的に回転する。従って、ヒーブゲージ７７において移動線８４が移動する方向と、ピッチゲージ７８において色が変化する図形が並べられる方向と、が常に一致することになる。

　これに対して、第１変形例の船体状況ゲージ７５ａは、図５に示すように、ヒーブゲージ７７を、ロールゲージ７６の回転線８２の回転にかかわらず水平な状態を保持して表示している。この構成は、ヒーブゲージ７７の移動線８４が常に水平な状態（即ち、前記水平面を表す第１基準線６９に対して平行な状態）を保ちながら上下するので、水面あるいは周囲の波の高さをイメージし易く、船体の状況を一層直感的に把握できる点で有利である。なお、この第１変形例では上記実施形態と異なり、ロールがゼロでない限り、ヒーブゲージ７７とピッチゲージ７８とで変動を表現する方向が異なることになる。

　また、第２変形例の船体状況ゲージ７５ｂは、図６に示すように、ヒーブゲージ７７及びピッチゲージ７８の両方を、船体のロールにかかわらず水平な状態を保持して表示している。

　以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

　上記実施形態において、ロールゲージ７６、ヒーブゲージ７７、ピッチゲージ７８は、自船の姿勢等を３又は４段階で表現しているが、何段階で表現するかは任意である。また、ロールゲージ７６、ヒーブゲージ７７、ピッチゲージ７８のうち少なくとも何れかを、段階的ではなく無段階で滑らかに変化するように変更しても良い。

　上記実施形態のヒーブゲージ７７においては、船体のヒーブ方向と同じ向きに移動線８４が移動するが、船体のヒーブ方向と上下反対の向きに移動線８４が移動するように構成しても良い。この場合、水面に起こる波の見え方に近い表示を実現できる。

　上記実施形態のピッチゲージ７８においては、船首上昇方向のピッチで上側の図形の色が変わり、船首降下方向のピッチで下側の図形の色が変わるように構成しているが、変化の方向が上下反対となるように構成しても良い。

　船体状況ゲージ７５において、船首方位指示マーク７９の表示を省略しても良い。

　ロールゲージ７６の枠部８１の形状は、リング状とすることに代えて、例えば円弧状や矩形状に変更することができる。ピッチゲージ７８の図形の形状、船首方位指示マーク７９の形状等についても、事情に応じて任意に変更することができる。なお、ピッチゲージ７８の図形を小さくした場合は、ヒーブゲージ７７の移動線８４が上限又は下限に近い位置まで移動したときに、当該移動線８４がピッチゲージ７８の図形と交差しなくなることも考えられる。

　ハイウェイ画面は、図３の例のように表示することに限らず、様々に変更することができる。例えば、コースズレ許容領域６８は、台形状の図形とすることに代えて、上が尖った三角形で表示することができる。また、ハイウェイ画面で表現される水平面において、水平直線７１を省略したり、放射状の直線７２を省略したりすることができる。

　ハイウェイ画面において、ルート線６７を破線でなく実線で表示したり、指北マーク７３の表示を省略したりすることができる。また、進行予定ルートのうちどのくらいの割合まで自船が進行したかを、ハイウェイ画面の適宜の位置に追加的に表示しても良い。

　船体状況ゲージ７５は、ハイウェイ画面に表示されることに代えて、プロッタ画面等の他の画面に表示させることができる。この場合、第２基準線７０や水平直線７１、直線７２等を表示しなくても、第１基準線６９の位置に水平線を表示するだけで、水平面を表現することができる。

　また、ロールゲージ７６、ヒーブゲージ７７、ピッチゲージ７８が示す船体の姿勢等の所定時間における履歴を、例えばグラフの形で別途表示させるように構成することができる。図７には、ロールゲージ７６が示すロール角の履歴であるロールゲージ履歴グラフ７６ａを、船体状況ゲージ７５ａとともに表示させた例が示される。

　図７の例において、ロールゲージ履歴グラフ７６ａは、船体状況ゲージ７５ａのすぐ真横（左方）に配置され、縦軸にロール角、横軸に時間をとった線グラフとして表示されている。横軸（時間軸）のほぼ右端に対応する位置には最新のデータがプロットされ、このときのプロットの高さは、現在の、ロールゲージ７６の回転線８２の端部（左端）の高さに対応させている。従って、船体にロールが生じ、ロールゲージ７６の回転線８２が回転するのに応じて、グラフにプロットされる最新データの高さが変化することになる。また、このグラフの表示内容は、時間の経過に伴って徐々に左へスクロールされ、常に線グラフの右端が現在のデータとなるように更新される。このようにリアルタイムで表示される履歴を確認することにより、操船者は、直近の所定時間におけるロール角の変化の傾向を容易に理解することができる。

　なお、図７のグラフではロール角の履歴を示しているが、その代わりに、ピッチゲージ履歴グラフ又はヒーブ履歴グラフを表示するように変更しても良い。ピッチゲージ履歴グラフの場合は縦軸がピッチ角になり、ヒーブ履歴グラフの場合は縦軸がヒーブの大きさになる。また、操船者が操作部３２を操作することにより、どのゲージの履歴グラフを表示させるかを切換可能にしても良い。一方で、ロール、ヒーブ、及びピッチのうち２つ又は３つのゲージ履歴を１つのグラフで複合的に表示するようにしても良い。

　また、船体状況ゲージと同じ画面に複数のゲージ履歴グラフを配置しても良い。例えば、船体状況ゲージの真上又は真下にロールゲージ履歴グラフを配置し、船体状況ゲージの真横の一側にヒーブゲージ履歴グラフを配置し、他側にピッチゲージ履歴グラフを配置することが考えられる。

　それぞれのゲージ履歴グラフは、ゲージの示す値の履歴をグラフィカルに表現できるものであれば良く、その形式は問わない。また、ゲージの履歴は、上記のようにグラフ形式で表現することに代えて、例えば、時刻と、ゲージが示す数値と、をテーブル形式で表示することで表現しても良い。

　上記実施形態の航法装置１は、船舶のほか、航空機等の他の移動体に適用することもできる。

　１２　プロッタ装置（自機姿勢表示装置）
　５７　進行予定ルート
　６８　コースズレ許容領域
　６９　第１基準線（水平面を表現する直線）
　７５　船体状況ゲージ
　７６　ロールゲージ
　７７　ヒーブゲージ
　７８　ピッチゲージ
　７９　船首方位指示マーク
　８０　中心点（ゲージの表示基準点）
　８１　ロールゲージの枠部
　８４　ヒーブゲージの移動線

Claims

　基準となる水平面に対する自機の上下方向の位置を、高さが変化する移動線で表示するヒーブゲージと、
　前記ヒーブゲージの前記移動線と、その変化する範囲の一部又は全部において交差するように配置され、自機のピッチを示すピッチゲージとを、
前記ヒーブゲージと前記ピッチゲージの表示基準点が同じになるように表示することを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項１に記載の自機姿勢表示装置であって、
　前記ピッチゲージは、自機のピッチを、略上下方向に細長い図形において示すことを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項１又は２に記載の自機姿勢表示装置であって、
　自機のロールを示すロールゲージを表示することを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項３に記載の自機姿勢表示装置であって、
　前記ロールゲージは、前記ヒーブゲージ及び前記ピッチゲージの外側に位置する枠部を有していることを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項３又は４に記載の自機姿勢表示装置であって、
　前記ヒーブゲージの前記移動線は、前記水平面に対して常に平行に表示されることを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項３又は４に記載の自機姿勢表示装置であって、
　前記ヒーブゲージ及び前記ピッチゲージは、前記ロールゲージが示す自機のロールの変化に連動して回転することを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項１から６までの何れか一項に記載の自機姿勢表示装置であって、
　自機の機首方位を表示することを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項１から７までの何れか一項に記載の自機姿勢表示装置であって、
　表示されるゲージの全部又は一部について履歴を表示することを特徴とする自機姿勢表示装置。
　請求項１から８までの何れか一項に記載の自機姿勢表示装置であって、
　設定された進行予定ルートの自機位置が下側、ウェイポイントが上側になるように当該進行予定ルートを直線状に表示し、前記進行予定ルートからの幅方向の所定範囲の領域を上細状に表示するとともに、前記ヒーブゲージ及び前記ピッチゲージを下側に表示することを特徴とする自機姿勢表示装置。