WO2018123948A1 - 船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法 - Google Patents

船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法 Download PDF

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WO2018123948A1
WO2018123948A1 PCT/JP2017/046384 JP2017046384W WO2018123948A1 WO 2018123948 A1 WO2018123948 A1 WO 2018123948A1 JP 2017046384 W JP2017046384 W JP 2017046384W WO 2018123948 A1 WO2018123948 A1 WO 2018123948A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
virtual
ship
course
movement
tracking
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/046384
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
航 村田
Original Assignee
三井造船株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三井造船株式会社 filed Critical 三井造船株式会社
Publication of WO2018123948A1 publication Critical patent/WO2018123948A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
    • G08G3/02—Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates to an automatic maneuvering system for a ship, a ship, and an automatic maneuvering method for a ship that automatically steers the ship according to the trend of a tracking target object such as a target ship that performs surface surveys such as seafloor exploration.
  • unmanned observation boats USV
  • UUV unmanned underwater observation robots
  • surveying is always performed for efficient operation. It is necessary for the ship to grasp the position of the unmanned aerial vehicle and occupy its own ship at a position suitable for smooth control of the unmanned aerial vehicle and communication of observation data.
  • DPS Dynamic Positioning System
  • a target follow function that automatically controls the position where the ship is occupied according to the operation of the unmanned navigation body.
  • this target follow function it is required to sequentially move a position occupied by the ship (follow point: hereinafter referred to as a moving point) according to the operation of a tracking target such as an unmanned navigation body.
  • the present invention has been made in view of the above-described situation, and the object of the present invention is to reduce the amount of meandering of the ship even when the tracking target object meanders and in a state where fuel efficiency is good.
  • An object of the present invention is to provide a ship autopilot system that can follow an object, a ship, and a ship autopilot method.
  • a ship autopilot system for achieving the above-mentioned object is a virtual tracking target corresponding to a course in which the tracking target object is operated in the ship autopilot system that automatically controls the ship according to the movement of the tracking target object.
  • Course setting means for providing a virtual course of the body on the virtual coordinate plane
  • movement point setting means for setting a virtual movement point that satisfies a first graphical condition for the preset virtual course, and the tracking
  • the movement start time calculating means for setting the movement start time as the movement start time, and the virtual start without obtaining the input of the movement permission signal or the input of the movement permission signal when the movement start time is reached.
  • Towards the actual movement point corresponding to the moving point is configured to include a graphic tracing automatic maneuvering means having an automatic maneuvering means for performing automatic maneuvering to move the ship.
  • the tracking target object is not limited to a traveling form, and may be a moving body or a ship that moves on the water such as a floating traveling body or an underwater traveling body, and may be unmanned or manned.
  • the mode of maneuvering the tracking target object is not limited, and includes a navigation body that is operated by the ship, a navigation body that cannot be affected by the ship because it is autonomously sailing, and other ships.
  • a coordinate plane that projects the actual water area such as a panel display screen, a radar screen, or a coordinate plane for calculation, with respect to the actual tracking object and the actual water area where the ship is navigating.
  • This coordinate plane is referred to herein as a virtual coordinate plane.
  • the tracking target object and its own symbol corresponding to the ship are designated as the virtual tracking object and the virtual ship, respectively, and the actual coordinate position, moving point, course, etc. So, “virtual” is attached to distinguish it from the actual water area.
  • the time for which the virtual course is continuously drawn is, for example, until a preset time elapses or until the length of the virtual course reaches a preset set length.
  • the position of the tracking target object is detected, and the tracking target object is automatically detected based on the relationship between the virtual position of the tracking target object and the virtual course.
  • the amount of meandering of the ship can be reduced, and the tracking target can be tracked with good fuel efficiency.
  • the movement start time calculating means sets a virtual crossline orthogonal or oblique to the virtual course on the virtual coordinate plane, and a crossing direction across the virtual crossline
  • the virtual tracking target object is configured to include cross determination means that sets the time when the virtual tracking line crosses the virtual crossline in the crossing direction as the movement start time, the virtual crossline that intersects the virtual course is crossed in the crossing direction. Since the movement is started on the basis of the crossing point, the movement start point that satisfies the graphical second condition for the virtual course in which the virtual position is set in advance can be calculated with a relatively simple algorithm.
  • the movement start time calculating means provides a virtual course of a virtual tracking target object corresponding to a course for operating the tracking target object on the virtual coordinate plane,
  • check area determination means is provided that sets the time when the virtual tracking target object passes the check area as the movement start time
  • the time point when the virtual tracking target object passes the check area on the virtual course is used as a reference. Therefore, the movement start point satisfying the graphical second condition for the virtual course for which the virtual trajectory is set in advance can be calculated with a relatively simple algorithm.
  • the movement start time calculating means sets a line at equal intervals in advance on the virtual coordinate plane to provide a square surrounded by the line, and on the virtual course.
  • the grid tracking unit is configured to include a grid determination unit that sets the time when the accumulated number obtained by accumulating the number of squares passing through the virtual tracking target object reaching the preset set number as the moving start time, By accumulating the number of squares through which the tracking object passes and comparing with the set number, the movement start time point that satisfies the graphical second condition for the virtual course for which the virtual trajectory is set in advance is relatively It can be calculated with a simple algorithm.
  • the figure tracking automatic ship maneuvering means generates a movement report for encouraging movement of the ship when the movement start time is reached, and obtains an input of a movement permission signal, and then performs the virtual operation.
  • the ship is moved to the actual movement point corresponding to the movement point and is configured to include a movement standby unit that performs control not to start the movement of the ship until the movement permission signal is input, Since the input of the movement permission signal can be turned on or off at the judgment of the operator, the ship can be moved more safely.
  • the figure tracking automatic ship maneuvering means moves the ship to an actual movement point corresponding to the virtual movement point until the next movement start point.
  • Positioning relationship with the course of the tracking target object without drifting by own ship when it is configured with fixed position holding means to perform fixed position holding control to hold the position in a preset fixed position area Can be held.
  • the figure tracking automatic ship maneuvering means provides a virtual end determination region at the end point of the virtual course, and the virtual position of the virtual tracking target object enters the virtual end determination region.
  • it is configured to include an end determination means for ending the control it is possible to automatically stop following the tracking object.
  • the figure tracking automatic maneuvering means provides a course operation area around the virtual course, and when the virtual position of the virtual tracking object deviates from the course operation area, If it is configured with a course departure warning means that generates a course departure warning, it can notify the operator that the tracking target has deviated from the operation course for some reason. Can be done early.
  • the figure tracking automatic ship maneuvering means when the figure tracking automatic ship maneuvering means provides a check area on the virtual course and navigates away from the check area, a check area for generating a check area deviation alarm is generated. If it is configured with a departure warning means, it can notify the operator that the tracking target has departed from the check area for some reason, so early measures against accidents such as recovery of the tracking target can be performed. Will be able to.
  • the virtual movement start is performed using the virtual input position of the ship and the true orientation, relative orientation, or course that is input with respect to the virtual movement start position of the virtual tracking target object corresponding to the first movement start time of the virtual course.
  • the virtual separation distance between the position and the virtual input position is calculated, and using these input values and the calculated value, the set true direction, the set relative direction or course of the ship, the set virtual separation distance, and the second and subsequent Calculation and setting of a virtual moving point that satisfies the first graphical condition for the virtual course, provided with moving point setting means for setting the virtual input position of the ship corresponding to the movement start time of Can be performed very simply.
  • a ship for achieving the object as described above is provided with the above-described ship autopilot system, and can exhibit the effect of the ship autopilot system.
  • the ship automatic maneuvering method for achieving the object as described above is a method of automatically maneuvering a ship according to a movement of the tracking object, and a virtual tracking object corresponding to a course in which the tracking object is operated.
  • Setting a virtual course of a body on the virtual coordinate plane, calculating a virtual moving point that satisfies a first graphical condition with respect to the preset virtual course, and a position of the tracking target body A virtual position display step of detecting and drawing a virtual position of the virtual tracking object on the virtual coordinate plane, and whether the virtual second condition satisfies the graphic second condition for the virtual course in which the virtual position is preset If the determination step determines whether or not the second graphical condition is satisfied in the determination step, the temporary permission is obtained without obtaining a movement permission signal input or without obtaining a movement permission signal input.
  • Towards the actual movement point corresponding to the movement point is a method which comprises the step of moving the ship.
  • the ship, and the ship autopilot method of the present invention even when the tracking target object meanders, the position of the tracking target object is detected and the position of the tracking target object is set. Based on the relationship between the virtual position of the corresponding virtual tracking target object and the virtual course, the tracking target object can follow the own ship, reducing the amount of meandering of the own ship and improving the fuel efficiency. Can follow the body.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an automatic ship piloting system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a control flow of the ship automatic control method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining graphical conditions for the virtual course of the tracking target object on the virtual coordinate plane.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a ship maneuvering device.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example on a virtual coordinate plane for explaining the cross determination.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing another example on the virtual coordinate plane for explaining the cross determination.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example on a virtual coordinate plane for explaining the cross determination.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a cross course and a virtual course on a virtual coordinate plane and a course operation area.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example on the virtual coordinate plane for explaining the check area determination.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of check area determination and a virtual course on the virtual coordinate plane and a check area (passage determination circle).
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example on a virtual coordinate plane for explaining grid determination.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example on the virtual coordinate plane for explaining the grid determination.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example on the virtual coordinate plane for explaining the end determination.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of the positional relationship between the operation course of the tracking target object that is an underwater vehicle and the own ship.
  • the ship of embodiment of this invention is a ship provided with the automatic control system of the ship of embodiment of this invention.
  • this ship's automatic maneuvering system 1 includes a figure tracking automatic maneuvering means 20, and controls the control flow as shown in FIG.
  • the ship of the present invention exhibits a great effect in the case of surveying ships, ocean research ships, ocean research ships, resource exploration ships, submarine resource exploration ships, deep earth exploration ships, ocean earth research ships, cable laying ships, etc.
  • the tracking object is not limited to a traveling form, and may be a moving body or a ship that moves on the water such as a floating traveling body or an underwater traveling body, or may be unmanned or manned. Further, the manner of maneuvering the tracking target object is not limited, and includes a traveling body that the ship is maneuvering, a traveling body that cannot be affected by the ship because it sails autonomously, and other ships.
  • a marine vessel maneuvering system including an input device having a movement information input unit composed of a joystick or the like, and a turning information input unit composed of a dial or the like.
  • a coordinate plane that projects the actual water area such as a panel display screen, a radar screen, or a coordinate plane for calculation, with respect to the actual tracking object and the actual water area where the ship is navigating.
  • This coordinate plane is referred to herein as a virtual coordinate plane.
  • the symbols corresponding to the tracking object 2 and the own ship 1 are set as the virtual tracking object 2v and the virtual own ship 1v.
  • “virtual” is attached to distinguish it from the actual water area.
  • the course L2 when displaying the actual value of the actual water area, as illustrated in FIG. 3, the course L2, the position Pp of the tracking target body 2, the start point Ps of the tracking target body 2, and the tracking target body 2, respectively.
  • the end point Pe and the moving point Pi of the ship 1 are displayed and the values on the virtual coordinate plane are displayed, the virtual course L2v, the virtual position Ppv of the virtual tracking object 2v, the virtual start point Psv, and the virtual end, respectively.
  • the point Pev and the virtual movement point Piv are displayed.
  • the course L2 and the virtual course L2v, the position Pp and the virtual position Ppv, the position of the start point Ps and the position of the virtual start point Psv, the position of the end point Pe and the position of the virtual end point Pev, the position of the moving point Pi and the virtual The positions of the movement points Piv are similar to each other.
  • “true orientation” ⁇ used here is an orientation with respect to the topography, for example, east-west-north-west (EWNS ).
  • the “relative orientation” ⁇ used here is the orientation of the position Pp of the tracking target 2 based on the ship's own ship that can be seen from the ship's ship 1 when viewing another position (for example, the virtual centroid Pcv) from the ship's ship 1.
  • the heading ⁇ is the heading direction of the ship 1 with respect to the terrain, for example, the heading with respect to the north (N).
  • the virtual coordinate plane is preferably a visible figure such as a topographical map similar to an actual topographical map on the operation panel surface or a surface for numerical calculation, but is not necessarily visible and is not necessarily calculated. As long as the same operation and calculation can be performed as described above, it may not be accompanied by a visible figure. In this sense, the term “virtual coordinate plane” is used here.
  • the ship 1 includes a ship maneuvering system 100 as shown in FIG.
  • the marine vessel maneuvering system 100 includes two propulsion systems, a port side propulsion system 31 including a port side propulsion device 31a and a port side rudder 31b, and a starboard side propulsion system 32 including a starboard side propulsion device 32a and a starboard side rudder 32b.
  • the systems 31 and 32 are provided on the stern.
  • Both the port side propulsion device 31a and the starboard side propulsion device 32a are constituted by variable propellers.
  • the propeller may be configured with a fixed pitch propeller, but is preferably configured with a variable pitch propeller because the thrust can be easily changed. Further, although not particularly illustrated, a bow thruster or a stern thruster may be provided as a turning assist device.
  • an input device 40 and a steering control device 30 are provided.
  • the input device 40 includes a movement information input unit 41 configured with a joystick or the like, and a turning information input unit 42 configured with a dial (turning dial) or the like.
  • the maneuvering control device 30 includes a tilting direction data from the movement information input unit 41 (steering direction: ship moving direction), tilt angle data of the magnitude of the tilt angle of the joystick in that direction, and a turning information input unit 42. Enter the dial turning direction and dial angle.
  • the steering control device 30 includes position information and speed information of the ship 1 from a GPS device, logs, etc., heading information from a gyro device, information from an anemometer, an underwater positioning device Information from the radar, information from the radar, information from the distance measuring device or ranging communication device, etc., and selection and generation of forward or reverse in the port side propulsion device 31a and starboard side propulsion device 32a, respectively
  • the command of the magnitude of the thrust to be output is output to the control devices 31ac and 32ac of the respective propellers, thereby generating the water flow W and obtaining the thrusts Ta and Tb.
  • the maneuvering control device 30 displays the movement information.
  • the thrusters 31a and 32a and the rudder 31b and 32b are integrated and controlled. Maneuvering such as forward, backward, translation, diagonally forward translation, diagonally backward translation, and turn around the ship.
  • this ship's maneuvering system 100 is comprised including the ship's automatic maneuvering system 10 of embodiment concerning this invention.
  • the boat automatic piloting system 10 includes a figure tracking automatic boat maneuvering unit 20, and the figure tracking automatic boat maneuvering unit 20 includes a course setting unit 21, a movement point setting unit 22, and a movement start time point.
  • the calculation means 23 and the automatic ship maneuvering means 24 are provided.
  • a movement standby unit 25, a fixed position holding unit 26, an end determination unit 27, a course departure warning unit 28A, a check area departure warning unit 28B, and a movement point setting unit 29 are provided.
  • This course setting means 21 is a means for providing a virtual course L2v of the virtual tracking target object 2v corresponding to the course L2 operating the tracking target object 2 on the virtual coordinate plane.
  • the movement point setting means 22 is a means for setting a virtual movement point (follow point) Piv that satisfies the first graphical condition for the preset virtual course L2v.
  • the movement start time calculating means 23 detects the position Pv of the tracking target object 2, draws a virtual position Ppv corresponding to the position Pv on the virtual coordinate plane, and the virtual position Ppv is set with respect to the preset virtual course L2v. This is a means for setting the movement start time ti when all the graphic first conditions are satisfied.
  • the tracking target object information regarding the position Pp of the tracking target object 2 is obtained by information from above the acoustic device such as sonar or communication from the tracking target object 2, etc.
  • This position Pp is drawn on the virtual coordinate plane, and the current position of the virtual tracking object 2 drawn on the virtual coordinate plane is set as the virtual position Ppv of the virtual tracking object 2v.
  • the automatic boat maneuvering means 24 moves toward the actual movement point Pi corresponding to the virtual movement point Piv without obtaining the movement permission signal when the movement start time ti is reached or without obtaining the movement permission signal. This is a means for carrying out automatic maneuvering to move the own ship 1.
  • the bow direction ⁇ (or ⁇ ) and the navigation speed V when the own ship 1 moves between the movement points (follow points) Pi are set to a predetermined direction ⁇ s (or ⁇ s) and speed Vs. It is assumed that the vehicle moves so as to be maintained, and the set azimuth ⁇ s (or ⁇ s) and the set navigation speed Vs can be arbitrarily changed even during movement.
  • the own ship 1 is on the straight line connecting the current moving point Pi-1 and the next moving point Pi. Shall move.
  • the course can be changed to a detour.
  • the movement start time ti and the movement point Pi are obtained, and the course ⁇ and the navigation speed V for moving from the current position Pi-1 of the ship 1 to the movement point Pi are calculated.
  • the navigation data of the ship 1 such as the course ⁇ and the navigation speed V are input, and the control data of the steering machine that operates the rudder angle of the rudder 31b and 32b, the forward thruster, the stern thruster, the propellers 31a and 32a, etc.
  • the relationship between the input navigation data and control data is based on feed-forward control that outputs a calculated value for input data by creating a correspondence map or setting a correspondence function by experiment or calculation in advance.
  • a known control method such as feedback control for bringing the measurement value corresponding to the input navigation data close to the target value can be used.
  • these control data are also output.
  • the propulsion systems 31 and 32 are driven according to the control data, thereby automatically maneuvering the ship 1.
  • the movement is started from the movement start time ti toward the movement point Pi, and the own ship 1 is moved to the movement point Pi.
  • the movement standby unit 25 generates a movement report that prompts the movement of the ship 1 when the movement start time ti is reached, and after receiving an input of a movement permission signal, the actual movement corresponding to the virtual movement point Piv. It is means for controlling the ship 1 not to move until it moves the ship 1 toward the point Pi and receives an input of a movement permission signal. As a result, the input of the movement permission signal can be turned on or off at the judgment of the operator, so that the ship 1 can be moved more safely.
  • the movement standby unit 25 issues an operation warning recommending the change to the moving point Pi of the own ship 1 and the operator moves to the next movement. It is assumed that the ship 1 starts moving after the movement to the point Pi is approved. In this case, if the operator does not approve the movement to the next movement point Pi by the movement standby means 25, the own ship 1 will be at the current position even if the virtual tracking object 2v passes the cross point Pci. It is assumed that the movement is not started from the movement point Pi ⁇ 1.
  • the fixed position holding means 26 sets the ship 1 in advance from the time when the ship 1 is moved to the actual movement point Pi corresponding to the virtual movement point Piv until the next movement start time ti + 1. It is means for performing a fixed position holding control for holding the position in the position area. That is, after the own ship 1 reaches the moving point Pi, the fixed point holding control is performed so that the ship 1 continues to occupy the point Pi until the next moving start time point ti + 1. Thereby, the positional relationship with respect to the course L2 of the tracking object 2 can be hold
  • the end determination means 27 provides a virtual end determination area Perv of a circle Cev having a radius dev centered around the virtual end point Pev at the virtual end point Pev of the virtual course L2v. This is a means for ending the control when the virtual tracking object 2v enters the virtual end determination area Perv. Thereby, the tracking to the tracking target object 2 can be automatically ended. At the end of this control, it is preferable to notify the operator to that effect by a buzzer, a voice message, or a screen display.
  • the course departure warning means 28A is a means for providing a course operation area R1 around the virtual course L2v and generating a course departure alarm when the virtual tracking object 2v deviates from the course operation area R1. That is, when the position of the virtual tracking target object 2v deviates from the course operation area R1 of the channel width Bc, an operation warning for course deviation is issued and the operator is alerted. Thereby, since it is possible to notify the operator that the tracking target object 2 has deviated from the operation course L2 for some reason, it is possible to take early measures against an accident such as collecting the tracking target object 2. It is assumed that the course width Bc for course departure warning determination can be set in advance for the virtual tracking target body course.
  • the check area departure warning means 28B is a means for providing a check area R2 on the virtual course L2v and generating a check area departure warning when the vehicle departs from the check area R2. As a result, it is possible to notify the operator that the tracking target object has departed from the check area for some reason, and therefore it is possible to take early measures against accidents such as collecting the tracking target object 2. .
  • the movement point setting means 29 is a virtual input of the ship 1 input to the virtual movement start position Pc1 of the virtual tracking target 2v corresponding to the first movement start time ti of the virtual course L2v.
  • a virtual separation distance Dv between the virtual movement start position Pc1 and the virtual input position Pinv is calculated using the position Pinv and the true direction ⁇ , the relative direction ⁇ , or the course ⁇ , and these input values and calculated values are used.
  • This is means for setting the set true orientation ⁇ s, the set relative orientation ⁇ s or the course ⁇ s, the set virtual separation distance Dvs, and the virtual input position Pinv of the ship 1 corresponding to the second and subsequent movement start points Pc2. .
  • the calculation and setting of the virtual movement point Piv that satisfies the graphical second condition for the virtual course L2v can be performed very simply.
  • the relative position between the virtual movement point Ptv and the virtual course L2v is set to the set true direction ⁇ s in which the true direction ⁇ is set in advance, and the virtual separation distance Dv is set to the set set distance in advance. You may make it become the setting virtual separation distance Dsv corresponding to the distance Ds.
  • the relative orientation ⁇ between the tracking target body 2 and the own ship 1 must be kept within a certain range ( ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2) due to the communication between the own ship 1 as the mother ship and the tracking target body 2.
  • the course ⁇ of the ship 1 is set so that the relative direction ⁇ between the tracking object 2 and the ship 1 is within the range ( ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2), or the course of the ship 1 It is preferable that ⁇ can be set to a preset course ⁇ s.
  • a position set in advance with respect to the movement start point ts (calculation point: virtual calculation point Pev) on the virtual coordinate plane may be configured as the virtual movement point Piv.
  • the use of the preset virtual movement point Pis is selected by a selection switch on the operation panel or a selection switch on the touch panel, and is further set in advance by the second condition of some figures.
  • the virtual movement point Piu to be used is selected from the several virtual movement points Pis. Further, if necessary, the set relative displacement ⁇ s is set to zero or a preset value, or the set course ⁇ s is set to zero or a preset value.
  • this means when the use of this means is selected by a selection switch on the operation panel or a selection switch on the touch panel, the true direction ⁇ in, the relative direction ⁇ in or the course ⁇ in, and the separation distance Din are input thereafter.
  • the input values ⁇ in, ⁇ in or ⁇ in, ⁇ in, Din are set as the set values ⁇ s, ⁇ s or ⁇ s, Ds as possible.
  • the movement start time calculation means 23 is configured to include any one of the cross determination means 23a, the check area determination means 23b, and the grid determination means 23c, or a combination or all of the two.
  • the cross determination means 23a sets a virtual cross line L2c orthogonal or oblique to the virtual course L2v on the virtual coordinate plane and a crossing direction crossing the virtual cross line L2c.
  • a time point when the virtual position Ppv of the tracking target object 2v crosses the virtual cross line L4v in the crossing direction (direction A) is set as a movement start time point ti.
  • the virtual movement point Piv corresponding to the movement point Pi which the own ship 1 occupies is set and updated.
  • the virtual course (displayed by a solid line) L2v of the virtual tracking object 2v corresponding to the course L2 that operates the tracking object 2 is created on the virtual coordinate plane.
  • the tracking target object 2 performs an observation mission for this virtual course L2v, in order to grasp to what extent the mission is progressing on the course L2, it intersects or intersects with this virtual course L2v.
  • a virtual cross line L2c (displayed by a dotted line) L2c is created.
  • the virtual cross line L2c is composed of a straight line or a curve set so as to intersect the virtual course L2v at a plurality of locations. However, it is more preferable that the virtual cross line L2c is a straight line because the control is simplified, and its start point Pcs and end point Pce Is set arbitrarily.
  • the direction crossing the virtual cross line L2c is identified according to the traveling direction of the virtual tracking target object 2v on the virtual course L2v. More specifically, for example, as shown in FIG. 5, the traveling direction is the left direction (A direction) with respect to the virtual course L2v.
  • Ps indicates an initial virtual movement point (initial follow point) at the start of operation, and each point Pi recognizes the passage of each cross point Pci of the tracking object 2.
  • the virtual movement point Piv where the own ship 1 should be moved is shown.
  • the position of this virtual movement point Piv can be set arbitrarily according to the passage of each cross point Pci of the tracking object 2.
  • the cross determination means 23a has a constant width (course width, which can be manually set by the operator) Bc around the line of the virtual course L2v, and the course within the width Bc.
  • the operation area R1 when the virtual tracking target 2v passes through the crossing direction A automatically set in advance, it is recognized that the cross point Pci has passed.
  • the vehicle passes through the course operation area R1 as in the tracking object 2v (a), it is considered as passing, but the navigation outside the course operation area R1 as in the tracking object 2v (b). Is not passed, and the retrograde movement of the tracking object 2v (c) is not passed. This prevents erroneous recognition due to interference with the course of the adjacent course L2.
  • the course departure warning means 28A preferably generates a course departure warning when the virtual tracking object 2v deviates from the course operation area R1 provided around the virtual course L2v.
  • the check area determination unit 23b provides a virtual course L2v of the virtual tracking target object 2v corresponding to the course L2 that operates the tracking target object 2 on the virtual coordinate plane.
  • the check area Pri is provided in advance, and the time when the virtual tracking target 2v passes this check area Pri is set as the movement start time ti. And based on the information at this time, the virtual movement point Piv corresponding to the movement point Pi which the own ship 1 occupies is set and updated.
  • the virtual course (displayed by a solid line) L2v of the virtual tracking object 2v corresponding to the course L2 that operates the tracking object 2 is created on the virtual coordinate plane.
  • a check area Check Point: Displayed with a chain line
  • Create Pri For example, as shown in FIG. 8, a plurality of check areas Pri are set at arbitrary points Pcri on the virtual course L2v (12 places in FIG. 8). The start point Pr1 and the end point Pr12 are arbitrarily set. Every time the virtual tracking object 2v passes through this check area Pri, it counts as 1 ⁇ 2 ⁇ 3.
  • a pass determination circle Cr that forms the check area Pri is set by a preset radius dr and check point Pcri. As shown in FIG. 9, when the tracking target object 2v (a) passes through the inside of the passage determination circle Cr, it is recognized that it has passed through the check area Pri. Further, when passing outside the passage determination circle Cr as in the tracking object 2v (b), it is recognized that it has not passed through the check area Pri.
  • the grid determination means 23c sets a grid (lattice: indicated by dotted lines) as equally spaced lines in advance on the virtual coordinate plane, and grids surrounded by the lines. And a virtual course (displayed by a solid line) L2v of the virtual tracking object 2v corresponding to the course L2 that operates the tracking object 2 is provided, and a square through which the virtual tracking object 2v traveling on the virtual course L2v passes is provided.
  • the number of eyes is integrated, and the time when the number Nm of the cells reaches the preset number Nc is set as the movement start time ti. And based on the information at this time, the virtual movement point Piv corresponding to the movement point Pi which the own ship 1 occupies is set and updated.
  • the virtual course L2v of the virtual tracking object 2v corresponding to the course L2 that operates the tracking object 2 is created on the virtual coordinate plane.
  • a grid area ( (Lattice region) Rg is created.
  • the east-west direction is the Y-axis and the north-south direction is the X-axis
  • the grid mutual distance Dg is preferably set by parameters such as the navigation speed V, wind speed, and tidal current, and is operated by the operator. It is preferable that the setting is made at the manufacturing / adjustment stage. Then, at the same time when the virtual course L2v of the virtual tracking object 2v is set, the set operation course area Rg is automatically recognized and set on the system.
  • the virtual tracking target object 2v traveling on the virtual course L2v on the virtual coordinate plane corresponding to the course L2 traveled by the tracking target object 2 passes and the number of other squares is integrated.
  • the integrated value Nm is calculated. It is determined whether or not the integrated value Nm exceeds the set value Nc, and the time when the integrated value Nm exceeds the set value Nc is set as the movement start time ti. This set value Nc is set in advance by the operator.
  • the integrated value (cruising rate) of the number of squares is not counted in the area where the tracking target object 2 actually travels, but only at the virtual position Ppv of the virtual tracking target object 2v in the virtual course L2v. Calculate based on That is, when the actual position of the tracking target object 2 is deviated from the operation course L2, the number of squares is calculated based on the virtual position Ppv obtained by projecting the actual position Pp of the tracking target object 2 on the virtual coordinate plane. The integrated value is calculated.
  • the tracking target body 2 can be made to follow the own ship 1 so that the amount of meandering of the own ship 1 can be reduced and the tracking target object 2 can be tracked with good fuel efficiency. it can.
  • a dial for turning information input unit 42 is operated by an operator during automatic maneuvering in the figure tracking automatic maneuvering mode automatically maneuvered by the figure maneuvering means 20 of the automatic ship maneuvering system.
  • a dial for turning information input unit 42 is operated by an operator during automatic maneuvering in the figure tracking automatic maneuvering mode automatically maneuvered by the figure maneuvering means 20 of the automatic ship maneuvering system.
  • the propeller rotation speed of the own ship 1 or the pitch angle and rudder angle of the variable pitch propeller, the tilt direction and tilt angle of the joystick of the movement information input unit 41, and the rotation of the dial of the turning information input unit 42 The operation is performed according to the operation amount such as the amount, and thereby the course and navigation speed of the ship 1 are controlled.
  • the apparatus when returning to the figure tracking automatic ship maneuvering mode again, the apparatus is configured to return to the figure tracking automatic ship maneuvering mode again without selecting the figure tracking automatic ship maneuvering mode again.
  • This automatic ship maneuvering method is an automatic ship maneuvering method for automatically maneuvering the ship 1 in accordance with the movement of the tracked object 2, and a virtual course L2v of the virtual tracked object 2v corresponding to the course L2 that operates the tracked object 2.
  • a setting step for calculating a virtual movement point Piv that satisfies the first graphical condition for the preset virtual course L2v, and a position Pp of the tracking object 2 are detected.
  • the virtual transfer is performed without obtaining the movement permission signal or without obtaining the movement permission signal.
  • the method comprising the steps of: moving the ship toward the actual movement point Pi corresponding to the point Piv.
  • This automatic ship maneuvering method can be implemented by a control flow as illustrated in FIG.
  • the control flow shown in FIG. 2 is called from the advanced control flow when the ship (own ship) 1 according to the embodiment of the present invention is started, and is started from the advanced control flow. Returning to the control flow, it is shown as ending with the advanced control flow.
  • step S11 whether or not the automatic ship maneuvering mode by the autopilot is requested is determined by a ship maneuvering switch or a ship maneuvering touch panel. judge. If the automatic boat maneuvering mode is not selected in step S11 (NO), the process returns to step S11 after elapse of a preset time. If the automatic ship maneuvering mode is selected in step S11 (YES), the process goes to step S12 to determine whether the figure tracking automatic ship maneuvering mode is selected.
  • step S11 and step S12 simultaneously. In other words, by making it possible to determine that the automatic ship maneuvering mode is automatically selected only by selecting the figure tracking automatic ship maneuvering mode, the transition to the figure tracking automatic ship maneuvering mode can be performed smoothly.
  • step S12 If the figure tracking automatic ship maneuvering mode is not selected in step S12 (NO), the process returns to step S11 after a preset time has elapsed. If the figure tracking automatic ship maneuvering mode is selected in step S12 (YES), the process goes to step S13.
  • step S13 it is checked whether or not to set the set true direction ⁇ s, the set relative direction ⁇ s or the set course ⁇ s and the set virtual separation distance Dsv or the set separation distance Ds for setting the virtual movement point Piv. If YES is set (YES), the process goes to step S14. In the moving point setting in step S14, various setting values are set by the moving point setting means 22.
  • step S15 If it is not necessary to set the movement point in step S13 (NO), the movement start time is calculated in step S15.
  • this step S15 one of the three cross determination means 23a, the check area determination means 23b, and the grid determination means 23c among the movement start time calculation means 23 is selected, and the movement start time ti is calculated by each means. .
  • the position Pv of the tracking target object 2 is obtained by radar, sonar or the like, and the amount of change in the course ⁇ of the own ship 1 from the position information of the tracking target object 2 with respect to the own ship 1 is obtained.
  • the position Pv as a positional relationship in absolute coordinates (coordinates fixed to the terrain) as well as the relative positional relationship with the ship 1 can be obtained. Is displayed on the virtual coordinate plane as the virtual position Ppv of the virtual tracking object 2v. *
  • the course deviation warning means 28A or the check area deviation warning means 28B monitors the movement of the tracking target object 2 and generates an alarm as necessary. Further, when the position Ppv of the virtual tracking target object 2 enters the virtual end determination area by the end determination means 27, an interruption is made and the control flow of FIG. 2 is ended. At the end of this control, it is preferable to notify the operator to that effect by a buzzer, a voice message, or a screen display.
  • step S16 it is determined whether or not to move the own ship 1 for which the movement start time ti has been calculated. If it is determined in this determination that the movement start time ti is reached, the process proceeds to the movement by the automatic boat maneuvering in step S17. If the movement start time ti is reached, the process goes to the fixed point holding by the fixed point holding control in step S18.
  • step S17 In the movement by the automatic ship maneuvering in step S17, when the movement start time ti is output to the automatic ship maneuvering means 24, the navigation of the ship 1 to move to the movement point Pi based on the movement start time ti and the movement point Pi. Calculate necessary ship information. That is, the course ⁇ and the navigation speed V for moving the ship 1 from the current point Pi-1 to the moving point Pi are calculated. If there are no special circumstances, the vehicle travels linearly to the moving point Pi. However, when there is a place to be avoided or a tracking target object, the route to be avoided and information for navigating the route are calculated. In this movement, when it is necessary to wait by the movement standby means 25, the movement is started after waiting for an instruction to start the movement.
  • ship operation information for controlling specific devices such as rudder, bow thruster, stern thruster and propulsion device is calculated from own ship information for navigation.
  • a control algorithm such as a well-known feed forward method or feedback method can be used as a method for calculating the ship maneuvering information from the own ship information for navigation. And if the own ship 1 arrives at a movement point by the movement by the automatic ship maneuvering of step S17, it will return to step S13.
  • step S17 fixed point holding by fixed point holding control is performed for a preset control time, and the process returns to step S13.
  • This fixed point holding is fixed point holding control centered on the moving point Pi, and is performed by a known fixed point holding control technique.
  • maintenance control is performed until it becomes the movement start time ti + 1 by calculation of the movement start time in step S16. In other words, when the movement by the automatic ship maneuvering in step S16 is not performed, the fixed point is held.
  • the ship 1 of embodiment of this invention is provided with said automatic control system 10 of a ship. Therefore, since this ship 1 can be automatically maneuvered using the above-described ship autopilot system 10, an automatic ship maneuvering method that is possible with this ship autopilot system 10 can be implemented.
  • the tracking target object 2 is caused to follow the own ship 1, thereby the meandering amount of the own ship 1 And the tracking target body 2 can be tracked in a state where fuel efficiency is good.

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Abstract

仮想追尾対象体２ｖの仮想コースＬ２ｖを仮想座標平面上に設け、この仮想コースＬ２ｖに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点Ｐｉｖを設定し、追尾対象体２の位置Ｐｐを検出して、仮想座標平面上に仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖを描き、仮想位置Ｐｐｖが仮想コースＬ２ｖに対しての図形的な第２条件を満たすときを移動開始時点ｔｉとし、この移動開始時点ｔｉとなったときに移動許可信号の入力を得て若しくは移動許可信号の入力を得ることなく、仮想移動地点Ｐｉｖに対応する実際の移動地点Ｐｉに向かって自船１を移動する自動操船を行う。これにより、追尾対象体２が蛇行するような場合においても、自船１の蛇行量を少なくできて、燃費効率が良い状態で、追尾対象体２に追従する。

Description

船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法
　本発明は、海底探査などの面調査をする対象船等の追尾対象体の動向に従って、自船を自動操縦する船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法に関する。
　測量船などで使用する無人観測艇（ＵＳＶ）及び無人水中観測ロボット（ＵＵＶ）等（以下、総称して無人航走体とする）の運用においては、その効率的な運用のために、常に測量船は、無人航走体の位置を把握し、無人航走体の管制及び観測データ等の通信等を円滑に行うために適した位置に自船を占位させる必要がある。
　これに対して、測量船や海洋調査船等の船舶において搭載される自動操船装置に関しては、自動的に定点保持等を行う位置保持システム（ＤＰＳ：Dynamic Positioning System）を備えることが予想され、無人航走体の円滑な運用を行うために、無人航走体の運用に合わせて自動的に自船が占位する位置を制御する目標フォロー機能を備えていることが望ましい。この目標フォロー機能においては、無人航走体等の追尾対象体の運用に応じ、自船が占位する位置（フォロー点：以下、移動地点とする）を逐次移動させることが求められる。
　これに関係して、例えば、日本出願特許第５５６６４２６号公報に記載されているように、海中を航走する航走体を操縦しつつ、航走体に追従するように、自船の自動操船装置への方位指令値及び船速指令値、並びに、航走体操縦装置への方位指令値及び速度指令値を、それぞれ求めて自動操船する自動操船制御システムが提案されている。
　しかしながら、海底調査用の無人航走体のような場合には、図１３に示すように、海底地形を線というよりは折り返して蛇行しながら面として調査することが行われている。そのため、上記のような、追尾対象体の動向に対して、常時自船の針路や速力を変更して、略追尾対象体と同様な自船の軌跡を残すような追従制御では、蛇行している追尾対象体を追跡する場合には、自船も蛇行してしまい、著しく無駄な動きをしてしまうという問題がある。
日本出願特許第５５６６４２６号公報
　本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、追尾対象体が蛇行するような場合においても、自船の蛇行量を少なくできて、燃費効率が良い状態で、追尾対象体に追従できる船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法を提供することにある。
　上記のような目的を達成するための船舶の自動操縦システムは、追尾対象体の動きに従って自船を自動操船する船舶の自動操縦システムにおいて、前記追尾対象体を運用するコースに対応する仮想追尾対象体の仮想コースを前記仮想座標平面上に設けるコース設定手段と、予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点を設定する移動地点設定手段と、前記追尾対象体の位置を検出して、前記仮想座標平面上に前記仮想追尾対象体の仮想位置を描き、前記仮想位置が予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第２条件を満たすときを移動開始時点とする移動開始時点算出手段と、この移動開始時点となったときに移動許可信号の入力を得て若しくは移動許可信号の入力を得ることなく、前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に向かって自船を移動する自動操船を行う自動操船手段を有する図形追跡自動操船手段を備えて構成されている。
　なお、この追尾対象体には、航走形態を限定せず、浮上航走体や水中航走体などの水上や水中を移動する移動体や船舶等でもよく、無人でも有人でもよい。また、追尾対象体の操縦形態も限定せず、自船が操縦する航走体や、自律して航行するために自船が影響を及ぼすことができない航走体や他の船舶も含む。
　なお、ここでは、実際の追尾対象体と自船が航行している実際の水域に対して、パネル表示画面上やレーダー画面上や計算用の座標平面等の実際の水域を投影した座標平面を設けており、この座標平面をここでは仮想座標平面と称している。この仮想座標平面上での、追尾対象体、自船に対応するそれぞれのシンボルを仮想追尾対象体、仮想自船とし、実際の水域における位置や移動地点やコース等に対して、仮想座標平面上では「仮想」を付けて、実際の水域と区別している。
　また、この仮想コースを描き続ける時間は、例えば、予め設定した時間を経過するまでの間、若しくは仮想コースの長さが予め設定された設定長さになるまでの間等であり、仮想コースの移動開始時点になったら算出された移動地点に自船を移動すると共に、次の移動開始時点になるまで同じことを行い、これを、追尾対象体が運用するコースの終了地点に至るまで、繰り返し行う。
　この構成によれば、追尾対象体が蛇行するような場合においても、追尾対象体の位置を検出して、この追尾対象体の仮想位置と仮想コースとの関係を基に、追尾対象体に自船を追従させることで、自船の蛇行量を少なくできて、燃費効率が良い状態で、追尾対象体に追従できる。
　上記の船舶の自動操縦システムで、前記移動開始時点算出手段が、前記仮想座標平面上において、前記仮想コースに直交若しくは斜交する仮想クロスラインと、この仮想クロスラインを横切る横切り方向を設定し、前記仮想追尾対象体が前記仮想クロスラインを前記横切り方向に横切った時点を前記移動開始時点とするクロス判定手段を備えて構成されていると、前記仮想コースと交差する仮想クロスラインを横切り方向に横切る時点を基準に移動開始を行うので、前記仮想位置が予め設定された仮想コースに対しての図形的な第２条件を満たす移動開始時点を比較的簡便なアルゴリズムで算出できる。
　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記移動開始時点算出手段が、追尾対象体を運用するコースに対応する仮想追尾対象体の仮想コースを前記仮想座標平面上に設けて、この仮想コース上に予めチェック領域を設けて、仮想追尾対象体が前記チェック領域を通過した時点を前記移動開始時点とするチェック領域判定手段を備えて構成されていると、仮想コース上のチェック領域を通過する時点を基準に移動開始を行うので、仮想軌跡が予め設定された仮想コースに対しての図形的な第２条件を満たす移動開始時点を比較的簡便なアルゴリズムで算出できる。
　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記移動開始時点算出手段が、前記仮想座標平面上において、予め等間隔のラインを設定して、前記ラインで囲まれたマス目を設けると共に、前記仮想コース上を進む前記仮想追尾対象体が通過するマス目の数を積算した積算数が予め設定された設定数に達した時点を前記移動開始時点とするグリッド判定手段を備えて構成されていると、仮想追尾対象体が通過するマス目の数を積算して設定数と比較するということで、仮想軌跡が予め設定された仮想コースに対しての図形的な第２条件を満たす移動開始時点を比較的簡便なアルゴリズムで算出できる。
　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記図形追跡自動操船手段が、前記移動開始時点になったときに、自船の移動を促す移動通報を発生し、移動許可信号の入力を得てから前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に向かって自船を移動し、移動許可信号の入力を得るまでは、自船の移動を開始しない制御をする移動待機手段を備えて構成されていると、移動許可信号の入力が操作員による判断で入れたり、入れなかったりすることができるようになるので、より安全に、自船を移動できるようになる。
　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記図形追跡自動操船手段が、自船を前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に移動してから、次の前記移動開始時点になるまで、自船を予め設定される定位置領域内に位置保持する定位置保持制御を行う定位置保持手段を備えて構成されていると、自船が漂流することなく、追尾対象体のコースに対しての位置関係を保持できる。
　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記図形追跡自動操船手段が、前記仮想コースの終点において、仮想終了判定領域を設けて、この仮想終了判定領域に前記仮想追尾対象体の前記仮想位置が入ったときに、制御を終了する終了判定手段を備えて構成されていると、自動的に追尾対象体への追従を終了することができる。この制御終了に際しては、操作員にその旨を知らせる通知をブザーや音声メッセージや画面表示で行うことが好ましい。
　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記図形追跡自動操船手段が、前記仮想コースの周囲にコース運用領域を設けて、このコース運用領域から前記仮想追尾対象体の前記仮想位置が逸脱した場合に、コース逸脱警報を発生するコース逸脱警報手段を備えて構成されていると、何らかに原因で追尾対象体が運用コースを外れたことを操作員に通知できるので、追尾対象体回収などの事故対策を早期に行うことができるようになる。
　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記図形追跡自動操船手段が、前記仮想コースの上にチェック領域を設けて、このチェック領域を逸脱して航行した場合に、チェック領域逸脱警報を発生するチェック領域逸脱警報手段を備えて構成されていると、何らかに原因で追尾対象体がチェック領域を逸脱して航行したことを操作員に通知できるので、追尾対象体回収などの事故対策を早期に行うことができるようになる。
　前記仮想コースの最初の移動開始時点に対応する仮想追尾対象体の仮想移動開始位置に対して入力された自船の仮想入力位置と、真方位、相対方位若しくは針路を用いて、前記仮想移動開始位置と前記仮想入力位置との間の仮想離間距離を算出し、これらの入力値と算出値を用いて、自船の設定真方位、設定相対方位若しくは針路、設定仮想離間距離と、２番目以降の移動開始時点に対応する自船の仮想入力位置を設定する移動地点設定手段を備えて構成されていると、仮想コースに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点の算出及び設定を非常に簡便に行うことができるようになる。
　そして、上記のような目的を達成するための船舶は、上記の船舶の自動操縦システムを備えていることを特徴とし、上記の船舶の自動操縦システムの効果を発揮できる。
　上記のような目的を達成するための船舶の自動操縦方法は、追尾対象体の動きに従って自船を自動操船する船舶の自動操縦方法において、前記追尾対象体を運用するコースに対応する仮想追尾対象体の仮想コースを前記仮想座標平面上に設けて、予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点を算出する設定ステップと、前記追尾対象体の位置を検出して、前記仮想座標平面上に前記仮想追尾対象体の仮想位置を描く仮想位置表示ステップと、前記仮想位置が予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第２条件を満たすか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップで前記図形的な第２条件を満たす場合に、移動許可信号の入力を得て若しくは移動許可信号の入力を得ることなく、前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に向かって自船を移動するステップとを含むことを特徴とする方法である。
　この方法によれば、追尾対象体が蛇行するような場合においても、追尾対象体の位置を検出して、この追尾対象体の位置に対応する仮想追尾対象体の仮想位置と仮想コースとの関係を基に、追尾対象体に自船を追従させることで、自船の蛇行量を少なくできて、燃費効率が良い状態で、追尾対象体に追従できる。
　本発明の船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法によれば、追尾対象体が蛇行するような場合においても、追尾対象体の位置を検出して、この追尾対象体の位置に対応する仮想追尾対象体の仮想位置と仮想コースとの関係を基に、追尾対象体に自船を追従させることで、自船の蛇行量を少なくできて、燃費効率が良い状態で、追尾対象体に追従できる。
図１は、本発明の実施の形態の船舶の自動操縦システムの構成を模式的に示す図である。 図２は、本発明の実施の形態の船舶の自動操縦方法の制御フローの一例を示す図である。 図３は、仮想座標平面上の追尾対象体の仮想コースに対する図形的な条件を説明するための図である。 図４は、船舶の操縦装置の構成の一例を示す図である。 図５は、クロス判定を説明するための仮想座標平面上の一例を示す説明図である。 図６は、クロス判定を説明するための仮想座標平面上の他の例を示す説明図である。 図７は、クロス判定及び仮想座標平面上の仮想コースとコース運用領域の一例を示す説明図である。 図８は、チェック領域判定を説明するための仮想座標平面上の一例を示す説明図である。 図９は、チェック領域判定及び仮想座標平面上の仮想コースとチェック領域（通過判定円）の一例を示す説明図である。 図１０は、グリッド判定を説明するための仮想座標平面上の一例を示す説明図である。 図１１は、グリッド判定を説明するための仮想座標平面上の他の例を示す説明図である。 図１２は、終了判定を説明するための仮想座標平面上の一例を示す説明図である。 図１３は、水中航走体である追尾対象体の運用コースと自船の位置関係の例を示す説明図である。
　以下、本発明に係る実施の形態の船舶の自動操縦システム、船舶、及び船舶の自動操縦方法について、図面を参照しながら説明する。そして、本発明の実施の形態の船舶は、本発明の実施の形態の船舶の自動操縦システムを備えている船舶である。図１に示すように、この船舶の自動操縦システム１は、図形追跡自動操船手段２０を備え、図２に示すような制御フローの制御を行う。また、この本発明の船舶は、測量船、海洋調査船、海洋研究船、資源探査船、海底資源探査船、地球深部探査船、海洋地球研究船、ケーブル敷設船等の場合に大きな効果を発揮できるが、これらの船に限定されず、その他の船舶であってもよい。この追尾対象体には、航走形態を限定せず、浮上航走体や水中航走体などの水上や水中を移動する移動体や船舶等でもよく、無人でも有人でもよい。また、追尾対象体の操縦形態も限定せず、自船が操縦する航走体や自律して航行するために自船が影響を及ぼすことができない航走体や他の船舶も含む。
　さらに、ここでは、船舶が２軸２舵の船舶で、かつ、ジョイスティック等で構成される移動情報入力部と、ダイヤル等で構成される旋回情報入力部を有する入力装置を有する船舶の操縦システムを備えている船舶を例にして説明しているが、本発明の船舶は２軸２舵に限定されず、また、入力装置も「ジョイスティックとダイヤル」の入力装置に限定されない。
　なお、ここでは、実際の追尾対象体と自船が航行している実際の水域に対して、パネル表示画面上やレーダー画面上や計算用の座標平面等の実際の水域を投影した座標平面を設けており、この座標平面をここでは仮想座標平面と称している。この仮想座標平面上での、追尾対象体２、自船１に対応するそれぞれのシンボルを仮想追尾対象体２ｖ、仮想自船１ｖとし、実際の水域における位置や移動地点やコース等に対して、仮想座標平面上では「仮想」を付けて、実際の水域と区別している。
　つまり、実際の水域の実際の値を表示する場合は、図３に例示するように、それぞれ、コースＬ２、追尾対象体２の位置Ｐｐ、追尾対象体２の開始地点Ｐｓ、追尾対象体２の終了地点Ｐｅ、自船１の移動地点Ｐｉと表示し、仮想座標平面上の値を表示する場合は、それぞれ、仮想コースＬ２ｖ、仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖ、仮想開始地点Ｐｓｖ、仮想終了地点Ｐｅｖ、仮想移動地点Ｐiｖと表示する。これにより、コースＬ２と仮想コースＬ２ｖ、位置Ｐｐと仮想位置Ｐｐｖ、開始地点Ｐｓの位置と仮想開始地点Ｐｓｖの位置、終了地点Ｐｅの位置と仮想終了地点Ｐｅｖの位置、移動地点Ｐｉの位置と仮想移動地点Ｐｉｖの位置が、互いに相似の関係となる。
　また、「真方位、相対方位、針路」に関しては、図３に例示するように、ここで用いる「真方位」αとは地形に対する方位であり、例えば、東西南北（Ｅ－Ｗ－Ｎ－Ｓ）等の方位を言う。また、ここで用いる「相対方位」βとは、自船１から他の位置（例えば仮想図心Ｐｃｖ）を見たときの自船１から見える自船基準の追尾対象体２の位置Ｐｐの方位のことを言い、例えば、自船１の船首方向を基準（０度）とした方位で、船首（０度）、右正横（９０度）、船尾（１８０度）、左正横（２７０度）などである。また、針路θとは、地形に対する自船１の船首方向の方位であり、例えば、北（Ｎ）に対する方位となる。
　また、仮想座標平面としては、操作パネル面上や数値計算用の面等の実際の地形図と相似関係にある地形図面等の目視できる図形が好ましいが、必ずしも、目視できるものでなくて、計算上で同じ操作や算出ができれば、目視できる図形を伴っていなくてもよい。その意味でここでは「仮想座標平面」という言い方を採用している。
　本発明に係る実施の形態の船舶１は、例えば、図４に示すように、船舶の操縦システム１００を備えている。この船舶の操縦システム１００は、左舷側推進器３１ａと左舷側舵３１ｂとからなる左舷側推進システム３１と、右舷側推進器３２ａと右舷側舵３２ｂとからなる右舷側推進システム３２の２つの推進システム３１、３２を船尾に備えて構成される。この左舷側推進器３１ａと右舷側推進器３２ａの両方を可変プロペラで構成する。このプロペラは固定ピッチプロペラで構成してもよいが、可変ピッチプロペラで構成すると推力の変更が容易となるのでより好ましい。また、特に図示しないが、旋回補助装置として船首スラスターや船尾スラスターを備えていてもよい。
　また、入力装置４０と操縦制御装置３０を備えている。この入力装置４０は、ジョイスティック等で構成される移動情報入力部４１と、ダイヤル（回頭ダイヤル）等で構成される旋回情報入力部４２とを有して構成される。この操縦制御装置３０は、移動情報入力部４１からの傾倒方向（操船方向：船の移動方向）と、その方向におけるジョイスティックの傾斜角度の大きさの傾斜角度のデータと、旋回情報入力部４２からのダイヤルの旋回方向とダイヤル角度を入力する。
　この操縦制御装置３０は、これらのデータの他にも、ＧＰＳ装置、ログ等からの船舶１の位置情報や速度情報、ジャイロ装置からの船首方位情報や、風向風速計からの情報、水中測位装置からの情報、レーダーからの情報、距離測定装置や測距通信装置などのからの情報などを入力して、左舷側推進器３１ａと右舷側推進器３２ａのそれぞれにおける前進又は後進の選択と、発生する推力の大きさの指令とを、それぞれのプロペラの制御装置３１ａｃ、３２ａｃに出力し、これにより、水流Ｗを発生し、推力Ｔａ、Ｔｂを得る。また、左舷側舵３１ｂと右舷側舵３２ｂの面舵（船首が右に回転）と取舵（船首が左に回転）の選択と、その舵角の大きさの指令とをそれぞれの舵取装置３１ｂｃ、３２ｂｃに出力する。
　つまり、この船舶の操縦システム１００では、操作員が、自船１の操船のために入力装置４０で移動情報入力部４１と旋回情報入力部４２を操作すると、操縦制御装置３０は、この移動情報入力部４１からの傾倒方向と傾斜角度のデータ、及び、旋回情報入力部４２からのダイヤルの旋回方向とダイヤル角度のデータを受けて、推進器３１ａ、３２ａと舵３１ｂ、３２ｂを統合制御して、船舶の前進、後進、並進、斜め前並進、斜め後並進、その場回頭など操船を行う。
　そして、本発明においては、この船舶の操縦システム１００が本発明に係る実施の形態の船舶の自動操縦システム１０を備えて構成される。この船舶の自動操縦システム１０は、図１に示すように、図形追跡自動操船手段２０を備え、また、この図形追跡自動操船手段２０は、コース設定手段２１、移動地点設定手段２２、移動開始時点算出手段２３、自動操船手段２４を有している。また、さらに、移動待機手段２５、定位置保持手段２６、終了判定手段２７、コース逸脱警報手段２８Ａ、チェック領域逸脱警報手段２８Ｂ、移動地点設定手段２９を備えていることが好ましい。
　このコース設定手段２１は、追尾対象体２を運用するコースＬ２に対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想コースＬ２ｖを仮想座標平面上に設ける手段である。移動地点設定手段２２は、予め設定された仮想コースＬ２ｖに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点（フォロー点）Ｐｉｖを設定する手段である。
　移動開始時点算出手段２３は、追尾対象体２の位置Ｐｖを検出して、この位置Ｐｖに対応する仮想位置Ｐｐｖを仮想座標平面上に描き、仮想位置Ｐｐｖが予め設定された仮想コースＬ２ｖに対しての図形的な第１条件を満たすときを移動開始時点ｔｉとする手段である。この追尾対象体２の位置Ｐｐｖを検出する際には、追尾対象体２の位置Ｐｐに関する追尾対象体情報をソナーなどの音響装置の上方や追尾対象体２からの通信による情報などにより得て、この位置Ｐｐを仮想座標平面上に描き、この仮想座標平面上に描かれた仮想追尾対象体２の現時点の位置を仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖとする。
　また、自動操船手段２４は、移動開始時点ｔｉとなったときに移動許可信号の入力を得て若しくは移動許可信号の入力を得ることなく、仮想移動地点Ｐｉｖに対応する実際の移動地点Ｐｉに向かって自船１を移動する自動操船を行う手段である。
　この自動操船における、自船１が移動地点（フォロー点）Ｐｉ間を移動する際の船首方位α（またはβ）及び航行速度Ｖは、予め設定されている方位αｓ（またはβｓ）及び速度Ｖｓを維持するように移動するものとし、それら設定方位αｓ（またはβｓ）、設定航行速度Ｖｓは移動中においても任意に変更が可能なものとする。なお、各移動地点Ｐｉ－１～Ｐｉ間を移動する場合には、通常は、特別な事情が無ければ、自船１は現在の移動地点Ｐｉ－１と次の移動地点Ｐｉを結ぶ直線上を移動するものとする。しかし、この直線状に障害物がある場合には、迂回するコースに変更できるようにしておくことが好ましい。
　より詳細には、移動開始時点ｔｉと移動地点Ｐｉを得て、自船１の現在位置Ｐｉ－１から移動地点Ｐｉに移動するための針路θと航行速度Ｖ等を算出する。これらの　針路θ、航行速度Ｖ等の自船１の航行用データを入力とし、舵３１ｂ、３２ｂの舵角を操作する操舵機の制御データ、船首スラスター、船尾スラスター、プロペラ３１ａ、３２ａ等の推進システム３１、３２への制御データ等を出力する。
　この入力の航行用データと制御データの関係は、予め実験や計算などにより、対応マップを作成したり、対応関数を設定したりして、入力データに対して算出値を出力するフィードフォワード制御や、入力の航行用データに対応する計測値を目標値に近づけるフィードバック制御などの周知の制御方法を用いることができる。なお、船首スラスター、船尾スラスターなどを備えている場合には、これらの制御データも出力される。
　また、制御データに従っての推進システム３１、３２を駆動して、これにより、自船１を自動操船する。この自動操船により、移動開始時点ｔｉから移動地点Ｐｉに向かって移動を開始し、自船１を移動地点Ｐｉに移動する。
　また、移動待機手段２５は、移動開始時点ｔｉになったときに、自船１の移動を促す移動通報を発生し、移動許可信号の入力を得てから仮想移動地点Ｐｉｖに対応する実際の移動地点Ｐｉに向かって自船１を移動し、移動許可信号の入力を得るまでは、自船１の移動を開始しない制御をする手段である。これにより、移動許可信号の入力が操作員による判断で入れたり、入れなかったりすることができるようになるので、より安全に、自船１を移動できるようになる。
　言い換えれば、移動待機手段２５は、仮想追尾対象体２ｖがクロスポイントＰｃｉを通過した場合には、自船１の移動地点Ｐｉへの変更を推奨する運用警報を発令し、操作員によって次の移動地点Ｐｉへの移動が承認されてから自船１は移動を開始するものとする。この場合は、この移動待機手段２５により、操作員が次の移動地点Ｐｉへの移動を承認しない場合には、仮想追尾対象体２ｖがクロスポイントＰｃｉを通過したとしても自船１は現時点の位置である移動地点Ｐｉ－１から移動を開始しないものとする。
　また、定位置保持手段２６は、自船１を仮想移動地点Ｐｉｖに対応する実際の移動地点Ｐｉに移動してから、次の移動開始時点ｔｉ＋１になるまで、自船１を予め設定される定位置領域内に位置保持する定位置保持制御を行う手段である。つまり、自船１が移動地点Ｐｉに到達した後は、次の移動開始時点ｔｉ＋１になるまでは、その地点Ｐｉにて占位し続けるように定点保持制御を行う。これにより、自船１が漂流することなく、追尾対象体２のコースＬ２に対しての位置関係を保持できる。
　また、終了判定手段２７は、図１２に示すように、仮想コースＬ２ｖの仮想終了地点Ｐｅｖにおいて、例えば、仮想終了地点Ｐｅｖを中心とし半径ｄｅｖの円Ｃｅｖの仮想終了判定領域Ｐｅｒｖを設けて、この仮想終了判定領域Ｐｅｒｖに仮想追尾対象体２ｖが入ったときに、制御を終了する手段である。これにより、自動的に追尾対象体２への追従を終了することができる。この制御終了に際しては、操作員にその旨を知らせる通知をブザーや音声メッセージや画面表示で行うことが好ましい。
　言い換えれば、仮想コースＬ２ｖの仮想終了地点Ｐｅｖに仮想追尾対象体２ｖが到達するのを判定する場合においては、ある一定半径ｄｅｖの仮想終了判定領域Ｐｅｒｖを設定し、仮想追尾対象体２ｖがこの仮想終了判定領域Ｐｅｒｖに入った時点で終了点Ｐｅに近接したと判定する。また、新たな仮想移動地点群Ｐｉｖ（ｉ＝１～Ｉ）に関しては、この終了点近接判定結果に基づいて操作員が改めて設定を行うことになる。
　また、コース逸脱警報手段２８Ａは、仮想コースＬ２ｖの周囲にコース運用領域Ｒ１を設けて、このコース運用領域Ｒ１から仮想追尾対象体２ｖが逸脱した場合に、コース逸脱警報を発生する手段である。つまり、仮想追尾対象体２ｖの位置がこの航路幅Ｂｃのコース運用領域Ｒ１を逸脱した場合には、コース逸脱の運用警報を発令し、操作員に対する注意喚起を行う。これにより、何らかに原因で追尾対象体２が運用コースＬ２を外れたことを操作員に通知できるので、追尾対象体２を回収するなどの事故対策を早期に行うことができるようになる。なお、仮想追尾対象体コースに対しては予めコース逸脱警報判定用の航路幅Ｂｃを設定することが出来るものとする。
　また、チェック領域逸脱警報手段２８Ｂは、仮想コースＬ２ｖの上にチェック領域Ｒ２を設けて、このチェック領域Ｒ２を逸脱して航行した場合に、チェック領域逸脱警報を発生する手段である。これにより、何らかに原因で追尾対象体がチェック領域を逸脱して航行したことを操作員に通知できるので、追尾対象体２を回収するなどの事故対策を早期に行うことができるようになる。
　移動地点設定手段２９は、図３に示すように、仮想コースＬ２ｖの最初の移動開始時点ｔｉに対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想移動開始位置Ｐｃ１に対して入力された自船１の仮想入力位置Ｐｉｎｖと、真方位α、相対方位β若しくは針路θを用いて、仮想移動開始位置Ｐｃ１と仮想入力位置Ｐｉｎｖとの間の仮想離間距離Ｄｖを算出し、これらの入力値と算出値を用いて、自船１の設定真方位αｓ、設定相対方位βｓ若しくは針路θｓ、設定仮想離間距離Ｄｖｓと、２番目以降の移動開始時点Ｐｃ２に対応する自船１の仮想入力位置Ｐｉｎｖを設定する手段である。これにより、仮想コースＬ２ｖに対しての図形的な第２条件を満たす仮想移動地点Ｐｉｖの算出及び設定を非常に簡便に行うことができるようになる。
　また、その他にも、仮想移動地点Ｐｔｖと仮想コースＬ２ｖとの相対位置を、真方位αが予め設定した設定真方位αｓになり、かつ、互いの仮想離間距離Ｄｖが、予め設定された設定離間距離Ｄｓに対応する設定仮想離間距離Ｄｓｖになるようにしてもよい。
　さらには、母船となる自船１と追尾対象体２との通信などの関係で、追尾対象体２と自船１との相対方位βをある程度の範囲内（β１＜β＜β２）に抑える必要がある場合などでは、追尾対象体２と自船１との相対方位βがその範囲内（β１＜β＜β２）になるように自船１の針路θを設定したり、自船１の針路θを予め設定された設定針路θｓに設定したりすることができるようにすることが好ましい。
　あるいは、仮想座標平面上において、移動開始時点ｔｓ（計算時点：仮想計算地点Ｐｅｖ）対して予め設定された位置を仮想移動地点Ｐｉｖとするように構成してもよい。この場合は、操作盤上の選択スイッチやタッチパネル上の選択スイッチなどによって、この予め設定された仮想移動地点Ｐｉｓを使用することが選択され、さらに、幾つかの図形の第２条件によって予め設定された幾つかの仮想移動地点Ｐｉｓの中から使用する仮想移動地点Ｐｉｕを選択する。また、必要に応じて、設定相対変位βｓをゼロ又は予め設定された値とするか、若しくは、設定針路θｓをゼロ又は予め設定された値とする。その後は、移動開始時点ｔｉにおける仮想追尾対象体２ｖの位置に対する仮想移動地点Ｐｉｕの図形的な第１条件を維持した位置をその移動開始時点ｔｉに対応する仮想移動地点Ｐｉｖとし、この仮想移動地点Ｐｉｖに対応する実際の移動地点Ｐｉを算出する。
　また、移動開始時点ｔｉにおける仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖが図示された仮想座標平面上において、入力された仮想入力位置Ｐｉｎｖを基準として、仮想コースＬ２ｖから見た仮想入力位置Ｐｉｎｖの真方位α、相対方位β若しくは針路θ、仮想位置Ｐｐｖと仮想入力位置Ｐｉｎｖとの間の仮想離間距離Ｄｖを、設定真方位αｓ、設定相対方位βｓ若しくは設定針路θｓ、設定仮想離間距離Ｄｓｖとして設定する手段を備えて構成してもよい。
　あるいは、設定真方位αｓ、設定相対方位βｓ若しくは設定針路θｓ、設定仮想離間距離Ｄｓｖを、入力された値αｉｎ、βｉｎ若しくはθｉｎ、Ｄｉｎとする手段を備えて構成してもよい。この場合は、操作盤上の選択スイッチやタッチパネル上の選択スイッチなどによって、この手段を使用することが選択されると、その後は、真方位αｉｎ、相対方位βｉｎ若しくは針路θｉｎ、離間距離Ｄｉｎを入力できるようにして、この入力された値αｉｎ、βｉｎ若しくはθｉｎ、θｉｎ、Ｄｉｎをそれぞれの設定値αｓ、βｓ若しくはθｓ、Ｄｓとして設定する。
　そして、移動開始時点算出手段２３は、クロス判定手段２３ａと、チェック領域判定手段２３ｂと、グリッド判定手段２３ｃのいずれか一つ、又は、２つの組み合わせ、又は全部を有して構成される。
　先ず、クロス判定手段２３ａは、図５に示すように、仮想座標平面上において、仮想コースＬ２ｖに直交若しくは斜交する仮想クロスラインＬ２ｃと、この仮想クロスラインＬ２ｃを横切る横切り方向を設定し、仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖが仮想クロスラインＬ４ｖを横切り方向（Ａ方向）に横切った時点を移動開始時点ｔｉとする。そして、このときの情報を基に自船１が占位する移動地点Ｐｉに対応する仮想移動地点Ｐｉｖを設定し、更新する。
　つまり、追尾対象体２を運用するコースＬ２に対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想コース（実線で表示）Ｌ２ｖを仮想座標平面上に作成する。この仮想コースＬ２ｖに対して、追尾対象体２が観測任務を遂行するにあたり、コースＬ２上にてどの程度までその任務が進捗しているかを把握するために、この仮想コースＬ２ｖに直交又は交差する仮想クロスラインＬ２ｃ（点線で表示）Ｌ２ｃを作成する。この仮想クロスラインＬ２ｃは、仮想コースＬ２ｖと複数個所で交差するように設定される直線や曲線で構成されるが、直線とすることが制御が単純化するのでより好ましく、その始点Ｐｃｓ及び終点Ｐｃｅは任意に設定される。
　この仮想クロスラインＬ２ｃと仮想コースＬ２ｖとの交点をクロスポイントＰｃｉ（ｉ＝１～６）と称する。このクロスポイントＰｃｉを仮想追尾対象体２ｖが通過するごとに１→２→３・・・とカウントする。各クロスポイントＰｃｉにおいては、仮想コースＬ２ｖ上の仮想追尾対象体２ｖの進行方向に応じて、仮想クロスラインＬ２ｃを横切る方向を識別する。より具体的には、例えば、図５に示すように、仮想コースＬ２ｖに対し、進行方向を左方向（Ａ方向）とする。
　なお、図５及び図６において、Ｐｓは運用開始時の初期仮想移動地点（初期フォロー点）を示し、これに対して各点Ｐｉは、追尾対象体２の各クロスポイントＰｃｉの通過を認識して自船１を移動させるべき仮想移動地点Ｐｉｖを示す。この仮想移動地点Ｐｉｖの位置は、追尾対象体２の各クロスポイントＰｃｉの通過に応じた位置を、任意に設定できるものとする。例えば、図６では各クロスポイントＰｃｉに対する仮想移動地点Ｐｉｖ（ｉ＝１～６）を直線上に設定した例を示しているが、必ずしも全ての仮想移動地点Ｐｉｖ（ｉ＝１～６）を直線上に設定する必要は無い。
　また、クロス判定手段２３ａでは、図７に示すように、仮想コースＬ２ｖのラインを中心に一定の幅（コース幅。操作員による手動設定が可能）Ｂｃを持たせ、この幅Ｂｃの中のコース運用領域Ｒ１で、予め自動設定された横切り方向Ａを仮想追尾対象体２ｖが通過した場合に、当該クロスポイントＰｃｉを通過したと認定するものとする。しかし、図７に示す、追尾対象体２ｖ（ａ）のようにコース運用領域Ｒ１内を通過する場合は通過とするが、追尾対象体２ｖ（ｂ）のようなコース運用領域Ｒ１の外の航行は非通過とし、追尾対象体２ｖ（ｃ）のような逆行は非通過とする。これにより、隣接のコースＬ２の航路との干渉等による誤認識を防ぐ。なお、コース逸脱警報手段２８Ａにより、仮想コースＬ２ｖの周囲に設けたコース運用領域Ｒ１から仮想追尾対象体２ｖが逸脱した場合に、コース逸脱警報を発生することが好ましい。
　次に、チェック領域判定手段２３ｂについて説明する。このチェック領域判定手段２３ｂは、図９に示すように、仮想座標平面上に追尾対象体２を運用するコースＬ２に対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想コースＬ２ｖを設けて、この仮想コースＬ２ｖ上に予めチェック領域Ｐｒｉを設けて、仮想追尾対象体２ｖがこのチェック領域Ｐｒｉを通過した時点を移動開始時点ｔｉとする。そして、このときの情報を基に自船１が占位する移動地点Ｐｉに対応する仮想移動地点Ｐｉｖを設定し、更新する。
　つまり、図９に示すように、追尾対象体２を運用するコースＬ２に対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想コース（実線で表示）Ｌ２ｖを仮想座標平面上に作成する。この仮想コースＬ２ｖに対して、追尾対象体２が観測任務を遂行するにあたり、コースＬ２上にてどの程度までその任務が進捗しているかを把握するために、この仮想コースＬ２ｖにチェック領域（チェックポイント：１点鎖線で表示）Ｐｒｉを作成する。このチェック領域Ｐｒｉは、例えば、図８に示すように、仮想コースＬ２ｖ上の任意の地点Ｐｃｒｉに複数（図８では１２か所に）設定される。その始点Ｐｒ１及び終点Ｐｒ１２は任意に設定される。このチェック領域Ｐｒｉを仮想追尾対象体２ｖが通過するごとに１→２→３・・・とカウントする。
　各チェック領域Ｐｒｉ(ｉ＝１２)においては、予め設定された半径ｄｒとチェックポイントＰｃｒｉによりチェック領域Ｐｒｉを形成する通過判定円Ｃｒを設定する。図９に示すように、追尾対象体２ｖ（ａ）がこの通過判定円Ｃｒの内部を通過する場合を、当該チェック領域Ｐｒｉを通過したと認定する。また、追尾対象体２ｖ（ｂ）のようにこの通過判定円Ｃｒの外部を通過した場合には、当該チェック領域Ｐｒｉを通過していないと認定する。
　なお、仮想追尾対象体２ｖ（ｃ）がチェック領域Ｐｒｉを通過したと認定されていないにも関わらず、当該チェック領域Ｐｒｉ以降の仮想コースＬ２ｖを航走していると判定された場合には、運用警報を発令し、操作員に対する注意喚起を行う。この運用警報を確認した後、操作員の指示入力によって次の移動地点Ｐｉへの移動を開始することが出来るものとする。
　次に、グリッド判定手段２３ｃについて説明する。図１０及び図１１に示すように、このグリッド判定手段２３ｃでは、仮想座標平面上に予め等間隔のラインであるグリッド（格子：点線で表示）を設定して、このラインで囲まれたマス目を設けると共に、追尾対象体２を運用するコースＬ２に対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想コース（実線で表示）Ｌ２ｖを設けて、この仮想コースＬ２ｖ上を進む仮想追尾対象体２ｖが通過するマス目の数を積算し、このマス目の積算数Ｎｍが予め設定された設定数Ｎｃに達した時点を移動開始時点ｔｉとする。そして、このときの情報を基に自船１が占位する移動地点Ｐｉに対応する仮想移動地点Ｐｉｖを設定し、更新する。
　つまり、追尾対象体２を運用するコースＬ２に対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想コースＬ２ｖを仮想座標平面上に作成する。この仮想コースＬ２ｖに対して、追尾対象体２が観測任務を遂行するにあたり、コースＬ２上にてどの程度までその任務が進捗しているかを把握するために、設定運用コースエリアとしてのグリッドエリア（格子領域）Ｒｇを作成する。このグリッドエリアＲｇは、東西方向をＹ軸、南北方向をＸ軸とし、グリッドの相互距離Ｄｇは航行速度Ｖや風速や潮流の速度等のパラメータにより設定することが好ましく、操作員が操作することなく、製造・調整段階での設定しておくことが好ましい。そして、仮想追尾対象体２ｖの仮想コースＬ２ｖが設定されると同時に、設定運用コースエリアＲｇが自動的に認識され、システム上にて設定されるように構成する。
　この設定運用コースエリアＲｇに対し、追尾対象体２が航走したコースＬ２に該当する仮想座標平面上の仮想コースＬ２ｖを航走する仮想追尾対象体２ｖが通過し他マス目の数を積算し、その積算値Ｎｍを算出する。この積算値Ｎｍが設定値Ｎｃを超えるか否かを判定し、積算値Ｎｍが設定値Ｎｃを超えたときを移動開始時点ｔｉとする。この設定値Ｎｃは、操作員により予め設定されるものとする。
　このマス目に関する設定値Ｎｃは、追尾対象体２がカバーする観測エリアの全体に対する割合、言い換えれば、追尾対象体２の運用のコースＬ２（仮想追尾対象体２ｖの仮想コースＬ２ｖ）における航走率に関係する値であり、この割合を常時算出して、設定した割合（航走率）に応じて、移動地点Ｐｉを順次変更、設定するものである。つまり、仮想コースＬ２ｖ全体のます目数Ｎｍａｘを航走率１００％とし、移動開始時点算出用の判定用航走率（例えば１０％等）ηとするときに、設定値Ｎｃを「Ｎｃ＝（η／１００）×Ｎｍａｘ）」とする。
　なお、このマス目の数の積算値（航走率）は、追尾対象体２が実際に航走したエリアでカウントするのではなく、あくまで仮想コースＬ２ｖにおける仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖに基づいて算出する。つまり、実際の追尾対象体２の位置が運用コースＬ２からずれている場合には、実際の追尾対象体２の位置Ｐｐを仮想座標平面上に投影した仮想位置Ｐｐｖを基にマス目の数の積算値の算出を行う。
　この構成によれば、追尾対象体２が蛇行するような場合においても、追尾対象体２の位置Ｐｐを検出して、この追尾対象体２の位置Ｐｐに対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖと仮想コースＬ２ｖとの関係を基に、追尾対象体２に自船１を追従させることで、自船１の蛇行量を少なくできて、燃費効率が良い状態で、追尾対象体２に追従できる。
　なお、自動操船システムの図形追跡自動操船手段２０で自動操船する図形追跡自動操船モードで自動操船中に、旋回情報入力部４２のダイヤルが操作員によって操作されるなどの、予め設定された中断用操作がなされたことを検出した場合には、図形追跡自動操船モードを自動的に手動により操船をする手動操船モードに切り替えることが好ましい。この手動操船モードでは、例えば、自船１のプロペラ回転数若しくは可変ピッチプロペラのピッチ角度や舵角を、移動情報入力部４１のジョイスティックの傾斜方向と傾斜角度、旋回情報入力部４２のダイヤルの回転量などの操作量に従って操作し、これにより、自船１の針路と航行速度などが制御される。
　また、再度、図形追跡自動操船モードに戻る場合には、自動的に再び図形追跡自動操船モードに移行させずに、改めて、図形追跡自動操船モードを選択した場合に、戻るように構成される。
　次に、本発明に係る実施の形態の船舶の自動操縦方法について、図２の制御フローを参照しながら説明する。この船舶の自動操縦方法は、追尾対象体２の動きに従って自船１を自動操船する船舶の自動操縦方法において、追尾対象体２を運用するコースＬ２に対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想コースＬ２ｖを仮想座標平面上に設けて、予め設定された仮想コースＬ２ｖに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点Ｐｉｖを算出する設定ステップと、追尾対象体２の位置Ｐｐを検出して、この位置Ｐｐに対応する仮想位置Ｐｐｖを仮想座標平面上に描く仮想位置表示ステップと、仮想位置Ｐｐｖが予め設定された仮想コースＬ２ｖに対しての図形的な第２条件を満たすか否かを判定する判定ステップと、この判定ステップで前記図形的な第２条件を満たす場合に、移動許可信号の入力を得て若しくは移動許可信号の入力を得ることなく、仮想移動地点Ｐｉｖに対応する実際の移動地点Ｐｉに向かって自船を移動するステップとを含む方法である。
　この船舶の自動操縦方法は、図２に例示するような制御フローによって実施できる。この図２の制御フローは、本発明に係る実施の形態の船舶（自船）１の操船の開始と共に、上級の制御フローから呼ばれてスタートし、自船１の操船の終了と共に、上級の制御フローに戻り、上級の制御フローと共に終了するものとして示してある。
　自船１の操船が開始されると、図２の制御フローがスタートし、ステップＳ１１で、自動操縦装置による自動操船モードが要求されているか否かを、操船用スイッチや操船用のタッチパネルなどにより判定する。このステップＳ１１で自動操船モードが選択されていなければ（ＮＯ）、予め設定された時間を経過した後にステップＳ１１に戻る。また、ステップＳ１１で自動操船モードが選択されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に行き、図形追跡自動操船モードが選択されているかを判定する。
　このステップＳ１１とステップＳ１２は同時に行うことが好ましい。つまり、図形追跡自動操船モードの選択のみで自動的に自動操船モードが選択されると判定できるようにすることで、図形追跡自動操船モードへの移行を円滑に行えるようにする。
　ステップＳ１２で図形追跡自動操船モードが選択されていなければ（ＮＯ）、予め設定された時間を経過した後にステップＳ１１に戻る。また、ステップＳ１２で図形追跡自動操船モードが選択されば（ＹＥＳ）、ステップＳ１３に行く。
　次のステップＳ１３では、仮想移動地点Ｐｉｖを設定するための設定真方位αｓ、設定相対方位βｓ若しくは設定針路θｓと設定仮想離間距離Ｄｓｖ若しくは設定離間距離Ｄｓを設定するか否かをチェックし、これらを設定するのであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１４に行く。ステップＳ１４の移動地点設定で、移動地点設定手段２２で各種の設定値を設定する。
　ステップＳ１３で移動地点設定を行う必要が無い場合は（ＮＯ）、ステップＳ１５の移動開始時点の算出を行う。このステップＳ１５では、移動開始時点算出手段２３のうちの３つのクロス判定手段２３ａ、チェック領域判定手段２３ｂ、グリッド判定手段２３ｃのいずれかを選択して、それぞれの手段によって移動開始時点ｔｉを算出する。
　この移動開始時点ｔｉの算出では，追尾対象体２の位置Ｐｖを、レーダーやソナーなどにより得て、これらの追尾対象体２の自船１に対する位置情報から、自船１の針路θの変化分や位置移動分を補正することにより、自船１との相対位置関係だけでなく、絶対座標（地形に固定の座標）での位置関係としての位置Ｐｖを得ることができ、この追尾対象体２の位置Ｐｖを仮想座標平面上に仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖとして表示する。　　　
　なお、この移動開始時点の算出では、コース逸脱警報手段２８Ａ若しくはチェック領域逸脱警報手段２８Ｂにより、追尾対象体２の動きを監視し、必要に応じて警報を発生する。また、終了判定手段２７により、仮想追尾対象体２の位置Ｐｐｖが仮想終了判定領域に入ったときは、割り込みに行き、この図２の制御フローを終了する。この制御終了に際しては、操作員にその旨を知らせる通知をブザーや音声メッセージや画面表示で行うことが好ましい。
　そして、ステップＳ１６で、移動開始時点ｔｉが算出された自船１を移動するか否かを判定する。この判定で、移動開始時点ｔｉとなっていれば、ステップＳ１７の自動操船による移動に行く。また、移動開始時点ｔｉとなっていければ、ステップＳ１８の定点保持制御による定点保持に行く。
　ステップＳ１７の自動操船による移動では、移動開始時点ｔｉが自動操船手段２４に出力されると、移動開始時点ｔｉと移動地点Ｐｉに基づいて、移動地点Ｐｉに移動するための、自船１の航行で必要な自船情報を算出する。つまり、自船１の現在地点Ｐｉ－１から移動地点Ｐｉに移動するための針路θと航行速度Ｖなどを算出する。特別な事情が無ければ、通常は直線的に移動地点Ｐｉに向かうが、回避する場所や追尾対象体がある場合には、その回避を行う航路とこの航路を航行するための情報を算出する。この移動に際しては、移動待機手段２５により待機する必要がある場合には移動開始の指示を待ってから、移動を開始する。
　そして、航行用の自船情報から、舵や船首スラスターや船尾スラスターや推進装置等の具体的な装置を制御する操船情報を算出する。この航行用の自船情報から操船情報を算出する方法は、周知のフィードフォワード法やフィードバック法などの制御アルゴリズムを用いることができる。そして、ステップＳ１７の自動操船による移動で、自船１が移動地点に到達すると、ステップＳ１３に戻る。
　一方、ステップＳ１７では、定点保持制御による定点保持を予め設定された制御時間お間行って、ステップＳ１３に戻る。この定点保持は、移動地点Ｐｉを中心とする定点保持制御であり、周知の定点保持制御の技術で行われる。そして、この定点保持制御は、Ｓ１６のステップで移動開始時点の算出で、移動開始時点ｔｉ＋１になるまで行われる。言い換えれば、ステップＳ１６の自動操船による移動を行っていないときは定点保持を行う。
　なお、終了判定手段２７による制御の終了、又は、何らかの都合で、この図形追跡自走操船モードが終了になるときは、割り込みにより、図２の制御フローを中断して、リターンに行き、上級の制御フローに戻る。そして、必要に応じて、上級の制御フローの終了と共に、図２の制御フローも終了する。
　そして、本発明の実施の形態の船舶１は、上記の船舶の自動操縦システム１０を備えて構成される。従って、この船舶１は、上記の船舶の自動操縦システム１０を使用して自動操船できるので、この船舶の自動操縦システム１０で可能な船舶の自動操船方法を実施できる。
　従って、上記の船舶の自動操縦システム１０、船舶１、及び船舶の自動操縦方法によれば、追尾対象体２が蛇行するような場合においても、追尾対象体２の位置Ｐｐを検出して、この追尾対象体２の位置Ｐｐに対応する仮想追尾対象体２ｖの仮想位置Ｐｐｖと仮想コースＬ２ｖとの関係を基に、追尾対象体２に自船１を追従させることで、自船１の蛇行量を少なくできて、燃費効率が良い状態で、追尾対象体２に追従できる。
１　自船
２　追尾対象体
２ｖ　仮想追尾対象体
１０　船舶の自動操縦システム
２０　図形追跡自動操船手段
２１　コース設定手段
２２　移動地点設定手段
２３　移動開始時点算出手段
２３ａ　クロス判定手段
２３ｂ　チェック領域判定手段
２３ｃ　グリッド判定手段
２４　自動操船手段
２５　移動待機手段
２６　定位置保持手段
２７　終了判定手段
２８Ａ　コース逸脱警報手段
２８Ｂ　チェック領域逸脱警報手段
２９　移動地点設定手段
３０　操縦制御装置
３１ａ　左舷側推進器
３１ｂ　左舷側舵
３１　左舷側推進システム（推進システム）
３２ａ　右舷側推進器
３２ｂ　右舷側舵
３２　右舷側推進システム（推進システム）
４０　入力装置
４１　移動情報入力部
４２　旋回情報入力部
α　真方位
β　相対方位
θ　針路
Ｄｖ　仮想離間距離
Ｌ２　追尾対象体の運用コース
Ｌ２ｖ　仮想コース
Ｐｐ　追尾対象体の位置
Ｐｐｖ　仮想追尾対象体の仮想位置

Claims (12)

  1. 　追尾対象体の動きに従って自船を自動操船する船舶の自動操縦システムにおいて、
    　前記追尾対象体を運用するコースに対応する仮想追尾対象体の仮想コースを前記仮想座標平面上に設けるコース設定手段と、
    　予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点を設定する移動地点設定手段と、
    　前記追尾対象体の位置を検出して、前記仮想座標平面上に前記仮想追尾対象体の仮想位置を描き、前記仮想位置が予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第２条件を満たすときを移動開始時点とする移動開始時点算出手段と、
    　この移動開始時点となったときに移動許可信号の入力を得て若しくは移動許可信号の入力を得ることなく、前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に向かって自船を移動する自動操船を行う自動操船手段を有する図形追跡自動操船手段を備えて構成されていることを特徴とする船舶の自動操縦システム。
  2. 　前記移動開始時点算出手段が、前記仮想座標平面上において、前記仮想コースに直交若しくは斜交する仮想クロスラインと、この仮想クロスラインを横切る横切り方向を設定し、
    　前記仮想追尾対象体が前記仮想クロスラインを前記横切り方向に横切った時点を前記移動開始時点とするクロス判定手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶の自動操縦システム。
  3. 　前記移動開始時点算出手段が、前記追尾対象体を運用するコースに対応する仮想追尾対象体の仮想コースを前記仮想座標平面上に設けて、この仮想コース上に予めチェック領域を設けて、
    　仮想追尾対象体が前記チェック領域を通過した時点を前記移動開始時点とするチェック領域判定手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶の自動操縦システム。
  4. 　前記移動開始時点算出手段が、前記仮想座標平面上において、予め等間隔のラインを設定して、前記ラインで囲まれたマス目を設けると共に、前記仮想コース上を進む前記仮想追尾対象体が通過するマス目の数を積算した積算数が予め設定された設定数に達した時点を前記移動開始時点とするグリッド判定手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システム。
  5. 　前記図形追跡自動操船手段が、前記移動開始時点になったときに、自船の移動を促す移動通報を発生し、移動許可信号の入力を得てから前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に向かって自船を移動し、移動許可信号の入力を得るまでは、自船の移動を開始しない制御をする移動待機手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システム。
  6. 　前記図形追跡自動操船手段が、自船を前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に移動してから、次の前記移動開始時点になるまで、自船を予め設定される定位置領域内に位置保持する定位置保持制御を行う定位置保持手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システム。
  7. 　上記の船舶の自動操縦システムにおいて、前記図形追跡自動操船手段が、前記仮想コースの終点において、仮想終了判定領域を設けて、この仮想終了判定領域に前記仮想追尾対象体の前記仮想位置が入ったときに、制御を終了する終了判定手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システム。
  8. 　前記図形追跡自動操船手段が、前記仮想コースの周囲にコース運用領域を設けて、このコース運用領域から前記仮想追尾対象体の前記仮想位置が逸脱した場合に、コース逸脱警報を発生するコース逸脱警報手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システム。
  9. 　前記図形追跡自動操船手段が、前記仮想コースの上にチェック領域を設けて、このチェック領域を逸脱して航行した場合に、チェック領域逸脱警報を発生するチェック領域逸脱警報手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システム。
  10. 　前記仮想コースの最初の移動開始時点に対応する仮想追尾対象体の仮想移動開始位置に対して入力された自船の仮想入力位置と、真方位、相対方位若しくは針路を用いて、前記仮想移動開始位置と前記仮想入力位置との間の仮想離間距離を算出し、これらの入力値と算出値を用いて、自船の設定真方位、設定相対方位若しくは針路、設定仮想離間距離と、２番目以降の移動開始時点に対応する自船の仮想入力位置を設定する移動地点設定手段を備えて構成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システム。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の船舶の自動操縦システムを備えていることを特徴とする船舶。
  12. 　追尾対象体の動きに従って自船を自動操船する船舶の自動操縦方法において、
    　前記追尾対象体を運用するコースに対応する仮想追尾対象体の仮想コースを前記仮想座標平面上に設けて、予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第１条件を満たす仮想移動地点を算出する設定ステップと、
    　前記追尾対象体の位置を検出して、前記仮想座標平面上に前記仮想追尾対象体の仮想位置を描く仮想位置表示ステップと、
    　前記仮想位置が予め設定された前記仮想コースに対しての図形的な第２条件を満たすか否かを判定する判定ステップと、
    　前記判定ステップで前記図形的な第２条件を満たす場合に、移動許可信号の入力を得て若しくは移動許可信号の入力を得ることなく、前記仮想移動地点に対応する実際の移動地点に向かって自船を移動するステップとを含むことを特徴とする船舶の自動操縦方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11181916B2 (en) 2020-03-20 2021-11-23 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Watercraft and watercraft control system
US11334079B2 (en) 2020-03-26 2022-05-17 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Watercraft and watercraft control system
CN115277533A (zh) * 2022-07-20 2022-11-01 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院 变电站静态物理链路拓扑自动绘制方法
CN116245916A (zh) * 2023-05-11 2023-06-09 中国人民解放军国防科技大学 一种面向无人艇的红外舰船目标跟踪方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08249060A (ja) * 1995-03-15 1996-09-27 Yokogawa Denshi Kiki Kk 自律型水中航走装置
JP2009132257A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Universal Shipbuilding Corp 操船制御方法、プログラム及び装置、並びに自動操船制御システム
JP2012184004A (ja) * 2012-07-04 2012-09-27 Universal Shipbuilding Corp 操船制御装置、自動操船制御システム、操船制御方法、及びプログラム
JP2012210940A (ja) * 2012-07-04 2012-11-01 Universal Shipbuilding Corp 操船制御装置、自動操船制御システム、操船制御方法、及びプログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08249060A (ja) * 1995-03-15 1996-09-27 Yokogawa Denshi Kiki Kk 自律型水中航走装置
JP2009132257A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Universal Shipbuilding Corp 操船制御方法、プログラム及び装置、並びに自動操船制御システム
JP2012184004A (ja) * 2012-07-04 2012-09-27 Universal Shipbuilding Corp 操船制御装置、自動操船制御システム、操船制御方法、及びプログラム
JP2012210940A (ja) * 2012-07-04 2012-11-01 Universal Shipbuilding Corp 操船制御装置、自動操船制御システム、操船制御方法、及びプログラム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11181916B2 (en) 2020-03-20 2021-11-23 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Watercraft and watercraft control system
US11334079B2 (en) 2020-03-26 2022-05-17 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Watercraft and watercraft control system
CN115277533A (zh) * 2022-07-20 2022-11-01 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院 变电站静态物理链路拓扑自动绘制方法
CN115277533B (zh) * 2022-07-20 2023-11-03 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 变电站静态物理链路拓扑自动绘制方法
CN116245916A (zh) * 2023-05-11 2023-06-09 中国人民解放军国防科技大学 一种面向无人艇的红外舰船目标跟踪方法及装置

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