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JP6880171B2 - Hull load observation device, hull load observation method, and hull load observation program - Google Patents
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Hull load observation device, hull load observation method, and hull load observation program Download PDF

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Description

本発明は、波浪等によって船体に係る負荷を観測する船体負荷観測装置、船体負荷観測方法、および、船体負荷観測プログラムに関する。 The present invention relates to a hull load observation device for observing a load related to a hull due to waves or the like, a hull load observation method, and a hull load observation program.

大型商船等の船舶においては、航海によって受ける船体負荷が問題となっている。例えば、船体負荷の発生要因としては、スラミングおよびホイッピング等がある。スラミングは、波浪が船体に衝突する時に生じる衝撃であり、ホイッピングは、スラミングに起因する船体の振動である。 In ships such as large commercial ships, the hull load received by voyage has become a problem. For example, factors that generate hull load include slamming and whipping. Slamming is the impact that occurs when waves collide with the hull, and whipping is the vibration of the hull caused by slamming.

船体負荷の蓄積は、安全航海および操船等に影響を及ぼす程の船体の特性変化や、船体損傷に繋がる可能性がある。 Accumulation of hull load may lead to changes in hull characteristics and damage to the hull that affect safe navigation and maneuvering.

このため、従来、船体負荷を観測するシステムが各種考案されている。例えば、非特許文献1には、光ファイバ等と高精度センサとを用いた船体負荷モニタリングシステムが記載されている。 For this reason, various systems for observing the hull load have been conventionally devised. For example, Non-Patent Document 1 describes a hull load monitoring system using an optical fiber or the like and a high-precision sensor.

インターネット、http://dspace.dsto.defence.gov.au/dspace/bitstream/desto/10246/1/DSTO-TR-2818%20PR.pdfInternet, http://dspace.dsto.defence.gov.au/dspace/bitstream/desto/10246/1/DSTO-TR-2818%20PR.pdf

しかしながら、非特許文献1に記載の構成では、大規模な設置工事が必要となり、且つ、簡素な構成によって、船体負荷を観測することができない。 However, the configuration described in Non-Patent Document 1 requires a large-scale installation work, and the hull load cannot be observed due to the simple configuration.

したがって、本発明の目的は、簡素な構成によって船体負荷を観測できる船体負荷観測装置、船体負荷観測方法、および、船体負荷観測プログラムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hull load observation device, a hull load observation method, and a hull load observation program capable of observing a hull load with a simple configuration.

この発明の船体負荷観測装置は、加速度計測部、姿勢計測部、抽出部、および、負荷算出部を備える。加速度計測部は、船体の加速度を計測する。姿勢計測部は、船体の姿勢を計測する。抽出部は、船体の負荷の要因となる現象によって生じる負荷観測用加速度を加速度から抽出し、この現象によって生じる負荷観測用姿勢を姿勢から抽出する。負荷算出部は、負荷観測用加速度と負荷観測用姿勢とを用いて、負荷を算出する。 The hull load observation device of the present invention includes an acceleration measurement unit, a posture measurement unit, an extraction unit, and a load calculation unit. The acceleration measuring unit measures the acceleration of the hull. The attitude measurement unit measures the attitude of the hull. The extraction unit extracts the load observation acceleration caused by the phenomenon that causes the load on the hull from the acceleration, and extracts the load observation attitude caused by this phenomenon from the attitude. The load calculation unit calculates the load using the load observation acceleration and the load observation posture.

この構成では、加速度計測部および姿勢計測部が複雑な構造でなく、これらに接続される抽出部、および、負荷算出部が、一般的なCPU等の演算処理装置によって実現可能である。 In this configuration, the acceleration measurement unit and the posture measurement unit are not complicated structures, and the extraction unit and the load calculation unit connected to them can be realized by a general arithmetic processing unit such as a CPU.

この発明によれば、簡素な構成によって船体負荷を観測できる。 According to the present invention, the hull load can be observed with a simple configuration.

本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置のブロック図である。It is a block diagram of the hull load observation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る運動状態計測部を実現する1つの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example which realizes the motion state measurement part which concerns on 1st Embodiment of this invention. (A)は、本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の平面図であり、(B)は、本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の側面図である。(A) is a plan view of a ship equipped with the hull load observation device according to the first embodiment of the present invention, and (B) is a plan view of the hull load observation device according to the first embodiment of the present invention. It is a side view of the equipped ship. 本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置で実行されるメインフローのフローチャートである。It is a flowchart of the main flow executed by the hull load observation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1の負荷算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the 1st load calculation process. 第2の負荷算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the 2nd load calculation process. スラミングを観測するフローのフローチャートである。It is a flowchart of the flow which observes slamming. (A)は、ホイッピングの推定の概略フローチャートであり、(B)は、ホイッピングの推定の詳細フローチャートである。(A) is a schematic flowchart of whipping estimation, and (B) is a detailed flowchart of whipping estimation. スラミングによる船体姿勢変化を、角速度を用いて算出するフローチャートである。It is a flowchart which calculates the hull attitude change by slamming using the angular velocity. 本発明の第2の実施形態に係る船体負荷観測装置のブロック図である。It is a block diagram of the hull load observation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. (A)は、本発明の第2の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の平面図であり、(B)は、本発明の第2の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の側面図である。(A) is a plan view of a ship equipped with the hull load observation device according to the second embodiment of the present invention, and (B) is a plan view of the hull load observation device according to the second embodiment of the present invention. It is a side view of the equipped ship. スラミングの起因となる波の到来方向を推定するフローチャートである。It is a flowchart which estimates the arrival direction of a wave which causes slamming. ホイッピング伝搬特性を推定するフローチャートである。It is a flowchart which estimates a whipping propagation characteristic. 本発明の実施形態に係る船体負荷観測装置が適用される航行支援システムのブロック図である。It is a block diagram of the navigation support system to which the hull load observation apparatus which concerns on embodiment of this invention is applied.

本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置について、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置のブロック図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る運動状態計測部を実現する1つの構成例を示すブロック図である。図3(A)は、本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の平面図である。図3(B)は、本発明の第1の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の側面図である。 The hull load observing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a hull load observation device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example for realizing the motion state measuring unit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view of a ship equipped with the hull load observation device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3B is a side view of a ship equipped with the hull load observation device according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、船体負荷観測装置10は、運動状態計測部20、抽出部30、および、負荷算出部40を備える。抽出部30と負荷算出部40とは、データ処理部50を構成している。データ処理部50は、CPU等の演算処理を実行するハードウエアと、抽出部30の処理および負荷算出部40の処理を演算処理のハードウエアに実行させるプログラムとによって実現されている。 As shown in FIG. 1, the hull load observation device 10 includes a motion state measurement unit 20, an extraction unit 30, and a load calculation unit 40. The extraction unit 30 and the load calculation unit 40 constitute a data processing unit 50. The data processing unit 50 is realized by hardware that executes arithmetic processing such as a CPU, and a program that causes the arithmetic processing hardware to execute the processing of the extraction unit 30 and the processing of the load calculation unit 40.

運動状態計測部20は、船体100における負荷を算出するのに適した位置に配置されており、例えば、図3(A)、図3(B)の場合であれば、船体100の船首101に配置されている。データ処理部50は、図3(A)、図3(B)に図示していないが、船体100の操舵室110に設置されている。運動状態計測部20とデータ処理部50とは、通信ケーブル、有線LAN、無線LAN等の汎用の通信手段によって接続されている。すなわち、運動状態計測部20とデータ処理部50とは、汎用で安価な通信手段に接続されている。 The motion state measuring unit 20 is arranged at a position suitable for calculating the load on the hull 100. For example, in the case of FIGS. 3 (A) and 3 (B), the motion state measuring unit 20 is located on the bow 101 of the hull 100. Have been placed. Although not shown in FIGS. 3A and 3B, the data processing unit 50 is installed in the wheelhouse 110 of the hull 100. The motion state measuring unit 20 and the data processing unit 50 are connected by a general-purpose communication means such as a communication cable, a wired LAN, and a wireless LAN. That is, the motion state measuring unit 20 and the data processing unit 50 are connected to a general-purpose and inexpensive communication means.

運動状態計測部20は、加速度計測部21と姿勢計測部22とを備える。加速度計測部21は、船体負荷観測装置10が装備される船体100の加速度を計測する。姿勢計測部22は、船体負荷観測装置10が装着される船体の姿勢を計測する。加速度計測部21は、加速度を抽出部30に出力する。姿勢計測部22は、姿勢を抽出部30に出力する。図3(A)、図3(B)の場合、加速度計測部21は、船首101での船体100の加速度を計測する。姿勢計測部22は、船首101での船体100の姿勢を計測する。 The motion state measuring unit 20 includes an acceleration measuring unit 21 and a posture measuring unit 22. The acceleration measurement unit 21 measures the acceleration of the hull 100 equipped with the hull load observation device 10. The attitude measurement unit 22 measures the attitude of the hull on which the hull load observation device 10 is mounted. The acceleration measurement unit 21 outputs the acceleration to the extraction unit 30. The posture measurement unit 22 outputs the posture to the extraction unit 30. In the case of FIGS. 3A and 3B, the acceleration measuring unit 21 measures the acceleration of the hull 100 at the bow 101. The attitude measurement unit 22 measures the attitude of the hull 100 at the bow 101.

抽出部30は、加速度と姿勢を用いて、スラミング、ホイッピング等の船体負荷(以下、単に「負荷」と称する。)の要因となる現象を観測する。 The extraction unit 30 uses acceleration and attitude to observe phenomena that cause hull load (hereinafter, simply referred to as “load”) such as slamming and whipping.

抽出部30は、この観測結果を用いて、加速度から負荷観測用加速度を抽出する。負荷観測用加速度とは、上述のスラミングまたはホイッピング等の負荷の要因となる現象によって生じる加速度である。言い換えれば、負荷観測用加速度とは、計測された加速度から、通常の航行時に生じる加速度を除いたものである。 The extraction unit 30 uses this observation result to extract the acceleration for load observation from the acceleration. The load observation acceleration is an acceleration generated by a phenomenon that causes a load such as slamming or whipping described above. In other words, the load observation acceleration is the measured acceleration minus the acceleration that occurs during normal navigation.

抽出部30は、この観測結果を用いて、姿勢から負荷観測用姿勢を抽出する。負荷観測用姿勢とは、上述のスラミングまたはホイッピング等の負荷の要因となる現象によって生じる姿勢である。言い換えれば、負荷観測用姿勢とは、計測された姿勢から、通常の航行時に生じる姿勢を除いたものである。 The extraction unit 30 uses this observation result to extract the load observation posture from the posture. The load observation posture is a posture caused by a phenomenon that causes a load such as slamming or whipping described above. In other words, the load observation attitude is the measured attitude minus the attitude that occurs during normal navigation.

抽出部30は、負荷観測用加速度と負荷観測用姿勢とを、負荷算出部40に出力する。 The extraction unit 30 outputs the load observation acceleration and the load observation posture to the load calculation unit 40.

負荷算出部40は、負荷観測用加速度と負荷観測用姿勢とを用いて、船体100に対する負荷を算出する。具体的には、負荷算出部40は、負荷観測用加速度と負荷観測用姿勢とから、負荷指標値を算出する。例えば、負荷指標値は、負荷観測用姿勢が所定の姿勢であり、且つ、所定の負荷観測用加速度であると算出され、これら姿勢と加速度に応じた値に算出される。また、負荷指指標値は、負荷観測用加速度が大きくなるほど値が大きくなるように算出される。 The load calculation unit 40 calculates the load on the hull 100 by using the load observation acceleration and the load observation posture. Specifically, the load calculation unit 40 calculates a load index value from the load observation acceleration and the load observation posture. For example, the load index value is calculated so that the load observation posture is a predetermined posture and the predetermined load observation acceleration, and the value is calculated according to these postures and accelerations. Further, the load finger index value is calculated so that the value increases as the load observation acceleration increases.

なお、負荷指標値には、負荷観測用加速度の変化量または変化速度を用いてもよく、この場合、負荷指標値は、負荷観測用加速度の変化量または変化速度が大きくなるほど値が大きくなるように算出される。この場合、負荷観測用加速度の変化量または変化速度は、負荷の要因となる現象が生じたタイミングの前後の負荷観測用加速度から算出される。 The load index value may use the amount of change or the rate of change of the acceleration for load observation. In this case, the value of the load index increases as the amount of change or the rate of change of the acceleration for load observation increases. Is calculated to. In this case, the amount or speed of change of the load observation acceleration is calculated from the load observation acceleration before and after the timing when the phenomenon that causes the load occurs.

また、負荷指標値には、負荷観測用姿勢の変化量または変化速度を用いてもよく、この場合、負荷指標値は、負荷観測用姿勢の変化量または変化速度が大きくなるほど値が大きくなるように算出される。この場合、負荷観測用姿勢の変化量または変化速度は、負荷の要因となる現象が生じたタイミングの前後の負荷観測用加速度から算出される。 Further, the load index value may use the amount of change or the rate of change of the load observation posture. In this case, the load index value increases as the amount of change or the rate of change of the load observation posture increases. Is calculated to. In this case, the amount or speed of change in the load observation posture is calculated from the load observation acceleration before and after the timing when the phenomenon that causes the load occurs.

負荷算出部40は、順次算出された負荷指標値を積算する。負荷算出部40はこの積算値を負荷として算出する。この際、負荷算出部40は、負荷指標値に指標値用の閾値を設けておき、負荷指標値が指標値用の閾値を超えた場合にのみ、積算してもよい。 The load calculation unit 40 integrates the sequentially calculated load index values. The load calculation unit 40 calculates this integrated value as a load. At this time, the load calculation unit 40 may set a threshold value for the index value in the load index value, and integrate only when the load index value exceeds the threshold value for the index value.

また、例えば、負荷算出部40は、負荷指標値の積算値すなわち負荷を所定の通知用閾値と比較する。負荷算出部40は、負荷が通知用閾値を超えた場合に警告等の通知を行う。 Further, for example, the load calculation unit 40 compares the integrated value of the load index value, that is, the load with a predetermined notification threshold value. The load calculation unit 40 notifies a warning or the like when the load exceeds the notification threshold value.

このような構成を用いることによって、スラミングまたはホイッピング等によって船体100に与えられた負荷を、簡素な構成で算出できる。また、船体100の負荷が危険なレベルまで達したことを、容易な構成で通知できる。 By using such a configuration, the load applied to the hull 100 by slamming, whipping, or the like can be calculated with a simple configuration. In addition, it is possible to notify with a simple configuration that the load of the hull 100 has reached a dangerous level.

そして、船体負荷観測装置10は、加速度から抽出した負荷観測用加速度と、姿勢から抽出した負荷観測用姿勢を用いることによって、負荷の要因となる加速度と姿勢のみから負荷を算出する。したがって、船体負荷観測装置10は、負荷を高精度に算出できる。 Then, the hull load observation device 10 calculates the load only from the acceleration and the attitude that cause the load by using the load observation acceleration extracted from the acceleration and the load observation attitude extracted from the attitude. Therefore, the hull load observation device 10 can calculate the load with high accuracy.

なお、上述の説明では、各処理を機能部毎に実行する態様を示したが、上述の機能部の処理をプログラム化して記憶しておき、CPU等の演算処理のハードウエアでこのプログラムを実行してもよい。この場合、次に示すフローに基づいて処理は実行される。図4は、本発明の第1の実施形態に係る負荷観測のメイン処理を示すフローチャートである。 In the above description, the mode in which each process is executed for each functional unit is shown, but the process of the above-mentioned functional unit is programmed and stored, and this program is executed by the hardware of the arithmetic processing such as the CPU. You may. In this case, the process is executed based on the following flow. FIG. 4 is a flowchart showing the main process of load observation according to the first embodiment of the present invention.

図4に示すように、演算処理のハードウエア(以下、演算処理装置)は、船体の加速度と姿勢を取得する(S101)。演算処理装置は、加速度から負荷観測用加速度を抽出し、姿勢から負荷観測用姿勢を抽出する(S102)。演算処理装置は、負荷観測用加速度と負荷観測用姿勢とを用いて、負荷を算出する(S103)。 As shown in FIG. 4, the arithmetic processing hardware (hereinafter, arithmetic processing apparatus) acquires the acceleration and attitude of the hull (S101). The arithmetic processing unit extracts the load observation acceleration from the acceleration and extracts the load observation posture from the posture (S102). The arithmetic processing unit calculates the load using the load observation acceleration and the load observation posture (S103).

負荷の具体的な算出方法は、例えば図5、図6に示す方法である。図5は、第1の負荷算出処理のフローチャートである。図6は、第2の負荷算出処理のフローチャートである。 The specific method for calculating the load is, for example, the method shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a flowchart of the first load calculation process. FIG. 6 is a flowchart of the second load calculation process.

図5に示す場合、演算処理装置は、負荷観測用加速度と負荷観測用姿勢とから、上述のように負荷指標値を算出する(S111)。演算処理装置は、負荷指標値を積算して、負荷を算出する(S112)。 In the case shown in FIG. 5, the arithmetic processing unit calculates the load index value from the load observation acceleration and the load observation posture as described above (S111). The arithmetic processing unit integrates the load index values to calculate the load (S112).

図6に示す場合、演算処理装置は、負荷観測用加速度と負荷観測用姿勢とから、上述のように負荷指標値を算出する(S111)。演算処理装置は、負荷指標値が指標値用の閾値を超えていれば(S113:YES)、当該負荷指標値を積算して、負荷を算出する(S112)。演算処理装置は、負荷指標値が指標値用の閾値を超えていなければ(S113:NO)、当該負荷指標値を、それまでの積算値に加算せず(S114)、負荷を算出する。図6に示す方法を用いる場合には、負荷指標値が小さく、船体100に悪影響(疲弊等)を与えない程度であれば、この場合の負荷指標値を積算しない。これにより、負荷をより高精度に算出できる。 In the case shown in FIG. 6, the arithmetic processing unit calculates the load index value from the load observation acceleration and the load observation posture as described above (S111). If the load index value exceeds the threshold value for the index value (S113: YES), the arithmetic processing unit integrates the load index value and calculates the load (S112). If the load index value does not exceed the threshold value for the index value (S113: NO), the arithmetic processing unit does not add the load index value to the integrated value up to that point (S114), and calculates the load. When the method shown in FIG. 6 is used, if the load index value is small and does not adversely affect the hull 100 (exhaustion, etc.), the load index value in this case is not integrated. As a result, the load can be calculated with higher accuracy.

次に、運動状態計測部20の具体的な構成の一例について、図2を用いて説明する。 Next, an example of a specific configuration of the motion state measuring unit 20 will be described with reference to FIG.

運動状態計測部20は、アンテナ201、202、203、受信部204、205、206、慣性センサ207、および、演算部208を備える。アンテナ201は、受信部204に接続されており、アンテナ202は、受信部205に接続されており、アンテナ203は、受信部206に接続されている。受信部204、205、206と慣性センサ207は、演算部208に接続されている。 The motion state measuring unit 20 includes antennas 201, 202, 203, receiving units 204, 205, 206, an inertial sensor 207, and a calculation unit 208. The antenna 201 is connected to the receiving unit 204, the antenna 202 is connected to the receiving unit 205, and the antenna 203 is connected to the receiving unit 206. The receiving units 204, 205, 206 and the inertial sensor 207 are connected to the calculation unit 208.

アンテナ201、202、203の配置は、全てが1つの直線上に並ばない配置である。アンテナ201は、測位信号を受信して受信部204に出力する。アンテナ202は、測位信号を受信して受信部205に出力する。アンテナ203は、測位信号を受信して受信部206に出力する。測位信号とは、GNSS衛星等の測位衛星から送信される信号であり、測位衛星毎に固有のコードによって搬送波信号を変調した信号である。搬送波信号には、測位衛星の軌道情報等を含む航法メッセージが重畳されている。アンテナ201、202、203は、これらで共通する少なくとも4個の測位信号を受信していればよい。 The arrangement of the antennas 201, 202, and 203 is such that they are not all arranged on one straight line. The antenna 201 receives the positioning signal and outputs it to the receiving unit 204. The antenna 202 receives the positioning signal and outputs it to the receiving unit 205. The antenna 203 receives the positioning signal and outputs it to the receiving unit 206. The positioning signal is a signal transmitted from a positioning satellite such as a GNSS satellite, and is a signal obtained by modulating a carrier signal with a code unique to each positioning satellite. A navigation message including orbit information of the positioning satellite is superimposed on the carrier signal. The antennas 201, 202, and 203 need only receive at least four positioning signals common to them.

受信部204は、アンテナ201で受信した測位信号を捕捉追尾し、コード位相および搬送波位相を観測する。受信部205は、アンテナ202で受信した測位信号を捕捉追尾し、コード位相および搬送波位相を観測する。受信部206は、アンテナ203で受信した測位信号を捕捉追尾し、コード位相および搬送波位相を観測する。 The receiving unit 204 captures and tracks the positioning signal received by the antenna 201, and observes the code phase and the carrier wave phase. The receiving unit 205 captures and tracks the positioning signal received by the antenna 202, and observes the code phase and the carrier wave phase. The receiving unit 206 captures and tracks the positioning signal received by the antenna 203, and observes the code phase and the carrier wave phase.

受信部204、205、206は、予め設定した時間間隔でコード位相および搬送波位相を観測する。受信部204、205、206は、観測した搬送波位相を観測時刻とともに、演算部208に出力する。なお、受信部204、205、206は、コード位相を演算部208に出力してもよく、コード位相から得られたコード擬似距離またはコード擬似距離による測位結果を演算部208に出力してもよい。 The receiving units 204, 205, and 206 observe the code phase and the carrier phase at preset time intervals. The receiving units 204, 205, and 206 output the observed carrier phase to the calculation unit 208 together with the observed time. The receiving units 204, 205, and 206 may output the code phase to the calculation unit 208, or may output the code pseudo distance obtained from the code phase or the positioning result based on the code pseudo distance to the calculation unit 208. ..

慣性センサ207は、少なくとも加速度センサを備えている。慣性センサ207は、設置箇所における船体座標系の直交三軸の加速度を計測し、演算部208に出力する。 The inertial sensor 207 includes at least an acceleration sensor. The inertial sensor 207 measures the acceleration of the three orthogonal axes of the hull coordinate system at the installation location and outputs the acceleration to the calculation unit 208.

演算部208は、搬送波位相を用いて、船体100における運動状態計測部20の設置位置での角速度および姿勢を算出する。より具体的には、演算部208は、各受信部204、205、206の搬送波位相の差(搬送波位相差)を用いて、アンテナ201、202、203に対する基線ベクトルを設定する。演算部208は、観測時刻毎に得られた基線ベクトルの変化から、絶対座標系の直交三軸周りの角速度を算出する。演算部208は、絶対座標系の直交三軸周りの角速度を座標変換して、船体座標系に変換し、船体100の姿勢を算出する。 The calculation unit 208 uses the carrier phase to calculate the angular velocity and attitude at the installation position of the motion state measurement unit 20 on the hull 100. More specifically, the calculation unit 208 sets the baseline vector for the antennas 201, 202, 203 by using the carrier phase difference (carrier phase difference) of the receiving units 204, 205, 206. The calculation unit 208 calculates the angular velocity around the three orthogonal axes of the absolute coordinate system from the change of the baseline vector obtained for each observation time. The calculation unit 208 performs coordinate conversion of the angular velocities around the three orthogonal axes of the absolute coordinate system, converts them into the hull coordinate system, and calculates the attitude of the hull 100.

演算部208は、慣性センサ207の出力をそのまま用いて、船体100の加速度として出力する。なお、演算部208は、搬送波位相から算出した加速度を用いて、慣性センサ207の出力を補正することで、船体100の加速度を算出してもよい。これにより、加速度の算出精度が向上する。 The calculation unit 208 uses the output of the inertial sensor 207 as it is and outputs it as the acceleration of the hull 100. The calculation unit 208 may calculate the acceleration of the hull 100 by correcting the output of the inertial sensor 207 using the acceleration calculated from the carrier phase. As a result, the calculation accuracy of the acceleration is improved.

このように、図2に示す構成では、慣性センサ207と演算部208とによって、図1の加速度計測部21が実現される。また、図2に示す構成では、受信部204、205、206と演算部208とによって、図1に示す姿勢計測部22が実現される。これにより、測位演算機能と慣性センサとを一体化した装置という簡素な構成によって、負荷観測用加速度の抽出元になる加速度、および、負荷観測用姿勢の抽出元になる姿勢を計測できる。 As described above, in the configuration shown in FIG. 2, the acceleration measurement unit 21 of FIG. 1 is realized by the inertia sensor 207 and the calculation unit 208. Further, in the configuration shown in FIG. 2, the posture measuring unit 22 shown in FIG. 1 is realized by the receiving units 204, 205, 206 and the calculation unit 208. As a result, the acceleration that is the source of the load observation acceleration and the posture that is the source of the load observation posture can be measured by a simple configuration of a device that integrates the positioning calculation function and the inertial sensor.

なお、運動状態計測部20においては、慣性センサ207を省略することができ、この場合、搬送波位相を用いて加速度を算出すればよい。一方、運動状態計測部20において、アンテナ201、202、203、受信部204、205、206を省略し、慣性センサ207に加速度センサとともに姿勢センサを備えてもよい。また、慣性センサ207に角速度センサを備え、角速度センサの出力と搬送波位相による角速度とを用いて、負荷観測用姿勢の抽出元になる姿勢を算出してもよい。 In the motion state measurement unit 20, the inertial sensor 207 can be omitted. In this case, the acceleration may be calculated using the carrier phase. On the other hand, in the motion state measuring unit 20, the antennas 201, 202, 203 and the receiving units 204, 205, 206 may be omitted, and the inertia sensor 207 may be provided with the posture sensor together with the acceleration sensor. Further, the inertial sensor 207 may be provided with an angular velocity sensor, and the posture from which the load observation posture is extracted may be calculated by using the output of the angular velocity sensor and the angular velocity according to the carrier phase.

次に、負荷観測用加速度および負荷観測用姿勢を抽出するためのスラミングおよびホイッピングの観測方法について説明する。図3(B)に示すように、スラミングは、船体100に波浪が衝突する際に生じる衝撃である。図3(B)に示すように、ホイッピングは、スラミングによって船体100に生じる振動である。 Next, a slamming and whipping observation method for extracting the load observation acceleration and the load observation posture will be described. As shown in FIG. 3B, slamming is an impact generated when a wave collides with the hull 100. As shown in FIG. 3B, whipping is vibration generated in the hull 100 by slamming.

概略的には、抽出部30は、複数の観測時刻の加速度を用いて、スラミングを観測する。また、抽出部30は、複数の観測時刻の加速度または姿勢の変化(角速度)を用いて、ホイッピングを観測する。そして、抽出部30は、これらスラミングやホイッピングの発生タイミングを検出する。すなわち、抽出部30は、船体の負荷の要因となる現象の発生タイミングを検出する検出部としても機能する。 Generally, the extraction unit 30 observes slamming by using accelerations at a plurality of observation times. In addition, the extraction unit 30 observes whipping by using accelerations or changes in posture (angular velocity) at a plurality of observation times. Then, the extraction unit 30 detects the timing of occurrence of these slamming and whipping. That is, the extraction unit 30 also functions as a detection unit that detects the timing of occurrence of a phenomenon that causes a load on the hull.

図7は、スラミングを観測するフローのフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart of a flow for observing slamming.

まず、抽出部30は、複数の観測時刻の加速度をバッファリングする(S211)。なお、この際、抽出部30は、加速度とともに姿勢もバッファリングする。抽出部30は、各観測時刻の加速度に含まれるZ軸加速度azを取得する(S212)。Z軸加速度azとは、船体座標系における鉛直方向の加速度である。 First, the extraction unit 30 buffers accelerations at a plurality of observation times (S211). At this time, the extraction unit 30 buffers the posture as well as the acceleration. The extraction unit 30 acquires the Z-axis acceleration az included in the acceleration at each observation time (S212). The Z-axis acceleration az is the vertical acceleration in the hull coordinate system.

抽出部30は、Z軸加速度azをハイパスフィルタ(HPF)処理する(S213)。スラミングによるZ軸加速度azは、通常の波浪による定常的なZ軸加速度よりも高周波数になる。したがって、ハイパスフィルタ処理のスレッショールド周波数は、通常の波浪による定常的なZ軸加速度と、実験的、経験的、またはシミュレーションによって予め取得したスラミングによるZ軸加速度azとの間に設定されている。この処理を行うことによって、Z軸加速度に含まれる通常の波浪による定常的な成分は除去される。 The extraction unit 30 processes the Z-axis acceleration az with a high-pass filter (HPF) (S213). The Z-axis acceleration az due to slamming has a higher frequency than the steady Z-axis acceleration due to normal waves. Therefore, the threshold frequency of the high-pass filtering is set between the steady Z-axis acceleration due to normal waves and the Z-axis acceleration az due to slamming obtained in advance by experimental, empirical, or simulation. .. By performing this process, the steady component due to the normal wave contained in the Z-axis acceleration is removed.

抽出部30は、HPF後加速度azfと閾値Thとを比較する(S214)。閾値Thは、船体100に波浪が衝突してスラミングが発生すると判断できるZ軸加速度の下限値に設定されている。閾値Thは、実験的、経験的、または、シミュレーションによって決定した値であり、船体の運動状態に基づいて変化させてもよい。例えば、荒天時に閾値Thを上げたり、静止時に閾値Thを下げたりしてもよい。 The extraction unit 30 compares the post-HPF acceleration azf with the threshold Th (S214). The threshold value Th is set to the lower limit value of the Z-axis acceleration at which it can be determined that waves collide with the hull 100 and slamming occurs. The threshold Th is a value determined experimentally, empirically, or by simulation, and may be changed based on the motion state of the hull. For example, the threshold Th may be raised in stormy weather, or the threshold Th may be lowered in stationary weather.

抽出部30は、HPF後加速度azfが閾値Th以上(azf≧Th)であれば(S215:YES)、スラミングが発生したことを検出する(S216)。抽出部30は、スラミングの発生を検出すると、スラミング発生検出前の複数の観測時刻の加速度を保存する(S217)。この際、抽出部30は、加速度とともに姿勢も保存する。なお、スラミングの検出のみを行う場合には、ステップS217は省略できる。 If the post-HPF acceleration azf is equal to or higher than the threshold value Th (azf ≧ Th) (S215: YES), the extraction unit 30 detects that slamming has occurred (S216). When the extraction unit 30 detects the occurrence of slamming, it saves the accelerations of a plurality of observation times before the occurrence of slamming is detected (S217). At this time, the extraction unit 30 stores the posture as well as the acceleration. If only slamming is detected, step S217 can be omitted.

抽出部30は、スラミング発生タイミングでのHPF後加速度azfを負荷観測用加速度とする。また、抽出部30は、このスラミング発生タイミングでの姿勢を負荷観測用姿勢とする。 The extraction unit 30 uses the post-HPF acceleration azf at the slamming occurrence timing as the load observation acceleration. Further, the extraction unit 30 uses the posture at the slamming occurrence timing as the load observation posture.

一方、データ処理部50は、HPF後加速度azfが閾値Th未満(azf<Th)であれば(S215:NO)、スラミングは発生していないと判定する。 On the other hand, if the post-HPF acceleration azf is less than the threshold value Th (azf <Th) (S215: NO), the data processing unit 50 determines that slamming has not occurred.

このような構成および処理を用いることによって、抽出部30は、スラミングを観測できる。この際、搬送波位相を用いた加速度を用いれば、抽出部30は、スラミングを高精度に観測でき、高精度な負荷観測用加速度を抽出できる。 By using such a configuration and processing, the extraction unit 30 can observe slamming. At this time, if the acceleration using the carrier wave phase is used, the extraction unit 30 can observe the slamming with high accuracy and can extract the acceleration for load observation with high accuracy.

また、抽出部30は、HPF後加速度azfを用いることによって、通常の船体100の揺れによる加速度と、スラミングの衝撃による加速度と、を正確に分離できる。これにより、抽出部30は、スラミングをより高精度に観測できる。 Further, the extraction unit 30 can accurately separate the acceleration due to the normal shaking of the hull 100 and the acceleration due to the impact of slamming by using the post-HPF acceleration azf. As a result, the extraction unit 30 can observe the slamming with higher accuracy.

図8(A)は、ホイッピングの推定の概略フローチャートである。図8(B)は、ホイッピングの推定の詳細フローチャートである。 FIG. 8A is a schematic flowchart of whipping estimation. FIG. 8B is a detailed flowchart of whipping estimation.

図8(A)に示すように、抽出部30は、スラミング発生前後の複数の観測時刻の姿勢を取得する(S301)。抽出部30は、複数の観測時刻の姿勢から姿勢の変化速度を算出する。抽出部30は、姿勢の変化速度の周波数解析を行う(S302)。周波数解析とは、姿勢の変化速度の周波数スペクトルを算出する処理(例えば、FFT処理)である。抽出部30は、周波数スペクトルからホイッピングの周波数とホイッピングの強度とを推定する(S303)。 As shown in FIG. 8A, the extraction unit 30 acquires postures at a plurality of observation times before and after the occurrence of slamming (S301). The extraction unit 30 calculates the change speed of the posture from the postures at a plurality of observation times. The extraction unit 30 performs frequency analysis of the change speed of the posture (S302). The frequency analysis is a process (for example, FFT process) for calculating the frequency spectrum of the attitude change rate. The extraction unit 30 estimates the whipping frequency and the whipping intensity from the frequency spectrum (S303).

より具体的には、図8(B)に示すように、抽出部30は、姿勢の変化速度の周波数スペクトルのピークを検出し、ピーク強度PSを検出する(S311)。抽出部30は、ピーク強度PSとホイッピング検出閾値Thpとを比較する。ホイッピング検出閾値Thpは、ホイッピングが発生していると判断できるスペクトル強度の下限値に設定されている。ホイッピング検出閾値Thpは、実験的、経験的、または、シミュレーションによって決定した値であり、船体の運動状態に基づいて変化させてもよい。例えば、荒天時にホイッピング検出閾値Thpを上げたり、静止時にホイッピング検出閾値Thpを下げたりしてもよい。 More specifically, as shown in FIG. 8B, the extraction unit 30 detects the peak of the frequency spectrum of the posture change rate and detects the peak intensity PS (S311). The extraction unit 30 compares the peak intensity PS with the whipping detection threshold Thp. The whipping detection threshold Thp is set to a lower limit value of the spectral intensity at which it can be determined that whipping has occurred. The whipping detection threshold Thp is a value determined experimentally, empirically, or by simulation, and may be changed based on the motion state of the hull. For example, the whipping detection threshold Thp may be raised in stormy weather, or the whipping detection threshold Thp may be lowered when stationary.

抽出部30は、ピーク強度PSがホイッピング検出閾値Thp以上(PS≧Thp)であれば(S312:YES)、ホイッピングが発生したと判定する(S313)。そして、抽出部30は、このピーク強度PSを、ホイッピングの強度に設定する。また、抽出部30は、ピーク強度PSとなる周波数を、ホイッピングの周波数に設定する。一方、抽出部30は、ピーク強度PSがホイッピング検出閾値Thp未満(PS<Thp)であれば(S312:NO)、ホイッピングは発生していないと判定する。 If the peak intensity PS is equal to or higher than the whipping detection threshold Thp (PS ≧ Thp) (S312: YES), the extraction unit 30 determines that whipping has occurred (S313). Then, the extraction unit 30 sets this peak intensity PS to the whipping intensity. Further, the extraction unit 30 sets the frequency at which the peak intensity PS becomes the whipping frequency. On the other hand, if the peak intensity PS is less than the whipping detection threshold Thp (PS <Thp) (S312: NO), the extraction unit 30 determines that whipping has not occurred.

抽出部30は、ホイッピング発生タイミングでの姿勢を負荷観測用姿勢とする。また、抽出部30は、このホイッピング発生タイミングでのHPF後加速度azfを負荷観測用加速度とする。 The extraction unit 30 uses the posture at the whipping generation timing as the load observation posture. Further, the extraction unit 30 uses the post-HPF acceleration azf at the whipping generation timing as the load observation acceleration.

ここで、上述のように、姿勢は、搬送波位相を用いて高精度に算出されている。したがって、このような構成および処理によって、抽出部30は、簡素な構成で、ホイッピングの発生の判定を確実且つ正確にできる。また、抽出部30は、簡素な構成で、ホイッピングの強度およびホイッピングの周波数を、確実且つ正確に検出できる。これにより、負荷指標値および負荷を正確に算出できる。 Here, as described above, the attitude is calculated with high accuracy using the carrier phase. Therefore, with such a configuration and processing, the extraction unit 30 can reliably and accurately determine the occurrence of whipping with a simple configuration. In addition, the extraction unit 30 can reliably and accurately detect the whipping intensity and the whipping frequency with a simple configuration. As a result, the load index value and the load can be calculated accurately.

なお、上述の負荷の要因となる現象が生じた際の姿勢、姿勢の変化量、姿勢の変化速度は、角速度センサを用いた角速度から算出することができる。図9は、スラミングによる船体姿勢変化を、角速度を用いて算出するフローチャートである。 The posture, the amount of change in posture, and the speed of change in posture when the above-mentioned phenomenon that causes the load occurs can be calculated from the angular velocity using the angular velocity sensor. FIG. 9 is a flowchart for calculating the hull attitude change due to slamming using the angular velocity.

抽出部30は、上述のようにスラミングの発生を検出し、スラミング発生前後の複数の観測時刻の角速度を取得する(S401)。抽出部30は、角速度をローパスフィルタ処理する(S402)。角速度には、各種のノイズが含まれており、通常、ノイズの周波数は、スラミングに起因する角速度の周波数よりも高い。したがって、角速度をローパスフィルタ処理することによって、ノイズが除去される。 As described above, the extraction unit 30 detects the occurrence of slamming and acquires the angular velocities of a plurality of observation times before and after the occurrence of slamming (S401). The extraction unit 30 performs a low-pass filter process on the angular velocity (S402). The angular velocity includes various types of noise, and the frequency of the noise is usually higher than the frequency of the angular velocity due to slamming. Therefore, noise is removed by low-pass filtering the angular velocity.

抽出部30は、この角速度を用いて、スラミング発生前後の所定時間内の姿勢を算出する(S403)。なお、これらの所定時間は、適宜設定すればよく、スラミング発生前の場合とスラミング発生後の場合とで異なっていてもよい。 The extraction unit 30 uses this angular velocity to calculate the posture within a predetermined time before and after the occurrence of slamming (S403). In addition, these predetermined times may be set appropriately, and may be different between the case before the occurrence of slamming and the case after the occurrence of slamming.

抽出部30は、スラミング発生前の姿勢とスラミング発生後の姿勢との差を用いて、姿勢変化量を算出する(S404)。または、抽出部30は、スラミング発生前の姿勢とスラミング発生後の姿勢との時間変化量を用いて、姿勢変化速度を算出する(S404)。 The extraction unit 30 calculates the amount of change in posture by using the difference between the posture before the occurrence of slamming and the posture after the occurrence of slamming (S404). Alternatively, the extraction unit 30 calculates the posture change speed by using the amount of time change between the posture before the occurrence of slamming and the posture after the occurrence of slamming (S404).

なお、上述の処理では、加速度または姿勢の変化量を用いている負荷を算出している。しかしながら、加速度の変化方向、姿勢の変化方向を用いることで、負荷の一要素となり得る船体100の特定箇所の変位の方向を抽出できる。例えば、船首101等の船体100の特定箇所のZ軸方向の変位の方向を抽出できる。これにより、スラミングによって、船首101等の特定箇所が下がったか、船首101等の特定箇所が上がったか、すなわち、海水の打ち込み状態を検出できる。 In the above process, the load using the amount of change in acceleration or posture is calculated. However, by using the direction of change in acceleration and the direction of change in attitude, the direction of displacement of a specific portion of the hull 100, which can be a factor of the load, can be extracted. For example, the direction of displacement in the Z-axis direction of a specific portion of the hull 100 such as the bow 101 can be extracted. Thereby, it is possible to detect whether the specific part such as the bow 101 is lowered or the specific part such as the bow 101 is raised by slamming, that is, the state of the seawater being driven.

上述の構成では、運動状態計測部20に、3個のアンテナ201、202、203、受信部204、205、206を備える態様を示した。しかしながら、慣性センサとして加速度センサを備えていることで、運動状態計測部20は、2個のアンテナと2個の受信部とを少なくとも備えていればよい。 In the above configuration, the motion state measuring unit 20 is provided with three antennas 201, 202, 203 and receiving units 204, 205, 206. However, since the acceleration sensor is provided as the inertial sensor, the motion state measuring unit 20 may include at least two antennas and two receiving units.

次に、本発明の第2の実施形態に係る船体負荷観測装置について、図を参照して説明する。図10は、本発明の第2の実施形態に係る船体負荷観測装置のブロック図である。図11(A)は、本発明の第2の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の平面図である。図11(B)は、本発明の第2の実施形態に係る船体負荷観測装置が装備される船舶の側面図である。 Next, the hull load observing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a block diagram of the hull load observation device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11A is a plan view of a ship equipped with the hull load observation device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11B is a side view of a ship equipped with the hull load observation device according to the second embodiment of the present invention.

図10、図11(A)、図12(B)に示すように、本実施形態に係る船体負荷観測装置10Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dを備え、これらがデータ処理部50Aに接続する点において、第1の実施形態に係る船体負荷観測装置10と異なる。 As shown in FIGS. 10, 11 (A), and 12 (B), the hull load observation device 10A according to the present embodiment includes motion state measurement units 20A, 20B, 20C, and 20D, which are data processing units. It differs from the hull load observation device 10 according to the first embodiment in that it is connected to 50A.

運動状態計測部20A、20B、20C、20Dは、船体100における異なる位置に配置されている。言い換えれば、加速度計測部21と姿勢計測部22との組は複数であり、これら加速度計測部21と姿勢計測部22とは、組毎に船体の100における異なる位置に配置されている。 The motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D are arranged at different positions on the hull 100. In other words, there are a plurality of pairs of the acceleration measurement unit 21 and the attitude measurement unit 22, and the acceleration measurement unit 21 and the attitude measurement unit 22 are arranged at different positions in 100 of the hull for each group.

運動状態計測部20A、20B、20C、20Dは、同じ構成である。図11(A)、図11(B)に示すように、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dは、船体100に設置されている。運動状態計測部20Aは、船体100の船首101に設置されている。運動状態計測部20Bは、船首−船尾方向(船体座標系のX軸方向)における船体100の途中の箇所に設置されている。運動状態計測部20C、20Dは、船体100の船尾102付近の操舵室110の上に設置されている。運動状態計測部20C、20Dは、それぞれ船体100の右舷付近または左舷付近に設置されている。運動状態計測部20C、20Dは、これらの運動状態計測部20C、20Dを結ぶ基線が右舷−左舷方向(船体座標系のY軸方向)に並行になるように、配置されている。 The motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D have the same configuration. As shown in FIGS. 11A and 11B, the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D are installed on the hull 100. The motion state measuring unit 20A is installed on the bow 101 of the hull 100. The motion state measuring unit 20B is installed at a position in the middle of the hull 100 in the bow-stern direction (X-axis direction of the hull coordinate system). The motion state measuring units 20C and 20D are installed on the wheelhouse 110 near the stern 102 of the hull 100. The motion state measuring units 20C and 20D are installed near the starboard side or the port side of the hull 100, respectively. The motion state measuring units 20C and 20D are arranged so that the baseline connecting these motion state measuring units 20C and 20D is parallel to the starboard-port direction (Y-axis direction of the hull coordinate system).

データ処理部50Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dのそれぞれの設置位置に対して、上述の第1の実施形態に示した負荷の観測(スラミングの検出、ホイッピングの発生の検出等)と同様の負荷の観測を行う。これにより、船体負荷観測装置10は、船体100の複数位置のそれぞれにおいて個別に負荷を観測できる。そして、これらの複数の位置の負荷は、測位信号から復調できる測位システムの時刻によって高精度に同期できる。これにより、船体100の複数の位置で同時刻に生じる負荷を観測できる。 The data processing unit 50A observes the load (detection of slamming, detection of whipping, etc.) shown in the first embodiment described above for each of the installation positions of the motion state measurement units 20A, 20B, 20C, and 20D. ) And observe the same load. As a result, the hull load observing device 10 can individually observe the load at each of the plurality of positions of the hull 100. Then, the loads at these plurality of positions can be synchronized with high accuracy according to the time of the positioning system that can be demodulated from the positioning signal. As a result, the loads generated at the same time can be observed at a plurality of positions of the hull 100.

運動状態計測部20A、20B、20C、20Dの配置は、これに限らず、全ての運動状態計測部20A、20B、20C、20Dが一直線上に並ぶ配置でないことが好ましい。これにより、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dに備えられるアンテナが1個であっても、複数の基線ベクトルを設定でき、負荷の観測に利用できる。言い換えれば、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dに1個のアンテナがあれば、複数の基線ベクトルを設定でき、搬送波位相を用いた負荷の観測に利用できる。 The arrangement of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D is not limited to this, and it is preferable that all the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D are not arranged in a straight line. As a result, even if the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D are provided with one antenna, a plurality of baseline vectors can be set and can be used for load observation. In other words, if the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D have one antenna, a plurality of baseline vectors can be set and can be used for load observation using the carrier phase.

具体的な一例として図11(A)に示す構成では、運動状態計測部20Bは、運動状態計測部20Aと運動状態計測部20Cとを結ぶ基線上、運動状態計測部20Aと運動状態計測部20Dとを結ぶ基線上、および、運動状態計測部20Cと運動状態計測部20Dとを結ぶ基線上のいずれにもない位置に配置されている。これにより、互いに平行でない基線ベクトルの個数を、運動状態計測部の個数の制限範囲内において、できる限り多くできる。さらには、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dは、広範囲に亘るように、すなわち、各運動状態計測部を結ぶ基線ベクトルの長さが長くなるように配置することが好ましい。これにより、基線ベクトルの算出精度が向上し、姿勢の算出精度、ひいては負荷の算出精度が向上する。 As a specific example, in the configuration shown in FIG. 11A, the motion state measurement unit 20B has the motion state measurement unit 20A and the motion state measurement unit 20D on the baseline connecting the motion state measurement unit 20A and the motion state measurement unit 20C. It is arranged at a position that is neither on the baseline connecting the two and on the baseline connecting the motion state measuring unit 20C and the motion state measuring unit 20D. As a result, the number of baseline vectors that are not parallel to each other can be increased as much as possible within the limit range of the number of motion state measuring units. Further, it is preferable that the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D are arranged so as to cover a wide range, that is, the length of the baseline vector connecting the motion state measuring units is long. As a result, the calculation accuracy of the baseline vector is improved, and the calculation accuracy of the attitude and the load is improved.

また、測位システムの時刻を用いた同期が可能であることによって、データ処理部50Aは、次に示すような負荷の要因を観測できる。観測される負荷の要因としては、例えば、波の衝突到来方向推定、ホイッピングの伝搬特性の推定等である。 Further, since the synchronization using the time of the positioning system is possible, the data processing unit 50A can observe the following load factors. The observed load factors include, for example, estimation of the wave collision arrival direction, estimation of whipping propagation characteristics, and the like.

図12は、スラミングの起因となる波の到来方向を推定するフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart for estimating the arrival direction of the wave that causes slamming.

データ処理部50Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dから出力されたスラミング発生後の複数の観測時刻の加速度を取得する(S501)。 The data processing unit 50A acquires accelerations of a plurality of observation times after the occurrence of slamming output from the motion state measurement units 20A, 20B, 20C, and 20D (S501).

データ処理部50Aは、加速度毎に負荷観測用加速度を抽出する。データ処理部50Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dの加速度(負荷観測用加速度)を同期させる。加速度(負荷観測用加速度)の同期は、加速度(負荷観測用加速度)とともに取得する観測時刻によって実行される。観測時刻は、測位システムの時刻を用いているので、観測時刻の同期は高精度に行われる。 The data processing unit 50A extracts the acceleration for load observation for each acceleration. The data processing unit 50A synchronizes the accelerations (acceleration for load observation) of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D. Acceleration (acceleration for load observation) is synchronized by the observation time acquired together with acceleration (acceleration for load observation). Since the observation time uses the time of the positioning system, the observation time is synchronized with high accuracy.

データ処理部50Aは、同一時刻における運動状態計測部20A、20B、20C、20Dの加速度(負荷観測用加速度)の最大加速度を検出する(S502)。 The data processing unit 50A detects the maximum acceleration (acceleration for load observation) of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D at the same time (S502).

データ処理部50Aは、最大加速度を観測した運動状態計測部の船体100に対する位置を、スラミングの起因となる波浪の到来方向として推定する(S503)。 The data processing unit 50A estimates the position of the motion state measuring unit that has observed the maximum acceleration with respect to the hull 100 as the direction of arrival of waves that cause slamming (S503).

そして、上述のように、各観測時刻の加速度は、高精度に算出されており、各運動状態計測部の加速度は、高精度な観測時刻で同期されているので、各運動状態計測部の加速度から算出される最大加速度も高精度に検出される。したがって、この構成および処理を用いることによって、船体負荷観測装置10Aは、簡素な構成で、スラミングの起因となる波浪の到来方向を、確実且つ正確に検出でき、ひいては、負荷を正確に観測できる。 Then, as described above, the acceleration of each observation time is calculated with high accuracy, and the acceleration of each motion state measurement unit is synchronized with the highly accurate observation time, so that the acceleration of each motion state measurement unit is synchronized. The maximum acceleration calculated from is also detected with high accuracy. Therefore, by using this configuration and processing, the hull load observing device 10A can reliably and accurately detect the direction of arrival of waves that cause slamming with a simple configuration, and by extension, can accurately observe the load.

また、高精度な観測時刻に基づいて、加速度を同期できるので、大規模な工事を必要とせず、安価な構成で、スラミングの起因となる波浪の到来方向を検出できる。 In addition, since the acceleration can be synchronized based on the highly accurate observation time, it is possible to detect the direction of arrival of waves that cause slamming with an inexpensive configuration without requiring large-scale construction.

図13は、ホイッピング伝搬特性を推定するフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart for estimating the whipping propagation characteristic.

データ処理部50Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20D毎に、上述の方法を用いて、ホイッピングを検出する(S601)。この際、データ処理部50Aは、ホイッピングの強度(振幅)、周波数を含むホイッピング検出データも検出する。データ処理部50Aは、これらホイッピングの強度(振幅)、周波数の検出時刻を、観測時刻に基づいて設定し、ホイッピング検出データに含ませる。 The data processing unit 50A detects whipping for each of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D by using the above method (S601). At this time, the data processing unit 50A also detects the whipping detection data including the whipping intensity (amplitude) and frequency. The data processing unit 50A sets the whipping intensity (amplitude) and frequency detection time based on the observation time and includes them in the whipping detection data.

データ処理部50Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dのホイッピング検出データを同期させ、ホイッピング伝搬特性を推定する。すなわち、データ処理部50Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dの加速度の振幅特性または周波数特性、もしくは、姿勢の変化量(変化速度)の振幅特性または周波数特性を用いて、ホイッピング伝搬特性を推定する。具体的には、データ処理部50Aは、ホイッピングとして検出した周波数成分に対する運動状態計測部20A、20B、20C、20Dの検出時刻の差、すなわち時系列によって、ホイッピングの伝搬方向を推定する。また、データ処理部50Aは、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dのそれぞれで検出されたホイッピングの強度から、伝搬によるホイッピングの減衰特性等を推定する。これにより、データ処理部50Aは、船体100の所望位置でのホイッピングの強度を推定できる。したがって、船体負荷観測装置10Aは、このホイッピング伝搬特性を用いて、船体100の任意の位置での負荷を推定して観測できる。 The data processing unit 50A synchronizes the whipping detection data of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D, and estimates the whipping propagation characteristics. That is, the data processing unit 50A uses the amplitude characteristics or frequency characteristics of the accelerations of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D, or the amplitude characteristics or frequency characteristics of the amount of change in posture (change speed) to propagate whipping. Estimate the characteristics. Specifically, the data processing unit 50A estimates the propagation direction of whipping based on the difference in detection time of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D with respect to the frequency component detected as whipping, that is, the time series. Further, the data processing unit 50A estimates the damping characteristic of the whipping due to propagation from the whipping intensity detected by each of the motion state measuring units 20A, 20B, 20C, and 20D. As a result, the data processing unit 50A can estimate the whipping intensity at the desired position of the hull 100. Therefore, the hull load observing device 10A can estimate and observe the load at an arbitrary position of the hull 100 by using this whipping propagation characteristic.

また、高精度な観測時刻に基づいて、加速度を同期できるので、大規模な工事を必要とせず、安価な構成で、ホイッピング伝搬特性を推定できる。 Moreover, since the acceleration can be synchronized based on the highly accurate observation time, the whipping propagation characteristics can be estimated with an inexpensive configuration without requiring a large-scale construction.

上述の船体負荷観測装置10、10Aは、次に示す航行支援システムに適用することができる。図14は、本発明の実施形態に係る船体負荷観測装置が適用される航行支援システムのブロック図である。 The above-mentioned hull load observation devices 10 and 10A can be applied to the following navigation support system. FIG. 14 is a block diagram of a navigation support system to which the hull load observation device according to the embodiment of the present invention is applied.

図14に示すように、航行支援システム80は、船体負荷観測装置10A、支援部70、船速取得部61、舵角取得部62、および、海況取得部63を備える。船体負荷観測装置10A、船速取得部61、舵角取得部62、および、海況取得部63は、支援部70に接続されている。 As shown in FIG. 14, the navigation support system 80 includes a hull load observation device 10A, a support unit 70, a ship speed acquisition unit 61, a rudder angle acquisition unit 62, and a sea state acquisition unit 63. The hull load observation device 10A, the ship speed acquisition unit 61, the rudder angle acquisition unit 62, and the sea state acquisition unit 63 are connected to the support unit 70.

船速取得部61は、運動状態計測部20A、20B、20C、20Dのいずれかの加速度から速度を算出することで、船速を取得する。または、船速取得部61には、船体100に取り付けられたドップラーソナーが接続されており、ドップラーソナーの出力値から既知の方法で船速を取得する。 The ship speed acquisition unit 61 acquires the ship speed by calculating the speed from the acceleration of any of the motion state measurement units 20A, 20B, 20C, and 20D. Alternatively, a Doppler sonar attached to the hull 100 is connected to the ship speed acquisition unit 61, and the ship speed is acquired by a known method from the output value of the Doppler sonar.

舵角取得部62は、船体100に取り付けられた舵角センサに接続されており、舵角センサの出力値から既知の方法で舵角を取得する。 The steering angle acquisition unit 62 is connected to a steering angle sensor attached to the hull 100, and acquires a steering angle by a known method from the output value of the steering angle sensor.

海況取得部63は、船体100に取り付けられた波浪レーダーに接続されており、波浪レーダーの出力値から既知の方法で海況を取得する。また、海況取得部63は、無線通信機能を有し、外部から海況を取得する。 The sea state acquisition unit 63 is connected to a wave radar attached to the hull 100, and acquires the sea state from the output value of the wave radar by a known method. Further, the sea state acquisition unit 63 has a wireless communication function and acquires the sea state from the outside.

支援部70は、船体負荷観測装置10Aからの負荷に関する情報、船速取得部61からの船速、舵角取得部62からの舵角、海況取得部63からの海況を用いて、負荷の発生を回避する航行支援情報を生成する。具体的には、航行支援情報は、負荷となり得るスラミングを回避するための船速制御および舵角制御を含む情報である。 The support unit 70 uses information on the load from the hull load observation device 10A, the ship speed from the ship speed acquisition unit 61, the rudder angle from the rudder angle acquisition unit 62, and the sea state from the sea state acquisition unit 63 to generate the load. Generate navigation support information to avoid. Specifically, the navigation support information is information including ship speed control and steering angle control for avoiding slamming that may be a load.

このような構成および処理を行うことによって、負荷を軽減させる航行支援を行うことができる。 By performing such a configuration and processing, it is possible to provide navigation support that reduces the load.

なお、図14では、船体負荷観測装置10Aを用いる態様を示したが、船体負荷観測装置10を用いることも可能である。 Although FIG. 14 shows an embodiment in which the hull load observation device 10A is used, it is also possible to use the hull load observation device 10.

また、上述の船体負荷観測装置では、負荷の要因となる現象としてスラミングまたはホイッピングを主として検出する場合を示したが、船体負荷観測装置10Aの構成を用いることによって、船体のサギング、ホギングを検出することも可能である。 Further, in the above-mentioned hull load observation device, the case where slamming or whipping is mainly detected as a phenomenon that causes the load is shown, but by using the configuration of the hull load observation device 10A, sagging and hogging of the hull are detected. It is also possible.

10、10A:船体負荷観測装置
20、20A、20B、20C、20D:運動状態計測部
21:加速度計測部
22:姿勢計測部
30:抽出部
40:負荷算出部
50、50A:データ処理部
61:船速取得部
62:舵角取得部
63:海況取得部
70:支援部
80:航行支援システム
100:船体
101:船首
102:船尾
110:操舵室
201、202、203:アンテナ
204、205、206:受信部
207:慣性センサ
208:演算部
10, 10A: Hull load observation device 20, 20A, 20B, 20C, 20D: Motion state measurement unit 21: Acceleration measurement unit 22: Attitude measurement unit 30: Extraction unit 40: Load calculation unit 50, 50A: Data processing unit 61: Ship speed acquisition unit 62: Rudder angle acquisition unit 63: Sea state acquisition unit 70: Support unit 80: Navigation support system 100: Hull 101: Bow 102: Stern 110: Wheelhouse 201, 202, 203: Antennas 204, 205, 206: Receiver 207: Inertivity sensor 208: Calculation unit

Claims (18)

船体の加速度を計測する加速度計測部と、
前記船体の姿勢を計測する姿勢計測部と、
前記加速度をフィルタ処理することで、前記船体の負荷の要因となる現象によって生じる負荷観測用加速度を前記加速度から抽出し、
前記姿勢の周波数ピーク検出を行うことで、前記現象によって生じる負荷観測用姿勢を前記姿勢から抽出する抽出部と、
前記負荷観測用加速度と前記負荷観測用姿勢とを用いて、前記負荷を算出する負荷算出部と、
を備える、
船体負荷観測装置。
Acceleration measuring unit that measures the acceleration of the hull and
The attitude measurement unit that measures the attitude of the hull,
By filtering the acceleration, the acceleration for load observation caused by the phenomenon that causes the load on the hull is extracted from the acceleration.
An extraction unit that extracts the load observation posture caused by the phenomenon from the posture by detecting the frequency peak of the posture.
A load calculation unit that calculates the load using the load observation acceleration and the load observation posture,
To prepare
Hull load observation device.
請求項1に記載の船体負荷観測装置であって、
前記負荷算出部は、
前記負荷観測用加速度と前記負荷観測用姿勢とを用いて、前記船体の特定箇所の負荷を算出する、
船体負荷観測装置。
The hull load observation device according to claim 1.
The load calculation unit
Using the load observation acceleration and the load observation attitude, the load at a specific location on the hull is calculated.
Hull load observation device.
請求項1または請求項2に記載の船体負荷観測装置であって、
前記負荷算出部は、
前記負荷観測用加速度と前記負荷観測用姿勢とから負荷指標値を算出し、該負荷指標値の積算値を用いて前記負荷を算出する、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to claim 1 or 2.
The load calculation unit
A load index value is calculated from the load observation acceleration and the load observation posture, and the load is calculated using the integrated value of the load index value.
Hull load observation device.
請求項3に記載の船体負荷観測装置であって、
前記抽出部は、
前記現象が生じたタイミング、当該タイミングより前、および、当該タイミングより後、のいずれかを含む2以上のタイミングにおける前記負荷観測用加速度と前記負荷観測用姿勢とを抽出し、
前記負荷算出部は、前記2以上のタイミングにおける、前記負荷観測用加速度の変化量または変化速度と、前記負荷観測用姿勢の変化量または変化速度と、のうち、少なくとも一方を用いて、前記負荷指標値を算出する、
船体負荷観測装置。
The hull load observation device according to claim 3.
The extraction unit
The load observation acceleration and the load observation posture at two or more timings including any of the timing at which the phenomenon occurs, before the timing, and after the timing are extracted.
The load calculation unit uses at least one of the change amount or change speed of the load observation acceleration and the change amount or change speed of the load observation posture at the two or more timings, and uses the load. Calculate the index value,
Hull load observation device.
請求項3または請求項4に記載の船体負荷観測装置であって、
前記負荷算出部は、
前記負荷指標値が閾値を超えた場合、この負荷指標値を前記積算値に加算する、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to claim 3 or 4.
The load calculation unit
When the load index value exceeds the threshold value, this load index value is added to the integrated value.
Hull load observation device.
請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の船体負荷観測装置であって、
前記負荷算出部は、
前記負荷観測用姿勢と前記負荷観測用加速度とを用いて、前記船体の姿勢と該姿勢の船体に加わる加速度の方向および強度とを算出し、
前記船体の姿勢と該姿勢の船体に加わる加速度の方向および強度とを用いて前記負荷指標値を算出する、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to any one of claims 3 to 5.
The load calculation unit
Using the load observation attitude and the load observation acceleration, the attitude of the hull and the direction and intensity of the acceleration applied to the hull in the attitude are calculated.
The load index value is calculated using the attitude of the hull and the direction and intensity of the acceleration applied to the hull in the attitude.
Hull load observation device.
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の船体負荷観測装置であって、
前記加速度計測部と前記姿勢計測部とは、運動状態計測部によって構成され、
前記運動状態計測部は、
前記船体に設置され、測位信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信した前記測位信号の搬送波位相を用いて、少なくとも前記姿勢を算出する姿勢計測部と、
前記船体に設置され、少なくとも前記加速度を計測する慣性センサと、
を備える、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
The acceleration measuring unit and the posture measuring unit are composed of a motion state measuring unit.
The exercise state measurement unit
An antenna installed on the hull to receive positioning signals,
A posture measuring unit that calculates at least the posture using the carrier phase of the positioning signal received by the antenna, and
An inertial sensor installed on the hull that measures at least the acceleration,
To prepare
Hull load observation device.
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の船体負荷観測装置であって、
前記加速度計測部および前記姿勢計測部は、前記船体の複数箇所に配置されており、
前記負荷算出部は、
前記船体の複数箇所毎に前記負荷を算出する、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
The acceleration measuring unit and the attitude measuring unit are arranged at a plurality of locations on the hull.
The load calculation unit
The load is calculated for each of a plurality of locations on the hull.
Hull load observation device.
請求項8に記載の船体負荷観測装置であって、
前記負荷算出部は、
複数の前記加速度計測部または複数の前記姿勢計測部の計測時刻を同期させ、
前記負荷を算出する、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to claim 8.
The load calculation unit
Synchronize the measurement times of the plurality of acceleration measuring units or the plurality of posture measuring units,
Calculate the load,
Hull load observation device.
請求項9に記載の船体負荷観測装置であって、
同じ位置に配置された前記加速度計測部と前記姿勢計測部とを、運動状態計測部によって構成することによって、複数の運動状態計測部が前記船体に配置され、
前記複数の運動状態計測部は、
前記船体に設置され、測位信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信した前記測位信号の搬送波位相を用いて、少なくとも前記姿勢を算出する姿勢計測部と、
前記船体に設置され、少なくとも前記加速度を計測する慣性センサと、
をそれぞれに備え、
前記複数の運動状態計測部は、
前記測位信号を用いて前記同期を行う、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to claim 9.
By configuring the acceleration measuring unit and the posture measuring unit arranged at the same position by the motion state measuring unit, a plurality of motion state measuring units are arranged on the hull.
The plurality of motion state measuring units
An antenna installed on the hull to receive positioning signals,
A posture measuring unit that calculates at least the posture using the carrier phase of the positioning signal received by the antenna, and
An inertial sensor installed on the hull that measures at least the acceleration,
To prepare for each
The plurality of motion state measuring units
The synchronization is performed using the positioning signal.
Hull load observation device.
請求項8乃至請求項10のいずれかに記載の船体負荷観測装置であって、 The hull load observing apparatus according to any one of claims 8 to 10.
前記加速度を用いて、前記現象の到来方向を推定する到来方向推定部を備える、 It is provided with an arrival direction estimation unit that estimates the arrival direction of the phenomenon using the acceleration.
船体負荷観測装置。 Hull load observation device.
請求項8乃至請求項11のいずれかに記載の船体負荷観測装置であって、 The hull load observing apparatus according to any one of claims 8 to 11.
前記姿勢を用いて、前記現象の伝搬方向を推定する伝搬方向推定部を備える、 A propagation direction estimation unit for estimating the propagation direction of the phenomenon using the posture is provided.
船体負荷観測装置。 Hull load observation device.
請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の船体負荷観測装置であって、
記加速度の変化量または変化速度が加速度用閾値を超えるタイミング、または、前記姿勢の変化量または変化速度が姿勢用閾値を超えるタイミングを、前記船体の負荷の要因となる現象の発生タイミングとして検出する検出部を備える、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to any one of claims 1 to 12.
Before Symbol timing variation or rate of change of acceleration exceeds the acceleration threshold, or detecting a timing change amount or rate of change of the posture is more than an attitude threshold, as the generation timing of the phenomenon which causes the load of the hull Equipped with a detection unit
Hull load observation device.
請求項1乃至請求項13のいずれかに記載の船体負荷観測装置であって、
前記現象は、前記船体のスラミングまたはホイッピングである、
船体負荷観測装置。
The hull load observing apparatus according to any one of claims 1 to 13.
The phenomenon is slamming or whipping of the hull,
Hull load observation device.
船体の加速度を計測し、
前記船体の姿勢を計測し、
前記加速度をフィルタ処理することで、前記船体の負荷の要因となる現象によって生じる負荷観測用加速度を前記加速度から抽出し、
前記姿勢の周波数ピーク検出を行うことで、前記現象によって生じる負荷観測用姿勢を前記姿勢から抽出し、
前記負荷観測用加速度と前記負荷観測用姿勢とを用いて、前記負荷を算出する、
船体負荷観測方法。
Measure the acceleration of the hull and
Measure the attitude of the hull and
By filtering the acceleration, the acceleration for load observation caused by the phenomenon that causes the load on the hull is extracted from the acceleration.
By detecting the frequency peak of the attitude, the attitude for load observation caused by the phenomenon is extracted from the attitude.
The load is calculated using the load observation acceleration and the load observation posture.
Hull load observation method.
請求項15に記載の船体負荷観測方法であって、
記加速度の変化量または変化速度が加速度用閾値を超えるタイミング、または、前記姿勢の変化量または変化速度が姿勢用閾値を超えるタイミングを、前記船体の負荷の要因となる現象の発生タイミングとして検出する、
船体負荷観測方法。
The hull load observation method according to claim 15.
Before Symbol timing variation or rate of change of acceleration exceeds the acceleration threshold, or detecting a timing change amount or rate of change of the posture is more than an attitude threshold, as the generation timing of the phenomenon which causes the load of the hull To do,
Hull load observation method.
船体の加速度を計測し、
前記船体の姿勢を計測し、
前記加速度をフィルタ処理することで、前記船体の負荷の要因となる現象によって生じる負荷観測用加速度を前記加速度から抽出し、
前記姿勢の周波数ピーク検出を行うことで、前記現象によって生じる負荷観測用姿勢を前記姿勢から抽出し、
前記負荷観測用加速度と前記負荷観測用姿勢とを用いて、前記負荷を算出する、
処理を演算処理装置に実行させる船体負荷観測プログラム。
Measure the acceleration of the hull and
Measure the attitude of the hull and
By filtering the acceleration, the acceleration for load observation caused by the phenomenon that causes the load on the hull is extracted from the acceleration.
By detecting the frequency peak of the attitude, the attitude for load observation caused by the phenomenon is extracted from the attitude.
The load is calculated using the load observation acceleration and the load observation posture.
A hull load observation program that causes an arithmetic processing unit to execute processing.
請求項17に記載の船体負荷観測プログラムであって、
記加速度の変化量または変化速度が加速度用閾値を超えるタイミング、または、前記姿勢の変化量または変化速度が姿勢用閾値を超えるタイミングを、前記船体の負荷の要因となる現象の発生タイミングとして検出する、
処理を演算処理装置に実行させる船体負荷観測プログラム。
The hull load observation program according to claim 17.
Before Symbol timing variation or rate of change of acceleration exceeds the acceleration threshold, or detecting a timing change amount or rate of change of the posture is more than an attitude threshold, as the generation timing of the phenomenon which causes the load of the hull To do,
A hull load observation program that causes an arithmetic processing unit to execute processing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6263297B1 (en) * 1999-03-11 2001-07-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Programmed computation of predicted loading of ship hull
US6996493B1 (en) * 2004-02-11 2006-02-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Programmed computation of predicted pressure loads on marine vessels
WO2008152613A2 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Fincantieri Cantieri Navali Italiani S.P.A. Device and method for operator guidance of a ship
JP5479788B2 (en) * 2009-06-23 2014-04-23 古野電気株式会社 Automatic steering system and automatic steering device
JP2012051500A (en) * 2010-09-02 2012-03-15 Universal Shipbuilding Corp Inclement weather alarm issuance system
EP3241038B1 (en) * 2014-12-30 2019-05-29 Centro per gli Studi di Tecnica Navale CETENA S.p.A. Structural monitoring system of the hull of a ship integrated with a navigation decision support system

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