JPS6234597B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6234597B2 JPS6234597B2 JP56077065A JP7706581A JPS6234597B2 JP S6234597 B2 JPS6234597 B2 JP S6234597B2 JP 56077065 A JP56077065 A JP 56077065A JP 7706581 A JP7706581 A JP 7706581A JP S6234597 B2 JPS6234597 B2 JP S6234597B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- azimuth
- ship
- deviation
- amount
- course
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Navigation (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、あらかじめ設定した目的位置方向
へ自船を自動的に航行させる自動航行装置に関す
る。
へ自船を自動的に航行させる自動航行装置に関す
る。
この種の装置として、例えば、マグネツトコン
パスを用いる自動操舵装置が従来から用いられて
いる。すなわち、マグネツトコンパスを用いて自
船の船首方位を検出して、その検出方位とあらか
じめ設定した設定方位とを比較して設定方位が検
出方位に一致するように舵制御を行なう。
パスを用いる自動操舵装置が従来から用いられて
いる。すなわち、マグネツトコンパスを用いて自
船の船首方位を検出して、その検出方位とあらか
じめ設定した設定方位とを比較して設定方位が検
出方位に一致するように舵制御を行なう。
ところが、自船の実際の航路は必ならずしも船
首方向と一致しない。例えば、第１図において、
船首方向θ１を目的地P0に向けて設定しそのθ１
方向の速度をV1、そして、θ２方向に速度V2の
潮流が作用するとき、実際には自船はθ３方向に
速度V3で航行する。従つて、このままでは目的
地と異なる方向へ航行するから、自船位置を常に
確かめて船首方向を修正しながら航行しなければ
ならない。これでは自動航行を行なつているとは
言えない。
首方向と一致しない。例えば、第１図において、
船首方向θ１を目的地P0に向けて設定しそのθ１
方向の速度をV1、そして、θ２方向に速度V2の
潮流が作用するとき、実際には自船はθ３方向に
速度V3で航行する。従つて、このままでは目的
地と異なる方向へ航行するから、自船位置を常に
確かめて船首方向を修正しながら航行しなければ
ならない。これでは自動航行を行なつているとは
言えない。
そこで出願人は先願の特願昭56年第52550号
（特開昭57−166611号）で最初に目的地方位を設
定した後、外部要因によつて実際の航路方向が目
的地方向と異なるときは、船首方向を自動的に修
正して目的地方向に航路を設定する自動航行装置
を提案した。
（特開昭57−166611号）で最初に目的地方位を設
定した後、外部要因によつて実際の航路方向が目
的地方向と異なるときは、船首方向を自動的に修
正して目的地方向に航路を設定する自動航行装置
を提案した。
この発明は、この先願発明が有する問題点を改
良したものであつて以下順次これを説明する。
良したものであつて以下順次これを説明する。
先ず、第２図によつて先願を説明する。１は目
的地方位を設定する針路設定器、２は自船の船首
方向を検出する方位検出器で例えばマグネツトコ
ンパスが用いられる。
的地方位を設定する針路設定器、２は自船の船首
方向を検出する方位検出器で例えばマグネツトコ
ンパスが用いられる。
針路設定器１の設定針路と方位検出器２の検出
方位は比較回路３において比較される。比較回路
３は船首方位が設定方位に対してどの程度ずれて
いるかを検出する。なお、針路設定器１と方位検
出器２と比較回路３とは方位差信号発生器４を構
成する。方位差信号は加算回路５を介して制御回
路６へ加わる。制御回路６は舵７の舵角を制御し
て検出した船首方位を設定針路に一致させるもの
で、舵７を駆動させる駆動部８へ制御出力を送出
する。９は舵角検出器であつて検出した舵角出力
を制御回路６へ送出することにより舵角制御のハ
ンチング現象を防止して円滑な舵角制御を行なわ
せる。
方位は比較回路３において比較される。比較回路
３は船首方位が設定方位に対してどの程度ずれて
いるかを検出する。なお、針路設定器１と方位検
出器２と比較回路３とは方位差信号発生器４を構
成する。方位差信号は加算回路５を介して制御回
路６へ加わる。制御回路６は舵７の舵角を制御し
て検出した船首方位を設定針路に一致させるもの
で、舵７を駆動させる駆動部８へ制御出力を送出
する。９は舵角検出器であつて検出した舵角出力
を制御回路６へ送出することにより舵角制御のハ
ンチング現象を防止して円滑な舵角制御を行なわ
せる。
加算回路５には航路ずれ量演算回路１０から航
路ずれに対応する電圧が供給される。
路ずれに対応する電圧が供給される。
航路ずれ量演算回路１０は、ロラン受信機に代
表されるように、異なる送信局からの航法信号を
受信して該受信した各局航法信号間の時間差ある
いは位相差を測定し、この時間差等を用いてロラ
ン地図上における自船位置を知る航法装置と、ロ
ランチヤート上の自船の出発位置と目的位置とを
結ぶ直線状設定航路に対し、上記自船位置から垂
直に降した垂線の長さを測定することによつて自
船の設定航路からのずれ量を演算する。このずれ
量を加算回路５で方位差信号と加算することによ
つて、自船の船首方位が設定針路に一致するよう
に舵が制御される（オートパイロツトの通常の動
作）のではなく、設定針路よりさらに設定航路に
近づく方向に一定量だけずらした方位に船首を指
向せしめるのである。この開係を電気信号で説明
すると第３図に示すようになる。すなわち、横軸
に方位誤差を縦軸に転舵電圧をとり、方位差信号
発生器４の出力を示すと実線のようにある。これ
で理解できるように、方位差＋L1〜−L2間は転
舵電圧は＋E1〜−E2まで比例的に変化するが、
それ以上の方位差に対しては飽和する特性を示
す。
表されるように、異なる送信局からの航法信号を
受信して該受信した各局航法信号間の時間差ある
いは位相差を測定し、この時間差等を用いてロラ
ン地図上における自船位置を知る航法装置と、ロ
ランチヤート上の自船の出発位置と目的位置とを
結ぶ直線状設定航路に対し、上記自船位置から垂
直に降した垂線の長さを測定することによつて自
船の設定航路からのずれ量を演算する。このずれ
量を加算回路５で方位差信号と加算することによ
つて、自船の船首方位が設定針路に一致するよう
に舵が制御される（オートパイロツトの通常の動
作）のではなく、設定針路よりさらに設定航路に
近づく方向に一定量だけずらした方位に船首を指
向せしめるのである。この開係を電気信号で説明
すると第３図に示すようになる。すなわち、横軸
に方位誤差を縦軸に転舵電圧をとり、方位差信号
発生器４の出力を示すと実線のようにある。これ
で理解できるように、方位差＋L1〜−L2間は転
舵電圧は＋E1〜−E2まで比例的に変化するが、
それ以上の方位差に対しては飽和する特性を示
す。
今例えば船首方位が設定方位に対して右寄にな
ると正電圧が発生し制御回路６、駆動部８を制御
して舵を左舷側に移すこととなり、船首は左転回
する。逆に船首が設定方位に対し左寄であれば負
電圧が発生して船首を右転回させる。しかし、い
づれも船首が設定方位と一致すれば電圧は零とな
り舵は直進状態に保持される。もし、潮流等の影
響を受け船が所定の方位を保つたまま偏流される
と、コースからずれることになるが、船首方位は
設定方位に一致したままで電圧は発生しない。し
たがつて、元のコースに戻すためには設定方位を
訂正しなければならない。しかし、今加算回路５
にコースからのずれ量に相当する電圧Ex＝E0を
外部から加算すれば、特性曲線は点線P1に示すよ
うに基準位置よりE0だけ持ち上げられ、この結
果設定方位より−L0分だけ余計に船首を左転す
るように転舵信号が発生される。このため結果的
には設定コースに近づくように制御される。これ
が先願発明の効果である。
ると正電圧が発生し制御回路６、駆動部８を制御
して舵を左舷側に移すこととなり、船首は左転回
する。逆に船首が設定方位に対し左寄であれば負
電圧が発生して船首を右転回させる。しかし、い
づれも船首が設定方位と一致すれば電圧は零とな
り舵は直進状態に保持される。もし、潮流等の影
響を受け船が所定の方位を保つたまま偏流される
と、コースからずれることになるが、船首方位は
設定方位に一致したままで電圧は発生しない。し
たがつて、元のコースに戻すためには設定方位を
訂正しなければならない。しかし、今加算回路５
にコースからのずれ量に相当する電圧Ex＝E0を
外部から加算すれば、特性曲線は点線P1に示すよ
うに基準位置よりE0だけ持ち上げられ、この結
果設定方位より−L0分だけ余計に船首を左転す
るように転舵信号が発生される。このため結果的
には設定コースに近づくように制御される。これ
が先願発明の効果である。
ところが、次の問題が発生する恐れがある。最
初に設定したコース上に何らかの障害物が存在し
これをさけるために一度人為的に自船をコースか
らはずした後再びコースに戻すために本装置を駆
動したような場合が考えられる。
初に設定したコース上に何らかの障害物が存在し
これをさけるために一度人為的に自船をコースか
らはずした後再びコースに戻すために本装置を駆
動したような場合が考えられる。
この場合自船のコースからのずれ量が相当大き
いために、ずれ量電圧Exは点線P2で示すように
方位差電圧の最高値E2より大きな正電圧になる
可能性がある。すると制御回路６へは常に正電圧
が供給されることになるので、舵は大きく左転し
て制御可能領域に達するまでに船が左旋回し続け
る異常状態となる。
いために、ずれ量電圧Exは点線P2で示すように
方位差電圧の最高値E2より大きな正電圧になる
可能性がある。すると制御回路６へは常に正電圧
が供給されることになるので、舵は大きく左転し
て制御可能領域に達するまでに船が左旋回し続け
る異常状態となる。
本発明は、この欠点を除去するもので航路ずれ
量信号が方位差信号の最大値を越えないように抑
制することを目的とする。以下第４図によつてこ
れを説明するが第２図と同符号のブロツクは同一
機能を有するものであり、説明を省略する。
量信号が方位差信号の最大値を越えないように抑
制することを目的とする。以下第４図によつてこ
れを説明するが第２図と同符号のブロツクは同一
機能を有するものであり、説明を省略する。
方位差信号発生器４の出力は抵抗R1を介して
加算回路５に供給される一方位相反転増巾器A1
を介してダイオードD1及びD3を通りコンデンサ
C1及びC2に充電される。これによつて方位差信
号の最大値（第３図にE1及び−E2）を保持する。
コンデンサC1，C2の出力は増巾度１の増巾器
A2，A3を介してダイオードD2，D4にそれぞれ接
続される。ダイオードD2，D4の他端には航路ず
れ量演算回路１０からの電圧が抵抗R3を介して
加わつているとともに抵抗R2を介して加算回路
５に出力される。ここでR2の値は、R1の値に等
しくされている。
加算回路５に供給される一方位相反転増巾器A1
を介してダイオードD1及びD3を通りコンデンサ
C1及びC2に充電される。これによつて方位差信
号の最大値（第３図にE1及び−E2）を保持する。
コンデンサC1，C2の出力は増巾度１の増巾器
A2，A3を介してダイオードD2，D4にそれぞれ接
続される。ダイオードD2，D4の他端には航路ず
れ量演算回路１０からの電圧が抵抗R3を介して
加わつているとともに抵抗R2を介して加算回路
５に出力される。ここでR2の値は、R1の値に等
しくされている。
上記回路において、自船が設定コースから大巾
にずれた状態で回路が働いた場合、ずれ量演算回
路１０からの電圧がコンデンサーC1，C2に保持
された電圧を越えようとするとダイオードD2又
はD4が導通して制限される。なお、コンデンサ
ーC1，C2に保持される電圧はA1の増巾度を１未
満にすることによつて、方位差信号発生器４の出
力電圧より若干低く設定される。このため、舵が
一方方向に保持されたまま船が回転運動をするこ
とはなくなる。
にずれた状態で回路が働いた場合、ずれ量演算回
路１０からの電圧がコンデンサーC1，C2に保持
された電圧を越えようとするとダイオードD2又
はD4が導通して制限される。なお、コンデンサ
ーC1，C2に保持される電圧はA1の増巾度を１未
満にすることによつて、方位差信号発生器４の出
力電圧より若干低く設定される。このため、舵が
一方方向に保持されたまま船が回転運動をするこ
とはなくなる。
なお、針路が安定している場合はC1，C2の電
圧共零となるが、実際には船の揺れによつて、若
干の電圧は保持されるため外部信号による制御に
支障はなくなる。
圧共零となるが、実際には船の揺れによつて、若
干の電圧は保持されるため外部信号による制御に
支障はなくなる。
以上説明したように、本発明によれば、常に方
位差信号の範囲で外部信号によるバツクアツプ動
作が行なわれるので、コースから自船が大きくず
れていても、船が旋回することなく、設定したコ
ースに自動的に復帰する。
位差信号の範囲で外部信号によるバツクアツプ動
作が行なわれるので、コースから自船が大きくず
れていても、船が旋回することなく、設定したコ
ースに自動的に復帰する。
第１図は航路ずれの説明図、第２図は先願の実
施例を示すブロツク図、第３図はその電気的特性
を示す特性曲線図、第４図は本発明の実施例を示
すブロツク図である。
施例を示すブロツク図、第３図はその電気的特性
を示す特性曲線図、第４図は本発明の実施例を示
すブロツク図である。
Claims (1)
- １ 自船の目的地方位を設定する方位設定器と、
自船の船首方位を検出する方位検出器と、上記方
位設定器の出力と方位検出器の出力とから方位差
信号を得る方位差信号発生器と、該方位差信号に
基づいて自船の船首方位を上記方位設定器の設定
方位に一致させる制御装置と、異なる送信局から
の航法信号を受信して該受信した各局航法信号間
の時間差あるいは位相差を測定し、上記各局航法
信号間の時間差あるいは位相差を用いて地図上の
自船位置を知る航法装置と、上記地図上の自船の
出発位置と目的位置とによつて設定される自船の
設定航路に対する上記航法装置によつて測定され
る上記地図上の現在位置のずれ量を演算する演算
手段と、該演算手段が演算したずれ量に基づいて
上記方位設定器の設定方位を等価的に若干変更し
て上記ずれ量を減少させる手段と、上記ずれ量を
代表する信号が上記方位差信号の最大値を越えな
いようにずれ量代表信号を抑圧する手段とを具備
してなる自動航行装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56077065A JPS57191191A (en) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Automatic navigation equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56077065A JPS57191191A (en) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Automatic navigation equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57191191A JPS57191191A (en) | 1982-11-24 |
| JPS6234597B2 true JPS6234597B2 (ja) | 1987-07-28 |
Family
ID=13623385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56077065A Granted JPS57191191A (en) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Automatic navigation equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57191191A (ja) |
-
1981
- 1981-05-20 JP JP56077065A patent/JPS57191191A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57191191A (en) | 1982-11-24 |
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