JP2000142581A - ジャイロコンパス - Google Patents
ジャイロコンパスInfo
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- JP2000142581A JP2000142581A JP10313602A JP31360298A JP2000142581A JP 2000142581 A JP2000142581 A JP 2000142581A JP 10313602 A JP10313602 A JP 10313602A JP 31360298 A JP31360298 A JP 31360298A JP 2000142581 A JP2000142581 A JP 2000142581A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ジャイロコンパスの誤差を修正する補正モー
ドを船舶の運行状況に対応して自動的に選択する。 【解決手段】 ＧＰＳ、電磁ログ、音波ログ、プロペラ
回転数などのデータを用い、船舶の運行状況を判断す
る。
ドを船舶の運行状況に対応して自動的に選択する。 【解決手段】 ＧＰＳ、電磁ログ、音波ログ、プロペラ
回転数などのデータを用い、船舶の運行状況を判断す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は船舶、航空機その他
の航行体が自己の方位および姿勢を認識する装置に利用
する。本発明は自動操縦装置に利用するに適する。本発
明は自動操縦装置の誤操作防止に利用するに適する。
の航行体が自己の方位および姿勢を認識する装置に利用
する。本発明は自動操縦装置に利用するに適する。本発
明は自動操縦装置の誤操作防止に利用するに適する。
【０００２】
【従来の技術】ジャイロコンパスは、質量の大きい回転
体を高速回転させることによって、その回転軸が地球の
自転軸の方位を示すことにより、自己の航行体の方位を
測定することができる。航行体に搭載されるジャイロコ
ンパスは、それ自体が高精度のものであるが、時間の経
過とともに誤差が累積されることから、航行体に搭載さ
れている他の各種センサの援助を受け、誤差を修正する
ことにより、高精度を連続して維持することができる。
体を高速回転させることによって、その回転軸が地球の
自転軸の方位を示すことにより、自己の航行体の方位を
測定することができる。航行体に搭載されるジャイロコ
ンパスは、それ自体が高精度のものであるが、時間の経
過とともに誤差が累積されることから、航行体に搭載さ
れている他の各種センサの援助を受け、誤差を修正する
ことにより、高精度を連続して維持することができる。
【０００３】また、昨今では、回転体を用いた機械式の
ジャイロコンパスに代わり、サニャック効果を用いた光
学的なジャイロコンパスである光ファイバ・ジャイロ
（ＦＯＧ：Fiber Optic Gyroscope)やリング・レーザ・
ジャイロ（ＲＬＧ：Ring LaserGyroscope) が多く用い
られている。
ジャイロコンパスに代わり、サニャック効果を用いた光
学的なジャイロコンパスである光ファイバ・ジャイロ
（ＦＯＧ：Fiber Optic Gyroscope)やリング・レーザ・
ジャイロ（ＲＬＧ：Ring LaserGyroscope) が多く用い
られている。
【０００４】本明細書で説明するジャイロコンパスは、
機械式および光学式のいずれも含むものとして説明す
る。また、以下では、航行体を船舶として説明するが、
航空機その他の航行体についても同様に利用することが
できる。
機械式および光学式のいずれも含むものとして説明す
る。また、以下では、航行体を船舶として説明するが、
航空機その他の航行体についても同様に利用することが
できる。
【０００５】従来例を図３および図４を参照して説明す
る。図３は船舶に配置された各種センサおよびジャイロ
コンパスを示す図である。図４は従来のジャイロコンパ
スの要部ブロック構成図である。図３に示すように船舶
は、ジャイロ１０および加速度計３を備えた慣性検出部
１５、インタフェース８、ジャイロ補正部４、誤差量推
定部９、誤差補正量計算部５、方位姿勢計算部２、モー
ド命令部７、切替スイッチ６を含むジャイロコンパス２
０を備え、その他に、ＧＰＳ(Global Positioning Syst
em) １１、音波ログ１２、電磁ログ１３などを備えてい
る。
る。図３は船舶に配置された各種センサおよびジャイロ
コンパスを示す図である。図４は従来のジャイロコンパ
スの要部ブロック構成図である。図３に示すように船舶
は、ジャイロ１０および加速度計３を備えた慣性検出部
１５、インタフェース８、ジャイロ補正部４、誤差量推
定部９、誤差補正量計算部５、方位姿勢計算部２、モー
ド命令部７、切替スイッチ６を含むジャイロコンパス２
０を備え、その他に、ＧＰＳ(Global Positioning Syst
em) １１、音波ログ１２、電磁ログ１３などを備えてい
る。
【０００６】ジャイロコンパス２０は、船舶の方位およ
び姿勢情報を出力データとし、図４に示すように、方位
姿勢計算部２は、船舶に搭載されている各種センサを利
用し、方位および姿勢情報の誤差を修正する。このと
き、オペレータは、船舶の運行状況にしたがって切替ス
イッチ６を操作する。切替スイッチ６の操作によりモー
ド命令部７が誤差量推定部９、誤差補正量計算部５、ジ
ャイロ補正部４、方位姿勢計算部２に対してモードの指
示を行う。これにより、船舶の運行状況に適合した最適
な誤差の補正を行うことができる。
び姿勢情報を出力データとし、図４に示すように、方位
姿勢計算部２は、船舶に搭載されている各種センサを利
用し、方位および姿勢情報の誤差を修正する。このと
き、オペレータは、船舶の運行状況にしたがって切替ス
イッチ６を操作する。切替スイッチ６の操作によりモー
ド命令部７が誤差量推定部９、誤差補正量計算部５、ジ
ャイロ補正部４、方位姿勢計算部２に対してモードの指
示を行う。これにより、船舶の運行状況に適合した最適
な誤差の補正を行うことができる。
【０００７】慣性検出部１５の出力はインタフェース８
を介してジャイロ補正部４に入力される。ジャイロ補正
部４では、選択されたモードに適合した処理を行いジャ
イロ１０および加速度計３の誤差を補正する。方位姿勢
計算部２では、選択されたモードに適合した処理を行
い、ジャイロ補正部４、ＧＰＳ１１、電磁ログ１３の出
力にしたがって船舶の方位および姿勢情報を計算する。
を介してジャイロ補正部４に入力される。ジャイロ補正
部４では、選択されたモードに適合した処理を行いジャ
イロ１０および加速度計３の誤差を補正する。方位姿勢
計算部２では、選択されたモードに適合した処理を行
い、ジャイロ補正部４、ＧＰＳ１１、電磁ログ１３の出
力にしたがって船舶の方位および姿勢情報を計算する。
【０００８】具体的には、ＧＰＳ１１、電磁ログ１３の
出力にしたがって誤差量推定部９が誤差量を推定する。
この推定された誤差量にしたがって誤差補正量計算部５
が誤差補正量を計算して方位姿勢計算部２に通知する。
これを受けて方位姿勢計算部２は、船舶の方位および姿
勢情報を計算する。なお、電磁ログ１３その他のセンサ
出力によりジャイロコンパスの誤差を補正する詳細な原
理は、特願平８−２７１０１７号（本願出願時に未公
開）、特開平１０−１７６９３２号公報、特願平９−２
７７５９０号（本願出願時に未公開）に説明がある。
出力にしたがって誤差量推定部９が誤差量を推定する。
この推定された誤差量にしたがって誤差補正量計算部５
が誤差補正量を計算して方位姿勢計算部２に通知する。
これを受けて方位姿勢計算部２は、船舶の方位および姿
勢情報を計算する。なお、電磁ログ１３その他のセンサ
出力によりジャイロコンパスの誤差を補正する詳細な原
理は、特願平８−２７１０１７号（本願出願時に未公
開）、特開平１０−１７６９３２号公報、特願平９−２
７７５９０号（本願出願時に未公開）に説明がある。
【０００９】ここで、モードについて説明する。停泊モ
ードは、ジャイロ１０の静定を行うモードであり、方位
姿勢計算部２およびジャイロ補正部４は、ジャイロ１０
を静定するための処理を行う。航海モードは、方位姿勢
計算部２が船舶の航海中における方位および姿勢情報の
出力処理を行うモードである。
ードは、ジャイロ１０の静定を行うモードであり、方位
姿勢計算部２およびジャイロ補正部４は、ジャイロ１０
を静定するための処理を行う。航海モードは、方位姿勢
計算部２が船舶の航海中における方位および姿勢情報の
出力処理を行うモードである。
【００１０】一般に、停泊中であれば船舶は小さくほぼ
等しい周期の揺れを長時間繰り返すことになり、また、
航海中であれば様々な大きさの不規則な揺れが短時間の
うちにめまぐるしく変化することになる。したがって、
停泊中であれば停泊モードを選択し、航海中であれば航
海モードを選択することにより、誤差量推定部９の誤差
量推定を効率良く行い、方位姿勢計算部２およびジャイ
ロ補正部４の処理を船舶の運行状況に適合させることが
できる。
等しい周期の揺れを長時間繰り返すことになり、また、
航海中であれば様々な大きさの不規則な揺れが短時間の
うちにめまぐるしく変化することになる。したがって、
停泊中であれば停泊モードを選択し、航海中であれば航
海モードを選択することにより、誤差量推定部９の誤差
量推定を効率良く行い、方位姿勢計算部２およびジャイ
ロ補正部４の処理を船舶の運行状況に適合させることが
できる。
【００１１】また、純慣性モードは、慣性検出部１５の
ジャイロ１０の出力をそのまま補正なく用いるためのモ
ードである。このモードは、ジャイロ１０の出力を補正
するためのセンサが使用不能であるときに選択するモー
ドである。
ジャイロ１０の出力をそのまま補正なく用いるためのモ
ードである。このモードは、ジャイロ１０の出力を補正
するためのセンサが使用不能であるときに選択するモー
ドである。
【００１２】この従来例では、ジャイロ１０の出力を補
正するためのセンサは、主に電磁ログ１３である。電磁
ログ１３が使用不可である状況とは、電磁ログ１３のハ
ードウェアの障害の他に、船舶が旋回中であり、電磁ロ
グ１３の精度が劣化している場合を含む。
正するためのセンサは、主に電磁ログ１３である。電磁
ログ１３が使用不可である状況とは、電磁ログ１３のハ
ードウェアの障害の他に、船舶が旋回中であり、電磁ロ
グ１３の精度が劣化している場合を含む。
【００１３】ログ強制入モードは、純慣性モードが長時
間連続し、慣性検出部１５のジャイロ１０の誤差が累積
された場合に、ジャイロ１０の出力を補正するセンサに
よる誤差補正を強制的に行うためのモードである。ジャ
イロ１０の出力を補正するセンサは、主に電磁ログ１３
であるから、電磁ログ１３の出力によるジャイロ１０の
誤差補正を強制的に行うためのモードである。
間連続し、慣性検出部１５のジャイロ１０の誤差が累積
された場合に、ジャイロ１０の出力を補正するセンサに
よる誤差補正を強制的に行うためのモードである。ジャ
イロ１０の出力を補正するセンサは、主に電磁ログ１３
であるから、電磁ログ１３の出力によるジャイロ１０の
誤差補正を強制的に行うためのモードである。
【００１４】ジャイロ１０は、純慣性モードにより補正
を受けずに連続して運転することにより誤差が徐々に累
積する。この従来例では、ジャイロ１０は、約５時間補
正を受けずに連続して運転すると誤差の累積が許容範囲
を越える。純慣性モード下では、電磁ログ１３の精度は
船舶の旋回などにより劣化しているが、ジャイロ１０の
誤差が累積している状況下では、電磁ログ１３の出力に
よりジャイロ１０の補正を行うことによりむしろ誤差を
少なくできる。したがって、約５時間連続して純慣性モ
ードであったような場合には、ログ強制入モードを選択
する。
を受けずに連続して運転することにより誤差が徐々に累
積する。この従来例では、ジャイロ１０は、約５時間補
正を受けずに連続して運転すると誤差の累積が許容範囲
を越える。純慣性モード下では、電磁ログ１３の精度は
船舶の旋回などにより劣化しているが、ジャイロ１０の
誤差が累積している状況下では、電磁ログ１３の出力に
よりジャイロ１０の補正を行うことによりむしろ誤差を
少なくできる。したがって、約５時間連続して純慣性モ
ードであったような場合には、ログ強制入モードを選択
する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】このように、様々な船
舶の運行状態に応じて補正モードを適宜変更するには、
豊富な経験を必要とし、さらに、煩雑な切替操作を的確
に行うためには、熟練した技術を必要とする。また、人
手によりモードの切替えを行う場合には、うっかりして
誤ったモードを選択するといったケアレスミスが必ず発
生する。
舶の運行状態に応じて補正モードを適宜変更するには、
豊富な経験を必要とし、さらに、煩雑な切替操作を的確
に行うためには、熟練した技術を必要とする。また、人
手によりモードの切替えを行う場合には、うっかりして
誤ったモードを選択するといったケアレスミスが必ず発
生する。
【００１６】例えば、モードを「停泊」に切替えたまま
出航してしまうと、方位姿勢計算部２およびジャイロ補
正部４は実際の船舶の速度によらず０ノットを内部の誤
差補正処理（ダンピング）に使用することから、高精度
に静定されたジャイロコンパスの出力が、誤差を大きく
してしまう（２０ノットで方位誤差最大約１．６度）。
さらに、不適切な操作に気付かずにいれば、誤差の大き
いジャイロの出力をそのまま信用し、誤った針路を操船
の基準とすることになる。
出航してしまうと、方位姿勢計算部２およびジャイロ補
正部４は実際の船舶の速度によらず０ノットを内部の誤
差補正処理（ダンピング）に使用することから、高精度
に静定されたジャイロコンパスの出力が、誤差を大きく
してしまう（２０ノットで方位誤差最大約１．６度）。
さらに、不適切な操作に気付かずにいれば、誤差の大き
いジャイロの出力をそのまま信用し、誤った針路を操船
の基準とすることになる。
【００１７】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、船舶の運行状況に適合した補正モードを自動
的に選択することができるジャイロコンパスを提供する
ことを目的とする。本発明は、豊富な経験または熟練し
た技術に頼ることなく誤差を修正することができるジャ
イロコンパスを提供することを目的とする。本発明は、
信頼性を向上させた航法装置を提供することを目的とす
る。本発明は、船舶を安全に航行させることができる航
法装置を提供することを目的とする。
であって、船舶の運行状況に適合した補正モードを自動
的に選択することができるジャイロコンパスを提供する
ことを目的とする。本発明は、豊富な経験または熟練し
た技術に頼ることなく誤差を修正することができるジャ
イロコンパスを提供することを目的とする。本発明は、
信頼性を向上させた航法装置を提供することを目的とす
る。本発明は、船舶を安全に航行させることができる航
法装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明はジャイロコンパ
スであって、船舶に備えられたジャイロおよび加速度計
の出力を取り込み船舶の方位および姿勢を計算する手段
と、前記船舶に備えられた各種センサの出力を取り込み
前記計算する手段の誤差を自動的に補正する手段とを備
えたジャイロコンパスである。
スであって、船舶に備えられたジャイロおよび加速度計
の出力を取り込み船舶の方位および姿勢を計算する手段
と、前記船舶に備えられた各種センサの出力を取り込み
前記計算する手段の誤差を自動的に補正する手段とを備
えたジャイロコンパスである。
【００１９】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記誤差を自動的に補正する手段は、前記各種センサの出
力にしたがって船舶の運行状況に適合する補正モードを
自動的に選択する手段を含むところにある。
記誤差を自動的に補正する手段は、前記各種センサの出
力にしたがって船舶の運行状況に適合する補正モードを
自動的に選択する手段を含むところにある。
【００２０】前記選択する手段は、ジャイロコンパスの
静定または未静定を判定する第一判定手段と、船舶の航
海中または停泊中を判定する第二判定手段と、この第二
判定手段の判定結果にしたがって前記第一判定手段の判
定結果を航海中または停泊中にそれぞれ分類する手段
と、電磁ログの使用可否を判定する第三判定手段と、こ
の第三判定手段の判定結果にしたがって前記第二判定手
段の判定結果を使用可または使用不可にそれぞれ分類す
る手段と、ＧＰＳの使用可否を判定する第四判定手段
と、この第四判定手段の判定結果にしたがって前記第三
判定手段の判定結果を使用可または使用不可にそれぞれ
分類する手段と、長時間純慣性であるか否かを判定する
第五判定手段と、この第五判定手段の判定結果にしたが
って前記第四判定手段の判定結果を長時間純慣性である
場合または長時間純慣性でない場合にそれぞれ分類する
手段と、前記分類する手段の分類結果にしたがってモー
ドを選択する手段とを含むことが望ましい。
静定または未静定を判定する第一判定手段と、船舶の航
海中または停泊中を判定する第二判定手段と、この第二
判定手段の判定結果にしたがって前記第一判定手段の判
定結果を航海中または停泊中にそれぞれ分類する手段
と、電磁ログの使用可否を判定する第三判定手段と、こ
の第三判定手段の判定結果にしたがって前記第二判定手
段の判定結果を使用可または使用不可にそれぞれ分類す
る手段と、ＧＰＳの使用可否を判定する第四判定手段
と、この第四判定手段の判定結果にしたがって前記第三
判定手段の判定結果を使用可または使用不可にそれぞれ
分類する手段と、長時間純慣性であるか否かを判定する
第五判定手段と、この第五判定手段の判定結果にしたが
って前記第四判定手段の判定結果を長時間純慣性である
場合または長時間純慣性でない場合にそれぞれ分類する
手段と、前記分類する手段の分類結果にしたがってモー
ドを選択する手段とを含むことが望ましい。
【００２１】これにより、きわめて高い確度で船舶の現
在の状況を判定することができるため、状況の誤認によ
る誤差の拡大といった不都合を回避することができる。
これにより、船舶の運行状況に適合した補正モードを自
動的に選択することができる。したがって、豊富な経験
または熟練した技術に頼ることなく誤差を修正すること
ができる。また、信頼性を向上させた航法装置を実現す
ることができるため、船舶を安全に航行させることがで
きる。
在の状況を判定することができるため、状況の誤認によ
る誤差の拡大といった不都合を回避することができる。
これにより、船舶の運行状況に適合した補正モードを自
動的に選択することができる。したがって、豊富な経験
または熟練した技術に頼ることなく誤差を修正すること
ができる。また、信頼性を向上させた航法装置を実現す
ることができるため、船舶を安全に航行させることがで
きる。
【００２２】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１を参照し
て説明する。図１は本発明実施例のジャイロコンパスの
要部ブロック構成図である。
て説明する。図１は本発明実施例のジャイロコンパスの
要部ブロック構成図である。
【００２３】本発明はジャイロコンパスであって、図１
に示すように、船舶に備えられたジャイロ１０および加
速度計３の出力を取り込み船舶の方位および姿勢を計算
する手段である方位姿勢計算部２と、前記船舶に備えら
れたＧＰＳ１１および電磁ログ１３の出力を取り込み方
位姿勢計算部２の誤差を自動的に補正する手段である誤
差量推定部９および誤差補正量計算部５とを備えたジャ
イロコンパス２０である。
に示すように、船舶に備えられたジャイロ１０および加
速度計３の出力を取り込み船舶の方位および姿勢を計算
する手段である方位姿勢計算部２と、前記船舶に備えら
れたＧＰＳ１１および電磁ログ１３の出力を取り込み方
位姿勢計算部２の誤差を自動的に補正する手段である誤
差量推定部９および誤差補正量計算部５とを備えたジャ
イロコンパス２０である。
【００２４】ここで、本発明の特徴とするところは、Ｇ
ＰＳ１１、音波ログ１２、電磁ログ１３、推進機運転状
況検出部１６の出力にしたがって船舶の運行状況に適合
する補正モードを自動的に選択する手段である運行状況
判断部１を含むところにある。
ＰＳ１１、音波ログ１２、電磁ログ１３、推進機運転状
況検出部１６の出力にしたがって船舶の運行状況に適合
する補正モードを自動的に選択する手段である運行状況
判断部１を含むところにある。
【００２５】
【実施例】本発明実施例を図１および図２を参照して説
明する。図２はモード選択手順を説明するためのフラグ
の状況を示す図である。
明する。図２はモード選択手順を説明するためのフラグ
の状況を示す図である。
【００２６】各モードについては従来例で説明したとお
りである。自動モードは、本発明の特徴であり、各モー
ドを自動的に選択するモードである。図２に示すよう
に、まず、ジャイロコンパスの静定が完了しているか否
かを判定する（Ｓ１）。これは、ジャイロコンパスの電
源を投入してからの経過時間により定められるものであ
る。このようにしてジャイロコンパスの静定が完了して
いる場合には、フラグ“１”が立ち、完了していない場
合にはフラグ“０”が立つ。
りである。自動モードは、本発明の特徴であり、各モー
ドを自動的に選択するモードである。図２に示すよう
に、まず、ジャイロコンパスの静定が完了しているか否
かを判定する（Ｓ１）。これは、ジャイロコンパスの電
源を投入してからの経過時間により定められるものであ
る。このようにしてジャイロコンパスの静定が完了して
いる場合には、フラグ“１”が立ち、完了していない場
合にはフラグ“０”が立つ。
【００２７】次に、船舶が航海中であるか停泊中である
かを判定する（Ｓ２）。この判定には、以下の式 ＰNAV ＝（電磁ログ速度）×ＩEML ＋（音波ログ速度）×ＩDRT ＋ （ＧＰＳ位置変化から求めた速度）×ＩGPS ＋ （プロペラ回転数×プロペラ角から推定される速度）×ＩPEL …（１） ＩNAV ＝ＩEML ＋ＩDRT ＋ＩGPS ＋ＩPEL …（２） を用いる。ただし、ＩEML は電磁ログの信頼度係数、Ｉ
DRT は音波ログの信頼度係数、ＩGPS はＧＰＳの信頼度
係数、ＩPEL はプロペラ回転数×プロペラ角から推定さ
れる速度の信頼度係数であり、これら信頼度係数は０〜
１の範囲の値をとり、センサの非動作時またはデータ無
効時には“０”となる。なお、（プロペラ回転数×プロ
ペラ角から推定される速度）は、推進機運転状況検出部
１６がプロペラ（推進機）回転数およびプロペラ角を検
出し、この検出結果にしたがって計算する。
かを判定する（Ｓ２）。この判定には、以下の式 ＰNAV ＝（電磁ログ速度）×ＩEML ＋（音波ログ速度）×ＩDRT ＋ （ＧＰＳ位置変化から求めた速度）×ＩGPS ＋ （プロペラ回転数×プロペラ角から推定される速度）×ＩPEL …（１） ＩNAV ＝ＩEML ＋ＩDRT ＋ＩGPS ＋ＩPEL …（２） を用いる。ただし、ＩEML は電磁ログの信頼度係数、Ｉ
DRT は音波ログの信頼度係数、ＩGPS はＧＰＳの信頼度
係数、ＩPEL はプロペラ回転数×プロペラ角から推定さ
れる速度の信頼度係数であり、これら信頼度係数は０〜
１の範囲の値をとり、センサの非動作時またはデータ無
効時には“０”となる。なお、（プロペラ回転数×プロ
ペラ角から推定される速度）は、推進機運転状況検出部
１６がプロペラ（推進機）回転数およびプロペラ角を検
出し、この検出結果にしたがって計算する。
【００２８】上記二つの式を用いて、 ｜ＰNAV ｜≧ＩNAV ×ＣＨＧNAV …（３） であれば、航海中と判定する。また、 ｜ＰNAV ｜＜ＩNAV ×ＣＨＧDOCK …（４） の状態が１分間継続したときには停泊中と判定する。
【００２９】すなわち、（１）式は各センサから求めた
速度に信頼度係数を重み付け係数として乗じてから足し
合わせたものであり、（２）式は各センサの信頼度係数
を足し合わせたものである。（３）式では、 ｜ＰNAV ｜／ＩNAV ≧ＣＨＧNAV となり、有効なセンサの出力に重み付け係数を乗じて平
均した値がＣＨＧNAV を越えれば「航海中」と判定す
る。本発明実施例では、ＣＨＧNAV を１ノットとした。
また、（４）式では、 ｜ＰNAV ｜／ＩNAV ＜ＣＨＧDOCK となり、有効なセンサの出力に重み付け係数を乗じて平
均した値がＣＨＧDOCK未満となって１分間継続すれば
「停泊中」と判定する。本発明実施例では、ＣＨＧDOCK
を０．５ノットとした。ＣＨＧNAV ＞ＣＨＧDOCKとする
ことにより、閾値付近でのチャタリングを回避すること
ができる。
速度に信頼度係数を重み付け係数として乗じてから足し
合わせたものであり、（２）式は各センサの信頼度係数
を足し合わせたものである。（３）式では、 ｜ＰNAV ｜／ＩNAV ≧ＣＨＧNAV となり、有効なセンサの出力に重み付け係数を乗じて平
均した値がＣＨＧNAV を越えれば「航海中」と判定す
る。本発明実施例では、ＣＨＧNAV を１ノットとした。
また、（４）式では、 ｜ＰNAV ｜／ＩNAV ＜ＣＨＧDOCK となり、有効なセンサの出力に重み付け係数を乗じて平
均した値がＣＨＧDOCK未満となって１分間継続すれば
「停泊中」と判定する。本発明実施例では、ＣＨＧDOCK
を０．５ノットとした。ＣＨＧNAV ＞ＣＨＧDOCKとする
ことにより、閾値付近でのチャタリングを回避すること
ができる。
【００３０】このように、停泊中であるか航海中である
かを判定し、航海中ならばフラグ“１”を立て、停泊中
ならばフラグ“０”を立てる。
かを判定し、航海中ならばフラグ“１”を立て、停泊中
ならばフラグ“０”を立てる。
【００３１】次に、電磁ログ１３の使用可否を判定する
（Ｓ３）。船舶が直進中であり、電磁ログ１３のハード
ウェアが正常であれば使用可能としてフラグ“１”を立
てる。また、船舶が旋回中であり、電磁ログ１３の精度
が劣化しているとき、あるいは、電磁ログ１３のハード
ウェアに障害が発生して無効となっているときに使用不
可としてフラグ“０”を立てる。
（Ｓ３）。船舶が直進中であり、電磁ログ１３のハード
ウェアが正常であれば使用可能としてフラグ“１”を立
てる。また、船舶が旋回中であり、電磁ログ１３の精度
が劣化しているとき、あるいは、電磁ログ１３のハード
ウェアに障害が発生して無効となっているときに使用不
可としてフラグ“０”を立てる。
【００３２】次に、ＧＰＳ１１の使用可否を判定する
（Ｓ４）。ＧＰＳ１１のハードウェアが正常であり、Ｇ
ＰＳ衛星からの電波受信状況が正常であり、また、誤差
が許容範囲内であれば使用可能としてフラグ“１”を立
てる。また、ＧＰＳ１１のハードウェアに障害が発生し
て無効となっているとき、あるいは、ＧＰＳ衛星からの
電波受信状況が異常であり、また、誤差が許容範囲を越
えていれば使用不可としてフラグ“０”を立てる。
（Ｓ４）。ＧＰＳ１１のハードウェアが正常であり、Ｇ
ＰＳ衛星からの電波受信状況が正常であり、また、誤差
が許容範囲内であれば使用可能としてフラグ“１”を立
てる。また、ＧＰＳ１１のハードウェアに障害が発生し
て無効となっているとき、あるいは、ＧＰＳ衛星からの
電波受信状況が異常であり、また、誤差が許容範囲を越
えていれば使用不可としてフラグ“０”を立てる。
【００３３】さらに、長時間純慣性であるか否かを判定
する（Ｓ５）。船舶が旋回中であるなどの事情により、
慣性検出部１５の出力だけにしたがって方位姿勢計算部
２が船舶の方位および姿勢を計算しているとき、慣性検
出部１５の累積誤差が許容範囲を越えているか否かを判
定し、越えているときにはフラグ“１”を立てる。越え
ていないときにはフラグ“０”を立てる。これらの判定
結果（Ｓ１〜Ｓ５）にしたがって適切なモードが決定さ
れる（Ｓ６）。
する（Ｓ５）。船舶が旋回中であるなどの事情により、
慣性検出部１５の出力だけにしたがって方位姿勢計算部
２が船舶の方位および姿勢を計算しているとき、慣性検
出部１５の累積誤差が許容範囲を越えているか否かを判
定し、越えているときにはフラグ“１”を立てる。越え
ていないときにはフラグ“０”を立てる。これらの判定
結果（Ｓ１〜Ｓ５）にしたがって適切なモードが決定さ
れる（Ｓ６）。
【００３４】例えば、ジャイロコンパスの静定が完了
し、航海中であり、旋回中であるために電磁ログ１３が
使用不可であるときに、長時間純慣性フラグが“０”の
間は航海モードを選択し、長時間純慣性フラグが“１”
となればログ強制入モードを選択する。
し、航海中であり、旋回中であるために電磁ログ１３が
使用不可であるときに、長時間純慣性フラグが“０”の
間は航海モードを選択し、長時間純慣性フラグが“１”
となればログ強制入モードを選択する。
【００３５】例えば、ジャイロコンパスが未静定のま
ま、出航せざるを得ない事態が発生したときには、電磁
ログ１３が使用可能であれば、電磁ログ１３およびその
他のセンサを用いてジャイロコンパスの誤差を補正しな
がら航海モードとすることができる。このとき、電磁ロ
グ１３が使用不可であれば、停泊モードとし、航海しな
がらジャイロコンパスの静定を試みる。航海速度が２０
ノット以下であれば、航海中に静定を行っても方位誤差
は最大約１．６度となり、通常の操舵用としては使用可
能に静定できる。
ま、出航せざるを得ない事態が発生したときには、電磁
ログ１３が使用可能であれば、電磁ログ１３およびその
他のセンサを用いてジャイロコンパスの誤差を補正しな
がら航海モードとすることができる。このとき、電磁ロ
グ１３が使用不可であれば、停泊モードとし、航海しな
がらジャイロコンパスの静定を試みる。航海速度が２０
ノット以下であれば、航海中に静定を行っても方位誤差
は最大約１．６度となり、通常の操舵用としては使用可
能に静定できる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
船舶の運行状況に適応した方位姿勢計算部の補正モード
を自動的に選択することができる。したがって、豊富な
経験または熟練した技術に頼ることなく方位姿勢計算部
の誤差を修正することができる。本発明によれば、信頼
性を向上させ、船舶を安全に航行させることができる航
法装置を実現することができる。
船舶の運行状況に適応した方位姿勢計算部の補正モード
を自動的に選択することができる。したがって、豊富な
経験または熟練した技術に頼ることなく方位姿勢計算部
の誤差を修正することができる。本発明によれば、信頼
性を向上させ、船舶を安全に航行させることができる航
法装置を実現することができる。
【図１】本発明実施例の航法装置の要部ブロック構成
図。
図。
【図２】モード選択手順を説明するためのフラグの状況
を示す図。
を示す図。
【図３】船舶に配置された各種センサおよびジャイロコ
ンパスを示す図。
ンパスを示す図。
【図４】従来例の航法装置の要部ブロック構成図。
１ 運行状況判断部 ２ 方位姿勢計算部 ３ 加速度計 ４ ジャイロ補正部 ５ 誤差補正量計算部 ６ 切替スイッチ ７ モード命令部 ８ インタフェース ９ 誤差量推定部 １０ ジャイロ １１ ＧＰＳ １２ 音波ログ １３ 電磁ログ １４ プロペラ １５ 慣性検出部 １６ 推進機運転状況検出部 ２０ ジャイロコンパス
Claims (2)
- 【請求項１】 船舶に備えられたジャイロおよび加速度
計の出力を取り込み船舶の方位および姿勢を計算する手
段と、前記船舶に備えられた各種センサの出力を取り込
み前記計算する手段の誤差を自動的に補正する手段とを
備えたジャイロコンパスにおいて、 前記誤差を自動的に補正する手段は、前記各種センサの
出力にしたがって船舶の運行状況に適合する補正モード
を自動的に選択する手段を含むことを特徴とするジャイ
ロコンパス。 - 【請求項２】 前記選択する手段は、ジャイロコンパス
の静定または未静定を判定する第一判定手段と、船舶の
航海中または停泊中を判定する第二判定手段と、この第
二判定手段の判定結果にしたがって前記第一判定手段の
判定結果を航海中または停泊中にそれぞれ分類する手段
と、電磁ログの使用可否を判定する第三判定手段と、こ
の第三判定手段の判定結果にしたがって前記第二判定手
段の判定結果を使用可または使用不可にそれぞれ分類す
る手段と、ＧＰＳの使用可否を判定する第四判定手段
と、この第四判定手段の判定結果にしたがって前記第三
判定手段の判定結果を使用可または使用不可にそれぞれ
分類する手段と、長時間純慣性であるか否かを判定する
第五判定手段と、この第五判定手段の判定結果にしたが
って前記第四判定手段の判定結果を長時間純慣性である
場合または長時間純慣性でない場合にそれぞれ分類する
手段と、前記分類する手段の分類結果にしたがってモー
ドを選択する手段とを含む請求項１記載のジャイロコン
パス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360298A JP3522550B2 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ジャイロコンパス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360298A JP3522550B2 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ジャイロコンパス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000142581A true JP2000142581A (ja) | 2000-05-23 |
| JP3522550B2 JP3522550B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=18043300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31360298A Expired - Lifetime JP3522550B2 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ジャイロコンパス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522550B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014193077A1 (ko) * | 2013-05-27 | 2014-12-04 | (주)마이크로인피니티 | 방위각 제공 장치 |
| JP2022090767A (ja) * | 2020-12-08 | 2022-06-20 | 本田技研工業株式会社 | センサバイアス推定装置及びバイアス推定方法 |
| RU2799738C1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Гирополукомпас с аналитической азимутальной коррекцией |
-
1998
- 1998-11-04 JP JP31360298A patent/JP3522550B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014193077A1 (ko) * | 2013-05-27 | 2014-12-04 | (주)마이크로인피니티 | 방위각 제공 장치 |
| KR101519431B1 (ko) * | 2013-05-27 | 2015-05-12 | (주)마이크로인피니티 | 방위각 제공 장치 |
| CN105283733A (zh) * | 2013-05-27 | 2016-01-27 | 迈克罗茵费尼蒂股份有限公司 | 用于提供方位角的设备 |
| US9976857B2 (en) | 2013-05-27 | 2018-05-22 | Microinfinity Co., Ltd. | Apparatus for providing an azimuth angle |
| JP2022090767A (ja) * | 2020-12-08 | 2022-06-20 | 本田技研工業株式会社 | センサバイアス推定装置及びバイアス推定方法 |
| JP7418318B2 (ja) | 2020-12-08 | 2024-01-19 | 本田技研工業株式会社 | センサバイアス推定装置及びバイアス推定方法 |
| US12111159B2 (en) | 2020-12-08 | 2024-10-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Azimuth estimation device |
| RU2799738C1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Гирополукомпас с аналитической азимутальной коррекцией |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3522550B2 (ja) | 2004-04-26 |
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