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JP2003344437A - Ground speed calculation method and ground speed calculation device - Google Patents

Ground speed calculation method and ground speed calculation device

Info

Publication number
JP2003344437A
JP2003344437A JP2002152283A JP2002152283A JP2003344437A JP 2003344437 A JP2003344437 A JP 2003344437A JP 2002152283 A JP2002152283 A JP 2002152283A JP 2002152283 A JP2002152283 A JP 2002152283A JP 2003344437 A JP2003344437 A JP 2003344437A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground speed
speed
ground
water
signal
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.)
Withdrawn
Application number
JP2002152283A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Kaji
洋隆 梶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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 Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP2002152283A priority Critical patent/JP2003344437A/en
Publication of JP2003344437A publication Critical patent/JP2003344437A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ground speed calculation method and a ground speed calculation device suitable for realizing inexpensive and highly-accurate detection of the ground speed by utilizing a ground speed detection device having a comparatively long positioning cycle and a sea speed detection device having a shorter positioning cycle than the ground speed detection device in a marine structure. <P>SOLUTION: A sailing control system 1 has a constitution including an external environmental information input part 10 for inputting external environmental information such as a bow azimuth, the sea speed detection device 12 for detecting the speed of the marine structure against the water surface, the ground speed detection device 13 for detecting the speed of the marine structure against the ground surface, a driving force control device 14, and a propeller 15. The driving force control device 14 has a constitution including a driving force control part 140 including a target driving force calculation module 140a and an operation quantity calculation module, and a ground speed calculation part 141 for calculating an estimated value of the ground speed based on a detection result by the sea speed detection device 12 and a detection result by the ground speed detection device 13. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶における対地
速度の算出方法に係り、特に、対地速度検出装置よりも
細かいサンプリング周期で対地速度を算出するのに好適
な対地速度算出方法及び対地速度算出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calculating a ground speed in a ship, and more particularly to a ground speed calculation method and a ground speed calculation suitable for calculating the ground speed in a sampling period smaller than that of the ground speed detection device. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ジャイロコンパスや磁気コンパス
などの船首方位検出装置から得られる船首方位情報を用
いて、電動または油圧アクチュエータなどによって駆動
される操舵装置(舵)の動作を最小にとどめながら設定
された針路方向に船首を保持する制御装置として自動針
路保持装置(オートパイロット)がある。しかし、実際
の航海では潮流や風の影響により船体の受ける抵抗が変
化し、所望の速度を得られずに到達時間に狂いが生じた
り、速度が低下しすぎた場合はオートパイロットが十分
に動作せず(速度が落ちすぎて舵がとれなくなるな
ど)、針路に狂いが生じたりする恐れがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heading direction information obtained from a heading direction detecting device such as a gyro compass or a magnetic compass is used to set the operation of a steering device (rudder) driven by an electric or hydraulic actuator while minimizing the operation. As a control device that holds the bow in the specified course direction, there is an automatic course holding device (autopilot). However, in actual voyages, the resistance of the hull changes due to the influence of tidal current and wind, and if the desired time is not obtained and the arrival time is distorted, or if the speed is too low, the autopilot operates sufficiently. If you do not do so (eg, the speed becomes too slow to steer), the course may be misaligned.

【0003】そこで、大型船舶ではオートパイロットを
速度制御と組み合わせて用い、大型船舶を定速で航走さ
せることで航海計画通りの航走を可能としている。大型
船舶においては、対地速度を検出する対地速度検出装置
として主にGPS、DGPS及びドップラーログが用い
られている。また、小型船舶は、大型船舶よりも潮流や
風から受ける影響が大きいため、大型船舶と同様の構成
とすることは非常に効果的であり、且つ、速度制御の入
力を対地速度とすることで常に所望の対地速度で航走す
ることが可能となる。ここで、対地速度制御を実施する
場合、使用できる速度検出装置としてGPS、DGPS
及びドップラーログが有る。特にGPSは安価で、且
つ、船舶の位置情報を検出できるため最近の推進器を備
えた船舶にはほぼ標準で搭載されている。
Therefore, in a large vessel, an autopilot is used in combination with speed control to allow the large vessel to travel at a constant speed, thereby enabling the vessel to travel as planned. In large ships, GPS, DGPS and Doppler log are mainly used as ground speed detecting devices for detecting ground speed. In addition, small vessels are more affected by tidal currents and winds than large vessels, so it is very effective to have the same configuration as large vessels, and the speed control input is ground speed. It is possible to always sail at the desired ground speed. Here, when performing ground speed control, GPS, DGPS are used as speed detection devices that can be used.
And there is a Doppler log. In particular, since GPS is inexpensive and can detect the position information of a ship, it is installed as a standard on ships equipped with recent propulsion devices.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GPS
やDGPSは、対地速度のサンプリング周期が1秒以上
と長く、大型船舶に比べて旋回運動などが細かくて速い
小型船舶における速度制御の入力としては適していない
という問題がある。また、大型船舶に良く用いられるド
ップラーログは、海底に向けて発射した強音波の反射波
の周波数変化から速力を割り出すためGPSよりも短い
サンプリング周期で正確な対地速度を計れるが、GPS
に比べ高価で、且つ、水深百数十メートルまでが測定限
界であるといった問題がある。
However, the GPS
The DGPS has a problem that the sampling period of the ground speed is as long as 1 second or more and is not suitable as an input for speed control in a small vessel which has a fine turning motion and is faster than a large vessel. In addition, the Doppler log, which is often used for large ships, can measure accurate ground speed in a shorter sampling period than GPS because the speed is calculated from the frequency change of the reflected wave of the strong ultrasonic wave emitted toward the sea floor.
There is a problem that it is more expensive than the above and the measurement limit is up to hundreds of tens of meters.

【0005】また、対地速度のサンプリング周期を短く
するためにGPS等の対地速度検出装置の搭載された小
型船舶に新たに高価なドップラーログを搭載するのはコ
ストがかかるといった問題が生じる。そこで、本発明
は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目
してなされたものであって、船舶において、測位周期の
比較的長い対地速度検出装置とこの対地速度検出装置よ
りも測位周期の短い対水速度検出装置とを利用して、安
価で高精度の対地速度の検出を実現するのに好適な対地
速度算出方法及び対地速度算出装置を提供することを目
的としている。
Further, there is a problem in that it is costly to newly install an expensive Doppler log in a small vessel equipped with a ground speed detecting device such as GPS in order to shorten the sampling period of the ground speed. Therefore, the present invention has been made by paying attention to the unsolved problem of such a conventional technique, and in a ship, rather than a ground speed detection device having a relatively long positioning cycle and this ground speed detection device. An object of the present invention is to provide a ground speed calculation method and a ground speed calculation device suitable for realizing inexpensive and highly accurate ground speed detection by utilizing a water speed detection device having a short positioning cycle.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項1記載の対地速度算出方法は、
船舶の地表に対する速度を検出する対地速度算出方法で
あって、前記船舶は、推進器と、当該船舶の水面に対す
る速度を検出する対水速度検出装置と、当該船舶の地表
に対する速度を検出する対地速度検出装置と、を備えて
おり、前記対地速度検出装置における前記対地速度信号
のサンプリング周期が、前記対水速度検出装置における
対水速度信号のサンプリング周期よりも長く、前記対水
速度検出装置によって検出された対水速度信号と前記対
地速度検出装置によって検出された対地速度信号とに基
づき、前記対地速度信号のサンプリング周期よりも短い
周期毎に前記対地速度信号の推定値を算出し、この推定
値をその時点の対地速度信号の検出値とすることを特徴
としている。
In order to achieve the above-mentioned object, a ground speed calculating method according to claim 1 of the present invention comprises:
A ground speed calculation method for detecting a speed of a ship with respect to the ground surface, wherein the ship has a propulsion device, a water speed detection device for detecting a speed of the ship with respect to the water surface, and a ground surface for detecting a speed of the ship with respect to the ground surface. And a speed detection device, the sampling period of the ground speed signal in the ground speed detection device is longer than the sampling period of the water speed signal in the water speed detection device, by the water speed detection device Based on the detected ground speed signal and the ground speed signal detected by the ground speed detecting device, an estimated value of the ground speed signal is calculated for each cycle shorter than the sampling cycle of the ground speed signal, and this estimation is performed. The feature is that the value is the detected value of the ground speed signal at that time.

【0007】つまり、対地速度検出装置における対地速
度信号のサンプリング周期が、対水速度検出装置におけ
る対水速度信号のサンプリング周期よりも長い場合に、
対水速度検出装置によって検出された対水速度信号と対
地速度検出装置によって検出された対地速度信号とに基
づき、対地速度信号のサンプリング周期よりも短い周期
毎に対地速度信号の推定値を算出し、その算出結果をそ
の時点の対地速度信号の検出値とするようにした対地速
度の検出方法であり、対地速度が細かく変化するような
状況において、サンプリング周期の比較的長い対地速度
検出装置を搭載した船舶でも、搭載された対地速度検出
装置のサンプリング周期より細かい周期で変化する速度
情報の検出が可能となる。
That is, when the sampling period of the ground speed signal in the ground speed detecting device is longer than the sampling period of the water speed signal in the water speed detecting device,
Based on the water speed signal detected by the water speed detection device and the ground speed signal detected by the ground speed detection device, an estimated value of the ground speed signal is calculated for each cycle shorter than the sampling cycle of the ground speed signal. A ground speed detection method in which the calculation result is used as the detection value of the ground speed signal at that time, and a ground speed detection device with a relatively long sampling period is installed in a situation where the ground speed changes minutely. Even with such a ship, it is possible to detect speed information that changes in a cycle smaller than the sampling cycle of the onboard ground speed detection device.

【0008】また、請求項2に係る発明は、請求項1記
載の対地速度算出方法において、前記対地速度信号のサ
ンプリング毎に対地速度信号と対水速度信号の速度偏差
を算出し、前記サンプリングされた対水速度信号に前記
速度偏差を加えた値をその時点の対地速度信号の推定値
として算出することを特徴としている。つまり、対地速
度信号のサンプリング毎に対地速度信号と対水速度信号
の速度偏差を算出し、前記サンプリングされた対水速度
信号に前記速度偏差を加えた値を対地速度の推定値とし
て算出するようにし、その算出結果をその時点の対地速
度の検出値とするようにした対地速度の検出方法であ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the ground speed calculating method according to the first aspect, the speed deviation between the ground speed signal and the water speed signal is calculated for each sampling of the ground speed signal, and the sampling is performed. It is characterized in that a value obtained by adding the speed deviation to the water speed signal is calculated as an estimated value of the ground speed signal at that time. That is, the speed deviation between the ground speed signal and the water speed signal is calculated for each sampling of the ground speed signal, and a value obtained by adding the speed deviation to the sampled water speed signal is calculated as an estimated value of the ground speed. In addition, the calculation result is used as the detection value of the ground speed at that time.

【0009】また、請求項3に係る発明は、請求項1又
は請求項2記載の対地速度算出方法において、前記推定
値の算出は、ニューラルネットワーク、ファジー推論及
びCMACのうち少なくとも一つを利用して算出するよ
うになっていることを特徴としている。つまり、推定値
の算出に、ニューラルネットワーク、ファジー推論及び
CMACのうち少なくとも一つを利用するようにした対
地速度の検出方法である。
The invention according to claim 3 is the method for calculating the ground speed according to claim 1 or 2, wherein the estimated value is calculated using at least one of a neural network, fuzzy inference, and CMAC. The feature is that it is calculated by In other words, it is a method of detecting the ground speed in which at least one of a neural network, fuzzy inference, and CMAC is used to calculate the estimated value.

【0010】また、請求項4に係る発明は、請求項1乃
至請求項3のいずれか1項に記載の対地速度算出方法に
おいて、前記船舶は、前記対水速度検出装置として、水
車式ログ、圧力式ログ、及び、電磁式ログのうち少なく
とも一を備えることを特徴としている。つまり、船舶
が、対水速度検出装置として、水車式ログ、圧力式ロ
グ、及び、電磁式ログのうち少なくとも一を備えた場合
である。
Further, the invention according to claim 4 is the method for calculating the ground speed according to any one of claims 1 to 3, wherein the ship is a water turbine type log as the water speed detecting device, At least one of a pressure log and an electromagnetic log is provided. That is, this is a case where the ship is provided with at least one of a water turbine type log, a pressure type log, and an electromagnetic type log as a water speed detection device.

【0011】また、請求項5に係る発明は、請求項1乃
至請求項4のいずれか1項に記載の対地速度算出方法に
おいて、前記対地速度検出装置は、GPS、又は、DG
PSの機能を利用していることを特徴としている。つま
り、船舶が、対地速度検出装置として、GPS、又は、
DGPSのうちいずれか一方を備えた場合である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ground speed calculating method according to any one of the first to fourth aspects, the ground speed detecting device is a GPS or a DG.
It is characterized by using the PS function. That is, the ship uses GPS, or
This is the case where either one of the DGPS is provided.

【0012】また、本発明に係る請求項6記載の対地速
度算出装置は、推進器と、自己の水面に対する速度を検
出する対水速度検出装置と、自己の地表に対する速度を
検出する対地速度検出装置と、を備えた船舶用の前記対
地速度の推定値を算出する対地速度算出装置であって、
前記対地速度信号のサンプリング周期が前記対水速度検
出装置における対水速度信号のサンプリング周期よりも
長いときに、前記対水速度検出装置によって検出された
対水速度と前記対地速度検出装置によって検出された対
地速度とに基づき、前記対地速度信号のサンプリング周
期よりも短い周期毎に前記対地速度信号の推定値を算出
するようになっていることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a ground speed calculating device, a propulsion device, a water speed detecting device for detecting a speed with respect to the own water surface, and a ground speed detecting device for detecting a speed with respect to the own ground surface. A device, and a ground speed calculation device for calculating an estimated value of the ground speed for a ship comprising:
When the sampling period of the ground speed signal is longer than the sampling period of the water speed signal in the water speed detecting device, the water speed detected by the water speed detecting device and the ground speed detecting device are detected. It is characterized in that the estimated value of the ground speed signal is calculated for each cycle shorter than the sampling cycle of the ground speed signal based on the ground speed.

【0013】つまり、前記対地速度信号のサンプリング
周期が前記対水速度検出装置における対水速度信号のサ
ンプリング周期よりも長いときに、対水速度検出装置に
よって検出された対水速度と対地速度検出装置によって
検出された対地速度とに基づき、対地速度信号のサンプ
リング周期よりも短い周期毎に前記対地速度信号の推定
値を算出することが可能としたものである。
That is, when the sampling period of the ground speed signal is longer than the sampling period of the water speed signal in the water speed detecting device, the water speed detected by the water speed detecting device and the ground speed detecting device are detected. It is possible to calculate the estimated value of the ground speed signal for each cycle shorter than the sampling cycle of the ground speed signal based on the ground speed detected by.

【0014】ここで、本発明は、請求項1記載の対地速
度算出方法を実現するための対地速度の推定値を算出す
る装置であり、その効果は重複するので記載を省略す
る。また、請求項7に係る発明は、請求項6記載の対地
速度算出装置において、前記対地速度信号のサンプリン
グ毎に対地速度信号と対水速度信号の速度偏差を算出
し、前記サンプリングされた対水速度信号に前記速度偏
差を加えた値をその時点の対地速度信号の推定値として
算出することを特徴としている。
Here, the present invention is an apparatus for calculating an estimated value of the ground speed for realizing the method for calculating the ground speed according to the first aspect of the present invention, and description thereof will be omitted because its effects are duplicated. According to a seventh aspect of the present invention, in the ground speed calculation device according to the sixth aspect, the speed deviation between the ground speed signal and the water speed signal is calculated for each sampling of the ground speed signal, and the sampled water speed is calculated. It is characterized in that a value obtained by adding the speed deviation to the speed signal is calculated as an estimated value of the ground speed signal at that time.

【0015】つまり、対地速度信号のサンプリング毎に
対地速度信号と対水速度信号の速度偏差を算出し、前記
サンプリングされた対水速度信号に前記速度偏差を加え
た値を対地速度の推定値として算出するようにしたもの
である。ここで、本発明は、請求項2記載の対地速度算
出方法を実現するための対地速度の推定値を算出する装
置であり、その効果は重複するので記載を省略する。
That is, the speed deviation between the ground speed signal and the water speed signal is calculated for each sampling of the ground speed signal, and a value obtained by adding the speed deviation to the sampled water speed signal is used as an estimated value of the ground speed. It is calculated. Here, the present invention is an apparatus for calculating an estimated value of the ground speed for realizing the ground speed calculation method according to claim 2, and description thereof will be omitted because its effects are duplicated.

【0016】また、請求項8に係る発明は、請求項6又
は請求項7記載の対地速度算出装置において、前記推定
値の算出はニューラルネットワーク、ファジー推論及び
CMACのうち少なくとも一を利用して算出するように
なっていることを特徴としている。つまり、推定値の算
出に、ニューラルネットワーク、ファジー推論及びCM
ACのうち少なくとも一つを利用するようにしたもので
ある。
The invention according to claim 8 is the ground speed calculating apparatus according to claim 6 or 7, wherein the estimated value is calculated using at least one of a neural network, fuzzy inference, and CMAC. The feature is that it is designed to do. In other words, neural network, fuzzy reasoning and CM are used to calculate the estimated value.
At least one of the ACs is used.

【0017】ここで、本発明は、請求項3記載の対地速
度算出方法を実現するための対地速度の推定値を算出す
る装置であり、その効果は重複するので記載を省略す
る。また、請求項9に係る発明は、請求項6乃至請求項
8のいずれか1項に記載の対地速度算出装置において、
前記船舶は、前記対水速度検出装置として、水車式ロ
グ、圧力式ログ、及び、電磁式ログのうち少なくとも一
を備えることを特徴としている。
Here, the present invention is an apparatus for calculating an estimated value of the ground speed for realizing the method for calculating the ground speed according to claim 3, and description thereof will be omitted because its effects are duplicated. The invention according to claim 9 is the ground speed calculating device according to any one of claims 6 to 8,
The watercraft includes at least one of a water turbine type log, a pressure type log, and an electromagnetic type log as the water speed detection device.

【0018】ここで、本発明は、請求項4記載の対地速
度算出方法を実現するための対地速度の推定値を算出す
る装置であり、その効果は重複するので記載を省略す
る。また、請求項10に係る発明は、請求項6乃至請求
項9のいずれか1項に記載の対地速度算出装置におい
て、前記対地速度検出装置は、GPS、又は、DGPS
の機能を利用していることを特徴としている。
Here, the present invention is a device for calculating an estimated value of the ground speed for realizing the method for calculating the ground speed according to claim 4, and description thereof will be omitted because its effects are duplicated. The invention according to claim 10 is the ground speed calculating device according to any one of claims 6 to 9, wherein the ground speed detecting device is a GPS or a DGPS.
It is characterized by using the function of.

【0019】ここで、本発明は、請求項5記載の対地速
度算出方法を実現するための対地速度の推定値を算出す
る装置であり、その効果は重複するので記載を省略す
る。
Here, the present invention is an apparatus for calculating an estimated value of the ground speed for realizing the method for calculating the ground speed according to the fifth aspect of the present invention, and description thereof will be omitted because its effects are duplicated.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1乃至図5は、本発明に係る対地
速度検出部を備えた航走制御システムの実施の形態を示
す図である。まず、本発明に係る対地速度検出部を備え
た航走制御システムの構成を図1を参照しながら説明す
る。図1は、本発明に係る航走制御システムの構成を示
すブロック図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 are diagrams showing an embodiment of a cruise control system including a ground speed detecting section according to the present invention. First, the configuration of a cruise control system including a ground speed detecting unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a cruise control system according to the present invention.

【0021】図1に示すように、航走制御システム1
は、船首方位などの外部環境情報を入力するための外部
環境情報入力部10と、船舶の水面に対する速度を検出
する対水速度検出装置12と、船舶の地表に対する速度
を検出する対地速度検出装置13と、推進力制御装置1
4と、推進器15と、を含んだ構成となっている。推進
力制御装置14は、目標推進力算出モジュール140a
及び操作量算出モジュールを含んで成る推進力制御部1
40と、対水速度検出装置12の検出結果及び対地速度
検出装置13の検出結果に基づき対地速度の推定値を算
出する対地速度算出部141と、を含んだ構成となって
いる。
As shown in FIG. 1, the cruise control system 1
Is an external environment information input unit 10 for inputting external environment information such as a heading, a water speed detection device 12 for detecting a speed of the ship with respect to the water surface, and a ground speed detection device for detecting a speed of the ship with respect to the ground surface. 13 and propulsion force control device 1
4 and the propulsion device 15 are included. The propulsion force control device 14 uses the target propulsion force calculation module 140a.
And a propulsion force control unit 1 including an operation amount calculation module
40, and a ground speed calculation unit 141 that calculates an estimated value of the ground speed based on the detection result of the water speed detection device 12 and the detection result of the ground speed detection device 13.

【0022】目標推進力算出モジュール140aは、対
地速度算出部141において算出された対地速度の推定
値に基づき推進力の目標値を算出するものである。操作
量算出モジュール140bは、現在の推進力が目標値と
なるように推進器を操作するための操作量を算出するも
のである。推進器15は、プロペラやジェットポンプ等
を駆動して船舶を航走させるもので、操作量算出モジュ
ール140bからの操作量に応じて推進力を調整する推
進力調整装置150を含んだ構成となっている。
The target propulsive force calculation module 140a is for calculating the target value of the propulsive force based on the estimated value of the ground speed calculated by the ground speed calculating section 141. The operation amount calculation module 140b is for calculating the operation amount for operating the propulsion device so that the current propulsive force reaches the target value. The propulsion device 15 drives a propeller, a jet pump, or the like to run the ship, and has a configuration including a propulsive force adjusting device 150 that adjusts the propulsive force according to the operation amount from the operation amount calculation module 140b. ing.

【0023】更に、図2に基づき、航走制御システム1
のより具体的な構成例である航走制御システム2の構成
を説明する。図2は、航走制御システム2の構成を示す
ブロック図である。図2に示すように、航走制御システ
ム2は、外部環境情報入力部として船首方位検出装置1
0aと、対水速度検出装置として圧力ログ12aと、対
地速度検出装置としてGPS13aと、推進力制御装置
として航走制御装置20と、推進器として船外機21
と、を含んだ構成となっている。
Further, based on FIG. 2, the cruise control system 1
The configuration of the cruise control system 2, which is a more specific configuration example of 1., will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the cruise control system 2. As shown in FIG. 2, the navigation control system 2 includes a heading detection device 1 as an external environment information input unit.
0a, a pressure log 12a as a water speed detection device, a GPS 13a as a ground speed detection device, a cruise control device 20 as a propulsion force control device, and an outboard motor 21 as a propulsion device.
It has a configuration that includes and.

【0024】船首方位検出装置10aは、ジャイロコン
パスや磁気コンパスなどの船舶の船首方位を検出するも
ので、ジャイロコンパスは、ジャイロスコープの特性と
地球の回転運動及び重力の相互作用とを応用して船首方
位を検出するものであり、一方、磁気コンパスは、地磁
気を応用して船首方位を検出するものである。圧力ログ
12aは、船外機21や船底に設けられた管に加わる圧
力の大きさから速度を求めるもので、高速域(40[k
m/h]以上)の速度を検出するのに適したものであ
る。主に、高速のクルージングなどに用いられる。
The heading detector 10a detects the heading of a ship such as a gyro compass and a magnetic compass. The gyro compass applies the characteristics of the gyroscope and the interaction of the rotational motion and gravity of the earth. The heading is detected, while the magnetic compass detects the heading by applying geomagnetism. The pressure log 12a is used to obtain the speed from the magnitude of the pressure applied to the outboard motor 21 and the pipe provided on the bottom of the ship, and is used in the high speed range (40 [k
m / h] or more). Mainly used for high speed cruising.

【0025】GPS13aは、衛星からの情報を受信し
て船舶の位置情報を検出するもので、更に、本実施の形
態においては、衛星からのドップラー周波数を利用して
小型船舶の対地速度を検出することが可能なものであ
る。航走制御装置20は、オートパイロット制御部20
0と、推進力制御部として電子スロットル弁制御部20
1と、対地速度算出部202と、を含んだ構成となって
いる。
The GPS 13a receives the information from the satellite to detect the position information of the ship. Further, in the present embodiment, the Doppler frequency from the satellite is used to detect the ground speed of the small ship. It is possible. The cruise control device 20 includes an autopilot control unit 20.
0, and an electronic throttle valve control unit 20 as a propulsion force control unit
1 and a ground speed calculation unit 202.

【0026】オートパイロット制御部200は、船首方
位検出装置10aによって検出された船首方位と使用者
11によって設定された設定針路とに基づき設定針路か
らのずれを補正する操舵角度を算出するものである。電
子スロットル弁制御部201は、目標エンジン回転数算
出モジュール201aと、電子スロットル弁開度算出モ
ジュール201bと、を含んだ構成となっている。
The autopilot control unit 200 calculates a steering angle for correcting the deviation from the set course based on the bow direction detected by the bow direction detection device 10a and the set course set by the user 11. . The electronic throttle valve control unit 201 is configured to include a target engine speed calculation module 201a and an electronic throttle valve opening calculation module 201b.

【0027】目標エンジン回転数算出モジュール201
aは、対地速度算出部202によって算出された対地速
度信号と使用者11によって設定された目標速度とに基
づき目標速度からのずれを補正するための目標エンジン
回転数を算出するものである。電子スロットル弁開度算
出モジュール201bは、目標エンジン回転数算出モジ
ュール201aによって算出された目標エンジン回転
数、船外機21からの現在のエンジン回転数及びエンジ
ン回転数の変化量に基づき適切な電子スロットル弁開度
を算出するものである。
Target engine speed calculation module 201
“A” is for calculating the target engine speed for correcting the deviation from the target speed based on the ground speed signal calculated by the ground speed calculation unit 202 and the target speed set by the user 11. The electronic throttle valve opening calculation module 201b uses an appropriate electronic throttle based on the target engine speed calculated by the target engine speed calculation module 201a, the current engine speed from the outboard motor 21, and the amount of change in the engine speed. The valve opening is calculated.

【0028】対地速度算出部202は、圧力ログ12a
によって所定のサンプリング周期Twで検出される対水
速度信号とGPS13aによって所定のサンプリング周
期Tgで検出される対地速度信号とに基づき対地速度V
gの推定値Vg’を算出するものである。なお、本実施
の形態においては、前記サンプリング周期は2Tw≦T
gの関係となっている。つまり、Vgは、最低でも2回
以上行われるVwのサンプリングに対して1回サンプリ
ングを行うことになる。
The ground speed calculating section 202 uses the pressure log 12a.
Based on the ground speed signal detected by the GPS 13a at the predetermined sampling cycle Tw and the ground speed signal detected by the GPS 13a at the predetermined sampling cycle Tg, the ground speed V
The estimated value Vg 'of g is calculated. In this embodiment, the sampling cycle is 2Tw ≦ T.
The relationship is g. That is, Vg is sampled once for Vw sampling that is performed at least twice.

【0029】船外機21は、パワーステアリング装置2
10と、電子スロットル弁装置211と、を含んだ構成
となっている。パワーステアリング装置210は、船舶
における操舵角度を変化させる装置であり、制御信号に
応じて自動的に船舶の舵を切ってくれるものである。こ
こで、パワーステアリング装置210は、一般に電動、
若しくは、油圧アクチュエータで駆動する装置である。
The outboard motor 21 is a power steering device 2
10 and an electronic throttle valve device 211. The power steering device 210 is a device that changes the steering angle of the ship, and automatically turns the ship in response to a control signal. Here, the power steering device 210 is generally electrically driven,
Alternatively, it is a device driven by a hydraulic actuator.

【0030】電子スロットル弁装置211は、制御信号
に応じて電子スロットル弁の開閉操作を行いエンジンへ
の吸入空気量を調節することが可能なものである。更
に、図2に示す航走制御システム2のより具体的な動作
を説明する。ここで、本実施の形態において、本システ
ムは、対地速度算出部202によって算出された対地速
度信号Vgと船首方位検出装置10aの出力と使用者1
1の設定内容とに基づきパワーステアリング装置210
と電子スロットル弁装置211とを備えた小型船舶の船
外機21を制御するようになっており、制御内容として
オートパイロットと速度制御とを実施するようになって
いる。
The electronic throttle valve device 211 is capable of adjusting the intake air amount to the engine by opening and closing the electronic throttle valve according to a control signal. Further, a more specific operation of the cruise control system 2 shown in FIG. 2 will be described. Here, in the present embodiment, the system is configured such that the ground speed signal Vg calculated by the ground speed calculation unit 202, the output of the bow direction detection device 10a, and the user 1
Power steering device 210 based on the setting contents of 1
The outboard motor 21 of a small boat equipped with an electronic throttle valve device 211 and an electronic throttle valve device 211 is controlled, and auto pilot and speed control are executed as control contents.

【0031】動作の流れを説明すると、使用者11によ
って目標対地速度及び設定針路がI/Fを介して入力さ
れ小型船舶の航走が開始されると、まず圧力式ログ12
aによってサンプリング周期Twで常時検出される対水
速度信号とGPS13aによってサンプリング周期Tg
で常時検出される対地速度信号とが対地速度算出部20
2に入力される。ここで、サンプリング周期Tw及びT
gが上記した関係にあるため、対地速度Vgの1回のサ
ンプリングに対して対水速度Vgのサンプリングは複数
回(少なくとも2回以上)行われることになる。
Explaining the flow of the operation, when the user 11 inputs the target ground speed and the set course via the I / F and the navigation of the small vessel is started, first, the pressure log 12 is entered.
a to the water velocity signal which is constantly detected in the sampling cycle Tw by a and the sampling cycle Tg by the GPS 13a.
The ground speed signal constantly detected by the ground speed calculation unit 20
Entered in 2. Here, the sampling periods Tw and T
Since g has the above-described relationship, sampling of the water velocity Vg is performed a plurality of times (at least twice or more) for one sampling of the ground velocity Vg.

【0032】本実施の形態において、対地速度算出部2
02は、対地速度Vgのサンプリング毎に、このVgの
サンプリング後に最初にサンプリングされる対水速度V
wと当該対地速度Vgとの差分(以下、本実施の形態で
はこれを速度偏差Vdと称する)を算出し、対地速度V
gの次のサンプリングまでに複数回サンプリングされる
対水速度Vwのそれぞれに前記速度偏差Vdを加算した
値をそのときどきの対地速度Vgの推定値Vg’として
算出する。つまり、対水速度Vwのサンプリング周期T
w毎に対地速度Vgの推定値Vg’を算出することにな
る。この推定値Vg’は、電子スロットル弁制御部20
1における目標エンジン回転数算出モジュール201a
に入力される。なお、対地速度Vgと対水速度Vwと対
地速度Vgの推定値Vg’との関係は図5に示すように
なる。この図から解るように、本実施の形態において、
対地速度Vgは1秒毎にサンプリングされており、対水
速度Vwは0.1秒毎にサンプリングされている。そし
て、対水速度Vwの最初のサンプリング時点(図中の斜
線部分)で対地速度Vgと対水速度Vwとの速度偏差V
dが算出され、このときの速度偏差Vdが次の対地速度
Vgのサンプリングまで0.1秒毎にサンプリングされ
る対水速度Vwにそれぞれ加算されて、対水速度Vwに
対する対地速度Vgの推定値Vg’として算出され出力
されている。
In the present embodiment, the ground speed calculator 2
02 is the water speed V that is first sampled after the sampling of this ground speed Vg every time the ground speed Vg is sampled.
The difference between w and the ground speed Vg (hereinafter referred to as speed deviation Vd in the present embodiment) is calculated, and the ground speed Vg is calculated.
A value obtained by adding the speed deviation Vd to each of the water speeds Vw sampled a plurality of times until the next sampling of g is calculated as an estimated value Vg ′ of the ground speed Vg at that time. That is, the sampling period T of the water velocity Vw
The estimated value Vg ′ of the ground speed Vg is calculated for each w. This estimated value Vg ′ is calculated by the electronic throttle valve control unit 20.
1 target engine speed calculation module 201a
Entered in. The relationship between the ground speed Vg, the water speed Vw, and the estimated value Vg ′ of the ground speed Vg is as shown in FIG. As can be seen from this figure, in the present embodiment,
The ground speed Vg is sampled every 1 second, and the water speed Vw is sampled every 0.1 second. The velocity deviation V between the ground speed Vg and the water speed Vw at the first sampling time (hatched portion in the figure) of the water speed Vw.
d is calculated, and the speed deviation Vd at this time is added to the water speed Vw sampled every 0.1 seconds until the next ground speed Vg is sampled, and the estimated value of the ground speed Vg with respect to the water speed Vw is calculated. It is calculated and output as Vg '.

【0033】一方、対地速度算出部202の動作処理と
並行して、オートパイロット制御部200には、船首方
位検出装置10aからの船首方位と使用者11の設定し
た設定針路とが入力されており、これらの情報に基づ
き、小型船舶が設定針路に向けて航走するように適切な
操舵角度を算出し、この操舵角度を船外機21における
パワーステアリング装置210に入力する。パワーステ
アリング装置210は、取得した操舵角度に応じた舵を
切ることにより目的の針路に向けて船舶が航走するよう
に船首方位を制御する。
On the other hand, in parallel with the operation processing of the ground speed calculating section 202, the bow direction from the bow direction detecting device 10a and the set course set by the user 11 are input to the autopilot control section 200. Based on these pieces of information, an appropriate steering angle is calculated so that the small boat runs toward the set course, and this steering angle is input to the power steering device 210 in the outboard motor 21. The power steering device 210 controls the heading of the vessel so that the vessel travels toward a target course by turning the rudder according to the acquired steering angle.

【0034】また、操舵角度が算出されると、電子スロ
ットル弁制御部201における目標エンジン回転数算出
モジュール201aは、対地速度算出部202によって
算出された推定値Vg’と使用者11によって設定され
た目標対地速度とに基づき目標エンジン回転数を算出す
る。更に、この算出された目標エンジン回転数は、電子
スロットル弁開度算出モジュール201bに入力され、
そこで、この目標エンジン回転数と船外機21からフィ
ードバックされる現在のエンジン回転数及びエンジン回
転数の変化量とに基づき適切な電子スロットル弁開度を
算出する。そして、算出された電子スロットル弁開度は
船外機21における電子スロットル弁装置211に入力
され、そこで、この入力値に応じた電子スロットル弁の
開閉操作が行われ、これにより吸入空気量が調節され船
舶の速度が制御される。
When the steering angle is calculated, the target engine speed calculation module 201a in the electronic throttle valve control unit 201 is set by the user 11 and the estimated value Vg 'calculated by the ground speed calculation unit 202. A target engine speed is calculated based on the target ground speed. Further, the calculated target engine speed is input to the electronic throttle valve opening calculation module 201b,
Therefore, an appropriate electronic throttle valve opening is calculated based on the target engine speed, the current engine speed fed back from the outboard motor 21, and the amount of change in the engine speed. Then, the calculated electronic throttle valve opening degree is input to the electronic throttle valve device 211 in the outboard motor 21, where the opening / closing operation of the electronic throttle valve is performed according to the input value, whereby the intake air amount is adjusted. The speed of the ship is controlled.

【0035】つまり、航走制御システム2は、上記した
処理を繰り返し行うことで、船舶の針路や航走速度を適
切な状態に維持する。次に、図3に基づき、航走制御シ
ステム2の動作処理の流れを説明する。図3は、航走制
御システム2の動作処理を示すフローチャートである。
図3に示すように、まずステップS300に移行し、使
用者11の手により目標対地速度及び設定針路を入力し
てステップS302に移行する。
That is, the cruise control system 2 maintains the course and the cruise speed of the ship in an appropriate state by repeatedly performing the above-mentioned processing. Next, the flow of operation processing of the cruise control system 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation processing of the cruise control system 2.
As shown in FIG. 3, first, the process proceeds to step S300, the target ground speed and the set course are input by the user 11 and the process proceeds to step S302.

【0036】ステップS302では、目標エンジン回転
数の初期値を設定してステップS304に移行する。ス
テップS304では、対地速度算出部202において、
速度偏差VdをクリアしてステップS306に移行す
る。ステップS306では、対地速度算出部202にお
いて、圧力ログ12aから取得した対水速度VwとGP
S13aから取得した対地速度Vgとに基づき対地速度
信号Vgの推定値Vg’を算出してステップS308に
移行する。
In step S302, the initial value of the target engine speed is set, and the process proceeds to step S304. In step S304, the ground speed calculation unit 202
The velocity deviation Vd is cleared and the process proceeds to step S306. In step S306, the ground speed calculation unit 202 calculates the water speed Vw and GP acquired from the pressure log 12a.
The estimated value Vg ′ of the ground speed signal Vg is calculated based on the ground speed Vg acquired from S13a, and the process proceeds to step S308.

【0037】ステップS308に移行すると、オートパ
イロット制御部200において、船首方位検出装置10
aによって検出された船首方位及び使用者11によって
入力された設定針路に基づき適切な操舵角度を算出して
ステップS310に移行する。ステップS310では、
目標エンジン回転数算出モジュール201aにおいて目
標エンジン回転数補正率を算出してステップS312に
移行する。
When the process proceeds to step S308, the autopilot control unit 200 causes the bow heading detection device 10 to operate.
An appropriate steering angle is calculated based on the heading detected by a and the set course input by the user 11, and the process proceeds to step S310. In step S310,
The target engine rotation speed calculation module 201a calculates the target engine rotation speed correction rate, and the process proceeds to step S312.

【0038】ステップS312では、電子スロットル弁
開度算出モジュール201bにおいて電子スロットル弁
開度補正率を算出してステップS314に移行する。ス
テップS314では、目標エンジン回転数算出モジュー
ル201aにおいて、目標エンジン回転数補正率に基づ
き目標エンジン回転数を算出してステップS316に移
行する。
In step S312, the electronic throttle valve opening degree calculation module 201b calculates the electronic throttle valve opening degree correction rate, and the process proceeds to step S314. In step S314, the target engine rotation speed calculation module 201a calculates the target engine rotation speed based on the target engine rotation speed correction rate, and then proceeds to step S316.

【0039】ステップS316では、電子スロットル弁
開度算出モジュール201bにおいて、電子スロットル
弁開度補正率に基づき電子スロットル弁開度を算出して
ステップS318に移行する。ステップS318では、
電子スロットル弁開度算出モジュール201bにおいて
算出された電子スロットル弁開度に基づき電子スロット
ル弁装置211を制御してステップS320に移行す
る。
In step S316, the electronic throttle valve opening degree calculation module 201b calculates the electronic throttle valve opening degree based on the electronic throttle valve opening degree correction rate, and the process proceeds to step S318. In step S318,
The electronic throttle valve device 211 is controlled based on the electronic throttle valve opening calculated by the electronic throttle valve opening calculation module 201b, and the process proceeds to step S320.

【0040】ステップS320では、オートパイロット
制御部200において算出された操舵角度に基づきパワ
ーステアリング装置210を制御してステップS322
に移行する。ステップS322では、航走制御モードが
解除されたか否かを判定し、解除されたと判定された場
合(Yes)はステップS324に移行し、そうでない場合
(No)はステップS306に移行する。ここで、本実施の
形態においては、航走制御モードの設定によって、これ
を利用する設定(ON)にすると航走制御装置20によ
る自動操縦が行われ、利用しない設定(OFF)にする
と使用者による手動操作によって船舶が操縦されること
になる。
In step S320, the power steering device 210 is controlled based on the steering angle calculated by the auto-pilot control section 200, and step S322 is executed.
Move to. In step S322, it is determined whether or not the cruise control mode has been cancelled. If it is determined that the cruise control mode has been cancelled (Yes), the process proceeds to step S324, and otherwise.
(No) moves to step S306. Here, in the present embodiment, depending on the setting of the traveling control mode, when the setting (ON) of using the traveling control mode is set, the automatic control by the traveling control device 20 is performed, and when the setting is not used (OFF), the user is set. The vessel is maneuvered by the manual operation by.

【0041】ステップS324に移行した場合は、通常
制御に復帰して処理を終了する。更に、図4に基づき、
対地速度算出部202における対地速度Vgの推定値V
g’の算出処理の流れを説明する。図4は、対地速度算
出部202における対地速度Vgの推定値Vg’の算出
処理を示すフローチャートである。図4に示すように、
まずステップS400に移行し、圧力ログ12aによっ
てサンプリング周期Twにより対水速度Vwをサンプリ
ングしてステップS402に移行する。ここで、Twは
船舶の速度制御に適した周期になるように設定される。
When the process proceeds to step S324, it returns to the normal control and ends the process. Furthermore, based on FIG.
Estimated value V of the ground speed Vg in the ground speed calculation unit 202
The flow of g'calculation processing will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the calculation process of the estimated value Vg ′ of the ground speed Vg in the ground speed calculation unit 202. As shown in FIG.
First, the process proceeds to step S400, the water velocity Vw is sampled at the sampling period Tw by the pressure log 12a, and the process proceeds to step S402. Here, Tw is set so as to have a cycle suitable for speed control of the ship.

【0042】ステップS402では、GPS13aによ
って対地速度Vgのサンプリングが実行されたか否かを
判定し、実行されたと判定された場合(Yes)はステップ
S404に移行し、そうでない場合(No)はステップS4
06に移行する。ステップS404に移行した場合は、
対地速度算出部202は、サンプリングされた対地速度
Vgとサンプリング後に最初にサンプリングされた対水
速度Vwとの速度偏差Vdを算出してステップS406
に移行する。
In step S402, it is determined whether or not the ground speed Vg is sampled by the GPS 13a. If it is determined that the sampling has been performed (Yes), the process proceeds to step S404, and if not (No), step S4 is performed.
Move to 06. If the process proceeds to step S404,
The ground speed calculation unit 202 calculates the speed deviation Vd between the sampled ground speed Vg and the first sampled water speed Vw after sampling, and step S406.
Move to.

【0043】ステップS406に移行すると、対地速度
算出部202は、速度偏差Vdとサンプリングされた対
水速度Vwとを足し合わせて対地速度Vgの推定値V
g’を算出して処理を終了する。つまり、ステップS4
02において、GPS13aによって対地速度Vgのサ
ンプリングが実行された場合は、ステップS404の処
理を行い速度偏差Vdを算出し、対地速度Vgの前回の
サンプリング終了後で、且つ、新たなサンプリングが実
行されていない場合に、ステップS406に移行して前
回の対地速度Vgから算出された速度偏差Vdを用いて
推定値Vg’の算出を行う。
Upon proceeding to step S406, the ground speed calculating section 202 adds the speed deviation Vd and the sampled water speed Vw to the estimated value Vg of the ground speed Vg.
g ′ is calculated and the process is terminated. That is, step S4
In 02, when the ground speed Vg is sampled by the GPS 13a, the process of step S404 is performed to calculate the speed deviation Vd, and new sampling is executed after the previous sampling of the ground speed Vg is completed. If not, the process proceeds to step S406, and the estimated value Vg 'is calculated using the speed deviation Vd calculated from the previous ground speed Vg.

【0044】以上、対地速度算出部202において、圧
力ログ12aより速度のサンプリング周期の長いGPS
13aによって検出される対地速度Vgと圧力ログ12
aによって検出される対水速度Vwとを利用して、圧力
ログ12aと同じサンプリング周期で対地速度Vgの推
定値Vg’を算出するようにしたので、次のサンプリン
グまでの対地速度を補間することが可能となるので、高
価な対地速度検出装置を用いなくとも、潮流や風の影響
によって細かく変化する対地速度に対応することが可能
となり、また、この推定値Vg’を利用して対地速度制
御を行うことで精度の良い制御が可能となる。
As described above, in the ground speed calculating section 202, the GPS having a longer speed sampling period than the pressure log 12a is used.
Ground speed Vg and pressure log 12 detected by 13a
Since the estimated value Vg 'of the ground speed Vg is calculated in the same sampling cycle as the pressure log 12a by using the water speed Vw detected by a, the ground speed until the next sampling is interpolated. Therefore, it becomes possible to cope with the ground speed that changes minutely due to the influence of the tidal current and the wind without using an expensive ground speed detecting device, and the ground speed control using this estimated value Vg '. By performing the above, it is possible to perform accurate control.

【0045】ここで、図1及び図2に示す、対地速度算
出部202は、請求項6乃至請求項10記載の対地速度
検出装置に対応する。なお、上記実施の形態において
は、速度偏差Vdを用いて、対地速度の推定値Vg’を
算出するようにしているが、これに限らず、ニューラル
ネットワーク、ファジー推論及びCMACなどの他の演
算手法を利用して対地速度の推定値を算出するようにし
ても良い。
Here, the ground speed calculating section 202 shown in FIGS. 1 and 2 corresponds to the ground speed detecting device according to claims 6 to 10. In the above embodiment, the velocity deviation Vd is used to calculate the estimated value Vg ′ of the ground speed, but the present invention is not limited to this, and other calculation methods such as neural network, fuzzy inference, and CMAC are used. You may make it calculate the estimated value of ground speed using.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る対地
速度算出方法によれば、対地速度検出装置における対地
速度信号のサンプリング周期が、対水速度検出装置にお
ける対水速度信号のサンプリング周期よりも長い場合
に、対水速度検出装置によって検出された対水速度信号
と対地速度検出装置によって検出された対地速度信号と
に基づき、対地速度信号のサンプリング周期よりも短い
周期毎に対地速度信号の推定値を算出し、その算出結果
をその時点の対地速度信号の検出値とするようにしたの
で、対地速度が細かく変化するような状況において、サ
ンプリング周期の比較的長い対地速度検出装置を搭載し
た船舶でも、搭載された対地速度検出装置のサンプリン
グ周期より細かい周期で変化する対地速度情報の検出が
可能となる。また、本発明に係る対地速度算出装置は、
対地速度算出方法を実現するための装置であり、その効
果は重複するので記載を省略する。
As described above, according to the ground speed calculation method of the present invention, the sampling period of the ground speed signal in the ground speed detecting device is more than the sampling period of the water speed signal in the water speed detecting device. If the length is too long, based on the water speed signal detected by the water speed detection device and the ground speed signal detected by the ground speed detection device, the ground speed signal of the ground speed signal for each cycle shorter than the sampling cycle of the ground speed signal. Since the estimated value was calculated and the calculated result was used as the detection value of the ground speed signal at that time, a ground speed detection device with a relatively long sampling period was installed in a situation where the ground speed changes minutely. Even in a ship, it is possible to detect ground speed information that changes in a cycle smaller than the sampling cycle of the onboard ground speed detecting device. Further, the ground speed calculation device according to the present invention,
This is a device for realizing the ground speed calculation method, and its effects are duplicated, so description thereof will be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る航走制御システムの構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a cruise control system according to the present invention.

【図2】航走制御システム2の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a cruise control system 2.

【図3】航走制御システム2の動作処理を示すフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation process of the cruise control system 2.

【図4】対地速度算出部202における対地速度Vgの
推定値Vg’の算出処理を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a calculation process of an estimated value Vg ′ of a ground speed Vg in a ground speed calculation unit 202.

【図5】対地速度Vgと対水速度Vwと対地速度Vgの
推定値Vg’との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship among a ground speed Vg, a water speed Vw, and an estimated value Vg ′ of the ground speed Vg.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 航走制御システム 10 外部環境情報入力部 12 対水速度検出装置 12a 圧力ログ 13 対地速度検出装置 13a GPS 14 推進力制御装置 15 推進器 2 航走制御システム 20 航走制御装置 200 オートパイロット制御部 201 電子スロットル弁制御部 201a 目標エンジン回転数算出モジュール 201b 電子スロットル弁開度算出モジュー
ル 202 対地速度算出部 210 パワーステアリング装置 211 電子スロットル弁装置
1 Navigation Control System 10 External Environment Information Input Unit 12 Water Speed Detection Device 12a Pressure Log 13 Ground Speed Detection Device 13a GPS 14 Propulsion Control Device 15 Propulsion Device 2 Navigation Control System 20 Navigation Control Device 200 Autopilot Control Unit 201 electronic throttle valve control unit 201a target engine speed calculation module 201b electronic throttle valve opening calculation module 202 ground speed calculation unit 210 power steering device 211 electronic throttle valve device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B63H 25/04 G01P 3/00 G01P 3/00 G01S 15/60 G01S 15/60 B63H 21/26 N M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B63H 25/04 G01P 3/00 G01P 3/00 G01S 15/60 G01S 15/60 B63H 21/26 NM

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 船舶の地表に対する速度を検出する対地
速度算出方法であって、 前記船舶は、少なくとも、推進器と当該船舶の水面に対
する速度を検出する対水速度検出装置と当該船舶の地表
に対する速度を検出する対地速度検出装置とを備えてお
り、 前記対地速度検出装置における前記対地速度信号のサン
プリング周期が、前記対水速度検出装置における対水速
度信号のサンプリング周期よりも長く、 前記対水速度検出装置によって検出された対水速度信号
と前記対地速度検出装置によって検出された対地速度信
号とに基づき、前記対地速度信号のサンプリング周期よ
りも短い周期毎に前記対地速度信号の推定値を算出し、
この推定値をその時点の対地速度信号の検出値とするこ
とを特徴とする対地速度算出方法。
1. A ground speed calculation method for detecting a speed of a ship with respect to the ground surface, wherein the ship has at least a propulsion device and a water speed detection device for detecting a speed of the ship with respect to the water surface, and a ground speed of the ship. It has a ground speed detection device for detecting the speed, the sampling cycle of the ground speed signal in the ground speed detection device is longer than the sampling cycle of the water speed signal in the water speed detection device, the water Based on the ground speed signal detected by the speed detection device and the ground speed signal detected by the ground speed detection device, an estimated value of the ground speed signal is calculated for each cycle shorter than the sampling cycle of the ground speed signal. Then
A ground speed calculation method, wherein this estimated value is used as a detection value of a ground speed signal at that time.
【請求項2】 前記対地速度信号のサンプリング毎に対
地速度信号と対水速度信号の速度偏差を算出し、前記サ
ンプリングされた対水速度信号に前記速度偏差を加えた
値をその時点の対地速度信号の推定値として算出するこ
とを特徴とする請求項1記載の対地速度算出方法。
2. A speed deviation between a ground speed signal and a water speed signal is calculated for each sampling of the ground speed signal, and a value obtained by adding the speed deviation to the sampled water speed signal is a ground speed at that time. The ground speed calculation method according to claim 1, wherein the ground speed is calculated as an estimated value of the signal.
【請求項3】 前記推定値の算出はニューラルネットワ
ーク、ファジー推論及びCMAC(Cerebellar Model A
rithmetic Computer)のうち少なくとも一つを利用して
算出するようになっていることを特徴とする請求項1又
は請求項2記載の対地速度算出方法。
3. The neural network, fuzzy inference, and CMAC (Cerebellar Model A) are used to calculate the estimated value.
The ground speed calculation method according to claim 1 or 2, wherein the calculation is performed by using at least one of the rithmetic computers).
【請求項4】 前記船舶は、前記対水速度検出装置とし
て、水車式ログ、圧力式ログ、及び、電磁式ログのうち
少なくとも一を備えることを特徴とする請求項1乃至請
求項3のいずれか1項に記載の対地速度算出方法。
4. The boat according to claim 1, wherein the watercraft includes at least one of a water mill type log, a pressure type log, and an electromagnetic type log as the water speed detection device. Or the ground speed calculation method described in paragraph 1.
【請求項5】 前記対地速度検出装置は、GPS(Glob
al Positioning System)、又は、DGPS(Different
ial GPS)の機能を利用していることを特徴とする請求
項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の対地速度算出
方法。
5. The ground speed detecting device is a GPS (Glob).
al Positioning System) or DGPS (Different
5. The ground speed calculation method according to claim 1, wherein a function of ial GPS) is used.
【請求項6】 推進器と、自己の水面に対する速度を検
出する対水速度検出装置と、自己の地表に対する速度を
検出する対地速度検出装置と、を備えた船舶用の前記対
地速度の推定値を算出する対地速度算出装置であって、 前記対地速度信号のサンプリング周期が前記対水速度検
出装置における対水速度信号のサンプリング周期よりも
長いときに、前記対水速度検出装置によって検出された
対水速度と前記対地速度検出装置によって検出された対
地速度とに基づき、前記対地速度信号のサンプリング周
期よりも短い周期毎に前記対地速度信号の推定値を算出
するようになっていることを特徴とする対地速度算出装
置。
6. An estimated value of the ground speed for a ship, comprising a propulsion device, a water speed detection device for detecting a speed with respect to its own water surface, and a ground speed detection device for detecting a speed with respect to its own ground surface. A ground speed calculating device for calculating the ground speed signal, when the sampling period of the ground speed signal is longer than the sampling period of the water speed signal in the water speed detecting device, the pair detected by the water speed detecting device. Based on the water speed and the ground speed detected by the ground speed detecting device, an estimated value of the ground speed signal is calculated for each cycle shorter than the sampling cycle of the ground speed signal. A ground speed calculation device.
【請求項7】 前記対地速度信号のサンプリング毎に対
地速度信号と対水速度信号の速度偏差を算出し、前記サ
ンプリングされた対水速度信号に前記速度偏差を加えた
値をその時点の対地速度信号の推定値として算出するこ
とを特徴とする請求項6記載の対地速度算出装置。
7. A speed deviation between a ground speed signal and a water speed signal is calculated for each sampling of the ground speed signal, and a value obtained by adding the speed deviation to the sampled water speed signal is a ground speed at that time. The ground speed calculating device according to claim 6, wherein the ground speed calculating device calculates the signal as an estimated value.
【請求項8】 前記推定値の算出はニューラルネットワ
ーク、ファジー推論及びCMACのうち少なくとも一を
利用して算出するようになっていることを特徴とする請
求項6又は請求項7記載の対地速度算出装置。
8. The ground speed calculation according to claim 6 or 7, wherein the estimated value is calculated by using at least one of a neural network, fuzzy inference, and CMAC. apparatus.
【請求項9】 前記船舶は、前記対水速度検出装置とし
て、水車式ログ、圧力式ログ、及び、電磁式ログのうち
少なくとも一を備えることを特徴とする請求項6乃至請
求項8のいずれか1項に記載の対地速度検出装置。
9. The boat according to claim 6, wherein the watercraft includes at least one of a water turbine type log, a pressure type log, and an electromagnetic type log as the water speed detection device. Or the ground speed detecting device according to item 1.
【請求項10】 前記対地速度検出装置は、GPS、又
は、DGPSの機能を利用していることを特徴とする請
求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の対地速度検
出装置。
10. The ground speed detecting device according to claim 6, wherein the ground speed detecting device uses a function of GPS or DGPS.
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