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JP3057413B2 - 船舶の自動操船装置 - Google Patents

船舶の自動操船装置

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Publication number
JP3057413B2
JP3057413B2 JP7024332A JP2433295A JP3057413B2 JP 3057413 B2 JP3057413 B2 JP 3057413B2 JP 7024332 A JP7024332 A JP 7024332A JP 2433295 A JP2433295 A JP 2433295A JP 3057413 B2 JP3057413 B2 JP 3057413B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turning
dial
joystick lever
hull
ship
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP7024332A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08216989A (ja
Inventor
稔 安部
博行 織田
Original Assignee
三井造船株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 三井造船株式会社 filed Critical 三井造船株式会社
Priority to JP7024332A priority Critical patent/JP3057413B2/ja
Publication of JPH08216989A publication Critical patent/JPH08216989A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3057413B2 publication Critical patent/JP3057413B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H2025/026Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring using multi-axis control levers, or the like, e.g. joysticks, wherein at least one degree of freedom is employed for steering, slowing down, or dynamic anchoring

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジョイスティックレバ
ーと回頭ダイヤルを用いて船舶の移動、回頭および船首
方位の変更が可能な船舶の自動操船装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ジョイスティックレバーや回頭ダイヤル
を用いた従来の自動操船装置は、例えば、船舶の平行移
動中に船首方位を変更する場合、船首方位の保持モード
をセットするセットスイッチ等の操作が必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ジョイステ
ィックレバーや回頭ダイヤルの操作中に、それ以外の機
器、即ち、船首方位の保持モードをセットするセットス
イッチ等の操作は、非常に煩わしいという問題がある。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ジョイスティックレバーと回頭ダ
イヤルを操作するだけで、それらの操作状況に応じて船
の移動、回頭、船首方位などを簡単に制御できる自動操
船装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明に係る船
舶の自動操船装置は、CPPと、スラスタと、舵と、船
速検出器と、方位角速度検出器と、方位角検出器と、制
御演算装置を備えた船舶において、前記制御演算装置に
遠隔操作箱を接続させると共に、前記遠隔操作箱は、レ
バーの傾倒方向により船体の移動方向を設定し、レバー
の傾斜角により船体の移動速度を設定するジョイステッ
クレバーと、ダイヤルの回動方向が船体の回頭方向を設
定し、ダイヤルの回動量により回頭角速度を設定する回
頭ダイヤルとを備え、ジョイステックレバー及び回頭ダ
イヤルの両方が中立状態のとき船体の方位を保持し、ジ
ョイステックレバー及び回頭ダイヤルの両方が不中立状
態のとき船体を旋回させ、ジョイステックレバーが中立
状態、回頭ダイヤルが不中立状態のとき船体をその場回
頭させ、ジョイステックレバーが不中立状態、回頭ダイ
ヤルが中立状態のとき船体の方向保持しながら平行移動
させることをジョイステックレバーと回頭ダイヤルのみ
によって実現することを特徴とする。
【0005】
【作用】上記の構成により、操船者が、ジョイスティッ
クレバーと回頭ダイヤルを操作するだけで、船舶の移
動、回頭および船首方位を簡単に制御できる。
【0006】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明に係る自動操船装置の制御系統図で
あり、図示しない船体は、減速機1を備えた主機2によ
り駆動される推進プロペラ(1軸CPP)3と、バウス
ラスタ4と、スターンスラスタ5と、通常の舵6と、風
速検出器7と、風向検出器8と、船速(前後左右)を検
出する船速検出器9と、方位角速度検出器10と、方位
角検出器11と、制御演算装置12を備えている。
【0007】この制御演算装置12に接続させた可搬式
遠隔操作箱13は、ジョイスティックレバー14と、回
頭ダイヤル15と、システム操船ボタン16と、対水速
度保持ボタン17と、対風姿勢保持ボタン18を有して
いる。そして、船体の移動方向は、ジョイスティックレ
バー14の傾倒方向で与えられ、船体の移動速度は、ジ
ョイスティックレバー14の傾斜角に比例して与えられ
るようになっている。
【0008】また、ジョイスティックレバー14を中立
にしたまま回頭ダイヤル15を回動させることによって
設定された回頭角速度を保持しながら、その場回頭を行
うようになっている。また、回頭ダイヤル15の回動方
向は、船の回頭方向に相当し、回頭ダイヤル15の回動
の大きさは、回頭角速度に比例するようになっている。
【0009】一方、制御演算装置12は、図2に示すよ
うに、風速検出器7と、風向検出器8と、船速検出器9
と、方位角速度検出器10と、方位角検出器11から入
力したデータが異常か否かをチェックするデータチェッ
ク部121、このデータチェック部121がチェックし
たデータをフィルタリングするフィルタリング部12
2、ジョイスティックレバー14の傾倒方向や傾倒角度
及び回頭ダイヤル15の回動方向や回動角度に応じて船
舶の移動、回頭、船首方位の変更に必要な制御力を演算
するP.I.D制御力演算部123、P.I.D制御力
演算部123が計算した制御力を基に舵6と、バウスラ
スタ4と、スターンスラスタ5と、CPP3との推力配
分量を計算する推力配分演算部124、上記の舵6と、
バウスラスタ4と、スターンスラスタ5と、CPP3に
過負荷が加わるのを防ぐために推力変動軽減処理を行う
推力変動軽減部125から構成されている。
【0010】次に、上記の自動操船装置の作用について
説明する。 方位保持 制御演算装置12をスタートさせると、図3及び図4に
示すように、方位角速度検出器10や方位角検出器11
などのセンサーから方位角、方位角速度、風向、風速、
船速が入力する(n1)。
【0011】そして、操船者がシステム操船ボタン16
を押すと(n2)、システム操船モードがセットされる
(n3,n4)。そこで、船体20の船首方位を保持す
るために、操船者が、図5(a)に示すように、ジョイ
スティックレバー14を中立の位置にセットし、回頭ダ
イヤル15を中立の位置にセットすると(n5,n
6)、ジョイスティックレバー14の操作量は、傾倒方
向及び傾倒角度が共に『0』、回頭ダイヤル15の操作
量も回動方向及び回動角度が共に『0』であるから、
P.I.D制御力演算部123は、方位角速度検出器1
0の方位角速度データと方位角検出器11の方位角デー
タを基に船首方位を船首設定方位(ジョイスティックレ
バー14と回頭ダイヤル15を中立の位置にセットした
時の船首方向)に保持するに必要な制御力を演算する
(n7,n12)。
【0012】更に、P.I.D制御力演算部123が計
算した制御力を基に推力配分演算部124が舵6と、バ
ウスラスタ4と、スターンスラスタ5と、CPP3の推
力配分量を計算する(n13)。この場合は、ジョイス
ティックレバー14および回頭ダイヤル15の制御量が
共に『0』であるから、バウスラスタ4とスターンスラ
スタ5の推力だけが演算される。更に、推力変動軽減部
125が計算したバウスラスタ4とスターンスラスタ5
のスラスタ翼角を基にバウスラスタ4とスターンスラス
タ5のスラスタ翼角が制御され(n14,n15)、図
5(b)に示すように、船体20の船首方位が保持され
る(n16)。
【0013】 その場回頭 図6(a)に示すように、ジョイスティックレバー14
を中立の位置にセットし、回頭ダイヤル15を時計方向
に所定角度(+α)回動させると(n5,n6)、ジョ
イスティックレバー14の操作量は、傾倒方向及び傾倒
角度が『0』であるが、回頭ダイヤル15の操作量は、
『時計方向(右方向)に+a(°/sec)回動』となる
から、P.I.D制御力演算部123は、ジョイスティ
ックレバー14及び回頭ダイヤル15の操作量を基に船
体20をその場回頭するに必要な制御力を演算する(n
8,n12)。
【0014】更に、P.I.D制御力演算部123が計
算した制御力を基に推力配分演算部124が舵6と、バ
ウスラスタ4と、スターンスラスタ5と、CPP3の推
力配分量を計算する(n13)。この場合は、ジョイス
ティックレバー14の制御量が『0』で、回頭ダイヤル
15の制御量が『時計方向に+α(°/sec )回動』と
なるから、バウスラスタ4とスターンスラスタ5の推力
だけが演算される。
【0015】更に、推力変動軽減部125が計算したバ
ウスラスタ4とスターンスラスタ5のスラスタ翼角を基
にバウスラスタ4とスターンスラスタ5のスラスタ翼角
が制御され(n13,n14)、図6(b)に示すよう
に、船体20が、時計方向(右方向)に所定の回頭角速
度でその場回頭する(n16)。 旋回 図7(a)に示すように、ジョイスティックレバー14
を斜め右側に向けて倒すと(n5,n9)、ジョイステ
ィックレバー14の操作量は、『時計方向に+β°回
動、+γ°前倒』となり、回頭ダイヤル15の操作量
は、『時計方向(右方向)に+α(°/sec )回動』と
なるから、P.I.D制御力演算部123は、ジョイス
ティックレバー14及び回頭ダイヤル15の操作量を基
に船体20の旋回に必要な制御力を演算する(n10,
n12)。
【0016】更に、P.I.D制御力演算部123が計
算した制御力を基に推力配分演算部124が舵6と、バ
ウスラスタ4と、スターンスラスタ5と、CPP3の推
力配分量を計算する(n13)。更に、推力変動軽減部
124が計算した舵6、バウスラスタ4、CPP3の翼
角を基に舵6の回頭角、バウスラスタ4とスターンスラ
スタ5のスラスタ翼角、及び、CPP3のプロペラ翼角
が制御され(n14,n15)、図7(b)に示すよう
に、船体20が旋回中心Oを軸に右方向に旋回する。
【0017】 平行移動 図8(a)に示すように、ジョイスティックレバー14
を斜め右側に向けて倒すと(n5,n9)、ジョイステ
ィックレバー14の操作量は、『時計方向に+β°回
動、+γ°前倒』となり、回頭ダイヤル15の操作量
は、回動方向及び回動角度が共に『0』であるから、
P.I.D制御力演算部123は、ジョイスティックレ
バー14及び回頭ダイヤル15の操作量を基に船体20
の平行移動に必要な制御力を演算する(n11,n1
2)。
【0018】更に、P.I.D制御力演算部123が計
算した制御力を基に推力配分演算部124が舵6と、バ
ウスラスタ4と、スターンスラスタ5と、CPP3の推
力配分量を計算する(n13)。この場合は、回頭ダイ
ヤル15の操作量が『0』であるから、バウスラスタ4
とスターンスラスタ5とCPP3の推力が計算される。
更に、推力変動軽減部125が計算したバウスラスタ4
と、スターンスラスタ5と、CPP3の翼角を基にバウ
スラスタ3とスターンスラスタ5のスラスタ翼角、及
び、CPP3のプロペラ翼角が制御され(n14,n1
5)、図8(b)に示すように、船体20が右斜め前方
に向けて平行移動する。
【0019】ところで、理解し易いように、ジョイステ
ィックレバー14及び回頭ダイヤル15の操作状態と制
御モードとの関係を『表』にすると、次表のようにな
る。そして、ジョイスティックレバー14及び回頭ダイ
ヤル15の操作状態と船舶20の移動、回頭、旋回方向
との関係を作図すると、図9に示すようになる。
【0020】 上記の説明では、通常の舵6を用いる場合について説明
したが、例えば、シリング舵などの特殊な舵6aを用い
る場合は、必ずしもスタンスラスタ5を必要としない。
【0021】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、操船者
は、操船中、ジョイスティックレバーと回頭ダイヤルの
操作以外、操船モードを切り換えるための切換えスイッ
チや切換えボタンの操作を行わなくて済む。その結果、
操船者は、操船に関わる精神的、肉体的な負担が軽減さ
れ、他船の監視などに注意を向けられるので、航行中の
安全性などの向上が計られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動操船装置の制御系統図であ
る。
【図2】本発明の制御演算装置の制御ブロック図であ
る。
【図3】本発明の制御フローの前半部分を示す制御フロ
ー図である。
【図4】本発明の制御フローの後半部分を示す制御フロ
ー図である。
【図5】(a)方位保持する時のジョイスティックレバ
ーと回頭ダイヤルの状態を示す説明図である。 (b)方位保持状態下にある船舶の説明図である。
【図6】(a)その場回頭する時のジョイスティックレ
バーと回頭ダイヤルの状態を示す説明図である。 (b)その場回頭状態下にある船舶の説明図である。
【図7】(a)旋回する時のジョイスティックレバーと
回頭ダイヤルの状態を示す説明図である。 (b)旋回状態下にある船舶の説明図である。
【図8】(a)平行移動する時のジョイスティックレバ
ーと回頭ダイヤルの状態を示す説明図である。 (b)平行移動状態下にある船舶の説明図である。
【図9】ジョイスティックレバーと回頭ダイヤルの操作
状態と船舶の移動方向との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
3 CPP 4 バウスラス
タ 5 スターンスラスタ 6 舵 9 船速検出器 10 方位角速度
検出器 11 方位角検出器 12 制御演算
装置 13 遠隔操作箱 14 ジョイス
ティックレバー 15 回頭ダイヤル 16 システム
操船ボタン 20 船舶 121 データチ
ェック部 122 フィルタリング部 123 P.
I.D制御力演算部 124 推力配分演算部 125 推力変
動軽減部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−96096(JP,A) 特開 昭62−50296(JP,A) 特開 昭62−244794(JP,A) 特開 平2−200597(JP,A) 特開 昭62−101597(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63H 25/02 - 25/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPPと、スラスタと、舵と、船速検出
    器と、方位角速度検出器と、方位角検出器と、制御演算
    装置を備えた船舶において、前記制御演算装置に遠隔操
    作箱を接続させると共に、前記遠隔操作箱は、レバーの
    傾倒方向により船体の移動方向を設定し、レバーの傾斜
    角により船体の移動速度を設定するジョイステックレバ
    ーと、ダイヤルの回動方向が船体の回頭方向を設定し、
    ダイヤルの回動量により回頭角速度を設定する回頭ダイ
    ヤルとを備え、ジョイステックレバー及び回頭ダイヤル
    の両方が中立状態のとき船体の方位を保持し、ジョイス
    テックレバー及び回頭ダイヤルの両方が不中立状態のと
    き船体を旋回させ、ジョイステックレバーが中立状態、
    回頭ダイヤルが不中立状態のとき船体をその場回頭さ
    せ、ジョイステックレバーが不中立状態、回頭ダイヤル
    が中立状態のとき船体の方向保持しながら平行移動させ
    ることをジョイステックレバーと回頭ダイヤルのみによ
    って実現することを特徴とする船舶の自動操船装置。
JP7024332A 1995-02-13 1995-02-13 船舶の自動操船装置 Expired - Lifetime JP3057413B2 (ja)

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JPH08216989A JPH08216989A (ja) 1996-08-27
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